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Die Erfindung betrifft ein Schwingungsdämpfersystem mit einer Tragfeder,
der mindestens zwei getrennte hydraulische Dämpfer verschiedener Dämpfungskraft
parallel geschaltet sind.
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Bekannt sind Stoßdämpfer verschiedener Wirkungsart und Arbeitsweise,
z. B. Reibungsstoßdämpfer oder Flüssigkeitsstoßdämpfer verschiedenster Konstruktion.
Bekannt sind auch Dämpferkonstruktionen, die in Verbindung mit elastischen, im Innern
des Dämpfers angeordneten Medien (z. B. Gaspolster) arbeiten. Solche Dämpfer wurden
entwickelt, um vorzugsweise die geschwindigkeitsabhängigen Dampferkräfte in hydraulischen
Dämpfern bei großen Schwingfrequenzen niedriger zu halten als bei kleinen Frequenzen
mit ihren meist größeren Amplituden. -Allen diesen bekannten Dampferbauarten ist
eigentümlich, daß sie entweder im Bereich kleiner Frequenzen insbesondere unterhalb
der Eigenfrequenz des Schwingungssystems befriedigend starke Dämpfung erreichen
lassen, dann jedoch im Bereich hoher Frequenzen zu starke Dampferwirkung haben,
die als störende, der Federung parallel geschaltete Kraftbrücke wirkt. Wird der
Dämpfer so mit dem schwingenden System abgestimmt, daß die dämpfende Wirkung im
Bereich hoher Frequenzen günstig ist, dann ist die dämpfende Wirkung im Bereich
kleiner Frequenzen unzureichend. Ursache dieser Gegebenheiten ist, daß die in einer
gegebenen Dampfereinheit konstruktiv festliegenden wirkenden Flächen bei verschieden
schnellen Bewegungen und verschieden langen Wegen nur ganz bestimmte konstruktiv
bedingte Dampferkräfte ergeben. Diesem Nachteil ist auch nicht damit zu begegnen,
daß, wie es verursacht wurde, mehrere Dämpfer nebeneinander (parallel) einem schwingenden
Federsystem zugeordnet werden, da sich die Wirkungen mehrerer Dämpfer dann praktisch
addieren und überlagern.
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Bekannt sind auch Dämpfer mit einem mit Drosselbohrungen versehenen
Hauptkolben zur Dämpfung der niederfrequenten Schwingungen mit großer Amplitude
und einem in diesem Kolben angeordneten zusätzlichen Kolben für die Dämpfung hochfrequenter
Schwingungen mit kleineren Amplituden. Solche Dampferbauarten konnten den gewünschten
Effekt nicht bringen, weil sie einmal keine Lagekorrekturglieder für den kleinen
Dampferkolben im großen Kolben kennen und überdies die Wirkung vorgesehener Drosselbohrungen
zwischen Innenraum und Außenraum des großen Dampferkolbens keine Vorrichtungen enthalten,
die gegen Ende des Weges des kleinen Kolbens im großen Kolben die Dampferkraft etwa
einer Exponentialkurve folgend ansteigen lassen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese`-Nachteile zu vermeiden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bereits vorgeschlagen worden einen hydraulischen
Schwingungsdämpfer mit einem mit Drosselbohrungen versehenen Hauptkolben, der die
niederfrequenten Schwingungen mit großer Amplitude dämpft und einen im Hauptkolben
angeordneten Zusatzkolben, der die hochfrequenten Schwingungen mit kleineren Amplituden
dämpft so auszubilden, daß die beiden Arbeitskammern des Zusatzkolbens mit denen
des Hauptkolbens in Verbindung stehen und daß der mit einer Drosselöffnung versehene
Zusatzkolben in an sich bekannter Weise durch gegeneinander wirkende Federn in seiner
Mittelstellung gehalten wird.
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Die Erfindung geht- einen anderen Weg, sie besteht darin, daß der
auf die Hochfrequenzschwingungen kleinerer Amplitude ansprechende kleine Dämpfer
mit Federn versehen ist, die seinen Kolben in der Mittelstellung halten, und daß
die Tragfeder und die Dämpfer einen Endes an einem Hebel angelenkt sind.
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Es sind Federsysteme bekannt, bei denen ebenfalls ein Hebel zwei Federn,
und zwar eine Zug- und eine Druckfeder über den Lastangriffspunkt hinaus verbindet,
so daß der Schwinghebel sich um einen kräftefreibleibenden Punkt zwischen den beiden
Angriffspunkten der Federn dreht, wenn die außen angreifende Kraft sich ändert.
Abgesehen davon, daß es sich hier um ein Federsystem handelt, also ein System, in
dem in den Federn gespeicherte Energie von diesen wieder abgegeben werden kann,
im Gegensatz zu der Erfindung, bei der es sich um ein Dampfersystem handelt, in
dem Bewegungsenergie nicht gespeichert, sondern in Wärme umgewandelt wird, besteht
zwischen diesen beiden Anordnungen auch kein Zusammenhang, weil im Gegensatz zu
dem bekannten Federsystem a) in dem Dampfersystem gemäß der Erfindung in den Anlenkpunkten
Kräfte übertragen werden und b) der eine Dämpfer des Dampfersystems Rückstellfedern
aufweist, die das Dampfersystem im Stadium der Ruhe immer wieder in die Mittellage
bezogen auf den kleineren Dämpfer zurückführen.
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Das Schwingungsdämpfersystem gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung
schematisch dargestellt. Auf der Tragfeder 1 ruht eine abgefederte Masse.
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Die Tragfeder 1 ihrerseits ruht auf einer festen Unterlage (z. B.
Achse eines Fahrzeuges). Der Tragfeder 1 sind zwei oder mehr hydraulische Dämpfer
2 und 3 parallel geschaltet, die ebenfalls auf der festen Unterlage ruhen. Ihre
Kolbenstangen sind über die Gelenke 5 bzw. 6 mit einem Hebel 4 verbunden, der seinerseits
gelenkig mit der abgefederten Masse in der Nähe der Tragfeder 1 verbunden ist. In
einem der Dämpfer 3 sind die gegeneinander wirkenden Federn 7 angeordnet, die den
Kolben des Dämpfers 3 in die Mittellage zurückführen.
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Müssen Schwingungen hoher Frequenz mit ihren in der Regel kleinen
Amplituden gedämpft werden, so setzt der große Dämpfer 2 diesen sehr schnellen Bewegungen
-so große dämpfende Kräfte entgegen, daß -sein Kolben kaum bewegt wird. Der Gelenkpunkt
5 wirkt nicht vollständig, jedoch annähernd als Festpunkt. Demzufolge werden diese
hochfrequenten Schwingungen im wesentlichen von dem kleinen Dämpfer 3 gedämpft,
der bei den kleinen Amplituden auch hierfür in der Regel ausreicht. Treten Schwingungen
mit geringer Frequenz und hierbei in der Regel größeren Amplituden auf, so wird
der kleine Dämpfer 3 sehr schnell in eine Endlage gedrückt (gestrichelt gezeichnet),
wobei durch die konstruktive Gestaltung dieses Dämpfers dafür gesorgt ist, daß die
Dampferkräfte in dem kleinen Dämpfer gegen die Endlagen hin stark ansteigen, so
daß die Endlage weich und nicht schlagartig erreicht wird. Nunmehr wirkt der Gelenkpunkt
6 als Festpunkt und der
weiteren Federbewegung muß der Hebel 4 und
damit der Kolben des großen Dämpfers 2 folgen. Der große Dämpfer tritt nunmehr in
Aktion und dämpft mit den entsprechend größeren Kräften die große Amplitude der
Schwingungen geringer Frequenzen.
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In der Praxis werden sich naturgemäß entsprechend dem Vorhandensein
von verschiedenen Schwingungen mit verschiedenen Amplituden und Frequenzen laufend
Zwischenzustände in diesem Dämpfersystem einstellen. Das System hat jedoch dank
der Federn 7 ständig das Bestreben, den Kolben des kleinen Dämpfers in seine Mittellage
zurückzuführen, so daß der kleine Dämpfer immer wieder arbeitsfähig gemacht wird.
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Es ist auch möglich, die Dämpfer 2 und 3 beiderseits der Tragfeder
1 so anzuordnen, daß der Hebel 4 zwischen den Gelenkpunkten 5 und 6 den Anlenkpunkt
der Tragfeder 1 an der abgefederten Masse aufnimmt.