DE19647638A1

DE19647638A1 - Hydraulic damper for especially engine support bearings

Info

Publication number: DE19647638A1
Application number: DE1996147638
Authority: DE
Inventors: Hubert Pletsch
Original assignee: GMT Gummi Metall Technik GmbH
Current assignee: GMT Gummi Metall Technik GmbH
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1996-11-18
Publication date: 1998-05-28

Abstract

A hydraulic damper absorbs the shocks between two bodies (1,2) separated by a spring. The damper has two hydraulically linked liquid-filled chambers (K1,K2). When the two bodies are subjected to an positive load, the volume (V1) of the first chamber increases, and vice versa. When relieved of load the damper opening (9) displaces fluid from the first chamber to the second. When the two bodies are placed under positive load a valve (11) opening (10) allows fluid to be sucked from the second chamber into the first. The resistance to hydraulic flow is less under positive load than under reverse load.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikdämpfer nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a hydraulic damper according to the preamble of claim 1.

Bekannte Hydraulikdämpfer, beispielsweise ein aus der EP 0 057 774 B1 bekanntes hydraulisch gedämpftes Federelement, weisen mehrere mit Flüssigkeit gefüllte Kammern auf, die durch ein Drosselkanalsystem hydraulisch miteinander verbunden sind. Die Dämpfungswirkung beruht auf dem Flüssigkeitsaustausch zwischen den Kammern. Dabei wird beim Einfedern des Dämpferfederelements Flüssigkeit aus einer Kammer durch eine Drosselbohrung mit definiertem Strömungsquerschnitt hindurch in eine andere verdrängt und strömt beim anschließenden Rückfedern durch diese Bohrung wieder zurück. Infolge des der rückströmenden Flüssigkeit durch die Bohrung entgegengesetzten Widerstands wird das Rückfedern verzögert bzw. gedämpft. Beim Einfedern erfährt die durch die Drosselbohrung zu verdrängende Flüssigkeit den gleichen Widerstand.Known hydraulic dampers, for example one known from EP 0 057 774 B1 Hydraulically damped spring element, have several liquid-filled chambers on, which are hydraulically connected to each other by a throttle channel system. The The damping effect is based on the exchange of liquid between the chambers. Here is liquid from a chamber through a when the damper spring element is deflected Throttle bore with a defined flow cross section displaced into another and flows back through this hole when it springs back. As a result the resistance of the backflowing liquid through the bore the springback is delayed or damped. When compressed, it experiences through the Throttle bore to displace liquid the same resistance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikdämpfer zu schaffen, der Schwingungen und insbesondere Stöße, die zwei federnd gegeneinander abgestützte Körper bei Auslenkungen aus einer relativen Ruhelage zueinander erfahren, wirksam dämpft, so daß die Rückwirkung der Auslenkung eines Körpers auf den anderen möglichst gering ist. The invention has for its object to provide a hydraulic damper Vibrations and especially shocks, the two resiliently supported bodies experienced with deflections from a relative rest position to each other, effectively damped, so that the effect of the deflection of one body on the other is as small as possible.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst.This object is solved by the subject matter of claim 1.

Dabei weist ein Hydraulikdämpfer zur Stoß und Schwingungsdämpfung zwischen einem ersten und einem zweiten Körper, die federnd gegeneinander abgestützt sind, wenigstens eine erste und eine zweite Kammer auf, die mit Flüssigkeit gefüllt sind und miteinander kommunizieren, wobei sich das Volumen der ersten Kammer bei einem Einfedern der beiden Körper vergrößert und bei einem Rückfedern verkleinert. Beim Rückfedern der beiden Körper wird Flüssigkeit aus der ersten Kammer durch eine Drosselöffnung, die der rückströmenden Flüssigkeit einen definierten Durchflußwiderstand entgegensetzt, gegen den Drosselwiderstand in die zweite Kammer verdrängt und dadurch die gewünschte Dämpfungswirkung erzielt. Die Drosselöffnung wird im allgemeinen als einfache Drosselbohrung ausgeführt sein, kann jedoch grundsätzlich jede geeignete Gestalt und Querschnittsform besitzen.Here, a hydraulic damper for shock and vibration damping between one first and a second body, which are resiliently supported against each other, at least a first and a second chamber, which are filled with liquid and together communicate, the volume of the first chamber with a compression of the both bodies enlarged and reduced with a spring back. When the spring springs back Both bodies get liquid from the first chamber through a throttle opening that the back-flowing liquid opposes a defined flow resistance against displaced the throttle resistance in the second chamber and thereby the desired one Damping effect achieved. The throttle opening is generally considered to be simple Throttle bore can be carried out, however, in principle any suitable shape and Have cross-sectional shape.

Erfindungsgemäß weist der Dämpfer für die Strömungsfälle bei einem Einfedern und bei einem Rückfedern der beiden Körper, also für das Einströmen in die erste Kammer und beim Wiederausströmen unterschiedliche Durchflußwiderstände auf. Der Durchflußwider stand für das Einströmen durch die Drosselöffnung beim Einfedern ist kleiner als der Durchflußwiderstand für das Rückströmen beim Rückfedern; vorzugsweise ist er im Falle des Einfederns und Einströmens um ein Vielfaches kleiner als im Falle des Rückfederns und Rückströmens. Es wird ein weiches Einfedern der beiden geeignet gegeneinander federnd gelagerten Körper erzielt, da der erfindungsgemäße Dämpfer insbesondere bei starken Stößen weniger als bekannte Dämpfer zur Federhärte beiträgt. In einer bevor zugten Ausführungsform wird der Durchflußwiderstand für das Einströmen in die erste Kammer quasi zu "Null" gemacht, so das jeglicher Stoß von der Feder allein abgefangen wird, soweit dies überhaupt möglich ist.According to the invention, the damper for the flow cases with a compression and at a spring back of the two bodies, i.e. for the inflow into the first chamber and different flow resistances when flowing out again. The flow resistance stood for the inflow through the throttle opening during compression is smaller than that Flow resistance for backflow when springing back; preferably it is in the case of compression and inflow many times smaller than in the case of springback and backflow. It will be a soft deflection of the two suitably against each other spring-loaded body achieved because the damper according to the invention in particular strong impacts contribute less than known dampers to the spring hardness. In a before Preferred embodiment is the flow resistance for the inflow into the first Chamber quasi made to "zero", so that any shock absorbed by the spring alone as far as this is possible at all.

Zur Erzielung der vorgenannten, unterschiedlichen Durchflußwiderstände ist in einer Flüssigkeitsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer ein Ventil an geordnet, durch dessen Ventilöffnung bei einem Einfedern der beiden Körper Flüssigkeit aus der zweiten Kammer in die erste Kammer gesogen wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein einfaches Rückschlagventil zusätzlich zur Drosselöffnung vorgesehen, derart, daß beim Einfedern Flüssigkeit sowohl durch die Drosselöffnung als auch über das Ventil strömt, das Ventil im Falle der Rückströmung jedoch sperrt, um die gewünschte Dämpfungswirkung durch die Drossel alleine zu erhalten. Es kann allerdings auch ein Ventil vorgesehen sein, daß beide Funktionen, nämlich Drossel für den Fall des Rückströmens und quasi freier Durchfluß für den Fall des Einströmens, in sich vereinigt. Es soll einen möglichst verzugslosen Druckausgleich zwischen den beiden über das Ventil kommunizierenden Kammern im Falle des Einfederns und damit einhergehenden Einströmens in die erste Kammer zulassen.To achieve the aforementioned, different flow resistances is in one Fluid connection between the first and the second chamber on a valve ordered, through its valve opening when the two bodies compress, liquid is sucked from the second chamber into the first chamber. In a preferred one Embodiment of the invention is a simple check valve in addition to Throttle opening provided such that when compressing liquid both through the Throttle opening as well as flowing through the valve, the valve in the event of backflow however, locks to the desired damping effect by the throttle alone receive. However, a valve can also be provided that both functions, namely throttle for the case of backflow and quasi free flow for the case of inflowing, united in itself. It should have a pressure equalization that is as immediate as possible between the two chambers communicating via the valve in the event of compression and allow accompanying flow into the first chamber.

Obgleich im Grunde die Funktionen "Federn" und Dämpfen" durch unterschiedliche Bauteile erfüllt werden können, wird der erfindungsgemäße Hydraulikdämpfer vorzugs weise als integriertes Dämpfer-Federelement ausgeführt. In dieser Ausführung stellt er bereits ein in sich komplettes Lagerelement, beispielsweise für eine Motor- oder Fahr zeuglagerung dar. Das Dämpfer-Federelement weist ein mit dem ersten Körper verbind bares erstes Anschlußelement und ein mit dem zweiten Körper verbindbares zweites Anschlußelement auf. Ein blockartiges Federelement aus einem gummielastischen Material, vorzugsweise in der Form eines Konusfederelements, ist je mit dem ersten und dem zweiten Anschlußelement steif verbunden und bildet dabei selbst eine Wandung der ersten Kammer.Although basically the functions "springs" and damping "by different Components can be met, the hydraulic damper according to the invention is preferred as an integrated damper spring element. In this version, it provides already a complete bearing element, for example for an engine or driving The damper spring element has a connection to the first body bares first connection element and a second connectable to the second body Connection element on. A block-like spring element made of an elastic rubber Material, preferably in the form of a cone spring element, is with the first and rigidly connected to the second connection element and thereby forms itself a wall of the first chamber.

Eine Wandung der zweiten Kammer ist nachgiebig, vorzugsweise als Membranfeder, ausgebildet, die einer Verkleinerung des Kammervolumens allenfalls einen vernachlässig baren Widerstand entgegensetzt. Ein möglichst behinderungsfreies Einströmen in die erste Kammer kann dem Grunde nach jedoch auch geeignet in anderer Weise sichergestellt werden, obgleich die Ausbidung als Membranfeder, vorzugsweise als dünnwandige, elastische Membranwandung, eine bevorzugte Ausgestaltung darstellt. Dabei kann die zweite Kammer in der Art einer Blase ausgebildet sein, die durch Befüllen mit Flüssigkeit gegen ihre eigenen elastischen Rückstellkräfte gespannt wird, falls sie elastisch ist, und dadurch das Ausströmen der Flüssigkeit aus der zweiten in die erste Kammer noch zusätzlich unterstützt.One wall of the second chamber is flexible, preferably as a diaphragm spring, trained, the neglect of a reduction in the chamber volume at most opposed resistance. An unobstructed inflow into the first Basically, however, chamber can also be suitably ensured in another way although the formation as a diaphragm spring, preferably as a thin-walled elastic membrane wall, a preferred embodiment. The second chamber can be designed in the manner of a bubble by filling with liquid is tensioned against its own elastic restoring forces if it is elastic, and thereby the outflow of the liquid from the second into the first chamber additionally supported.

Es entspricht weiterhin einer bevorzugten Ausführungsform, daß eine die beiden Körper gegeneinander abstützende Feder durch den Hydraulikdämpfer vorgespannt wird, um einem Überschwingen beim Rückfedern entgegen zu wirken.It also corresponds to a preferred embodiment that one of the two bodies mutually supporting spring is biased by the hydraulic damper to counteract an overshoot when springing back.

Der Dämpfer nach der Erfindung, insbesondere in der integrierten Ausführung als Dämpfer-Federelement, findet vorzugsweise überall dort Verwendung, wo zwischen zwei gegeneinander abzustützenden Körpern stoßartige Belastungen auftreten, so bei der Lagerung von Motoren in Fahrzeugen und den Fahrzeuglagerungen selbst, beispielsweise zur Lagerung von Motoren schneller Schiffe und Boote oder der Lagerung von Schienen fahrzeugen. Beschränkt ist er auf diese Verwendung jedoch nicht.The damper according to the invention, especially in the integrated version as Damper spring element, is preferably used wherever between two bodies to be supported against each other, shock-like loads occur, so at Storage of engines in vehicles and the vehicle bearings themselves, for example for the storage of engines for fast ships and boats or the storage of rails vehicles. However, it is not restricted to this use.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:Preferred exemplary embodiments of the invention are described below with reference to figures explained. Show it:

Fig. 1 ein hydraulisch gedämpftes Gummifederelement in einem Längsschnitt, Fig. 1 a hydraulically damped rubber spring element in a longitudinal section;

Fig. 2 ein anderes hydraulisch gedämpftes Gummifederelement in einer Draufsicht und Fig. 2 shows another hydraulically damped rubber spring element in a plan view and

Fig. 3 das Gummifederelement nach Fig. 2 bei unterschiedlichen Lastzuständen je in einem Längsschnitt. Fig. 3 shows the rubber spring element according to Fig. 2 with different load conditions, each in a longitudinal section.

Die Figuren zeigen zwei beispielhafte Lagerelemente je in Form eines integrierten Hydraulikdämpfer-Federelements die im Folgenden stets nur Federdämpfer genannt werden.The figures show two exemplary bearing elements, each in the form of an integrated one Hydraulic damper spring element which is only called spring damper in the following will.

Der in Fig. 1 dargestellte Federdämpfer dient der Abstützung eines ersten Körpers 1 gegen einen zweiten Körper 2. Die beiden Körper 1 und 2 werden im wesentlichen entlang einer Mittellängsachse M des Federdämpfers relativ zueinander ausgelenkt, d. h. die Mittellängsachse M verläuft in Hauptstoßrichtung.The spring damper shown in FIG. 1 serves to support a first body 1 against a second body 2 . The two bodies 1 and 2 are essentially deflected relative to one another along a central longitudinal axis M of the spring damper, ie the central longitudinal axis M extends in the main direction of impact.

Der Federdämpfer ist mittels eines ersten Anschlußelements 3, 4, 5 mit dem ersten Körper 1 und mittels eines zweiten Anschlußelements 6, 7 mit dem zweiten Körper 2 form-kraftschlüssig durch Schrauben verbindbar; andere, zumindest bezüglich der Stoßrichtung steife Verbindungen sind grundsätzlich jedoch ebenfalls verwendbar.The spring damper can be connected to the first body 1 by means of a first connection element 3 , 4 , 5 and to the second body 2 by means of a positive connection by means of screws by means of a second connection element 6 , 7 ; other connections that are at least rigid with respect to the direction of impact can also be used in principle.

Bewegungen der Körper 1 und 2 relativ zueinander werden durch eine konusförmige Gummifeder 15, im folgenden Konusfeder genannt, federnd aufgefangen und durch einen integrierten Hydraulikdämpfer gedämpft. Die Form der Feder ist dem Anwendungsfall anzupassen. Die Konusfeder 15 wird im wesentlichen durch einen Konusring aus Vollmaterial gebildet mit einer in Fig. 1 oberen und einer unteren Mantelfläche, einer äußeren radialen Umfangsfläche und einer inneren radialen Ringfläche. Die obere und die untere Mantelfläche laufen von der radialen äußeren Umfangsfläche zur radialen inneren Ringfläche unter einem spitzen Winkel auseinander, so daß sich die Konusfeder 15 von außen nach innen verdickt.Movements of the bodies 1 and 2 relative to one another are absorbed by a conical rubber spring 15 , hereinafter referred to as a conical spring, and damped by an integrated hydraulic damper. The shape of the spring must be adapted to the application. The conical spring 15 is essentially formed by a conical ring made of solid material with an upper and a lower lateral surface in FIG. 1, an outer radial peripheral surface and an inner radial annular surface. The upper and lower lateral surfaces diverge from the radial outer circumferential surface to the radial inner ring surface at an acute angle, so that the conical spring 15 thickens from the outside inwards.

Die Konusfeder 15 ist an ihrer radialen äußeren Umfangsfläche auf eine Muffe 5 vulkanisiert. Ein Stutzen 4 ist einer Konusmantelfläche der Konusfeder 15 wie ein darauf gesetzter Deckel zugewandt. In seinem mittleren Bereich durchragt den Stutzen 4 eine Schraube 3, mittels der der erste Körper 1 am Stutzen 4 befestigt werden kann. Entlang seines äußeren Randes ist der Stutzen 4 flanschartig umgebogen und entlang des umgebo genen Randes gegen die Konusfeder 15 gepreßt. Hierzu ist die Muffe 5 über den umgebogenen Rand des Stutzens 4 gebördelt. Auf diese Weise wird eine flüssigkeitsdichte und zugfeste Verbindung zwischen der Konusfeder 15 und dem Stutzen 4 hergestellt.The conical spring 15 is vulcanized onto a sleeve 5 on its radial outer peripheral surface. A connecting piece 4 faces a conical outer surface of the conical spring 15 like a cover placed thereon. In its central area, a screw 3 projects through the connector 4 , by means of which the first body 1 can be attached to the connector 4 . Along its outer edge, the connecting piece 4 is bent like a flange and pressed against the conical spring 15 along the edge which is surrounded. For this purpose, the sleeve 5 is flanged over the bent edge of the nozzle 4 . In this way, a liquid-tight and tensile connection between the conical spring 15 and the nozzle 4 is made.

In die Konusfeder 15 eingelegt ist das zweite Anschlußelement. Das zweite Anschluß element ist zylindrisch mit einer Seitenwandung 6 und einer von der Zylinderseitenwan dung 6 nach außen umgebogenen, geschlossen ringförmigen Schulterfläche 7. Die Schulterfläche 7 ist mit gleichmäßig über ihren Umfang verteilt und symmetrisch zur Mittellängsachse M angeordneten Bohrungen versehen, um an der Schulterfläche 7 den zweiten Körper 2 beispielsweise mittels Schrauben befestigen zu können. Von der Schulterfläche 7 ragt die Seitenwand 6 zunächst senkrecht auf und erweitert sich dann konisch. Das zweite Anschlußelement kann auch als Balg bezeichnet werden. The second connection element is inserted into the conical spring 15 . The second connection element is cylindrical with a side wall 6 and one of the dung Zylinderseitenwan 6 outwardly folded, closed annular shoulder surface. 7 The shoulder surface 7 is provided with holes which are evenly distributed over its circumference and are arranged symmetrically to the central longitudinal axis M in order to be able to fasten the second body 2 to the shoulder surface 7, for example by means of screws. The side wall 6 initially projects vertically from the shoulder surface 7 and then widens conically. The second connection element can also be referred to as a bellows.

Die Konusfeder 15 und das zweite Anschlußelement 6, 7 aus einem im Vergleich zur Konusfeder 15 dünnen metallischen Platten- oder Blechmaterial werden in einem Arbeitsgang hergestellt und zusammengefügt, bei dem das vorgeformte Anschlußelement 6, 7 in die Gießform der Konusfeder eingelegt und mit der Konusfeder zusammen vulkanisiert wird. Vorzugsweise wird dabei auch gleich die Muffe 5 mit vulkanisiert. Vorbereitend wird auf die Innen- und Außenflächen der Seitenwandung 6 sowie die Innenflächen der Muffe 5 Bindemittel aufgetragen. Anschließend wird in der Form die Gummirohmasse gegen diese Flächen gedrückt und dann vulkanisiert. Das hierdurch entstehende Bauteil kann direkt oder nach Zwischenlagerung dem nächsten Arbeitsgang, dem Einfügen einer Trennwand 8, zugeführt werden.The conical spring 15 and the second connecting element 6 , 7 are made from a thin metal or sheet material compared to the conical spring 15 and are assembled in one operation, in which the preformed connecting element 6 , 7 is inserted into the mold of the conical spring and together with the conical spring is vulcanized. Preferably, the sleeve 5 is also vulcanized at the same time. Preparatory is applied to the inner and outer surfaces of the side wall 6 and the inner surfaces of the sleeve 5 binder. The raw rubber mass is then pressed against these surfaces in the mold and then vulcanized. The component created in this way can be fed directly or after intermediate storage to the next work step, the insertion of a partition 8 .

Der Dämpfer wird durch eine erste Kammer K₁ und eine zweite Kammer K₂ mit veränder baren Volumina V₁ und V₂ gebildet, die mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt sind und über Flüssigkeitsdurchgänge 9 und 10 in einer Trennwand 8 miteinander kommunizieren. Der Flüssigkeitsdurchgang 9 ist als Drossel mit exakt definiertem Strömungsquerschnitt ausgebildet, die stets offen ist. Um diesen zentralen Drosseldurchgang 9 sind über die Trennwand 8 verteilt mehrere weitere Flüssigkeitsdurchgänge 10 angeordnet. Der freie Strömungsquerschnitt dieser weiteren Durchgänge 10 beträgt ein Mehrfaches desjenigen der Drossel 9. Jeder der weiteren Durchgänge 10 ist verschließbar. Hierfür ist auf der Stirnfläche der Trennwand 8, die zur ersten Kammer K₁ weist, eine Scheibe 11 aus einem elastisch nachgiebigen Material derart befestigt, daß sie auf die Trennwand 8 drückend die weiteren Durchgänge 10 zumindest dann verschließt, wenn in der ersten Kammer K₁ ein höherer Druck als in der zweiten Kammer K₂ herrscht, und den Flüssigkeitsdurchgang möglichst wenig behindert, wenn sich die Druckverhältnisse in den beiden Kammern umgekehrt haben. Durch die weiteren Durchgänge 10 mit der laschenartigen Scheibe 11 wird somit ein Druckausgleichsventil für den Fall eines Unterdrucks in der ersten Kammer K₁ in Form eines einfachen Rückschlagventils geschaffen, das im Falle eines Überdrucks in der ersten Kammer einfach schließt.The damper is formed by a first chamber K ₁ and a second chamber K ₂ with variable volumes V ₁ and V ₂ , which are filled with a hydraulic fluid and communicate with one another via fluid passages 9 and 10 in a partition 8 . The liquid passage 9 is designed as a throttle with a precisely defined flow cross section, which is always open. Around this central throttle passage 9 , several further liquid passages 10 are arranged distributed over the partition 8 . The free flow cross section of these further passages 10 is a multiple of that of the throttle 9 . Each of the further passages 10 can be closed. For this purpose, a disk 11 made of an elastically resilient material is fastened on the end face of the partition 8 facing the first chamber K _{1 in} such a way that it presses on the partition 8 and closes the further passages 10 at least when in the first chamber K ₁ a higher pressure than in the second chamber K ₂ prevails, and prevents the passage of liquid as little as possible when the pressure conditions in the two chambers have reversed. Through the further passages 10 with the tab-like disc 11 , a pressure compensation valve is created in the form of a simple check valve for the event of a negative pressure in the first chamber K ₁ , which simply closes in the event of an excess pressure in the first chamber.

Die erste Kammer K₁ wird von der Innenfläche des Stutzens 4, der gegenüberliegenden oberen Mantelfläche der Konusfeder 15 und der Trennwand 8 umschlossen. Die erste Kammer K₁ ändert ihr Volumen somit unmittelbar in Abhängigkeit von der Auslenkung zwischen den beiden derart gegeneinander abgestützten Körper 1 und 2. The first chamber K ₁ is enclosed by the inner surface of the connecting piece 4 , the opposite upper lateral surface of the conical spring 15 and the partition 8 . The first chamber K ₁ thus changes its volume directly as a function of the deflection between the two bodies 1 and 2, which are supported against one another in this way.

Die zweite Kammer K₂ wird durch den Innenraum einer elastischen Membranwandung 14 gebildet, die durch die gleiche Trennwand 8 von der ersten Kammer K₁ abgeteilt ist. Die Membranwandung 14 ist in einem Gießgang mit der Konusfeder 15 gefertigt, deren radiale innere Ringfläche sie fortsetzt und dabei eine Blase, vorzugsweise eine elastische Blase, für die darin enthaltene Flüssigkeit bildet. Die Membran 14 wird von der Seiten wandung 6 des ersten Anschlußelements umgeben. Durch die Ausgestaltung als dünn wandige Membran setzt sie einem Ausströmen von Flüssigkeit von Hause aus allenfalls einen vernachlässigbar geringen Widerstand entgegen.The second chamber K ₂ is formed by the interior of an elastic membrane wall 14 , which is divided by the same partition 8 from the first chamber K ₁ . The membrane wall 14 is manufactured in one casting step with the conical spring 15 , the radial inner ring surface of which it continues and thereby forms a bubble, preferably an elastic bubble, for the liquid contained therein. The membrane 14 is surrounded by the side wall 6 of the first connection element. Due to the design as a thin-walled membrane, it counteracts any outflow of liquid from the home with a negligible resistance.

Die Trennwand 8 bzw. Ventilplatte 8 aus einem harten Kunststoffmaterial oder einem anderen präzise zu bearbeitenden Material ist als dünne Kreisscheibe ausgebildet und in die radiale innere Ringfläche der Konusfeder 15, die dort sich öffnend abgeschrägt ist, eingesetzt und durch Umbiegen des über die obere Mantelfläche der Konusfeder 15 hinausragenden Endes der balgartigen Seitenwandung 6 verpreßt. Die Flüssigkeitsdurch gänge 10 werden durch einfache Durchgangsbohrungen gebildet. In Ausbildung der Drossel 9 wird die Trennwand 8 durch eine Hülse 12 mit exakt definiertem Strömungs querschnitt durchragt. Die Hülse 12 übernimmt dabei zusammen mit einer Unterlegscheibe 13 gleichzeitig die Funktion der Befestigung der laschenartigen Verschlußscheibe 11.The partition 8 or valve plate 8 made of a hard plastic material or another material to be machined precisely is designed as a thin circular disk and inserted into the radial inner ring surface of the conical spring 15 , which is beveled there and by bending over the upper lateral surface of the Cone spring 15 protruding end of the bellows-like side wall 6 pressed. The liquid passages 10 are formed by simple through holes. In designing the throttle 9 , the partition 8 is penetrated by a sleeve 12 with a precisely defined flow cross section. The sleeve 12 , together with a washer 13, simultaneously takes over the function of fastening the tab-like locking disk 11 .

In einem sich an das Einpressen der Trennwand 8 anschließenden Arbeitsgang wird der Stutzen 4 unter Flüssigkeit auf die Konusfeder 15 gesetzt und durch Einrollen des oberen Endes der Muffe 5 gegen die Konusfeder 15 gepreßt. Es wird so bauart bedingt eine sehr einfache Fertigung in drei Stufen, nämlich Vulkanisieren von Konusfeder 15, Balg 6 und Muffe 5 als erste Stufe, Einpressen der Trennwand 8 als zweite Stufe und Aufpressen des Stutzens 4 in der dritten Stufe, möglich. Dabei können die Bauteile jeder der Fertigungs stufen zwischengelagert werden, was einer Serienfertigung zugute kommt.In an operation following the pressing in of the partition 8 , the connecting piece 4 is placed under liquid on the cone spring 15 and pressed against the cone spring 15 by rolling in the upper end of the sleeve 5 . It is thus a very simple production in three stages due to its construction, namely vulcanization of cone spring 15 , bellows 6 and sleeve 5 as the first stage, pressing in the partition 8 as the second stage and pressing on the connecting piece 4 in the third stage. The components of each of the production stages can be temporarily stored, which benefits serial production.

In Fig. 1 ist der Federdämpfer in seinem Ruhezustand dargestellt. Federt der Federdämp fer unter Last ein - im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird er dafür gezogen - so wird das Volumen V₁ der ersten Kammer K₁ gegen die elastische Kraft der Konusfeder 15 unmittelbar vergrößert. Infolge des dadurch in der ersten Kammer K₁ erzeugten Unter drucks wird Flüssigkeit aus der zweiten Kammer K₂ durch die Durchgänge 10 und in vermindertem Maße auch durch die Drosselbohrung 9 in die erste Kammer K₁ gesogen. Die Flüssigkeit erfährt dabei im Extremfall keinen Widerstand, so daß die Konusfeder 15 weich einfedert und keine Verhärtung durch die Dämpfung auftritt. Beim anschließenden Rückfedern aufgrund der elastischen Rückstellkraft der Konusfeder 15 wird Flüssigkeit wieder aus der ersten Kammer in die zweite Kammer zurückgepreßt. Hierfür steht jedoch lediglich der Strömungsquerschnitt der Drossel 9 zur Verfügung, da die Durchgänge 10 durch die Scheibe 11 und den darauf lastenden Druck verschlossen sind. Der Federdämp fer wirkt in diesem Fall dämpfend in der Art bekannter Hydraulikdämpfer.In Fig. 1 the spring damper is shown in its idle state. Springs the Federdämp fer under load - in the embodiment of FIG. 1 it is pulled for it - the volume V _{1 of} the first chamber K _{1 is} immediately increased against the elastic force of the conical spring 15 . As a result of the vacuum generated thereby in the first chamber K ₁ , liquid is drawn from the second chamber K ₂ through the passages 10 and to a lesser extent also through the throttle bore 9 into the first chamber K ₁ . In extreme cases, the liquid does not experience any resistance, so that the conical spring 15 softly compresses and there is no hardening due to the damping. During the subsequent springback due to the elastic restoring force of the conical spring 15 , liquid is pressed back out of the first chamber into the second chamber. However, only the flow cross section of the throttle 9 is available for this purpose, since the passages 10 are closed by the disk 11 and the pressure acting thereon. The Federdämp fer acts in this case damping in the manner of known hydraulic damper.

Die Aufweitung der Membran 14 wird durch die sie umgebende Seitenwandung 6 des ersten Anschlußelements begrenzt. Bereits hierdurch wird ein Überschwingen beim Rückfedern verhindert. Zum Verhindern, zumindest Begrenzen von Überschwingbewegun gen kann der Federdämpfer auch vorgespannt werden, indem die Kammern K₁ und K₂ vollständig mit Dämpferflüssigkeit gefüllt werden, während die Dämpferfeder vorgezogen und dadurch das Volumen V₁ der ersten Kammer K₁ zum Befüllen vergrößert wird. Die Membran 14 wird sich dann im vorgespannten Einbauzustand unter der Wirkung der vorgespannten Konusfeder 15 aufweiten, bis sie satt an der Seitenwandung 6 anliegt und dadurch ein Kräftegleichgewicht hergestellt ist. Dabei wird die Membran 14 elastisch gespannt und drückt ihrerseits beim Einfedern auf die in der zweiten Kammer K₂ befindliche Flüssigkeit. Das Maß der elastischen Aufweitung, d. h. die Größe des zwischen der Membran 14 im unbelasteten Zustand und der sie umgebenden Seitenwan dung 6 ist eine Frage der dem Anwendungsfall angepaßten Dimensionierung. Das Gleiche gilt auch für die Größe einer Kraft, mit der der Federdämpfer vorgespannt wird. Mit einem Vorspannen wird eine Federcharakteristik derart eingestellt, daß die Kennlinie im Bereich kleiner Kräfte, bis zur voreingestellten Vorspannkraft, sehr viel steiler ist als im Federarbeitsbereich. Hierdurch kann der Gefahr von Überschwingern besonders wirksam entgegengewirkt werden.The expansion of the membrane 14 is limited by the surrounding side wall 6 of the first connection element. This already prevents overshooting when springing back. To prevent, at least limit, overshoot movements, the spring damper can also be preloaded by completely filling the chambers K ₁ and K ₂ with damper liquid while the damper spring is being pulled, thereby increasing the volume V _{1 of} the first chamber K ₁ for filling. The membrane 14 will then expand in the pretensioned installation state under the action of the pretensioned conical spring 15 until it abuts the side wall 6 and a balance of forces is thereby established. The membrane 14 is stretched elastically and in turn presses on the liquid in the second chamber K ₂ when it is compressed. The degree of elastic expansion, ie the size of the between the membrane 14 in the unloaded state and the surrounding Seitenwan extension 6 is a question of the dimensioning adapted to the application. The same applies to the magnitude of a force with which the spring damper is preloaded. With a preload a spring characteristic is set in such a way that the characteristic curve in the range of small forces up to the preset preload is much steeper than in the spring work range. As a result, the risk of overshoots can be counteracted particularly effectively.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Federdämpfers nach der Erfindung ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Dabei ist Fig. 2 eine Draufsicht, und Fig. 3 zeigt von links nach rechts drei Schnittansichten des Federdämpfers nach Fig. 2. Den Bauteilen des Federdämpfers sind diejenigen Bezugszeichen zugeordnet, die Bauteile gleicher Funktion beim Federdämpfer nach Fig. 1 haben. Im Folgenden werden in erster Linie nur die Unterschiede zum Federdämpfer nach Fig. 1 beschrieben. Soweit der Federdämpfer nach den Fig. 2 und 3 mit dem nach Fig. 1 übereinstimmt nach Konstruktion oder Funktion sei auf die dortigen Ausführungen verwiesen.Another embodiment of a spring damper according to the invention is shown in FIGS. 2 and 3. In this case 1, Fig. 2 is a plan view, and Fig. 3 shows from left to right three sectional views of the spring damper according to Fig. 2. The components of the spring damper those reference numerals are assigned to components with the same function in the spring damper according to Fig. Have. Only the differences from the spring damper according to FIG. 1 are described below in the first place. To the extent that the spring damper according to FIGS. 2 and 3 corresponds to that according to FIG. 1, according to construction or function, reference is made to the statements there.

In der Draufsicht nach Fig. 2 sind ein Teil 4 des ersten Anschlußelements, ein Teil 7 des zweiten Anschlußelements und eine die beiden Anschlußelemente verbindende Konusfeder 15 zu erkennen.A part 4 of the first connection element, a part 7 of the second connection element and a conical spring 15 connecting the two connection elements can be seen in the plan view according to FIG. 2.

In Fig. 3 sind von links nach rechts die Sicht auf die Schnittfläche A von Fig. 2, die Sicht auf die Schnittfläche B und nochmals die Sicht auf die Schnittfläche B dargestellt. Gleichzeitig sind drei unterschiedliche Lastfälle gezeigt: Der Federdämpfer befindet sich in der linken Sicht in seinem Rohzustand; die Konusfeder 15 ist nicht belastet. Die mittlere Sicht zeigt den Federdämpfer in einem Einbauzustand, in dem die Konusfeder 15, wie bereits beschrieben, durch den Hydraulikdämpfer vorgespannt ist. Die rechte Sicht schließlich zeigt den vorgespannten Federdämpfer unter Last.In Fig. 3, from left to right, the view of the sectional area A of FIG. 2, the view of the sectional area B and again the view shown on the B-sectional area. At the same time, three different load cases are shown: The spring damper is in its raw state in the left view; the cone spring 15 is not loaded. The middle view shows the spring damper in an installed state in which the conical spring 15 is , as already described, biased by the hydraulic damper. Finally, the right view shows the preloaded spring damper under load.

Das erste Anschlußelement wird einteilig durch ein Ringbauteil 3 gebildet mit einem abgekröpften Ende, auf dem der erste Körper 1, beispielsweise ein Eisenbahnwagon, ruht. Das zweite Anschlußelement wird ebenfalls einstückig durch einen kegelförmigen Mantel 6 gebildet, der spitz in ein Kopfteil 7 und an seinem äußeren Kegelrand einfach zylin drisch ausläuft. Am Kopfteil 7 ist der zweite Körper 2, beispielsweise eine Radaufhängung des Eisenbahnwagons, befestigt. Die Konusfeder 15 ist mit ihrer radialen äußeren Umfangsfläche am ersten Anschlußelement 3 und mit ihrer radialen inneren Umfangs fläche an der äußeren Kegelfläche des zweiten Anschlußelements 6, 7 durch Vulkanisie ren jeweils umlaufend befestigt.The first connection element is formed in one piece by a ring component 3 with a bent end on which the first body 1 , for example a railroad car, rests. The second connection element is also formed in one piece by a conical jacket 6 , which tapers into a head part 7 and at its outer conical edge simply cylin drisch. The second body 2 , for example a wheel suspension of the railroad car, is attached to the head part 7 . The conical spring 15 is fixed with its radial outer peripheral surface on the first connection element 3 and with its radial inner peripheral surface on the outer conical surface of the second connection element 6 , 7 by Vulkanisie ren each circumferentially.

In einem durch das zweite Anschlußelement 6, 7 im wesentlichen ebenfalls kegelförmig gebildeten Hohlraum ist die zweite Kammer K₂ angeordnet, die auch in diesem Beispiel zum größten Teil durch eine dünnwandige, vorzugsweise elastische, Membranwandung 14 umschlossen wird. Die Membran 14 ist wieder blasenartig. Sie ist an ihrem offenen Rand nahe der Öffnung des durch das zweite Anschlußelements 6, 7 gebildeten Hohlraums mit dem zweiten Anschlußelement 6, 7 mittels Vulkanisation verbunden. Das gasdichte Zwischenvolumen V₃ hinter der Membran 14, also das Volumen zwischen dem zweiten Anschlußelement 6, 7 und der Membran 14, ist mit Gas, vorzugsweise Luft, bei einem vorgegebenen Druck befüllt. In der rechten Darstellung von Fig. 3 hat sich die Membran 14 auf ihre natürliche Ausdehnung zusammengezogen.In a likewise conically formed by the second connection element 6, 7 substantially cavity, the second chamber K ₂ is arranged, which is enclosed in this example, for the most part by a thin-walled, preferably elastic, diaphragm wall fourteenth The membrane 14 is again bubble-like. At its open edge near the opening of the cavity formed by the second connection element 6 , 7 , it is connected to the second connection element 6 , 7 by means of vulcanization. The gas-tight intermediate volume V ₃ behind the membrane 14 , ie the volume between the second connection element 6 , 7 and the membrane 14 , is filled with gas, preferably air, at a predetermined pressure. In the right illustration of FIG. 3, the membrane has contracted 14 to their natural expansion.

An der Stirnseite der zweiten Kammer K₂ ist eine wiederum im wesentlichen scheibenför mige Trennwand 8 angeordnet mit Drosselbohrungen 9 und zusätzlichen Durchgangs bohrungen 10, die wie bereits beschrieben zusammen mit einer laschenartigen Scheibe 11 wie Rückschlagventile wirken.On the end face of the second chamber K ₂ , a again in turn essentially scheibenför shaped partition 8 is arranged with throttle bores 9 and additional through holes 10 , which, as already described, act together with a tab-like disk 11 like check valves.

Die erste Kammer wird gebildet durch die in Fig. 3 untere Mantelfläche der Konusfeder 15, einen in die erste Kammer ragenden vorderen Wandungsteil des Mantels 6 des ersten Anschlußelements und einen flüssigkeitsdichten Topf 4, der von dem ersten Anschluß element 3 wegragend an die Konusfeder 15 gepreßt ist. Der Federdämpfer baut platz sparend in Hauptlastrichtung, indem die zweite Kammer K₂ gänzlich oder doch zum überwiegenden Teil innerhalb des durch die Wandungen der ersten Kammer K₁ um schlossenen Raums liegt. Die Fertigung erfolgt in der bereits zum Federdämpfer nach Fig. 1 beschriebenen Art.The first chamber is formed by the lower lateral surface of the conical spring 15 in FIG. 3, a front wall part of the casing 6 of the first connecting element, which projects into the first chamber, and a liquid-tight pot 4 , which element 3 is pressed away from the first connecting element 3 to the conical spring 15 is. The spring damper is space-saving in the main load direction in that the second chamber K ₂ lies entirely or at least for the most part within the space enclosed by the walls of the first chamber K ₁ . The production takes place in the manner already described for the spring damper according to FIG. 1.

Der vorgespannte Weg im "Einbauzustand" beträgt im angenommenen Anwendungsfall der Lagerung eines Eisenbahnwagons etwa 20 mm, entsprechend etwa 1120 kp Belastung. Das heißt, daß die Konusfeder 15 nach einem festgelegten Wert in einen Progressiv-Anschlag rückfedert. In diesem vorgespannten Anlieferungszustand liegt die elastische Membran 14 voll an der Wandung 6 an. Die Flüssigkeit steht somit unter Druck aufgrund der gespannten Membran 14 und dem rückseitig von der Membran 14 eingeschlossenen Gas. Unter statischer Belastung von etwa 1600 kp hat das Lager noch einen Restfederweg von ca. 20-25 mm. Bei Stoßbelastung und damit zwangsweiser Vergrößerung des Kammervolumens V₁' erfolgt ein automatisches Nachströmen der unter Druck stehenden Flüssigkeit aus der Kammer V₂'. Das heißt, es wird keine zusätzliche Kraft benötigt, um die Flüssigkeit von der Kammer V₂' (mittlere Darstellung) in die Kammer V₁'' (rechte Darstellung) zu fördern. Somit ist ein weiches Einfedern gewährleistet, und es tritt keine dynamische Verhärtung durch nicht gewünschte Dämpfungskraft auf. Beim Rückströmen strömt die Flüssigkeit zwangsweise durch die nicht verschlossenen Öffnungen 9, die einen weitaus geringeren, definierten Strömungsquerschnitt aufweisen als die Ventilöffnungen 10 und dadurch eine vorgegebene Dämpfungskraft erzeugen. Beide Strömungsquerschnitte, die der Ventile 10, 11 sowie die der Drosselbohrungen 9 sind für den Verwendungszweck des Federdämpfers abgestimmt.The prestressed path in the "installed state" is approximately 20 mm, corresponding to approximately 1120 kp load, in the assumed application of the storage of a railway wagon. This means that the conical spring 15 springs back into a progressive stop after a defined value. In this prestressed delivery state, the elastic membrane 14 lies fully against the wall 6 . The liquid is thus under pressure due to the tensioned membrane 14 and the gas enclosed on the back by the membrane 14 . The bearing still has a residual spring travel of approx. 20-25 mm under static loads of approx. 1600 kp. In the event of a shock load and thus a forced increase in the chamber volume V ₁ ', the pressurized liquid flows automatically from the chamber V ₂ '. This means that no additional force is required to convey the liquid from the chamber V ₂ '(middle illustration) into the chamber V ₁ ''(right illustration). This ensures a soft deflection and there is no dynamic hardening due to undesired damping force. When flowing back, the liquid forcibly flows through the unclosed openings 9 , which have a much smaller, defined flow cross-section than the valve openings 10 and thereby generate a predetermined damping force. Both flow cross sections, that of the valves 10 , 11 and that of the throttle bores 9 are matched for the intended use of the spring damper.

Claims

1. hydraulic damper for shock and vibration damping between a first and a second body ( 1 , 2 ) which are resiliently supported against each other with

(a) at least one first and second chamber (K ₁ , K ₂ ), which are filled with liquid and communicate with one another, the volume (V ₁ ) of the first chamber (K ₁ ) being compressed when the two bodies ( 1 , 2 ) enlarged and reduced in the event of springback, and
(b) at least one throttle opening ( 9 ) through which liquid is displaced from the first chamber (K ₁ ) into the second chamber (K ₂ ) for damping when the two bodies ( 1 , 2 ) spring back;
characterized in that
(c) at least one valve ( 10 , 11 ) is provided, through the valve opening ( 10 ) of which, when the two bodies ( 1 , 2 ) are compressed, liquid is drawn from the second chamber (K ₂ ) into the first chamber (K ₁ ) and
(d) the flow resistance for the exchange of liquid between the two chambers (K ₁ , K ₂ ) is smaller during compression than when springing back.

2. Hydraulic damper according to claim 1, with a with the first body ( 1 ) connectable first connection element ( 3 , 4 , 5 ; 3 ) and with the second body ( 2 ) connectable second connection element ( 6 , 7 ), characterized in that in the form of an integrated damper spring element, a cone spring element ( 15 ) is rigidly connected to the first and the second connection element of the damper spring element and a conical surface forms a wall of the first chamber (K ₁ ).

3. Hydraulic damper according to claim 1 or 2, characterized in that a wall ( 14 ) of the second chamber (K ₁ ) is resilient.

4. Hydraulic damper according to the preceding claim, characterized in that the resilient wall ( 14 ) is elastic.

5. Hydraulic damper according to one of the preceding claims, characterized in that a wall of the second chamber (K ₂ ) is designed as an elastic membrane ( 14 ).

6. Hydraulic damper according to one of claims 3 to 5, characterized in that the outer surface of the flexible wall ( 14 ) facing away from the second chamber (K ₂ ) is surrounded by a rigid wall ( 6 ).

7. Hydraulic damper according to one of claims 3 to 6, characterized in that the resilient wall ( 14 ) is acted upon on the outside with gas at a predetermined pressure.

8. Hydraulic damper according to one of claims 4 to 7, characterized in that the elastic wall ( 14 ), the conical spring element ( 15 ) and the second connecting element ( 6 , 7 ) are vulcanized together in one operation.

9. Hydraulic damper according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one throttle opening ( 9 ) and the valve opening ( 10 ) of the at least one valve ( 10 , 11 ) are formed in a separating element ( 8 ) on which the two chambers ( K ₁ , K ₂ ) meet.

10. Hydraulic damper according to one of the preceding claims, characterized in that a spring element ( 15 ) supporting the first against the second body ( 1 , 2 ) is biased by the hydraulic damper.