DE10052884C2 - Adaptierbarer Schwingungstilger - Google Patents
Adaptierbarer SchwingungstilgerInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
- F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
- F16F7/108—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted on plastics springs
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungstilger mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Schwingungstilger mit einem über eine Federanordnung elastisch
an eine Basis angekoppelten Massekörper dienen zur passiven
Schwingungsdämpfung. In einem Frequenzbereich um die Eigenfre
quenz des Schwingungstilgers wird einem schwingenden System, an
dem der Schwingungstilger über die Basisplatte befestigt ist,
Schwingungsenergie entzogen, so daß das schwingende System
beruhigt wird. Innerhalb eines Schwingungstilgers, bei dem die
Federanordnung einen Federkörper aus Elastomerwerkstoff umfasst,
wird die Schwingungsenergie durch die energiedissipative Wirkung
des Elastomerwerkstoffs zudem zumindest teilweise in Wärme
umgesetzt.
Ein bekannter Schwingungstilger aus dem Lieferprogramm der
Anmelderin mit einem Massekörper und einem Federkörper aus
Elastomerwerkstoff weist eine Hauptachse auf, zu der der
Schwingungstilger rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Dabei
ist der Massekörper ringförmig, und die Basisplatte weist eine
mit der Durchgangsöffnung des Massekörpers fluchtende Befesti
gungsbohrung auf. So kann der Schwingungstilger mit einer
Befestigungsschraube an einem schwingenden System befestigt
werden, wobei die Befestigungsschraube in eine Gewindebohrung in
dem schwingenden System eingreift, sich über einen Bund an der
Basisplatte abstützt und mit einem vergrößerten Kopf zusätzlich
eine Verliersicherung für den ringförmigen Massekörper ausbil
det. In nachteiliger Weise ist die schwingungsdämpfende Wirkung
des bekannten Schwingungstilgers der eingangs beschriebenen Art
nur in einem kleinen Frequenzbereich um eine prinzipiell feste
Eigenfrequenz des Schwingungstilgers gegeben. Wenn diese Eigen
frequenz mit der Frequenz der zu dämpfenden Schwingung zusammen
fällt, ist die Wirkung des Schwingungstilgers sehr gut. Wenn
diese Frequenzen differieren, läßt diese Wirkung jedoch stark
nach. Selbst bei einer guten Abstimmung des Schwingungstilgers
auf die zu dämpfenden Schwingungen unter Normalbedingungen kann
diese Abstimmung verlorengehen, wenn sich die Frequenz der zu
dämpfenden Schwingungen oder die Eigenfrequenz des Schwingungs
tilgers verschiebt. Der letztere Fall tritt beispielsweise
leicht mit einer Temperaturänderung auf, da die elastischen
Eigenschaften von Elastomerwerkstoff stark temperaturabhängig
sind. Darüberhinaus weisen die elastischen Eigenschaften von
Elastomerwerkstoff eine ausgeprägte Alterungsabhängigkeit auf.
In der Praxis, beispielsweise beim Einsatz des bekannten
Schwingungstilgers im Automobilbau ergeben sich daher leicht
derartige Verstimmungen, daß die schwingungsdämpfende Wirkung
des Schwingungstilgers zumindest nicht mehr optimal ist.
Es ist bereits bekannt, passive Schwingungstilger zu verstimmen,
um sie bezüglich ihrer Eigenfrequenz zu adaptieren. Beispiels
weise ist ein Schwingungstilger bekannt, bei dem ein Massekörper
an einem Hebelarm angeordnet ist, der gegen die elastische Kraft
einer Feder um eine Hebelachse verschwenkbar ist. Durch Ver
ändern der Lage des Massekörpers an dem Hebelarm, d. h. des
Abstands des Massekörpers zu der Hebelachse ist die Eigenfre
quenz dieses bekannten Schwingungstilgers auf einen gewünschten
Wert einstellbar. Allerdings ist das mechanische Gelenk im
Bereich der Hebelachse des bekannten adaptierbaren Schwingungs
tilgers aufwendig und beschränkt die Richtungen, in denen der
Schwingungstilger elastisch an eine schwingendes System
ankoppelbar und damit zur Schwingungsdämpfung wirksam ist.
Aus der DE 195 02 030 C1 ist eine Schalldämmeinrichtung bekannt.
Dabei ist ein Federkörper aus Elastomerwerkstoff zwischen zwei
Anschlüssen für ein zu lagerndes Aggregat und eine Abstützung
vorgesehen. Über ein Ankoppelelement ist an den Federkörper aus
Elastomerwerkstoff eine Zusatzmasse angekoppelt, wodurch ein
Schwingungstilger ausgebildet ist. Die Steife der Ankopplung der
Zusatzmasse an den Federkörper aus Elastomerwerkstoff und damit
die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers ist verstellbar. Hierzu
ist in dem Ankoppelelement, das ebenfalls aus einem elastomeren
Werkstoff besteht, ein Fluidkanal angeordnet, der über eine
Leitung mit einem Fluidum beaufschlagbar ist.
Aus der DE 196 39 556 A1 ist ein Schwingungstilger bekannt, bei
dem ein Massekörper über eine in ihrer Federrate veränderbare
Gummifeder an eine Basis angekoppelt ist. Die Gummifeder besteht
aus zwei einzelnen kegelförmigen Gummifedern, die über eine
Spindel miteinander verbunden sind, um sie unterschiedlich stark
gegeneinander zu verspannen.
Aus der EP 0936376 A2 ist eine aktive Einrichtung zur
Schwingungsdämpfung bekannt, bei der ein Massekörper derart
elastisch an eine Basis angekoppelt ist, dass der Massekörper
aktiv durch Beaufschlagung einer Luftdruckkammer in Oszillation
versetzt werden kann. Die Luftdruckkammer ist zwischen einem
Federkörper aus Elastomerwerkstoff und dem Massekörper
angeordnet und mit einer Zuleitung für Druckluft verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungs
tilger der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, der ohne eine
in den Hohlraum führende Leitung für ein Fluidum auskommt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Schwingungstilger
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Schwingungstilgers sind in
den Ansprüchen 2 bis 4 definiert.
Bei dem neuen Schwingungstilger ist der Hohlraum zwischen der
Basisplatte und dem Massekörper angeordnet und mit einer Visko
flüssigkeit gefüllt, die eine variable Viskosität aufweist, um
die Steifigkeit der Ankopplung des Massekörpers an die Basis
platte zu verändern. Geeignete Viskoflüssigkeiten sind bekannt.
Sie werden beispielsweise zur Ausbildung sogenannter Viskokupp
lungen verwendet. Wenn eine gewisse Agitation der Viskoflüssig
keit erfolgt, steigt ihre Viskosität stark an, so daß sie quasi
aushärtet. Hierdurch verringert sich die Verformbarkeit des
Querschnitts des Hohlraums und die Steifigkeit der Anbindung des
Massekörpers an die Basisplatte steigt an. Dieser Vorgang
erfolgt ohne Zugriff von außen, so daß eine automatische
Adaptierung des Schwingungstilgers an eine erhöhte Eigenfrequenz
gegeben ist.
Wie bei dem bekannten Schwingungstilger der eingangs beschrie
benen Art der Anmelderin ist auch der neue Schwingungstilger
vorzugsweise rotationssymmetrisch zu einer Hauptachse, wobei der
Massekörper ringförmig ist. Dabei kann auch der Hohlraum ring
förmig sein. Zumindest sollte er eine mehrfache Drehsymmetrie um
die Hauptachse des Schwingungstilgers aufweisen oder eine mehr
fach drehsymmetrische Anordnung von Teilräumen um die Haupt
achse. Dabei ist eine mindestens vierfache Drehsymmetrie
wünschenswert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei
spiels näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 den neuen Schwingungstilger mit zugehöriger
Befestigungsschraube im Längsschnitt.
Der in Fig. 1 dargestellte Schwingungstilger 1 ist rotations
symmetrisch zu einer Hauptachse 20 ausgebildet und weist eine
Basisplatte 2 zur Befestigung des Schwingungstilgers 1 an einem
schwingenden System auf. An die Basisplatte 2 ist über eine
Federanordnung 3 ein ringförmiger Massekörper 6 elastisch ange
koppelt. Die Federanordnung 3 besteht hier aus einem Federkörper
4 aus Elastomerwerkstoff 5, der an den Massekörper 6 anvulkani
siert ist, wobei der Elastomerwerkstoff 5 den gesamten Masse
körper 6 als Korrosionsschutzschicht überzieht.
Innerhalb des Federkörpers 4 aus Elastomerwerkstoff ist ein
Hohlraum 10 vorgesehen. Der Hohlraum 10 ist innerhalb eines
geschlossenen Ringschlauchs 22 ausgebildet, der in den
Elastomerwerkstoff 5 vor seinem Ausvulkanisieren eingebettet
wurde. In dem Hohlraum 10 ist eine Viskoflüssigkeit 14
vorgesehen. Bei hinreichend starker Agitation der Viskoflüssig
keit 14 in dem Hohlraum 10 durch Verformung des sie umgebenden
Federkörpers 4 aus Elastomerwerkstoff versteift sich die Visko
flüssigkeit 14, d. h. ihre Viskosität steigt stark an. Hierdurch
wird die Verformbarkeit des Querschnitts des Hohlraums 10 bzw.
des Ringraums 22 herabgesetzt. Dies bedeutet einen Anstieg der
Steifigkeit der Ankopplung des Massekörpers 6 an die Basisplatte
2 bzw. einen Anstieg der Eigenfrequenz des Schwingungstilgers 1.
Für die Funktion des Schwingungstilgers 1 gemäß Fig. 4 ist keine
Ansteuerung des Hohlraums 10 über eine Leitung 11 notwendig.
Im übrigen ist in Fig. 4 auch eine Befestigungsschraube 18 für
den Schwingungstilger 1 dargestellt, die sich über einen Bund 16
an der Basisplatte 2 abstützt und mit einem Befestigungsgewinde
23 durch die Befestigungsbohrung 17 an der Basisplatte 2
hindurchtritt.
Claims (4)
1. Schwingungstilger mit einer Basisplatte und mit einem über
eine Federanordnung elastisch an die Basis angekoppelten
Massekörper, wobei die Federanordnung einen Federkörper aus
Elastomerwerkstoff aufweist, der an den Massekörper und/oder die
Basisplatte anvulkanisiert ist, und wobei innerhalb des Feder
körpers und/oder zwischen dem Massekörper und dem Elastomer
werkstoff ein zwischen der Basisplatte und dem Massekörper
angeordneter Hohlraum vorgesehen ist, wobei die Verformbarkeit
des Querschnitts des Hohlraums veränderbar ist, um die Eigen
frequenz des Schwingungstilgers zu verändern, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Hohlraum (10) mit einer Viskoflüssigkeit (14)
gefüllt ist, die eine variable Viskosität aufweist, um die
Steifigkeit der Ankopplung des Massekörpers (6) an die
Basisplatte (2) zu verändern.
2. Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Hauptachse (20) vorgesehen ist, zu der der Schwingungs
tilger (1) rotationssymmetrisch ist.
3. Schwingungstilger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Massekörper (6) ringförmig ist.
4. Schwingungstilger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Hohlraum (10) ringförmig ist.
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- 2000-10-25 DE DE2000152884 patent/DE10052884C2/de not_active Expired - Fee Related
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