DE3048532A1

DE3048532A1 - Reibungsdaempfer fuer die abstuetzung einer bewegten vorrichtung

Info

Publication number: DE3048532A1
Application number: DE19803048532
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dr.-Ing. Pietzsch; Bernhard Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe Stehlin
Original assignee: Individual
Current assignee: IBP Pietzsch GmbH
Priority date: 1980-12-22
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1982-07-22

Description

Reibungsdämpfer für die Abstützung einer bewegten Vorrichtung
Die Erfindung betrifft einen Reibungsdämpfer für die Abstützung einer bewegten Vorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugaufbaus, auf dem Untergrund.
Das Bewegungsverhalten eines Fahrzeugs, welches sich über eine unebene Unterlage bewegt, wird nicht nur durch Charakteristik und Auslegung der Fahrzeugfedern sondern wesentlich auch durch diejenigen der verwendeten Dämpfer bestimmt.
Zur Abstützung von Fahrzeugen werden meist Hydraulik- oder Gas-Stoßdämpfer verwendet, welche durch Verdrängen eines Fluids durch den Dämpferkolben eine beispielsweise geschwindigkeitsproportionale Dämpfungskraft erzeugen. Es sind auch Reibungsdämpfer mit einer Lamellenkupplung bekannt, deren Kupplungslamellen durch Bewegungen eines Teils der Fahrzeugabstützung mechanisch über eine Kurvenscheibe zur Erzeugung einer Dämpfungskraft mehr oder weniger aneinander gepreßt werden. Eine Veränderung der Dämpfercharakteristik ist dabei allenfalls durch Austausch der Kurvenscheibe möglich, d.h. nicht im Betrieb und nur unter Festlegung auf eine neue Charakteristik.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Reibungsdämpfer der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Charakteristik in einer großen Variationsbreite im Betrieb veränderbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Charakteristik des Reibungsdämpfers mittels Hilfsenergie steuerbar bzw. regelbar ist.
Alternativ kann dabei die zur Betätigung der Reibungsbremse erforderliche Hilfsenergie durch die Bewegungen der Vorrichtung, wie des Fahrzeugaufbaufi,oder durch eine Fremdenergiequelle aufgebracht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführung, bei welcher der Dämpfer Bestandteil eines Federsystems für eine Fahrzeug bildet, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Hilfsenergie zur Betätigung der Reibungsbremse abhängig von den Fahrbedingungen wie BewegungszustanddesFahrzeuges bzw. des Federsystems, Struktur des Untergrundes, Geschwindigkeit und Zuladung des Fahrzeuges oder dgl.
steuerbar bzw. regel bar ist.
Vorteilhaft ist die Reibungsbremse als Elektromagnetbremse ausgebildet. Dann kann der zur Betätigung der Elektromagnetbremse erforderliche Strom vqn einem Tachogenerator erzeugt werden, der durch die Bewegung eines Teils der Abstützung angetrieben ist.
Eine konstruktive Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Teil der Reibungsbremse mit einer Schwinge und der undrehbare Teil mit einem Gehäuse dafür drehmomentensteif verbunden ist, wobei die Schwinge drehbar in dem Gehäuse gelagert ist und an einem Ende mit dem Laufwerk des Fahrzeugs und am anderen Ende mit einer am Fahrzeugaufbau befestigten Drehstabfeder drehmomentensteif verbunden ist.
Hierbei kann eine feinereDosierung der Dämpfungskraft dadurch erzeugt werden, daß eine Drehbewegung der Schwinge zum drehbaren Teil der Elektromagnetkupplung hin ins Schnelle übersetzt ist.
Das den Tachogenerator antreibende Teil kann dabei die Schwinge sein.
Der zur Betätigung der Elektromagnetbremse erforderliche Strom kann auch von einer separaten Spannungsquelle bereitgestellt werden.
In diesem Fall kann',der Tachogenerator dazu dienen, ein Steuersignal für einen Verstärker abzugeben, welcher einen Primärstrom für die Betätigung der Elektromagnetbremse von der Spannungsquelle erhält.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Magnetkörper der-Elektromagnetkupplung axial unverschieblich radial innerhalb oder außerhalb von axial verschieblichen abwechselnd mit der Schwinge und dem Gehäuse drehfesten Lamellen angeordnet ist und auf ein mit diesen zusammenwirkendes axial verschiebliches Ankerteil wirkt, welches axial in Richtung auf die Lamellen vorgespannt ist. Die Elektromagnetkupplung läßt sich in dieser Ausgestaltung platzsparend in dem Einbauraum unterbringen, der für den bekannten Reibungsdämpfer vorgesehen ist.
Mit dem insbesondere als Elektromagnetbremse ausgebildeten Reibungsdämpfer nach der Erfindung wird die gewünschte große Variationsbreite an Dämpfungseigenschaften bereitgestellt. Die Dämpfereigenschaften können dabei praktisch beliebig, beispielsweise abhängig von den Fahrbedingungen,in einfacher Weise beeinflußt werden.Die Elektromagnetbremse kann mit auf dem Mart erhältlichenBauteilen realisiert werden, z.B. in Gestalt einer Elektromagnet-Lamellen-Bremse.
Die zulässige HöchsttempratAr solcher Bremsen ist höher als beispielsweise bei hydraulischen Dämpfern, deren Wärmebelastbarkeit begrenzt ist. Eine thermische Oberbelastung von Elektromagnetbremsen hat nicht den vollständigen Ausfall zur Folge sondertetztlediglich ihre Wirksamkeit für eine beschränkte Zejt herab. Wird die Elektromagnetbremse in Verbindung mit einem Tachogenerator realisiert, so kann der davon erzeugte Strom auch zum Antrieb eines Kühl gebläs es für den Dämpfer verwendet werden.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch die Abstützung eines Fahrzeugrades mit einem Dämpfer gemäß der Erfindung; Fig. 2 und 3 in Teil-Längsschnitten wie Fig. 1 Abwandlungen der Erfindung und Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt durch eine weitere Variante.
Bei der Anordnung nach Fig.list ist eine mit einem nicht gezeigten Fahrzeugrad verbundene Schwinge 1 über eine drehmomentsteife Verbindung, wie eine Keilverzahnung 2, mit einer Drehstabfeder 3 verbunden. Das andere Ende dieser Drehstabfeder 3 ist am Fahrzeugaufbau gehaltert. Die Schwinge 1 ist in einem mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Gehäuse 4 über Lager 5 drehbar gelagert. Die Schwinge 1 hat einen Nabenkörper 6, der über eine drehmomentensteife Verbindung, wie eine nicht gezeigte Paßfeder oder eine Keilverzähnung, die Magnetkörper 7,7' von zwei Elektromagnet-Lamellenbremsen trägt . Diese Magnetkörper 7,7' sind fest mit dem Nabenkörper 6 verbunden. Die Bremsen besitzen außerdem Ankerteile8,8' und mit den Magnetkörpern 7,7' drehfeste Lamellen 9,9 sowie mit dem Gehäuse 4 drehfeste Lamellen 10,10', Die Lamellen 9 und 10 bzw. 9' und 10''sind in axialer Richtung jeweils abwechselnd angeordnet und wie üblich über Keilnuten mit-dem Nabenkörper 6 bzw. dem Gehäuse 4 drehfest verbunden, jedoch axial verschieblich. Die Ankerteile 8,8' sind durch Federn 11 axial gegensinnig auseinandergedrückt, so daß sie die jeweiligen Lamellenpakete 9,10 bzw. 9', 10' zur Verringerung des Schaltweges vorspannen.
Wird ein Spulenstrom in die Magnetkörper 7,7' der beiden Elektromagnetbremsen eingespeist, so werden die Ankerteile 8,8' magnetisch an die Magnetkörper angezogen. Die Magnetkraft bewirkt, daß die Lamellen 9,10 und 9', 10' zusammengepresst werden, so daß eine Drehbewegung der Schwinge 1 gebremst,d.h. gedämpft wird.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 wird der Strom zur Erregung der Magnetkörper 7 von einer Fremdenergiequelle (nicht gezeigt) geliefert und beispielsweise in Abhängigkeit von unterschiedlichen Einflußgrößen, wie dem Bewegungszustand des Fahrzeuges, der Struktur der Unterlage, auf der sich das Fahrzeug bewegt, Geschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder Zuladung des Fahrzeuges, gesteuert.
In Fig. 2 uNd 3 sind für gleichwirkente Teile gleiche Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1.
Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig.1 hauptsächlich dadurch, daß zusätzlich ein Tachogenerator 20 vorgesehen ist. Dieser Tachogenerator 20 hat einen Rotor 21, der mit dem Nabenkörper 6 der Schwinge 1 verbunden ist, sowie einen Stator22, der radial außerhalb des Rotors 21 mit dem Gehäuse 4 verbunden ist. Durch Drehung der Schwinge 1 wird in dem Tachogenerator 20 ein elektrischer Strom erzeugt, der über eine Leitung 23 die Spulen der Magnetkörper 7,7' der Elektromagnet-Lamellen-Bremse versorgt, und zwar bei jeder Schwenkbewegung der Schwinge 1.
Der im Tachogenerator 20 erzeugte Strom ist mindestens angenähert proportional der Drehgeschwindigkeit der Schwinge 1. Der Dämpfer nach Fig. 2 erzeugt also eine der Drehgeschwindigkeit der Schwinge 1 proportionale Dämpfungskraft.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist der Dämpfer nach Fig. 2 in der Weise abgewandelt, daß der vom Tachogenerator bei Bewegung der Schwinge 1 über die Leitung 23 abgegebene Strom als Steuersignal für einen Verstärker 30 dient, der einen Primärstrom für die Betätigung der Elektromagnet-Lamellen-Bremse aus einer Spannungsquelle 31 erhält. Der dem Verstärker zugeführte Primärstrom kann durch weitere Steuersignale32 verstärkt werden, die beispielsweise mit der Fahrzeugzuladung variieren.
In Fig. 4 sind funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Die Schwinge 1 ist hier vollständig dargestellt. Sie trägt an ihrem freien Ende/eem Achszapfen 13 über eine Lagerung 14 das Laufrad 15 eines Kettenfahrzeuges. An ihrem gehäuseseitigen Ende 6, in welches bei 2 die Drehstabfeder 3 eingeschraubt ist, ist die Schwinge 1 über Lager 5 im Gehäuse 4 gelagert. Das andere Ende der Drehstabfeder ist über ein Gewinde 16 mit dem Gehäuse 4 verschraubt.
Auf einer Verlängerung 17 des Schwingenendes 6 sitzt ein Zahnsegment 18, welches mit einem Ritzel 19 kämmt. Dieses über Lager 24 im Gehäuse 4 drehbar gelagerte Ritzel 19 hat einen axial genuteten Bund 25, auf dem axial verschieblich, jedoch mit dem Ritzel 19 drehfest eine Bremsscheibe 9 sitzt. Diese Bremsscheibe 9 wird also bei Drehbewegung der Schwinge 1 mit durch die Zahnradübersetzung zwischen Zahnsegment 18 und Ritzel 19 sich ergebender größerer Drehgeschwhdigkeitbewegt. Der mit dem Gehäuse 4 fest verbundene Magnetkörper 7, welcher wie oben beschrieben ansteuerbar ist, zieht bei Betätigung die Bremsscheibe 9 an und erzeugt damit eine Dämpfung der Schwingenbewegung.
Die beschriebenen neuartigen Reibungsdämpfer lassen sich mit Vorteil in Federsystemen für Radfahrzeuge oder Gleiskettenfahrzeuge einsetzen. Dem Fachmann ist jedoch klar, daß die Reibungsdämpfer auch zur Abstützung anderer bewegter Vorrichtungen, wie Werkzeugmaschinen, verwendbar sind.

Claims

Reibungsdämpfer für die Abstützung einer bewegten Vorrichtung Ansprüche l.eibungsdämpfer für die Abstützung einer bewegten Vorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugaufbaus, auf dem Untergrund, dadurch gek e n n z e i c h n e t, daß der Reibungsdämpfer (7-10; 7'-10') mittels Hilfsenergie steuerbar oder regelbar ist.
2. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die zur Betätigung der Reibungsbremse (7-10;7'-10') erforderlicheHilfsenergie durch die Bewegungen der Vorrichtung (1) aufgebracht wird.
3. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die zur Betätigung der Reibungsbremse (7-10;7'-10') erforderliche Kraft durch eine Fremdenergiequelle (31) aufgebracht wird.
4. Dämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der Bestandteil eines Federsystems für ein Fahrzeug bildet, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Hilfsenergie zur Betätigung der Reibungsbremse (7-10;7'-10') abhängig von den Fahrbedingungen wie Bewegungszustand des Fahrzeuges bzw. des Federsystems, Struktur des Untergrundes,Geschwindigkeit und Zuladung des Fahrzeuges oder dgl.

steuerbar bzw. regelbar ist.
5. Dämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Reibungsbremse als Elektromagnetbremse ausgebildet ist.
6. Dämpfer nach Anspruch 5, dadurch gek e n n z ei c h ne t, daß der zum Betätigen der Elektromagnetbremse erforderliche Strom von einem Tachogenerator (20) erzeugt wird, der durch die Bewegung eines Teiles (1) der Abstützung angetrieben ist.
7. Dämpfer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß der drehbare Teil (Lamellen 9,9') der Elektromagnetbremse mit einer Schwinge (1) und der undrehbare Teil (Lamellen 10,10') mit einem Gehäuse (4) dafür drehmomentensteif verbunden ist, wobei -die Schwinge (1) drehbar in dem Gehäuse gelagert ist und an einem Ende mit dem Laufwerk des Fahrzeuges und am anderen Ende mit einer am Fahrzeugaufbau befestigten Drehstabfeder (3) drehmomentensteif verbunden ist.
8. Dämpfer nach Anspruch 7, dadurch 9 e k e n n z e i c h n e t, daß eine Drehbewegung der Schwinge (1) zum drehbaren Teil (Scheibe 9 ) der-Elektromagnetkupplung hin ins Schnelle übersetzt ist.
9. Dämpfer nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das den Tachogenerator (20) antreibende Teil die Schwinge (1) ist.
10. Dämpfer nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der zur Betätigung der Elektromagnetbremse erforderliche Strom von einer separaten Spannungsquelle (31) bereitgestellt wird.
11. Dämpfer nach Anspruch 7 und 10, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Tachogenerator (20) ein Steuersignal für einen Verstärker (30) abgibt, welcher einen Primäistrom für die Betätigung der Elektromagnetbremse von der Spannungsquelle (31) erhält.
12. Dämpfer nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Magnetkörper (7,7') der Elektromagnetkupplung axial unverschieblich radial innerhalb oder außerhalb von axial verschieblichen,abwechselnd mit der Schwinge (1) und dem Gehäuse (4) drehfesten Lamellen (9,9',10,10') angeordnet ist und auf ein mit diesen zusammenwirkendes,axial verschiebliches Ankerteil (8,8') wirkt, welches axial in Richtung auf die Lamellen vorgespannt ist (Federn 11).