DE1625619A1

DE1625619A1 - Spring joint, especially cross spring joint with fluid damping

Info

Publication number: DE1625619A1
Application number: DE19671625619
Authority: DE
Inventors: Gerhard Klee
Original assignee: Samson Apparatebau AG
Current assignee: Samson Apparatebau AG
Priority date: 1967-12-05
Filing date: 1967-12-05
Publication date: 1970-08-06
Also published as: DE1625619B2

Description

F e d e r g e 1 e n k , i n s b e s o n d e r e K r e u z f e e1 e r g e 1 e n k m i t F 1 Ü s s i g k e i Ws d ä m p f u n g Die Erfindung betrifft ein Federgelenk, insbesondere ein Kreuzfedergelenk zur genauen, möglichst reibungsfreien Lagerun; beweglicher Teile oder Körper wie Hebel, Hebelarme, Stangen, Platten ad.dgl., wie sie z.13. bei Maß- und Regelgeräten oder sonstigen P'räzislonsvorrichtungen der Feinmechanik verwendet werden. Derartige Federgelenke zeichnen sich zwar durch sehr geringe Reibung und vernachlässigbar kleine Hysterese aus, haben aber infolgedessen auch nur eine sehr geringe natürliche Dämpfung, die zu unerwünschten Schwingungen oder Pendelungen der gelagerten Teile-führen kann. Um diesen Nachteil zu beheben, ist bereits vorgeschlagen worden, den schwingend gelagerten Teil oder Körper mit einer Flüssigkeitsdämpfung zu verbinden. Der Dämpfungsraum, in welchem sich die mehr oder weniger viskose Flüssigkeit befindet, muß zur Vermeidung von Verunreinigungen oder Verlusten der Flüssigkeit bei Bewegungen -des Gerätes oder durch Verdunstung nach außen dicht abgeschlossen sein. Die Verbindung der schwingend gelagerten Teile mit dem sich. entsprechend in der Dämpfungsflüssigkeit bewegenden Bremskörper muß daher flüssigkeitsdicht ausgebildet werden, wodurch sich die Reibung und die Hysterese der Lagerung wieder vergrö-ßernf was dem Sinn und 'Zweck eines solchen Federgelenks widerspricht.F e d e r g e 1 e n k, i n s b e s o n d e r e K r e u z f e e1 e The invention relates to a spring joint, in particular a cross-spring joint for precise, friction-free as possible Storage; moving parts or bodies such as levers, lever arms, rods, plates etc., as she z.13. for measuring and regulating devices or other precision devices used in precision engineering. Draw such spring joints is characterized by very low friction and negligibly small hysteresis, but as a result have only a very low natural damping that too unwanted oscillations or oscillations of the stored parts can lead. Around To remedy this disadvantage, it has already been proposed, the oscillating To connect part or body with a fluid cushion. The damping space, in which the more or less viscous liquid is, must be avoided of contamination or loss of liquid when moving the device or be sealed off from the outside by evaporation. The connection of the swinging stored parts with the. moving accordingly in the damping fluid Brake body must therefore be made liquid-tight, which reduces friction and the hysteresis of the storage again increases what the sense and purpose of a contradicts such a spring hinge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Federgelenk bzw. Kreuzfedergelenk mit Flüssigkeitsdämpfung zu schaffen, welches die Schwingungen des beweglich gelagerten Teiles ausreichend dämpft, ohne die ltciburg_ und Hystere2e der Lagerung zu vergrößern.- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine Blattfeder des Federgelenks aus einer elastisch biegsamen, membranförurigen Dichtungsplatte besteht, die einen die Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Dämpfungsraum abschließt und durch die hindurch der beweglich gelagerte Teil, z.Bä ein Schwinghebel oder Hebelarm, starr mit einer in die Dämpfungsflüssigkeit tauchenden Dämpfungsfalune oder sonstigen Bremskörper verbunden ist.The invention is based on the object of a spring joint or universal spring joint with liquid damping to create which the vibrations of the movably mounted Part sufficiently dampens without increasing the ltciburg_ and hysteresis of the storage. These The object is achieved in that at least one leaf spring of the The spring joint consists of an elastically flexible, membrane-shaped sealing plate, which closes a damping space containing the damping fluid and through through which the movably mounted part, e.g. a rocker arm or lever arm, rigid with a damping falune or other that is immersed in the damping fluid Brake body is connected.

Dadurch wird erreicht, daß praktisch keine zusätzliche Reibung und Hysterese auftritt, zumal sich die inembranförmige Dichtungsplatte an der Stelle der geringsten Bewegung des schwingenden Teiles befindet. Außerdem wird die Vorrichtung wesentlich vereinfv.cht, weil-ein und dasselbe elastische Element als Teil des Federgelenks und zugleich als flüssigkeitsdichter Abschluß des Dämpfungsraumes dient. Es ist daher auch eine sehr gedrängte*und platzsparende Bauart des 'Federgelenks nebst Dämpfungsvorrichtung möglich.This ensures that there is practically no additional friction and Hysteresis occurs, especially since the membrane-shaped sealing plate is in place the slightest movement of the vibrating part. In addition, the device essentially simplified because-one and the same elastic element as part of the spring hinge and at the same time serves as a liquid-tight seal for the damping space. It is hence also a very compact * and space-saving design of the 'spring joint' Damping device possible.

Praktisch kann ein solches Federgelenk oder Kreuzfedergelenk auf verschiedene Weise verwirklicht werden. Gemäß einer besonders einfachen und zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird der die mehr oder weniger viskose DämpfungsflüssiE;keitenthaltende Dämpfun gsraum in einem entsprechend hohl ausgebildeten Grundkörper untergebracht, der zugleich den Lagerkörper und Träger des Federgelenks bildet. Der beweglich gelagerte Teil, z.B. der Schwinghebel, kann an diesen Lagerkörper z.B. mit Hilfe von zwei Blattfedern angelenkt sein, zwischendenen der bewegliche Teil oder Hebel mit der elastisch biegsamen Dichtungsplatte- bzw. Membran und durch dieselbe hindurch mit der in die Dämpfungsflüssigkeit tauchenden D ämpfungsfahne verbunden ist. Gemäß einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung können anstelle der Blattfedern des Kreuagelenks auch Federdrähte oder ähnliche biegsame Elemente verwendet werden. Beispielsweise kann ein solcher Federdraht innerhalb des Därrtpfungsraumes des Lagerkörpers in der senkrechten Mittelachse der elastischen Dichtungsplatte oder Membran angeordnet und einerseits mit letzterer, andererseits mit dein Boden des Lagerkörpers oder mit einer biegsam auf dem Boden .befestigten Stütze verbunden sein. Bei einer solchen Ausführungsform der Erfindung kann der beweglich gelagerte Teil, Hebel od.dgl. nach _ allen Richtungen ausschwingen. In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.In practice, such a spring joint or cross-spring joint can be implemented in various ways. According to a particularly simple and expedient embodiment of the invention, the damping space containing the more or less viscous damping fluid is accommodated in a correspondingly hollow base body which at the same time forms the bearing body and support of the spring joint. The moveable one Part, e.g. the rocker arm, can be hinged to this bearing body, for example with the help of two leaf springs, between which the movable part or lever is connected to the elastically flexible sealing plate or membrane and through the same to the damping flag immersed in the damping fluid. According to a particularly simple embodiment of the invention, spring wires or similar flexible elements can also be used instead of the leaf springs of the cross joint. For example, such a spring wire can be arranged within the damping space of the bearing body in the vertical center axis of the elastic sealing plate or membrane and connected on the one hand to the latter, on the other hand to the bottom of the bearing body or to a flexible support attached to the floor. In such an embodiment of the invention, the movably mounted part, lever or the like can. swing out in all directions. In the drawing, the invention is illustrated in various embodiments, for example.

Fig. 1 zeigt schematisch in schaubildlicher Darstellung ein Kreuzfedergelenk für einen Hebel mit einer Flüssigkeitsdämpfung gemäß der Erfindung, Fit. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch den Lagerkörper mit Blick in Richtung des Pfeiles A nach Fig. 1, und Fig. 3 zeigt schematisch in einem senkrechten Schnitt eine vereinfachte Ausführungsform des Federgelenks mit Dämpfung gemäß der Erfindung.Fig. 1 shows a diagrammatic representation of a universal spring joint for a lever with a liquid damping according to the invention, Fit. 2 shows a vertical section through the bearing body looking in the direction of the arrow A according to FIG. 1, and FIG. 3 shows schematically in a vertical section a simplified one Embodiment of the spring joint with damping according to the invention.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform-der Erfindung ist_ein hohler Grund- öder Lagerkörper 1 mit einem Schwinghebel 2 durch zwei Blattfedern 3 verbunden.,- die- den Schwinghebel -an einer Lagerstelle in senkrechter ßichtunt; fesseln. Zwiscaeri dE:n beiden Dlattfedern 3 ist Über der Öff'-nung des hohlen Lagerkörpers -eine: elastisch biegsame, membranförmige Dichtungsplatte -- befestigt, deren Zentrum mittels eines Schraubenbolzens 5 mit dem Mittelteil des Schwinghebels 2 verbunden ist... When in Figures 1 and 2 illustrated embodiment-of the invention ist_ein hollow basic barren bearing body 1 with a rocker arm 2 by two leaf springs 3 are connected, - DIE the oscillating lever -an a bearing point in the vertical ßichtunt; bind. Zwiscaeri dE: n both leaf springs 3 is above the opening of the hollow bearing body - an elastically flexible, membrane-shaped sealing plate - attached, the center of which is connected to the middle part of the rocker arm 2 by means of a screw bolt 5.

Die membranförmige Dichtungsplatte 4 ist mittels eines Ringes 6 und Schrauben 7 auf dem Lagerkörper 1 befestigt. Dadurch wird der Schwinghebel 2 an seiner Lagerstelle in horizontaler Richtung gefesselt. Der von dem Hohlraum des Lagerkörpers 1 gebildete Dämpfungsraum 13 ist mit einer Dämpfungsflüssigkeit 8 mehr oder weniger gefüllt. In diese Dämpfungaflüssigkeit taucht eine Dämpfungsfahne y, welche mittels des Schraubenbolzens 5 starr mit dem mittleren Teil des Schwinghebels 2 verbunden ist. Die Durchführung dieser Verbindung durch die membranförmige Dichtungsplatte 4 erfolgt flüssigkeitsdicht,'und ebenso ist auch der Dämpfungsraum 13 durch die DiQhtungsplatte 4 flüssigkeitsdicht abgeschlossen. Die beiden Blattfedern 3 sind einerseits an den beiden Enden des sich über den Lagerkörper 1 erstreckenden Querstückes 14 des Sohwingliebels 2 und andererseits an"Vorsprüngen 12 des Lagerkörpers 1 mittels Halteplättchen 10 und Schrauben 11 befestigt. Die jeweils gewünschte Dämpfungsstärke kann auf einfache Weise: durch. die Menge der in den Dämpfungsraum 13 eingefüllten Dämpfungsflüssigkeit 8 geregelt werden, in welche die Dämpfungsfahne 9 dann je nachdem mehr oder weniger tief eintaucht. Wenn eine sehr starke Dämpfung gewünscht wird, so kann der Dämpfungsraum 13 so bemessen werden, daß sich die Dämpfungs-(ahne 9 mit geringem Spiel in ihm bewegt. Das Volumen der von der Dämpfungsfahne verdrängten Flüssigkeit: muß dann durch verhältnismäßig.enge Zwischenräume fließen, wobei höhere Strömungsgeschwindigkeiten und damit stärkere Dämpfungskräfte auftreten. Es ist auch möglich, gemäß einer Variante der Erfindung die Dämpfungsfahne in mehrere-parallele Lamellen aufzuteilen, die sich kammartig zwischen entsprechenden ortsfesten, im Dämpfungsraum angeordneten Lamellen bewegen. Selbstverständlich sind auch sonstige beliebige-Ausführungsformen der Dämpfungsfahne oder eines entsprechenden Bremskörpers im Rahmen der Erfindung möglich.The membrane-shaped sealing plate 4 is fastened to the bearing body 1 by means of a ring 6 and screws 7. As a result, the rocker arm 2 is tied at its bearing point in the horizontal direction. The damping space 13 formed by the cavity of the bearing body 1 is more or less filled with a damping liquid 8. A damping vane y is immersed in this damping fluid, which by means of the screw bolt 5 is rigidly connected to the central part of the rocker arm 2. This connection is carried out through the membrane-shaped sealing plate 4 in a liquid-tight manner, and the damping space 13 is also closed off in a liquid-tight manner by the sealing plate 4. The two leaf springs 3 are attached on the one hand to the two ends of the cross piece 14 of the swinging arm 2 extending over the bearing body 1 and on the other hand to "projections 12 of the bearing body 1 by means of retaining plates 10 and screws 11. The respective desired damping strength can be easily achieved through. the amount of damping fluid 8 filled into the damping space 13, into which the damping lug 9 then dips more or less deeply, depending on the situation. Ahne 9 moves with little play in it. The volume of the liquid displaced by the damping vane: must then flow through relatively.tight spaces, with higher flow velocities and thus stronger damping forces. It is also possible, according to a variant of the invention, to divide the damping vane into several -divide parallel slats that are comb-like move between corresponding stationary slats arranged in the damping chamber. Of course, other arbitrary embodiments of the damping vane or a corresponding braking body are also possible within the scope of the invention.

Bei der in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung ist ebenfalls ein Schwinghebet oder Schwingarm 20 in der Mitte einer elastischbiegsamen, membranförmigen Dichtungsplatte 21 befestigt, welche entsprechend Fig. 1 und 2 einen mehr oder weniger mit Dämpfungsflüssigkeit 8 gefüllten Dämpfungsraum 13 abdichtet, der in einem hohlen Lagerkörper 22 des Federgelenks vorgesehen ist. Mit dem Ende des Schwinghebels 20 ist durch die membranförmige Dichtungsplatte 21 hindurch eine Dämpfungsfahne 23 in Form eines Hohlkegels starr verbunden. Innerhalb dieses Hohlkegels 23 ist das Zentrum der Dichtungsplatte 21 durch einen Federdraht 24 gefesselt bzw. abgestützt, der an dem oberen Ende einer von unten in den Hohlkegel 23 ragenden Stütze 25 befestigt ist. Die Stütze 25 ist ihrerseits mittels eines biegsam federnden Fußteiles 26 an dem Boden des Dämpfungsraumes 13 bzw. des Lagerkörpers 22 befestigt, so daß sie den bei Bewegungen des Schwinghebels 20 auftretenden sehr klein-n Riegebewegungen folgen kann. Der Iiebel 20 kann sich bei dieser Ausführungsform des Federgelenks nach beliebigen Richtungen bewegen, wie in Fig. 3 durch die Pfeile 27 angedeutet worden ist. Das Federgelenk wirkt also gleichzeitig nach Art eines Kugelgelenks. Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele, sondern sie umfaßt alle Varianten im Rahmen der wesentlichen Erfindungsmerkmale.In the embodiment of the invention illustrated in FIG. 3 is also a rocking bed or arm 20 in the middle of an elastically flexible, membrane-shaped sealing plate 21 attached, which according to FIGS. 1 and 2 a more or less damping space filled with damping fluid 8 13, which is provided in a hollow bearing body 22 of the spring joint. The end of the rocker arm 20 is through the membrane-shaped sealing plate 21 through a damping lug 23 rigidly connected in the form of a hollow cone. Within this hollow cone 23 is the center of the sealing plate 21 by means of a spring wire 24 tied or supported, at the upper end of a from below in the hollow cone 23 protruding support 25 is attached. The support 25 is in turn by means of a flexible resilient foot part 26 on the bottom of the damping space 13 or of the bearing body 22 attached so that they occur during movements of the rocker arm 20 very small-n row movements can follow. The Iiebel 20 can in this embodiment move the spring joint in any direction, as shown in Fig. 3 by the arrows 27 has been indicated. The spring joint thus acts at the same time in the manner of a Ball joint. Of course, the invention is not limited to the above described and illustrated in the drawing embodiments, but it includes all variants within the framework of the essential features of the invention.

Claims

Patent claims #. 1. Spring joint, in particular cross-spring joint with fluid damping for precise, friction-free and low-vibration mounting of moving parts or bodies such as levers, lever arms or the like., Characterized in that at least one leaf spring of the spring joint consists of an elastically flexible, membrane-shaped sealing plate (4; 21) which closes a damping space (13) containing the damping fluid (8) and through which the movably mounted part, e.g. a lever (2; 20), is rigidly connected to a damping lug (g ; 23) is connected.

2. Spring joint according to claim 1, characterized in that the damping space (13) is arranged in a hollow bearing body (1) on which the movably besieged `feil, z.ß. the lever (2) by means of at least one perpendicular to the membrane plane of the elastic iron sealing plate (4) standing leaf spring (3) is articulated.

3. Spring joint according to claim 2, characterized in that there are two leaf springs (3) on both sides of the elastic sealing plate (4) in a through the vertical central axis thereof guided diametrical plane are arranged.

4. Spring joint according to claim 1, characterized characterized in that the damping space (13) -arranged in a hollow bearing body (22) to which the movably mounted part, e.g. the lever (2Q), by means of at least one arranged perpendicular to the membrane plane of the more elastic sealing plate (21,) Spring wire (24) is hinged.

5. Spring joint according to claim 4, characterized in that the spring wire (24) is arranged within the damping space (13) of the bearing body (22) in the vertical central axis of the elastic Diuhtungsplatte (21). . Spring joint according to claim 5, characterized in that the spring wire (24) connects the center of the elastic sealing plate (21) with a support (25) which is connected to a flexurally resilient foot part (26) on the floor of the damping chamber (13) or the hollow bearing body (22) is attached.