DE2153277A1

DE2153277A1 - SPRING WITH VARIABLE DAMPING PROPERTIES

Info

Publication number: DE2153277A1
Application number: DE19712153277
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl Ing Muehlhaeuser
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1971-10-26
Filing date: 1971-10-26
Publication date: 1973-05-03
Also published as: FR2149251A5; GB1385401A

Description

GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 12. Oktober 1971SOCIETY FOR Karlsruhe, October 12, 1971

KERNFORSCHUNG MBH PLA 71/48 Ga/szNUCLEAR RESEARCH MBH PLA 71/48 Ga / sz

Feder mit variablen DämpfungseigenschaftenSpring with variable damping properties

Die Erfindung betrifft eine Feder mit variablen Dämpfungseigenschaften, bestehend aus einzelnen, übereinandergeschichteten, gewölbten Scheiben, die sich an ihren Rändern abstützen und in einem als Führungsbüchse dienenden, mit einem Dämpfungsmedium gefüllten Gefäß sitzen.The invention relates to a spring with variable damping properties, consisting of individual, superimposed, arched discs, which are supported at their edges and in one Serving as a guide sleeve, sit with a damping medium filled vessel.

Es sind gedämpfte Federungseinrichtungen, bei denen eine aus einzelnen Federscheiben aufgebaute Säule (DBP 1 284 171) sich in einem mit Flüssigkeit gefüllten Gefäß befindet, bekannt. Die Einrichtungen benutzen ausschließlich einphasige homogene Flüssigkeiten oder Gase als Dämpfungsmedium wie z.B. Öl oder Wasser. Bei diesen Dämpfungsmedien ist deren Zähigkeit und damit auch deren Kompressibilität eine feste Größe, die bis auf kleine Änderungen durch unbeabsichtigte Temperaturverschiebungen während des Betriebes konstant bleibt und die auch von außen nicht geändert werden kann. Das bedeutet aber, daß die Dämpfungseigenschaften der FederungseinrichtungenThere are damped suspension devices in which a column (DBP 1 284 171) made up of individual spring washers is located in a vessel filled with liquid. The devices only use single-phase homogeneous liquids or gases as a damping medium, such as oil or water. In the case of these damping media, their toughness and thus also their compressibility is a fixed parameter which, apart from small changes due to unintentional temperature shifts, remains constant during operation and which cannot be changed externally either. But this means that the damping properties of the suspension devices

—· 2 —- · 2 -

309818/0085309818/0085

während des Betriebes nicht verändert werden können.cannot be changed during operation.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Federungseinrichtung zu schaffen, bei der eine bequeme Veränderung des Dämpfungsverhaltens sich erreichen läßt, wobei das Dämpfungsverhalten innerhalb gewisser ausreichender Grenzen beliebig und reversierbar veränderbar sein soll.The object of the invention is to provide a suspension device to create in which a comfortable change in the damping behavior can be achieved, the damping behavior within Certain sufficient limits should be arbitrarily and reversibly changeable.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß das Dämpfungsmedium eine homogene Mischung aus Flüssigkeit und Gas ist und daß die Zähigkeit des Dämpfungsmediums, die sich aus der Zähigkeit einer jeden Komponenten und deren Volumenanteil am Gesamtvolu- |t men zusammensetzt, mittels veränderlicher Druckbeaufschlagung der Führungsbüchse variierbar ist.The solution to this problem is that the Damping medium is a homogeneous mixture of liquid and gas and that the toughness of the damping medium results from the toughness of each component and its proportion by volume in the total volume, by means of variable pressurization of the Guide bush is variable.

Bei einer vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung ist der Vo^v lumenanteil des Dämpfungsmediums in einem mit der Führungsbüchse verbundenen Vorratsgefäß mit einem dosierbaren Belastungsmedium, z.B. Druckgas, in einer bei Druckbeaufschlagung ihr Volumen innerhalb des Vorratsgefäßes verändernden Membran oder dgl. komprimierbar. In an advantageous embodiment of the invention, the Vo is ^v volumetric content of the damping medium in a part connected to the guide bush reservoir with a metered load medium, such as pressurized gas, in an application of pressure in volume within the storage vessel changing membrane or the like. Compressible.

Das Dämpfungsmedium besteht in einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung aus einem Schaum.In a preferred embodiment of the invention, the damping medium consists of a foam.

Die Erfindung geht damit von Federeinrichtungen mit Zweiphasen-Flüssigkeiten aus, d.h. mit homogenen Mischungen aus einer Flüssigkeit und einem Gas, bei denen das Gas in Form von kleinen Bläschen sich in der Flüssigkeit befindet. Das Gas besitzt dabei keine oder eine sehr geringe Neigung zur Lösung in der Flüssigkeit. Andererseits hat die Flüssigkeit eine große Oberflächenspannung, damit die ■^Schaumbildung begünstigt und ein stabiler Schaum gebildet wird. Die Zähigkeit eines solchen Gemisches ist gegeben durch die Zähigkeit einer jeden Komponente und deren Volumenanteil am Gesamtvolumen.The invention thus relates to spring devices with two-phase fluids from, i.e. with homogeneous mixtures of a liquid and a gas, in which the gas is in the form of small bubbles is in the liquid. The gas has little or no tendency to dissolve in the liquid. on the other hand the liquid has a high surface tension so that the ■ ^ Foam formation is favored and a stable foam is formed. The toughness of such a mixture is given by the toughness of each component and its proportion by volume in the total volume.

309818/008 5309818/008 5

~ 3 —~ 3 -

Bei großem Gasvolumenanteil wird also die Mischung eine geringe Zähigkeit haben. Bei kleinem Gasvolumenanteil wird die Zähigkeit der flüssigen. Komponente vorherrschen und diese einen größeren Wert erhalten.In the case of a large proportion of gas volume, the mixture is therefore a small one Have toughness. With a small proportion of gas volume, the viscosity becomes the liquid. Component predominate and this one larger Value received.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Figur mittels eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on a figure by means of a Embodiment explained in more detail.

Das Tederpaket 1 befindet sich in der mit dem Dämpfungsgemisch 9 gefüllten Führungsbüchse 2. Durch die Kolbenstange 3 wird das Federpaket 1 der Pfeilrichtung entsprechend zusammengedrückt oder entlastet. Die einzelnen Federscheiben 10 sind nach der Fläche eines regelmäßigen hyperbolischen Paraboloides (Sattelfläche) ausgebildet und achteckig berandet. Der Abstand der Federscheiben lo vom Sattelpunkt zu Sattelpunkt ist relativ zum Durchmesser der Scheiben sehr gering, z.B. in der Größenordnung von einigen Prozenten des Durchmessers.The teder package 1 is located in the one with the damping mixture 9 filled guide bush 2. The piston rod 3 compresses or relieves the spring assembly 1 in the direction of the arrow. The individual spring washers 10 are designed according to the surface of a regular hyperbolic paraboloid (saddle surface) and octagonal edged. The distance between the spring washers lo from Saddle point to saddle point is relative to the diameter of the discs very small, e.g. on the order of a few percent of the diameter.

Das Federpaket 1 ist beispielsweise aus dreizehn Federscheiben 10 aufgebaut. Es befindet sich in dem als Führungsbüchse 2 dienenden, mit einem Dämpfungsmedium, z.B. einem Schaum,, gefüllten Gefäß. In diesem sind Längsnuten 11 angebracht, in denen radiale Vorsprünge 12 der Federscheiben iO gleiten. Die Vorsprünge 12 sind so bemessen, daß sie nur an den beiden Flanken der Nuten geführt werden. Die Tiefe der Nut ist größer als die Länge der Vorsprünge, so .aß zwischen Federscheibe und Nutgrund ein Zwischenraum besteht. Das Federpaket .1 ist über einen Stempel 13 und über die Kolbenstange 3 in Pfeilrichtung durch eine Kraft belastbar. Gegen ein Herausspringen des Stempels 13 bzw. einzelner Federn aus der Führungsbüchse 2 ist am oberen Rand der Führungsbüchse 2 z.B. ein dichter Deckel 14 angebracht. The spring package 1 is made up of thirteen spring washers 10, for example built up. It is located in the vessel which serves as the guide bush 2 and is filled with a damping medium, e.g. a foam. In This longitudinal grooves 11 are attached, in which radial projections 12 of the spring washers slide OK. The projections 12 are dimensioned so that they are only performed on the two flanks of the grooves. The depth of the groove is greater than the length of the projections, so .ass between There is a gap between the spring washer and the groove base. The spring package .1 is via a punch 13 and via the piston rod 3 in Direction of arrow resilient by a force. The plunger 13 or individual springs are prevented from jumping out of the guide bush 2 For example, a tight cover 14 is attached to the upper edge of the guide bush 2.

Der Führungsbüchse 2 ist ein Vorratsbehälter 4 für weitere Dämpfungsflüssigkeit 9 über eine dicht angeschlossene Zuleitung 15 vorgeschaltet. In dem Vorratsbehälter 4 befindet sich eine elastische Membran 5 oder ein beweglicher Faltenbalg. Im Vorratsbehälter 4 selbst befindet sich das gleiche Dämpfungsmedium 9 wie innerhalb der Führungs-The guide bush 2 is a reservoir 4 for further damping fluid 9 upstream via a tightly connected supply line 15. In the storage container 4 there is an elastic membrane 5 or a flexible bellows. In the reservoir 4 itself there is the same damping medium 9 as within the guide

3 0 9 8 18/00853 0 9 8 18/0085

büchse 2. Die Membran 5 und der Innenraum des Vorratsbehälters 4 -. sind dicht voneinander getrennt.sleeve 2. The membrane 5 and the interior of the storage container 4 -. are tightly separated from each other.

Die Pumpe 6 fördert ein Belastungsmedium 16 durch ein Steuerorgan 7, z.B. ein Dreiwegeventil, über die Zuleitungen 19 u. 18 zur Pumpe 6 und von der Pumpe 6 zum Steuerorgan 7 und die Zuleitung 17 vom Steuerorgan 7 zum Vorratsbehälter 4 bzw. zur Membran 5.The pump 6 conveys a loading medium 16 through a control element 7, e.g. a three-way valve, via the supply lines 19 and 18 to the pump 6 and from the pump 6 to the control element 7 and the feed line 17 from the control element 7 to the reservoir 4 or to the membrane 5.

In einem Behälter 8 befindet sich ein Vorrat an Belastungsmedium 16, der über die Zuleitung 19 zur Pumpe gefördert werden kann. Vom Steuerorgan 7 führt eine Rücklaufleitung 20 zu diesem Behälter 8 zurück. Wird atmosphärische Luft als Belastungsmedium 16 benutzt, so kann der Behälter 8 und die Rücklaufleitung 2O entfallen.In a container 8 there is a supply of loading medium 16, which can be conveyed to the pump via the supply line 19. From the control organ 7 leads a return line 20 back to this container 8. If atmospheric air is used as the loading medium 16, so can the container 8 and the return line 2O are omitted.

Nach der Erfindung wird demnach die Zähigkeit des Dämpfungsmediums 9 im Vorratsbehälter 4 bzw. in derPFührungsbüchse 2 auf einfache Art und Weise dadurch verändert, daß das Dämpfungsmedium 9 unte:; veränderlichen Druck gesetzt wird. Dies geschieht dadurch, daß über die Pumpe 6 zusätzliches Belastungsmedium 16 in die Membrane 5 gepumpt wird. Dadurch vergrößert sich das Volumen der Membrane 5 und im gleichen Verhältnis nimmt das Volumen des Dämpfungsmediums 9 'im Vorratsbehälter 4 und damit in der Führungsbüchse 2 ab, was wiederum zu einer Druckerhöhung in den beiden Teilvolumen führt. Bei niedrigem Gesamtdruck nehmen die Gasblasen des Zweiphasengemisches ein relativ großes Volumen ein und die Zähigkeit des Dämpfungsmediums 9 wird entsprechend gering sein. Wird der Gesaratdruck erhöht, so verringert sich dem Druckanstieg entsprechend der relative Anteil des Gasblasenvolumens und die Zähigkeit wird demzufolge ansteigen. Zur Verringerung der Zähigkeit wird der Druck des Belastungsmediums; 16 in der Membran 5 verringert.According to the invention, accordingly, the toughness of the damping medium 9 in the storage container 4 or in the P guide bushing 2 in a simple manner Way changed in that the damping medium 9 below :; variable pressure is set. This is done by having over the pump 6 pumps additional loading medium 16 into the membrane 5 will. This increases the volume of the membrane 5 and the volume of the damping medium 9 'im increases in the same ratio Reservoir 4 and thus in the guide sleeve 2, which in turn leads to an increase in pressure in the two partial volumes. When the total pressure is low, the gas bubbles form the two-phase mixture a relatively large volume and the toughness of the damping medium 9 will be correspondingly low. If the total pressure is increased, so the relative proportion of the gas bubble volume decreases in accordance with the increase in pressure and the toughness will consequently increase. To reduce the toughness, the pressure of the loading medium; 16 in the membrane 5 is reduced.

Dämpfungsmedium 9 und Belastungsmedium 16 sind stets hydraulisch voneinander getrennt, während das Vorratsgefäß 4 über die Zuleitung 15 mit der Führungsbüchse 2 dicht verbunden ist. Auch die Durchführung der Kolbenstange 3 durch den Deckel 14 der Führungsbüchse 2 ist druckdicht ausgeführt. Die Flüssigkeit des Dätnpfungsmediums 9 kann auch erstarrt sein.Damping medium 9 and loading medium 16 are always hydraulic separated from each other, while the storage vessel 4 via the supply line 15 is tightly connected to the guide bush 2. Also the implementation the piston rod 3 through the cover 14 of the guide bush 2 is made pressure-tight. The liquid of the dampening medium 9 can also be frozen.

' 309818/0085'309818/0085

Claims

GESELLSCHAFT PUR Karlsruhe, 14th NUCLEAR RESEARCH MBH PIA «71/48 Ga / sz SPatent claims;

1. Feather with variable Därapfüngse features, consisting of individual, Curved disks stacked on top of each other, which are supported at their edges and in a guide sleeve that serves as a with a vessel filled with a damping medium, characterized in that that the damping medium (9) is a homogeneous mixture of liquid and gas and that the viscosity of the damping medium (9), which is composed of the viscosity of each component and its proportion by volume in the total volume, by means of variable Pressurization of the guide bush (2) can be varied.

2. Spring according to claim 1, characterized in that the guide bush (2) pressure-tight via a supply line (15) with a storage vessel (4) is connected for additional damping medium (9).

3. Spring according to claim 1 or 2, characterized in that the Volume fraction of the damping medium (9) in the storage vessel (4) and thus also in the guide bush (2) with a metered loading medium (16), e.g. pressurized gas in a pressurized system Its volume within the storage vessel (4) changing membrane (5) or the like. Is compressible.

4. Spring according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the homogeneous mixture is a foam.

30 9818/008530 9818/0085

Blank page