DE949328C - Method and device for damping the vibrations occurring in moving vehicles - Google Patents
Method and device for damping the vibrations occurring in moving vehiclesInfo
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- DE949328C DE949328C DEF6714A DEF0006714A DE949328C DE 949328 C DE949328 C DE 949328C DE F6714 A DEF6714 A DE F6714A DE F0006714 A DEF0006714 A DE F0006714A DE 949328 C DE949328 C DE 949328C
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/06—Characteristics of dampers, e.g. mechanical dampers
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung der an fahrenden Fahrzeugen auftretenden Schwingungen Die beim Federspiel eines Fahrzeuges auftretenden Massenkräfte müssen möglichst schnell durch entgegenwirkende Kräfte unschädlich gemacht werden. Dazu dient der Stoßdämpfer. In ihm wird entweder die Reibkraft oder der Flüssigkeitsdruck, der beim Durchpressen der Flüssigkeit durch einen engen Spalt entsteht, benutzt, um die auftretenden Stöße zu dämpfen.Method and device for damping the on moving vehicles Occurring vibrations The inertia forces occurring during the spring play of a vehicle must be rendered harmless as quickly as possible by counteracting forces. The shock absorber is used for this. In it either the frictional force or the fluid pressure, which is created when the liquid is pressed through a narrow gap, to dampen the shocks that occur.
Die Reibkraft ist ziemlich konstant, hat infolgedessen aber auch den Nachteil, daß der gefederte Wagenkasten nicht immer in den Schwingungsmittelpunkt zurückkehrt.The frictional force is pretty constant, but it also has that as a result Disadvantage that the sprung car body is not always in the center of vibration returns.
Der Öldruckstoßdämpfer, dessen Kraft geschwindigkeitsabhängig ist, vermeidet zwar den erwähnten Nachteil des Reibungsstoßdämpfers, reagiert aber auf die schnellen Achsschwingungen.; beispielsweise beim Befahren von Kopfsteinpflaster oder Schlaglöchern, bedeutend stärker als auf die langsamen Schwingungen (Eigenschwingung des Wagenkastens). Dieses Verhalten wirkt sich wie eine Versteifung der Federn aus, während der Fahrkomfort gerade mit möglichst weichen Federn erreicht werden soll. Der bekannte Ölstoßdämpfer zeigt also ein für die Wagenfederung falsches Verhalten, das den Erfordernissen entgegengesetzt gerichtet ist. Diesem Übelstande wenigstens mit geschwindigkeitsabhängiger Wirkung abzuhelfen, diente bereits der Vorschlag, einen Stoßdämpfer mit ein oder mehreren zusätzlichen, sich im entgegengesetzten Sinne öffnenden Drosselventilen neben den Betriebsventilen im Kolben zu verwenden. Eine arbeitsfähige Verwirklichungsform dieses Vorschlages ist jedoch nicht angegeben worden. In der Praxis wird die »optimale« Einstellung des Ölstoßdämpfers in einem Kompromiß zwischen wirksamer Eigenschwingungsdämpfung und allzu harter Federung der schnellen Achsschwingungen gesucht.The oil pressure shock absorber, the force of which depends on the speed, avoids the mentioned disadvantage of the friction shock absorber, but responds to the fast axis vibrations .; for example when driving on cobblestones or potholes, significantly stronger than the slow vibrations (natural vibration of the car body). This behavior acts like a stiffening of the springs, while driving comfort should be achieved with the softest possible springs. The well-known oil shock absorber shows a wrong behavior for the car suspension, which is directed opposite to the requirements. This problem at least To remedy this with a speed-dependent effect, the suggestion already served a shock absorber with one or more additional, located in the opposite Meaning to use opening throttle valves next to the service valves in the piston. A workable form of realization however, this proposal is not specified. In practice, the "optimal" setting of the oil shock absorber is used in a compromise between effective natural vibration damping and too hard Looking for suspension of fast axle oscillations.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Stoßdämpfer zu vermeiden, indem die schnellen Schwingungen nicht oder nur schwach gedämpft durchgelassen werden, während den langsamen Schwingungen (im Bereich der Eigenschwingungen) eine starke Dämpfungskraft entgegengestellt wird. Diese Aufgabenstellung ist an sich bekannt, jedoch wurde eine befriedigende Lösung noch nicht gefunden. Die Anordnung eines mit einer auf die Eigenschwingung des Wagens abgestimmten Masse verbundenen Schiebers nämlich, der zum Verschließen von Drosselöffnungen eingerichtet ist, hat zwar eine Drosselwirkung auf die langsamen Schwingungen zur Folge, die aber überhaupt keiner Regelung unterliegt, so daß eine Änderung der Stoßdämpferkräfte in Abhängigkeit irgendwelcher Größen, wie Schwingungsweite oder Frequenz, nicht erfolgt.The invention is based on the disadvantages of the known Avoid shock absorbers by the rapid vibrations no or only weak be allowed to pass through attenuated, during the slow oscillations (in the area of the Natural vibrations) a strong damping force is opposed. This task is known per se, but a satisfactory solution has not yet been found. The arrangement of a mass adjusted to the natural vibration of the car connected slide namely, which is set up to close throttle openings has a throttling effect on the slow vibrations but is not subject to any regulation, so that a change in the shock absorber forces depending on some variables, such as oscillation amplitude or frequency, not he follows.
Demgegenüber wird mit der Erfindung der Fortschritt erzielt, daß jede in der Praxis auftretende Schwingungsart in jeweils auf sie besonders abgestimmter Weise gedämpft wird.In contrast, the invention achieves the progress that each The type of vibration that occurs in practice is specially tailored to it Way is dampened.
Die erfindungsgemäße Maßnahme äußert sich in folgenden vier Eigenschaften: I. Die Weichheit der Federung erreicht einen hohen Fahrkomfort bei Luxus- und Krankenwagen sowie Fahrzeugen zur Beförderung empfindlichen Gutes; 2. die Schwingungsfreiheit kann beliebig hoch getrieben werden, da Kompromisse wegen etwaiger Versteifung der Federung nicht erforderlich sind; 3. beim Fahren über raube Straßen (Kopfsteinpflaster, Schlaglöcher) wird eine wesentliche Brennstoffersparnis erzielt, da eine urgedämpfte Federung vorliegt; 4. es ergibt sich eine schonende Rückwirkung auf die Straße.The measure according to the invention manifests itself in the following four properties: I. The softness of the suspension achieves a high level of driving comfort in luxury and ambulance vehicles as well as vehicles for the transport of sensitive goods; 2. the freedom from vibration can be driven as high as desired, as compromises due to possible stiffening of the Suspension is not required; 3. when driving over rough roads (cobblestones, Potholes), a significant fuel saving is achieved, since a dampened one Suspension is present; 4. There is a gentle repercussion on the road.
Bei einer Durchführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wirkt eine die in Drehschwingungen übersetzten Schwingungen aufnehmende Rutschkupplung mit einem Schwungrad der geschwindigkeitsabhängigen Kupplung einer Bremsbetätigungswelle zusammen.In one embodiment of the method according to the invention acts a slip clutch that absorbs the vibrations translated into torsional vibrations with a flywheel of the speed-dependent clutch of a brake actuation shaft together.
An Hand der Zeichnung werden nachstehend als Ausführungsbeispiele zwei Vorrichtungen zur Durchführung des. Verfahrens nach der Erfindung beschrieben.On the basis of the drawing are given below as exemplary embodiments two devices for performing the. Method according to the invention described.
Bei der in Abb. I und 2 im Aufriß bzw. im Grundriß dargestellten Vorrichtung sind in einem am Wagenkasten befestigten Gehäuse fünf Wellen A, B, C, D, E angeordnet. Auf der Welle A sitzt außen der Schwinghebel 2, der in bekannter Weise über eine Stoßstange mit der Wagenachse gekuppelt ist. Ein auf der gleichen Welle sitzendes Zahnsegment 3 kämmt mit einem auf der Welle B sitzenden Ritze 14. Auf der Welle B sind Sperrräder 5, 5' aufgekeilt, in die zwei lose Bremstrommeln 7, 7' mittels Sperrklinken 6, 6' derart eingreifen, daß die Bremstrommel 7 nur linksherum und die Bremstrommel 7' nur rechtsherum mitgenommen werden. Das ferner auf der Welle B aufgekeilte Zahnrad 8 kämmt mit einem auf der Welle C losen Ritzel g, das seinerseits über eine Rutsch- oder Reibkupplung Io mit der Welle C kuppelbar ist. Zur Einstellung des übertragbaren Kupplungsdrehmomentes dient eine Stellmutter II und die Schraubenfeder I2. Das auf der Welle C aufgekeilte Zahnrad I3 greift in ein auf der Welle D aufgekeiltes Ritzel I4. Die Welle D trägt dameben eine Fliehkraftkupplung I5, die aus den Schwungmassen I6 und der Spreizfeder I7 besteht. Die Kupplung I5 nimmt von einer gewissen Tourenzahl der Welke D ab das auf der Welle D lose Ritzel I8 mit, das in ein Zahnsegment I9 auf der Bremswelle E greift. Auf dieser sitzen Kurbeln 2o, 2o', die die um die Bremstrommeln 7, 7' geschlungenen Bremsbänder 2I, 2I' anziehen. Die Bremswelle E wird durch am Zahnsegment I9 angreifende Rückzugfedern 22, 22 in Mittelstellung gehalten, wobei die Bremsen gelüftet sind.In the device shown in Fig. I and 2 in elevation and in plan five shafts A, B, C, D, E are arranged in a housing attached to the car body. On the shaft A sits outside the rocker arm 2, which in a known manner via a The bumper is coupled to the car axle. One sitting on the same wave Toothed segment 3 meshes with a slot 14 seated on shaft B. On the shaft B ratchet wheels 5, 5 'are keyed into the two loose brake drums 7, 7' by means of Ratchets 6, 6 'engage such that the brake drum 7 only to the left and the brake drum 7 'can only be taken clockwise. That further on the wave B keyed gear 8 meshes with a pinion g loose on shaft C, which in turn Can be coupled to the shaft C via a slip or friction clutch Io. To recruitment an adjusting nut II and the helical spring are used for the transferable clutch torque I2. Gear I3 keyed on shaft C meshes with one keyed on shaft D. Pinion I4. The shaft D then carries a centrifugal clutch I5, which consists of the flywheels I6 and the expanding spring I7. The clutch I5 takes from a certain number of revolutions the wilt D from the loose on the shaft D pinion I8, which is in a toothed segment I9 engages on the brake shaft E. On this sit cranks 2o, 2o ', the ones around the brake drums 7, 7 'Tighten looped brake bands 2I, 2I'. The brake shaft E is through on Toothed segment I9 acting retraction springs 22, 22 held in the middle position, wherein the brakes are released.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Der beim Federspiel des Fahrzeuges auf und ab schwingende Hebel 2 überträgt in einem dem Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 3, 4 entsprechend verstärkten Maße die Drehschwingungen auf die Welle B und - weiter verstärkt - auf das Ritzel g der Welle C. Entsprechend dem Trägheitsmoment der Schwungmassen I6 und dem einstellbaren Übertragungsmoment der Rutschkupplung Io setzt sich die Welle D bei längerer Einwirkdauer ein und derselben Drehrichtung in Bewegung. Da die Einwirkdauer umgekehrt proportional der Schwingungszahl der Wagenfederung ist, so ergibt sich, daß die Welle D nur bei langsamen Schwingungen in Bewegung kommt. Schnell wechselnde Impulse bleiben also fast wirkungslos. Erreicht die Welle D eine gewisse Drehgeschwindigkeit, so kuppelt sich das Ritzel I8 und zieht über Zahnsegment I9, Bremswelle E und Kurbel 2o das Bremsband 2I an. Nun beginnt der Dämpfungsvorgang, indem der Hebel :2 über Bremstrommel 7, Sperrklinke 6, Sperrad 5, Welle B, Ritzel 4, Zahnsegment 3 und Welle A gebremst wird. Kommt die Welle D wieder zur Ruhe, so entkuppelt sich das Ritzel 18 vermöge der Spreizfeder 17, und die Rückzugfeder 22 zieht die Bremswelle E in die Mittelstellung zurück, wodurch die Bremse gelüftet wird.The mode of operation of this device is as follows: The lever 2, which oscillates up and down during the spring play of the vehicle, transmits the torsional vibrations to the shaft B and - further intensified - to the pinion g of the shaft C. Corresponding to the moment of inertia of the centrifugal masses I6 and the adjustable transmission torque of the slip clutch Io, the shaft D begins to move in the same direction of rotation if it is used for a longer period of time. Since the duration of action is inversely proportional to the number of oscillations of the carriage suspension, the result is that the shaft D only starts moving when the oscillations are slow. Rapidly changing impulses are therefore almost ineffective. When the shaft D reaches a certain rotational speed, the pinion I8 is coupled and pulls the brake band 2I on via toothed segment I9, brake shaft E and crank 2o. Now the damping process begins, in that the lever: 2 is braked via brake drum 7, pawl 6, ratchet wheel 5, shaft B, pinion 4, toothed segment 3 and shaft A. When the shaft D comes to rest again, the pinion 18 disengages itself by virtue of the expanding spring 17, and the return spring 22 pulls the brake shaft E back into the central position, whereby the brake is released.
Es ist für jede Drehrichtung eine Bremstrommel 7, 7' vorgesehen, damit beim Befahren eines Hindernisses (Schwelle oder Schlagloch) die gerade abklingende Eigenschwingung nicht gestört wird. Der durch das Hindernis verursachte Stoß geht infolge des Freilaufs glatt .durch und wird von der Wagenfederung urgedämpft verarbeitet.A brake drum 7, 7 'is provided for each direction of rotation so that when driving over an obstacle (threshold or pothole) the one that just fades away Natural oscillation is not disturbed. The shock caused by the obstacle goes Due to the freewheeling, it is smooth and is processed by the car's suspension.
Während Abb. i und 2 den Gegenstand der Erfindung in Verbindung mit einem Reibungsstoßdämpfer zeigen, ist in Abb. 3 der Gegenstand der Erfindung in Verbindung mit einem Öldruck- Stoßdämpfer dargestellt. Der hier nicht dargestellte Steuermechanismus ist mit den Wellen A bis E der gleiche wie in Abb. I und 2. An Stelle der Bremskurbeln betätigt die Welle E drei Öldurchlaßhähne 23, 24, 24', die in ihrer Mittelstellung gezeigt sind. Schwenkt die Welle A rechtsherum, so drückt der Kolben 25 im Nichtdämpfungsfalle (also bei schnellen Schwingungen) das Öl durch den geöffneten Hahn. 23 auf die Seite des zurückweichenden Kolbens 25'. Die Schwingung der Welle A ist also fast ungehemmt. Liegt eine langsame Schwingung vor, so dreht der oben zu Abb. I und 2 erläuterte Steuerungsvorgang die Welle E mit den Hähnen rechtsherum, so daß die Hähne 23, 24' geschlossen und Hahn 24 geöffnet werden. Der Ölstrom vom Kolben 25 her gelangt nur über das Überdruckventil 26 auf die andere Seite, da das Rückschlagventil 27 den Durchfluß durch den offenen Hahn 24 verhindert. Der Schwingbewegung der Welle A wirkt nun die Kolbenkraft entsprechend dem Überströmdruck am Ventil 26 entgegen. Die Seitenwege der Ölströmung durch die Hähne 24 und 24 mit den Rückschlagventilen 27, 27' .entsprechen den Klinkengetrieben 5, 6, 5', 6' der Abb. I und 2 und ihrer dazu beschriebenen Funktion. Die Überdruckventile 26, 26' verhüten eine Überbeanspruchung des Öldruckstoßdämpfers.While Fig. I and 2 the subject matter of the invention in connection with show a friction shock absorber, the subject of the invention is in Fig. 3 in Connection with an oil pressure Shock absorber shown. This here control mechanism not shown is the same as shafts A to E in Fig. I and 2. Instead of the brake cranks, shaft E actuates three oil drainage cocks 23, 24, 24 ', which are shown in their middle position. If shaft A swings to the right, so the piston 25 pushes in the non-damping case (i.e. with fast vibrations) the oil through the open tap. 23 on the side of the receding piston 25 '. The oscillation of wave A is almost uninhibited. There is a slow oscillation before, the control process explained above for Figs. I and 2 rotates the shaft E. with the taps to the right so that taps 23, 24 'are closed and tap 24 is open will. The oil flow from the piston 25 only reaches the pressure relief valve 26 the other side, since the check valve 27 controls the flow through the open tap 24 prevented. The piston force acts accordingly to the oscillating movement of shaft A counter to the overflow pressure at valve 26. The sideways of the oil flow through the Cocks 24 and 24 with the check valves 27, 27 'correspond to the ratchet gears 5, 6, 5 ', 6' of Figs. I and 2 and their related function. The pressure relief valves 26, 26 'prevent overstressing of the oil pressure shock absorber.
Es bleibt im Rahmen der Erfindung, ob nun erstens die Bremse aus Bremstrommel mit Bremsband, Backenbremse, Lamellenbremse, einfach oder doppelt. wirkendem Flüssigkeitskolben oder Elektromagntbremse, zweitens der Klinkentrieb aus den bekannten Freilaufgetrieben, Reibgesperre oder Klemmrollen, drittens die Rutschkupplung aus aufeinandergepreßten Planscheiben, Konusscheiben, Lamellen oder Reibbacken besteht, viertens die geschwindigkeitsabhängige Kupplung oder Schlupfkupplung eine Fliehkraftkupplung, Turbokupplung, Flüssigkeitswirbel- und Bremsflügelkupplung, Drehkolbenkupplung, elektrische Wirbelstromkupplung ist oder durch elektrische Fliehkraftkontakte auf der Welle D zur Steuerung von Betätigungsmagneten oder einer Elektromagnetbremse gebildet wird, fünftens die Bremswelle E Kurbeln, Nocken Exzenter, Hähne, Schieber oder auch elektrische Kontakte zur Steuerung der Bremse oder Bremsflüssigkeit trägt.It remains within the scope of the invention whether firstly the brake from the brake drum with brake band, shoe brake, multi-disc brake, single or double. acting liquid piston or electromagnetic brake, secondly the ratchet drive from the well-known freewheel gears, Friction locks or pinch rollers, thirdly, the slip clutch from pressed together Fourth, the speed-dependent one consists of face disks, conical disks, lamellae or friction jaws Clutch or slip clutch a centrifugal clutch, turbo clutch, fluid vortex and wing clutch, rotary piston clutch, electric eddy current clutch is or through electrical centrifugal contacts on shaft D to control actuating magnets or an electromagnetic brake is formed, fifth, the brake shaft E cranks, Cam eccentrics, taps, slides or electrical contacts to control the Brake or brake fluid.
Zur quantitativen Beurteilung der Wirkungsweise des Gegenstandes der Erfindung sind die Federungsverhältnisse in Abb. 4a bis 4e, 5 a bis 5 e und 6 a bis 6e in Schaulinien dargestellt, wobei langsame Achsschwingungen kleiner und großer Amplitude einer schnellen Achsschwingung gegenübergestellt sind. Da überall der gleiche Maßstab angewandt ist, so sind die schraffierten Bremsflächen ein überzeugender Beweis für die behauptete Wirksamkeit des Gegenstandes der Erfindung. Im einzelnen zeigt Abb. 4 a eine kleine Achsbewegung in Eigenfrequenz und dazu Abb. 4b die Geschwindigkeit der Achse, Abb. 4 c die Beschleunigung der Achse und der Welle D, Abb. 4d die Drehgeschwindigkeit der geschwindigkeitsabhängigen Kupplung und Abb. 4e die Bremskraft, Abb. 5 a eine große Achsbewegung in Eigenfrequenz und dazu Abb. 5 b die Geschwindigkeit der Achse, Abb. 5 c die Beschleunigung der Achse (gestrichelt) und der Welle (ausgezogene Linie), Abb. 5 d die Drehgeschwindigkeit der geschwindigkeitsabhängigen Kupplung und Abb. 5 e die Bremskraft, Abb. 6 a eine kleine Achsbewegung von dreifacher Frequenz und dazu Abb. 6b die Geschwindigkeit der Achse, Abb. 6 c die Beschleunigung der Achse (gestrichelt) und der Welle (ausgezogene Linie), Abb. 6 d die Drehgeschwindigkeit der geschwindigkeitsabhängigen Kupplung und Abb. 6 e die Bremskraft.For the quantitative assessment of the effectiveness of the object of the Invention are the suspension conditions in Fig. 4a to 4e, 5 a to 5 e and 6 a to 6e shown in visual lines, with slow axis vibrations smaller and larger Amplitude of a fast axis oscillation are compared. Everywhere the If the same scale is applied, the hatched braking areas are convincing Proof of the claimed effectiveness of the subject invention. In detail Fig. 4a shows a small axis movement in natural frequency and Fig. 4b shows the speed the axis, Fig. 4c the acceleration of the axis and the shaft D, Fig. 4d the speed of rotation the speed-dependent clutch and Fig. 4e the braking force, Fig. 5a a large axis movement in natural frequency and in addition Fig. 5 b the speed of the axis, Fig. 5 c the acceleration of the axis (dashed) and the shaft (solid line), Fig. 5 d the rotational speed of the speed-dependent coupling and Fig. 5 e the braking force, Fig. 6 a a small axis movement of three times the frequency and Fig. 6b shows the speed of the axis, Fig. 6c shows the acceleration of the axis (dashed) and the shaft (solid line), Fig. 6 d the rotational speed the speed-dependent clutch and Fig. 6 e the braking force.
In Abb. 4e, 5 e und 6 e bezeichnet L jeweils die Lose im Bremsband.In Fig. 4e, 5e and 6e, L denotes the slack in the brake band.
Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich nicht nur auf Straßenfahrzeuge, sondern z. B. auch auf geländegängige Fahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Flugzeuge und Aufzüge.The field of application of the invention extends not only to road vehicles, but z. B. also on off-road vehicles, rail vehicles, airplanes and Elevators.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEF6714A DE949328C (en) | 1951-07-11 | 1951-07-11 | Method and device for damping the vibrations occurring in moving vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEF6714A DE949328C (en) | 1951-07-11 | 1951-07-11 | Method and device for damping the vibrations occurring in moving vehicles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE949328C true DE949328C (en) | 1956-09-20 |
Family
ID=7085109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEF6714A Expired DE949328C (en) | 1951-07-11 | 1951-07-11 | Method and device for damping the vibrations occurring in moving vehicles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE949328C (en) |
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-
1951
- 1951-07-11 DE DEF6714A patent/DE949328C/en not_active Expired
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