DE1286821B

DE1286821B - Vibration damper system

Info

Publication number: DE1286821B
Application number: DE1967D0054169
Authority: DE
Inventors: Buschmann; Dr Emil; Gaebler; Dipl-Ing Gerhard; Dr Gustav-Adolf; Sperling
Original assignee: DB BUNDESBAHN ZENTRALAMT
Current assignee: DB BUNDESBAHN ZENTRALAMT
Priority date: 1967-09-21
Filing date: 1967-09-21
Publication date: 1969-01-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwingungsdämpfersystem mit einer Tragfeder, der mindestens zwei getrennte hydraulische Dämpfer verschiedener Dämpfungskraft parallel geschaltet sind.The invention relates to a vibration damper system with a suspension spring, the at least two separate hydraulic dampers with different damping forces are connected in parallel.

Bekannt sind Stoßdämpfer verschiedener Wirkungsart und Arbeitsweise, z. B. Reibungsstoßdämpfer oder Flüssigkeitsstoßdämpfer verschiedenster Konstruktion. Bekannt sind auch Dämpferkonstruktionen, die in Verbindung mit elastischen, im Innern des Dämpfers angeordneten Medien (z. B. Gaspolster) arbeiten. Solche Dämpfer wurden entwickelt, um vorzugsweise die geschwindigkeitsabhängigen Dampferkräfte in hydraulischen Dämpfern bei großen Schwingfrequenzen niedriger zu halten als bei kleinen Frequenzen mit ihren meist größeren Amplituden. -Allen diesen bekannten Dampferbauarten ist eigentümlich, daß sie entweder im Bereich kleiner Frequenzen insbesondere unterhalb der Eigenfrequenz des Schwingungssystems befriedigend starke Dämpfung erreichen lassen, dann jedoch im Bereich hoher Frequenzen zu starke Dampferwirkung haben, die als störende, der Federung parallel geschaltete Kraftbrücke wirkt. Wird der Dämpfer so mit dem schwingenden System abgestimmt, daß die dämpfende Wirkung im Bereich hoher Frequenzen günstig ist, dann ist die dämpfende Wirkung im Bereich kleiner Frequenzen unzureichend. Ursache dieser Gegebenheiten ist, daß die in einer gegebenen Dampfereinheit konstruktiv festliegenden wirkenden Flächen bei verschieden schnellen Bewegungen und verschieden langen Wegen nur ganz bestimmte konstruktiv bedingte Dampferkräfte ergeben. Diesem Nachteil ist auch nicht damit zu begegnen, daß, wie es verursacht wurde, mehrere Dämpfer nebeneinander (parallel) einem schwingenden Federsystem zugeordnet werden, da sich die Wirkungen mehrerer Dämpfer dann praktisch addieren und überlagern.Shock absorbers of various types and modes of operation are known, z. B. Friction shock absorbers or liquid shock absorbers of various designs. Also known are damper constructions that, in conjunction with elastic, inside of the damper arranged media (e.g. gas cushions) work. Such dampers were designed to preferentially the speed-dependent steam forces in hydraulic To keep dampers at high vibration frequencies lower than at low frequencies with their mostly larger amplitudes. -All these well-known types of steamers peculiar that they are either in the range of low frequencies, especially below achieve sufficiently strong damping of the natural frequency of the vibration system leave, but then have too strong a dampener effect in the range of high frequencies, which acts as a disruptive force bridge connected in parallel to the suspension. Will the Dampers matched with the vibrating system that the damping effect in the If the range of high frequencies is favorable, then the dampening effect is in the range low frequencies insufficient. The cause of these facts is that the in a given steam unit structurally fixed effective surfaces with different fast movements and different lengths of way only very specific constructive conditional damper forces result. This disadvantage cannot be countered by that, as it was caused, several dampers side by side (parallel) one vibrating Spring system can be assigned, since the effects of several dampers are then practical add and superimpose.

Bekannt sind auch Dämpfer mit einem mit Drosselbohrungen versehenen Hauptkolben zur Dämpfung der niederfrequenten Schwingungen mit großer Amplitude und einem in diesem Kolben angeordneten zusätzlichen Kolben für die Dämpfung hochfrequenter Schwingungen mit kleineren Amplituden. Solche Dampferbauarten konnten den gewünschten Effekt nicht bringen, weil sie einmal keine Lagekorrekturglieder für den kleinen Dampferkolben im großen Kolben kennen und überdies die Wirkung vorgesehener Drosselbohrungen zwischen Innenraum und Außenraum des großen Dampferkolbens keine Vorrichtungen enthalten, die gegen Ende des Weges des kleinen Kolbens im großen Kolben die Dampferkraft etwa einer Exponentialkurve folgend ansteigen lassen.Also known are dampers with one provided with throttle bores Main piston for damping low-frequency vibrations with large amplitudes and an additional piston arranged in this piston for high-frequency damping Vibrations with smaller amplitudes. Such types of steamers could do the desired Doesn't have any effect because they don't have any position correction elements for the little one Know the steam flask in the large flask and also the effect of the intended throttle bores contain no devices between the interior and exterior of the large steam flask, which towards the end of the path of the small piston in the large piston the steam force about increase following an exponential curve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese`-Nachteile zu vermeiden.The invention is based on the object of avoiding these disadvantages.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bereits vorgeschlagen worden einen hydraulischen Schwingungsdämpfer mit einem mit Drosselbohrungen versehenen Hauptkolben, der die niederfrequenten Schwingungen mit großer Amplitude dämpft und einen im Hauptkolben angeordneten Zusatzkolben, der die hochfrequenten Schwingungen mit kleineren Amplituden dämpft so auszubilden, daß die beiden Arbeitskammern des Zusatzkolbens mit denen des Hauptkolbens in Verbindung stehen und daß der mit einer Drosselöffnung versehene Zusatzkolben in an sich bekannter Weise durch gegeneinander wirkende Federn in seiner Mittelstellung gehalten wird.To solve this problem, a hydraulic one has already been proposed Vibration damper with a main piston provided with throttle bores, which the low-frequency vibrations with large amplitudes and dampens one in the main piston arranged additional piston, which the high-frequency vibrations with smaller amplitudes to train so that the two working chambers of the additional piston with those of the main piston are in communication and that the provided with a throttle opening Additional piston in a manner known per se by springs acting against one another in its Middle position is held.

Die Erfindung geht- einen anderen Weg, sie besteht darin, daß der auf die Hochfrequenzschwingungen kleinerer Amplitude ansprechende kleine Dämpfer mit Federn versehen ist, die seinen Kolben in der Mittelstellung halten, und daß die Tragfeder und die Dämpfer einen Endes an einem Hebel angelenkt sind.The invention goes a different way, it consists in the fact that the small dampers responsive to the lower amplitude high frequency vibrations is provided with springs that keep its piston in the middle position, and that the suspension spring and the damper are hinged at one end to a lever.

Es sind Federsysteme bekannt, bei denen ebenfalls ein Hebel zwei Federn, und zwar eine Zug- und eine Druckfeder über den Lastangriffspunkt hinaus verbindet, so daß der Schwinghebel sich um einen kräftefreibleibenden Punkt zwischen den beiden Angriffspunkten der Federn dreht, wenn die außen angreifende Kraft sich ändert. Abgesehen davon, daß es sich hier um ein Federsystem handelt, also ein System, in dem in den Federn gespeicherte Energie von diesen wieder abgegeben werden kann, im Gegensatz zu der Erfindung, bei der es sich um ein Dampfersystem handelt, in dem Bewegungsenergie nicht gespeichert, sondern in Wärme umgewandelt wird, besteht zwischen diesen beiden Anordnungen auch kein Zusammenhang, weil im Gegensatz zu dem bekannten Federsystem a) in dem Dampfersystem gemäß der Erfindung in den Anlenkpunkten Kräfte übertragen werden und b) der eine Dämpfer des Dampfersystems Rückstellfedern aufweist, die das Dampfersystem im Stadium der Ruhe immer wieder in die Mittellage bezogen auf den kleineren Dämpfer zurückführen.There are spring systems known in which a lever also has two springs, namely connecting a tension and a compression spring beyond the load application point, so that the rocker arm revolves around a force-free point between the two Points of application of the springs rotates when the external force changes. Apart from the fact that this is a spring system, i.e. a system in the energy stored in the springs can be released from them again, in contrast to the invention, which is a steam system, in the kinetic energy is not stored, but converted into heat there is also no connection between these two arrangements, because in contrast to the known spring system a) in the steam system according to the invention in the articulation points Forces are transmitted and b) one of the dampers of the steam system is return springs has, which the steamer system in the state of rest again and again in the central position based on the smaller damper.

Das Schwingungsdämpfersystem gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Auf der Tragfeder 1 ruht eine abgefederte Masse.The vibration damper system according to the invention is shown schematically in the drawing. A sprung mass rests on the suspension spring 1.

Die Tragfeder 1 ihrerseits ruht auf einer festen Unterlage (z. B. Achse eines Fahrzeuges). Der Tragfeder 1 sind zwei oder mehr hydraulische Dämpfer 2 und 3 parallel geschaltet, die ebenfalls auf der festen Unterlage ruhen. Ihre Kolbenstangen sind über die Gelenke 5 bzw. 6 mit einem Hebel 4 verbunden, der seinerseits gelenkig mit der abgefederten Masse in der Nähe der Tragfeder 1 verbunden ist. In einem der Dämpfer 3 sind die gegeneinander wirkenden Federn 7 angeordnet, die den Kolben des Dämpfers 3 in die Mittellage zurückführen.The suspension spring 1 in turn rests on a solid base (e.g. Axle of a vehicle). The suspension spring 1 are two or more hydraulic dampers 2 and 3 connected in parallel, which also rest on the solid base. Her Piston rods are connected via the joints 5 and 6 to a lever 4, which in turn is articulated to the sprung mass in the vicinity of the suspension spring 1. In one of the damper 3, the opposing springs 7 are arranged, which the Return the piston of the damper 3 to the central position.

Müssen Schwingungen hoher Frequenz mit ihren in der Regel kleinen Amplituden gedämpft werden, so setzt der große Dämpfer 2 diesen sehr schnellen Bewegungen -so große dämpfende Kräfte entgegen, daß -sein Kolben kaum bewegt wird. Der Gelenkpunkt 5 wirkt nicht vollständig, jedoch annähernd als Festpunkt. Demzufolge werden diese hochfrequenten Schwingungen im wesentlichen von dem kleinen Dämpfer 3 gedämpft, der bei den kleinen Amplituden auch hierfür in der Regel ausreicht. Treten Schwingungen mit geringer Frequenz und hierbei in der Regel größeren Amplituden auf, so wird der kleine Dämpfer 3 sehr schnell in eine Endlage gedrückt (gestrichelt gezeichnet), wobei durch die konstruktive Gestaltung dieses Dämpfers dafür gesorgt ist, daß die Dampferkräfte in dem kleinen Dämpfer gegen die Endlagen hin stark ansteigen, so daß die Endlage weich und nicht schlagartig erreicht wird. Nunmehr wirkt der Gelenkpunkt 6 als Festpunkt und der weiteren Federbewegung muß der Hebel 4 und damit der Kolben des großen Dämpfers 2 folgen. Der große Dämpfer tritt nunmehr in Aktion und dämpft mit den entsprechend größeren Kräften die große Amplitude der Schwingungen geringer Frequenzen.Must have high frequency vibrations with their usually small ones Amplitudes are damped, so the large damper 2 sets these very fast movements -such great damping forces counteract that -his piston is hardly moved. The pivot point 5 does not work completely, but approximately as a fixed point. As a result, these high-frequency vibrations are essentially damped by the small damper 3, which is usually sufficient for this with the small amplitudes. Vibrations occur with a low frequency and, as a rule, larger amplitudes, so will the small damper 3 pushed very quickly into an end position (shown in dashed lines), whereby the structural design of this damper ensures that the The damper forces in the small damper rise sharply towards the end positions, see above that the end position is reached softly and not suddenly. The pivot point is now effective 6 as a benchmark and the further spring movement must lever 4 and so that the piston of the large damper 2 follows. The big damper now kicks in Action and dampens the large amplitude of the with the correspondingly greater forces Low frequency vibrations.

In der Praxis werden sich naturgemäß entsprechend dem Vorhandensein von verschiedenen Schwingungen mit verschiedenen Amplituden und Frequenzen laufend Zwischenzustände in diesem Dämpfersystem einstellen. Das System hat jedoch dank der Federn 7 ständig das Bestreben, den Kolben des kleinen Dämpfers in seine Mittellage zurückzuführen, so daß der kleine Dämpfer immer wieder arbeitsfähig gemacht wird.In practice, they will naturally correspond to their presence of different vibrations with different amplitudes and frequencies Set intermediate states in this damper system. The system has thanks, however the springs 7 constantly strive to move the piston of the small damper into its central position due, so that the small damper is made operational again and again.

Es ist auch möglich, die Dämpfer 2 und 3 beiderseits der Tragfeder 1 so anzuordnen, daß der Hebel 4 zwischen den Gelenkpunkten 5 und 6 den Anlenkpunkt der Tragfeder 1 an der abgefederten Masse aufnimmt.It is also possible to have dampers 2 and 3 on both sides of the suspension spring 1 to be arranged so that the lever 4 between the hinge points 5 and 6 is the articulation point the suspension spring 1 receives on the sprung mass.

Claims

Claims: 1. Vibration damper system with a suspension spring to which at least two separate hydraulic dampers of different damping force are connected in parallel, characterized in that the small damper (3) which responds to the high-frequency vibrations of smaller amplitude is provided with springs (7), which in its piston hold the middle position, and that the suspension spring (1) and the damper (2, 3) are hinged at one end to a lever (4).

2. Vibration damper system according to claim 1, that the damping force of the small Damper (3) increases sharply towards both end positions.

3. Anti-vibration system according to claims 1 and 2, characterized in that the dampers (2, 3) on both sides the suspension spring (1) are arranged.