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| N r n b e r g |
| Schwingungsdämpfer |
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Sind zwei Bauteile, z. B. zwei Fanrzeugteile, über eine sehr weiche Feder, z. B.
eine Luftfeder mit geringem Innendruck, gegeneinander abgestützt und erhält das
eine Bauteil einen Erregerstoß, sc treten im Augenblick des Stoßes zwischen beiden
Bauteilen hohe Relativbeschleunigungen und hohe Relativgeschwindigkeiten bei großer
Amplitude auf. Im Resonanzfall liegen @ei sehr weichen Federn relative Schwingungen
zwischen den beiden Bauteilen mit geringer Frequenz und damit kleinen Schwinggeschwindigkeiten
vor.
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Diese Zusammenhänge stellen an einen Schwingungsdämpfer, der bei zwei
sehr weich gegeneinander abgefederten Bauteilen angewendet werden soll, ganz bestimmte
Anforderungen. beine Dämpfungskraft soll so groß sein, daß sie den Resonanzfall
verhindern kann und eine Schwingung rasch abklingen läßt.
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Anaererseits soll sie im Augenblick des Stoßes klein sein, damit der
Schwingungsdämpfer den Stoß nicht zwischen den gefederten Bauteilen überträgt und
die sehr weiche Feder blockiert. Bin Schwingungsdämpfer für sehr weiche Federn soll
desnalb eine mit steigender helativgeschwindigkeit zwischen den gegeneinander gefederten
Bauteilen abnehmende Lämpfungskraft, also eine fallende Charakteristik, oder zu-
| inc. est eine ansteigende Däu, jjfungskraft, also eine konstante |
| z,-Liic, est !) ä, |
| L |
| Charakteristik, haben. |
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Diese Anforderungen können bekannte hydraulische Schwingungsdämpfer
nicht erfüllen, bei denen eine Flüssigkeit drosselnd zwischen zwei Druckräumen verdrängt
wird. Diese hydraulischen Schwingungsdämpfer haben eine ansteigende Charakteristik.
Sie sind in ihrer Dämpfungsleistung temperaturabhängig und schließlich sind sie
bei kleinen Dämpfungskräften in ihrer Dämpfungsleistung besonders schwankend. Aus
diesen Gründen befriedigen hydraulische Schwingungsdämpfer nicht, wenn sie zusammen
mit sehr weichen Federn angewendet werden.
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Für sehr weiche Federn sind bekannte : Schwingungsdämpfer besser geeignet,
die mit mechanischer Reibung arbeiten und bei denen zwei feste Körper mit Reibbelägen
unter Anpreßdruck gegeneinander reiben, wodurch Schwingungsenergie in War. le umgesetzt
wird, die in geeigneter preise abzuführen ist. Die bekannten Reibungsdämpfer haben
zwar eine konstante Dämpfungscharakteristik, sie haben aber den Nachteil, daß die
Reibbeläge rasch verschleißen. Dadurch müssen die Reibbeläge der festen Reibkörper
oft erneuert werden. Vor allem ändert sich aber mit der Abnutzung der Reibbeläge
die Charakteristik der mechanischen Schwingungsdämpfer.
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Die Neuerung will einen Schwingungsdämpfer aufzeigen, der besser als
hydraulische Schwingungsdämpfer für sehr weiche Federn geeignet ist, aber auch nicht
die Nachteile der bekannten mechanischen Schwingungsdämpfer hat.
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Demgemäß betrifft die Neuerung einen Schwingungsdämpfer zum Dämpfen
der Schwingungen von Bauteilen, insbesondere
| Fahrzeugteilen, die sehr weich gegeneinander abgefedert |
| Z |
| I i |
| sind, mit gegeneinander drehbaren Reibkörpern. Die Neuerung |
| ; |
| besteht darin, daß sich zwischen den Reibkörpern eine noch- |
| viskose Flüssigkeit, ein Granulat oder ein Gemisch von bei- |
den befindet.
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Bei einem Schwingungsdämpfer gemäß der Neuerung findet keine Verdrängung
der hochviskosen Flüssigkeit, des Granulat oder des Gemisches von beiden statt.
Es tritt eine reine Oberflächenreibung zwischen den Reibscheiben einerseits und
der hochviskosen Flüssigkeit, dem Granulat oder dem Gemisch von beiden ein. Der
Schwingungsdämpfer hat dadurch eine konstante Charakteristik und ist für sehr weich
gegeneinander abgefederte Bauteile besser geeignet als die bekannten hydraulischen
Schwingungsdämpfer. Die Reibung zwischen den Reibkörpern einerseits und der hochviskosen
Flüssigkeit, dem Granulat oder dem Gemisch von beiden andererseits ist aber so,
daß die Reibkörper weniger dem Verschleiß unterworfen sind als die Reibkörper bei
bekannten Reibungsdämpfern. Besonders vorteilhaft ist die Mischung aus hochviskoser
Flüssigkeit und Granulat, weil durch die Flüssigkeit die Reibkörper in besonderem
Maße gegen Verschleiß gesichertsind. Schließlich kann durch das Maß der Beimengung
von Granulat zur Flüssigkeit die Dämpfungskraft beeinflußt werde Die besonderen
Vorteile des Gemisches aus hochviskoser Flüssigkeit und Granulat schließen aber
nicht aus, daß bei manchen Anwendungsfällen allein mit hochviskoser"Flüssigkeit
oder einem Granulat auszukommen ist.
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Außer den bereits erwähnten bekannten Schwingungsdämpfern ist auch
noch ein hydraulischer Schwingungsdämpfer bekannt geworden, bei dem ein Kolben in
einer. Ölfüllung, die mit
Eisenspänen durchsetzt ist, bewegbar ist,
wobei die Beiegun des Kolbens durch eine die Zähigkeit der Füllung verändernd elektromagnetische
Einrichtung mehr oder weniger gebremst wird. Dieser Schwingungsdämpfer arbeitet
elektromagnetisch und außerdem mit Flüssigkeitsverdrängung, also nach einem anderen
Prinzip als der Schwingungsdämpfer der Neuerung.
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Um möglichst große Reibflächen zu haben, schlägt die Neuerung weiter
vor, daß konzentrisch mit radialem Abstand ineinandersteckende Zylinder wechselweise
in einer von zwei gegeneinander drehbaren Scheiben eingesetzt sind, wobei sich zwischen
den Zylindern und den Scheiben die hochviskose Flüssigkeit, das Granulat oder das
Gemisch von beiden befindet.
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Gemäß einem weiteren Neuerungsmerkmal drückt eine Feder die beiden
Scheiben gegeneinander, so daß in der hochviskosen Flüssigkeit, dem Granulat oder
dem Gemisch von beiden stets der gleiche Druck herrscht.
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Die Verbindung des Schwingungsdämpfers mit den beiden geger einander
gefederten Bauteilen kann so erfolgen, daß die eine Scheibe direkt am einen der
gegeneinander gefederten Bauteile befestigt ist, während das andere Bauteil über
eine Kurbel an der anderen Scheibe des Schwingungsdämpfers angreift. Es können aber
auch beide gegeneinander abgefederten Bauteile über gegeneinander schwenkbare Kurbeln
| an einer Scheibe des Schwingungsdämpfers angreifen. |
| í |
| Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in Fig. 1 der |
| Zeichnung schematisch und im Schnitt dargestellt. In |
Fig. 2,3 sind die beiden Möglichkeiten zur Befestigung des Schwingungsdämpfers der
Fig. 1 dargestellt.
| I,' |
| Die beiden Reibscheiben 1,2 sind mit mehreren konzentrisch |
| und mit radialem Abstand ineinandersteckenden Zylindern 3,4 |
versehen, die wechselweise mit einer der beiden Reibscheiben 1,2 verbunden sind,
derart, daß der innerste Zylinder 3 an der einen Scheibe 1, der nächstgrößere Zylinder
4 an der anderen Scheibe 2, der wiederum nächstfolgende Zylinder 3 an der Scheibe
1, der wiederum nächstfolgende Zylinder 4 an der Scheibe 2 usw. befestigt sind.
Die Zylinder 3,4 sind an den Enden, die ihrer Scheibe abgekehrt sind, offen und
haben keine Berührung mit ihrer Gegenscheibe. Die beiden äußersten Zylinder 3a,
4a sind durch Dichtungen 5, 6 gegeneinander abgedichtet und schließen den Raum zwischen
den Reibscheiben 1,2, in dem sich die Zylinder 3,4 befinden, nach außen dicht ab.
An der Reibscheibe 1 ist ein mittlerer Bolzen 7 befestigt, der konzentrisch durch
die Zylinder 3,4 und die andere Reibscheibe 2 hindurchgeführt ist. Auf dem aus der
Reibscheibe 2 herausragenden Ende ist ein Federwiderlager 8 befestigt. Zwischen
dem Federwiderlager 8 und der Reibscheibe 2 ist eine Druckfeder 9 angeordnet, die
den Bolzen 7 umgibt. Auf der Scheibe 2 ist eine Dichtungskappe 10 befestigt, die
den Durchtritt des Bolzens 7 durch die Scheibe 2 abdichtet. Der Raum-zwischen den
Reibscheiben 1,2 und den Außenzylindern 3a, 4a ist vollständig mit einem Gemisch
aus einer hochviskosen Flüssigkeit und einem Granulat angefüllt. Die als Schraubenfeder
ausgebildete Druckfeder 9 bewirkt, daß im Gemisch stets der gleiche Druck herrscht
und durch Leckverluste u. dgl. keine Hohlräume entstehen, indem die Reibscheiben
1,2 von der Feder stets so weit einander genähert gehalten werden, wie es das Gemisch
aus Flüssigkeit
und Granulat gegebenenfalls unter der möglichen
Kompression zuläßt.
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Jede Reibscheibe 1, 2 kann am einen Ende einer Kurbel 11, 12 befestigt
sein, deren anderes Ende an einem der gegeneinander abgefederten Bauteile 13, 14
angelenkt ist (Fig. 1,2).
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Statt dessen kann die eine Reibscheibe am einen Bauteil unmittelbar
befestigt sein, während das andere Bauteil über eine Kurbel 15 und einen Lenker
16 auf die andere Reibscheibe einwirkt. In beiden Fällen werden die Reibscheiben
1,2 mit den ihnen zugehörigen Zylindern gegeneinander gedreht, wenn sich die Bauteile
13,14 einander nähern oder voneinander entfernen. Dabei drehen sich die Zylinder
3,4 in dem Gemisch aus hochviskoser Flüssigkeit und Granulat, und die Reibung zwischen
dem Gemisch einerseits und den Zylindern 3, 4 sowie den Reibscheiben 1, 2 andererseits
dämpft die Relativbewegungen zwischen den Bauteilen 13,14 unabhängig von der Größe
und der Geschwindigkeit des Ausschlages.
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Sind die Scheiben 1,2 groß genug, so kann die Zahl der Zylinder 3,4
verkleinert werden oder es kann ganz auf die Zylinder 3,4 verzichtet werden, so
daß dann der Schwingung dämpfer nur die beiden Reibscheiben 1,2 und die äußeren
Dichtungszylinder 3a, 4a aufweist. Je kleiner die Fläche der Reibscheiben 1,2 ist,
desto mehr und gegebenenfalls längere Zylinder 3,4 müssen vorgesehen werden.
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Da insbesondere bei Fahrzeugen in Leichtbauweise sehr weiche Federn
angewendet werden, ist das vorzugsweise Anwendungsgebiet des Gegenstandes der Neuerung
der Fahrzeugbau.