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Patent Searching and Data


Title:
HYDRO SPRING WITH A DAMPER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/052168
Kind Code:
A1
Abstract:
The hydraulic volume (4a, 4b) of a hydro spring is sealed by means of a spring element (b) which is vulcanized into an outer ring (8) and also defined by means of a compensating membrane (10). The volume (4a, 4b) is subdivided by means of a separating wall having at least one connecting channel (28) into two chambers (4a, 4b) which are completely filled with hydraulic fluid and whose volume can alternately be modified. In order to create a damper element having a low construction height, the separating wall (2b) is flat. The plane of the separating wall is oriented in an oblique position with respect to the axis of the spring. At least one flat connecting channel (28) extends inside the flat separating wall (26). Preferably, the at least one connecting channel (28) is spiral shaped. Several spiral shaped connecting channels (28) can be arranged in a mutually offset position in the separating wall (26).

Inventors:
Gedenk, Volker (Pastorenkamp 13 Hemmingen, 30966, DE)
Application Number:
PCT/EP2001/014847
Publication Date:
July 04, 2002
Filing Date:
December 15, 2001
Export Citation:
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Assignee:
CONTITECH LUFTFEDERSYSTEME GMBH (Philipsbornstrasse 1 Hannover, 30165, DE)
International Classes:
F16F13/06; F16F13/10; F16F13/18; (IPC1-7): F16F13/10
Foreign References:
US5028038A1991-07-02
DE3743555A11989-07-06
US4588173A1986-05-13
US4893797A1990-01-16
EP0611216A11994-08-17
DE4446800C11995-09-14
Other References:
HOLZEMER K.: "Theorie der Gummilager mit hydraulischer Dämpfung", ATZ AUTOMOBILTECHNISCHE ZEITSCHRIFT, vol. 87, no. 10, October 1985 (1985-10-01), Stuttgart, Deutschland, pages 545 - 548,551, XP002195086
Attorney, Agent or Firm:
Schneider, Egon (Continental Aktiengesellschaft Postfach 1 69 Hannover, 30001, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Hydrofeder mit Dämpfer, insbesondere als Primärfeder für den Einsatz in Schienenfahrzeugen, dessen Hydraulikgehäuse einerseits durch ein gummielastisches Federelement (6) und andererseits durch eine hochflexible, elastische Ausgleichsmembran (10) abgeschlossenen ist, und das durch eine mindestens einen Verbindungskanal (28) aufweisende Trennwand (Bb) in zwei mit einer Hydraulikflussigkeit vollständig gefüllte und wechselweise volumenveränderliche Kammern (4a, 4b), nämlich eine dem Federelement (b) benachbarte Arbeitskammer (4a) und eine der Ausgleichsmembran (10) benachbarte Ausgleichskammer (4b) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (26) eben ausgebildet ist, wobei die TrennwandEbene quer zur Federachse orientiert ist, dass sich der mindestens eine Verbindungskanal (28) eben innerhalb der Trennwand (26) erstreckt, und dass das eine Ende des Verbindungskanals (28) in die Arbeitskammer (4a) und das andere Ende in die Ausgleichskammer (4b) mundet. 2Hydrofeder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine spiralförmige Ausbildung des mindestens einen Verbindungskanals (28) innerhalb der Trennwand (26). 3Hydrofeder nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mehrere spiralförmig ausgebildete Verbindungskanäle (28), die versetzt zueinander in der ebenen Trennwand Ob) angeordnet sind, wobei die FlieRwege der einzelnen Verbindungskanäle (28) zueinander parallelgeschaltet sind 4. Hydrofeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mehreren Verbindungskanäle (28) in einer einzigen oder in mehreren Ebenen innerhalb der Trennwand (26) befinden.
2. 5 Hydrofeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (26) aus mindestens zwei aufeinanderliegenden Scheiben (Drosseloberteil 2La, Drosselunterteil Ebb) besteht, wobei mindestens eine (26a und/oder Ebb) der mindestens zwei Scheiben (26a, Ebb) eine spiralig ausgebildete Nut (30a und/oder 30b) aufweist, und wobei die mindestens eine Nut (30a und/oder 30b) im zusammengesetzten Zustand der mindestens zwei Scheiben (26a, 26b) mindestens einen Verbindungskanal (28) bildet. b. Hydrofeder nach einem der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei aufeinander angeordnete Scheiben (2La, 26b) mit miteinander korrespondierenden Nuten (30a, 30b) versehen sind, die zusammen mindestens einen Verbindungskanal (28) bilden, und dass die aufeinander angeordneten Scheiben (26a, 26b) zueinander drehbar angeordnet sind, wobei der wirksame Querschnitt des Verbindungskanals (28) durch Verdrehen der aufeinander angeordneten Scheiben (26a, 26b) veränderbar ist.
3. 7 Hydrofeder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche des mindestens einen Verbindungskanals (28) eine Grobund/oder Feinstruktur zur Beeinflussung der Strömungscharakteristik der HydraulikflUssigkeit aufweist.
Description:
Hydrofeder mit Dämpfer Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Hydrofeder mit Dämpfer, insbesondere als Primärfeder für den Einsatz in Schienenfahrzeugen, wie sie auch unter der Bezeichnung "hydraulisch dämpfendes elastisches Lager"aus der Patentschrift DE 44 46 B00 Cl vorbekannt ist.

Das in dieser Patentschrift anhand der darin abgebildeten Fig. la beschriebene Lager weist nein Federelement (1) auf, das einerseits mit einem Anschlussteil (11) und andererseits mit einem zylindrischen Gehäuse (3) fest verbunden-insbesondere zusammenvulkanisiert-ist. Auf das Gehäuse (3) ist das gegenseitige Anschlussteil (12) geschraubt, mit dem der becherförmige, Luftausgleichsbohrungen (13.1) aufweisende Lagerdeckel (13) einstuckig verbunden ist. Das hydraulische Dämpfungssystem des Lagers besteht aus der Arbeitskammer (6) und der nach außen durch die hochflexible elastische Ausgleichsmembran (2) abgeschlossenen Ausgleichskammer (7) sowie einem in die Trennwand (5) eingeformten Verbindungskanal (4), durch den die eingeschlossene Hydraulikflussigkeit gedrosselt zwischen den beiden Kammern hin und her strömen kann." Gemäß diesem Stand der Technik weist die innerhalb des elastischen Lagers angeordnete Trennwand (5) einen zylindrischen Rand auf, in den eine schraubenförmige Nut eingelassen ist. In Verbindung mit dem Gehäuse (3) bildet

die in den zylindrischen Rand eingelassene Nut einen Kanal (4), der die beiden Hydraulikkammern (6 und 7) miteinander verbindet.

Die Herstellung der in den zylindrischen Rand eingelassenen Nut ist relativ kostenintensiv. Wegen seiner axialen Ausdehnung benotigt der zylindrische Rand eine gewisse Bauhohe, die nicht als Federweg nutzbar ist. Eine Einstellung der Dämpfung auf die jeweils zu federnden Massen ist mit dem vorbekannten Verbindungskanal (Dämpfungskanal 4) nicht möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorbekannte Hydrofeder weiterzuentwickeln. Insbesondere soll ein preisgunstiges, eine geringe Bauhohe erforderndes Dämpferelement geschaffen werden.

Gemäß Anspruch 1 befindet sich ein erfindungsgemäßer Dämpfungskanal in einer einzigen, quer zur Federachse angeordneten Ebene. Daraus resultiert eine sehr geringe Bauhöhe. D. h. wiederum : entweder kann die üblicherweise für Dämpfungskanäle benotigte Bauhöhe für einen erweiterten Federweg verwendet werden oder bei gleichem Federweg kann die Feder insgesamt kleinbauender konstruiert werden.

Durch eine spiralförmige Ausbildung des eben ausgebildeten, Hydraulikflüssigkeit fuhrenden Dämpfungskanals (Verbindungskanals) kann eine hinreichende Strb'mungslänge realisiert werden, so dass keinerlei Kompromisse bezüglich der Dämpfungswirkung eingegangen werden müssen.

Nicht nur bezuglich der Kanallänge gibt es genügend Spielraum. Es können auch mehrere Verbindungskanäle konzipiert werden, die zueinander versetzt in der Ebene

angeordnet sind, wobei die einzelnen Fließwege miteinander parallelgeschaltet sind. Durch die Aufteilung der Drossel auf mehrere Einzelkanäle können die Kanäle unterschiedlich lang und mit unterschiedlichem Querschnitt ausgeführt werden. Dadurch kann wesentlich breitbandiger gedämpft werden, ohne dass das Dämpfungsmaximum zurückgeht.

Darüber hinaus ist auch denkbar, mehrere Verbindungskanäle in mehreren Ebenen anzuordnen. Auf diese Weise lässt sich eine beliebig große Dämpfungswirkung realisieren.

Die Verbindungskanäle werden vorzugsweise mit Hilfe von zwei aufeinanderliegende, jeweils mit zueinander orientierte Nuten versehene Scheiben (Drosseloberteil und Drosselunterteil) aufgebaut, die zusammen eine Trennwand bilden.

Wenn die beiden, die hydraulikkanal-bildenden Scheiben gegeneinander verdrehbar sind, lässt sich der wirksame Querschnitt variieren. Damit kann man die Dämpfungscharakteristik einstellen.

Schließlich kann durch Wahl der Grob-und Feinstruktur der Kanaloberfläche eine weitere Beeinflussung der Dämpfungscharakteristik vorgenommen werden.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Hydrofeder anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Hydrofeder im Längsschnitt- Fig. 2 zeigt die innerhalb der Hydrofeder angeordnete Trennwand ; und zwar zeigt : Fig. 2a die erfindungsgemäße Trennwand im Längsschnitt ;

Fig. 2b das Oberteil der Trennwand (Drosseloberteil), von unten gesehen ; Fig. 2c das Unterteil der Trennwand (Drosselunterteil), von oben gesehen ; Fig. 2d das Oberteil im Längsschnitt ; und Fig. 2e das Unterteil, ebenfalls im Längsschnitt.

Das Hydraulikvolumen 4a, 4b der in Fig. 1 abgebildeten Hydrofeder 2 wird nach"unten"durch ein Federelement 6, das in einen Außenring 8 einvulkanisiert ist, abgeschlossen. Nach"oben"ist das Volumen 4a, 4b durch eine Membrane 10 begrenzt.

Die Membrane 10 ist mittels eines Deckels 12 am Außenring 8 druckdicht befestigt. Zu diesem Zweck weisen sowohl der Außenring 8 als auch der Deckel 12 jeweils eine plane Dichtfläche 14 bzw. 16 auf. Zwischen die planen Dichtflächen 14, 16 erstreckt sich der Außenrand 18 der Membrane 10. Schrauben 20, die den Deckel 12 und den Außenring 8 miteinander verbinden, sorgen für eine druckdichte Befestigung des Deckels 12 an dem Außenring 8.

Zwecks Dämpfung der Federwirkung ist das Hydraulikvolumen 4a, 4b durch eine mit mindestens einem Verbindungskanal 28 versehene Trennwand Bb in zwei Teilvolumen (Arbeitskammer 4a, Ausgleichskammer 4b) unterteilt.

Die Trennwand (Drossel) 26 besteht aus dem Drosselober- 26a und dem Drosselunterteil Ebb-Beide Teile 2La, Ebb sind mit zueinander korrespondierenden spiralförmigen Nuten 30a, 30b (Fig. 2) versehen, die gemeinsam den Verbindungskanal (Ausgleichskanal) 28 bilden, wobei das eine Ende des Ausgleichskanals 28 in die eine, Kammer 4a bzw. 4b und das andere Ende des Ausgleichskanals 28 in die andere Kammer 4b bzw. 4a mundet.

Beim Einfederungsvorgang sind die Kammern 4a, 4b wechselweise volumenveränderlich, wobei Hydraulikflussigkeit durch den Verbindungskanal 28 strömt.

Aufgrund der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit ergibt sich beim Durchströmen des Verbindungskanals 28 eine mehr oder weniger starke Dämpfung.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Ober-26a und Unterteil 26b der Trennscheibe Bb gegeneinander verdrehbar, wodurch sich der wirksame Kanalquerschnitt variieren lässt.

Außer von der Viskosität hängt die Dämpfungswirkung von der Länge, dem wirksamen Querschnitt und der Oberflächenstruktur des Kanals 28 ab.

Hydrofeder mit Dämpfer Bezugszeichenliste 2 Hydrofeder 4a, 4b Hydraulikvolumen, Volumen, Kammern 4a Arbeitskammer 4b Ausgleichskammer 6 Federelement 8 Außenring 10 Membrane,Ausgleichsmembran 12 Deckel, Lagerdeckel 14 Dichtfläche des Außenringes 1L Dichtfläche des Deckels 18 Außenrand der Membrane 20 Schraube (n) 26 Trennplatte, Trenwand,Drossel 26a Drosseloberteil<BR> 26b Drosselunterteil<BR> 28 Verbindungskanal, Ausgleichskanal, Kanal, Dämpfungskanal 30a Nut im Drosseloberteil 30b Nut im Drosselunterteil




 
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