DE1585990A1

DE1585990A1 - Einrichtung zur Schwingungsdaempfung an Waschmaschinen

Info

Publication number: DE1585990A1
Application number: DE1964S0094173
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Suspa Federungstechnik GmbH
Current assignee: Suspa Federungstechnik GmbH
Priority date: 1964-11-13
Filing date: 1964-11-13
Publication date: 1972-03-02
Also published as: GB1123208A; DE1585990C3; SE314650B; DE1585990B2

Description

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n;^r:.x:': ^r..-;:au. . 19. Nov. 1968

Firma SUSPA-Federungstechnik GmbH.,Altdorf b. Nürnberg

Einrichtung zur Schwingungsdämpfung an Waschmaschinen

Die Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe der Schwingungsdämpfung am schwingenden System von Waschmaschinen. (| Das schwingende System besteht dabei im allgemeinen aus einer umlaufenden Trommel, einem Trommelgehäuse, mit oder ohne angebautem Motor,., mit oder ohne Gegengewichten, gegebenenfalls auch noch mit anderen Bauelementen. Dieses schwingende System ist entweder federnd aufgehängt oder federnd ' abgestützt. Im ersten Falle gehen die Kräfte.entweder durch das Maschinengehäuse oder durch ein Traggestell, während sie im zweiten Fall unmittelbar auf dem Boden geleitet werden. Für die nachstehenden Ausführungen ist es unerheblich, ob die Trommelachse waagerecht oder senkrecht liegt. Es bedeutet das nur eine Verlegung der Schwingungsebene, bedeutet aber für den Schwxngungsvorgang als solchen keinen grundsätzlichen Unterschied.

Im Betrieb der Waschmaschinen treten Unwuchten auf, da es praktisch nicht möglich ist, die Wäsche in gleichmäßiger Verteilung in die Trommel einzulegen. Bei den niederen Drehzahlen des eigentlichen Waschvorganges ist der Einfluß der ,' Unwucht auf die Laufruhe im allgemeinen nur gering. Er wächst mit steigenden Drehzahlen, wie sie beim Schleudern erforder-

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lieh sind, und ist beim Durchlaufen der kritischen Drehzahl am größten. Das schwingende System gerät in Schwingungen immer größerer Amplituden. Die Ausschläge des schwingenden Systems durch elastische Anschläge zu begrenzen, ist primitiv und wird daher bei guten Maschinen nicht angewandt. Die Aufgabe ist vielmehr die, die Schwingungen so zu dämpfen, daß ihre Amplituden auf einen unschädlichen Wert begrenzt werden.

Um die Schwingungen eines schwingenden Systems zu dämpfen, ist es erforderlich, ihm Arbeit zu entziehen, theoretisch die gleiche Arbeit, welche die Schwingung angefacht hat. Magnetische oder elektrische Dämpfer sollen bei den nachstehenden Ausführungen nicht in Betracht gezogen werden, sondern nur Dämpfer, die auf dem Verhalten materieller Dämpfungselemente aufgebaut sind.

Läßt man eine Schwingung gegen eine Feder wirken, so wird die Schwingung unter Zusammendrückung oder Dehnung der Feder gedämpft, bei hinreichend großer Federkraft bis auf den Wert Null. Aber diese Art der Dämpfung kommt für das schwingende System einer Waschmaschine nicht in Frage, weil die von der Feder aufgenommene Schwingungsenergie nur gespeichert und nach beendeter Dämpfung wieder an das schwingende System zurückgegeben wird. Eine effektive Dämpfung ist also nur möglich, wenn die dem System entzogene Schwingungsenergie mindestens zum größten Teil vernichtet wird. Eine solche Energievernichtung ist zwar auch mit der Dämpfung des Systems

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durch eine Feder verbunden, weil die Feder eine gewisse Eigendämpfung besitzt; aber sie ist nicht ausreichend. Wenn alsO das schwingende System einer Waschmaschine in Federn aufgehängt oder auf Federn abgestützt ist, so muß zusätzlich zu der nicht ausreichenden Eigendämpfung der Feder eine weitere Dämpfung vorgesehen werden, die mechanisch oder hydraulisch sein kann, wobei unter dem Begriff "hydraulisch" auch die
pneumatische Dämpfung einbezogen sein soll.

Jede Dämpfung hat ihre eigene Charakteristik. Wird ein mechanischer Dämpfer, d.h.ein Dämpfer mit einem die Schwingungsenergie irreversibel aufzehrenden mechanischen Dämpfungsglied,
zwischen ein schwingendes System und einen Festpunkt eingesetzt, so ist die Reibungskraft an den Endpunkten (TJmkehrpunkten) der Schwingung am größten, da hier die Reibung der Ruhe herrscht. Sie ist am geringsten zwischen den Umkehrpunkten, d.h. bei der größten Geschwindigkeit der Schwingung, und zwar wegen der wesentlich geringeren Reibung der Bewegung. Ein solcher mechanischer Schwingungsdämpfer hat also die in Fig. 1 mit M bezeichnete Charakteristik, in der die Dämpfungswirkung über dem Weg einer Schwingung zwischen zwei Umkehrpunkten aufgetragen ist.

Bei einem hydraulischen Dämpfer wird die Dämpfungswirkung
um so stärker, je größer die Menge des Dämpfungsmittels ist, die in der eiteinheit durch eine Drosselstelle hindurchgehen

muß. Der hydraulische Dämpfer hat also gerade die umgekehrte Charakteristik, d.h. die geringste Dämpfungswirkung in den

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Umkehrpunkten und die stärkste Dämpfungswirkung zwischen ihnen. Diese Charakteristik ist in Fig. 1 mit H bezeichnet»

Einen Dämpfer mit einem materiellen Dämpfungselement, dessen Charakteristik über den ganzen Schwingungsbereich konstant wäre, gibt es nicht. Daß er sehr erwünscht wäre, liegt auf der Hand, denn eine im wesentlichen gleichbleibende Schwingungsdämpfung über den gesamten Schwingungsweg wäre zweifellos die beste Lösung des Schwingungsproblems. Es gelirgjbaber, eine zumindest annähernd gleichbleibende Charakteristik eines Dämpfungssystems für das schwingende System einer Waschmaschine z.u schaffen, wenn gemäß der Erfindung ein aus einem mechanischen und einem hydraulischen (pneumatischen) Dämpfer kombiniertes Dämpfungssystem verwendet wird. Unter einem mechanischen Dämpfer ist dabei ein Dämpfer mit einem mechanischen Dämpfungsglied zu verstehen, das die Schwingungsenergie irreversibel aufzehrt. Denn bei einem solchen kombinierten System addieren sich die beiden Charakteristiken M und H, und es entsteht eine resultierende Dämpfung R (Fig.1). Die hierin dargestellten Verhältnisse bestehen verständlicherweise in dieser Absolutheit nur theoretisch. In einer solchen Vollkommenheit wird die gegenseitige Kompensation der Schwingungscharakteristiken kaum zu erreichen sein, aber das ändert nichts an der Tatsache, daß bei entsprechender Abstimmung der beiden Dämpfungssysteme aufeinander eine resultierende Charakteristik besteht, die zwischen den beiden Charakteristiken liegt. Es kommt allein darauf an, die

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Dämpfungswirkung so zu steuern, daß sie über den ganzen Schwingungsbereich im wesentlichen gleich ist.

In der praktischen Ausführung ist die Kombination der beiden Dämpfungssysteme ohne Schwierigkeiten möglich. Es genügt, wenn die bekannte federnde Aufhängung oder Abstützung des schwingenden Systems einer Waschmaschine durch eine oder mehrere mech-anische und hydraulische Dämpfer ergänzt wird. Es bereitet auch keine Schwierigkeit, in eine federnde Abstützung mit einem eingebauten Reibungsdämpfer einen hydraulischen Däspf er einzubauen. Vie die Kon&ruktion im einzelnen ist, ist weniger bedeutsam als der Umstand, daß die beiden Dämpfungssyateme gleichzeitig wirksam werden.

Zwei schematische Ausführungsbeispaele von Anordnungen gemäß der Erfindung sind in den Pig. 2 und 3 dargestellt. 1 ist das schwingende System einer Waschmaschine, 2 das Gehäuse, 21 eine Grundplatte oder ein Grundrahmen. In I¹Ig.1 ist das schwingende System 1 mechanisch gedämpft über Federbeine 4 auf der Grundplatte 21 abgestützt, wobei die Federbeine über Gummischeiben am schwingenden System 1 befestigt sind. Die mechanische Dämpfung der Federbeine wird noch im einzelnen erläutert werden. Vorläufig genügt die Feststellung der mechanischen Dämpfung der Federbeine. Dieses System würde also die Charakteristik M der Fig. 1 besitzen. Um auf die resultierende Charakteristik R zu kommen, ist zusätzlich zu den mechanisch gedämpften Federbeinen 4- eine

hydraulische Dämpfung 5 vorgesehen. In welcher Zahl die ^ 2 0 981070363

hydraulischen Dämpfer 5 verwendet werden, ob in gleicher Anzahl wie die Federbeine oder weniger, hängt von dem Schwingungszustand des Systems und der Dämpfungswirkung der hydraulischen Dämpfung ab. Wesentlich ist jedenfalls die Kombina tion der mechanischen Dämpfung in den Federbeinen 4 mit der hydraulischen Dämpfung 5.

Die Bauform nach Fig. 3 ist sinngemäß die gleiche wie in Fig.2, nur daß das schwingende Systen 1 nicht auf gedämpften Federbeinen abgestützt, sondern an mechanisch gedämpften federnden Aufhängern 4 ia Gehäuse 2 bzw. einem traggestell aufgehängt ist. Die Aufhänger sind dabei in Gummischeiben 3 und 3' elastisch gegenüber dem Gehäuse und dem schwingenden System befestigt. Die zusätzlichen hydraulischen Dämpfer 5 sind entsprechend Fig. 2 zwischen dem schwingenden System 1 und der Grundplatte 21 eingesetzt.

Es sind das nur Beispiele, die verständlicherweise abgeändert werden können, wie es der jeweiligen Maschinenkonstruktion am besten entspricht.

Ehe im nachstehenden eine besonders zweckmäßige Ausführungsform eines mechanisch gedämpften Federbeins erläutert wird, sei noch kurz darauf hingewiesen, daß es nicht unbedingt erforderlich ist, die Federbeine und sinngemäß die federnden Aufhänger selbst mechanisch zu dämpfen. Es wäre technisch möglich, drei Elemente zu kombinieren, eine federnde Abstützung oder Aufhängung, die lediglich durch die Eigendämpfung

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der Feder gedämpft wäre, einen mechanischen Schwingungsdämpfer und einen hydraulischen Schwingungsdämpfer. Aber das würde für die praktische Ausführung so große Komplikationen ergeben, daß die Vereinigung des mechanischen Dämpfers mit den Federbeinen die weitaus bessere Lösung ist. Es wird noch gezeigt · werden, daß es sogar möglich ist, auch die hydraulische Dämpfung mit dem mechanisch gedämpften Federbein zu vereinigen, also ein einziges Element für die federnde Abstützung und die kombinierte Dämpfung zu schaffen.

Es sei jetzt das mechanisch gedämpfte Federbein nach Fig..4 erläutert. .·■ .

Das Federbein besteht in üblicher Weise aus einer Führungsstange 6, einer Führungsbüchse.7» einem !ohr S, in das die Führungsstange 6 bei Schwingung mehr oder weniger hineinragt, und einer Feder 9« Dieses System ist nach den vorstehenden Ausführungen nur im Maße der Eigendämpfung der Feder 9 gedämpft, also unzureichend. Es soll daher gemäß der Erfindung mit einer mechanischen Dämpfung versehen werden. Zur mechanischen Dämpfung muß Schwingungsenergie irreversibel in Reibungsarbeit umgewandelt werden. Hierfür werden gemäß der Erfindung die Führungshülse 7 und die Führungsstenge 6 herangezogen. Die Führungsstange ist nämlich so ausgebildet, daß beim Auftreten einer Schwingung des Systems 1 eine Abweichung der Mittelachse der Führungsstange 6 gegenüber der Achse der Bohrung in der Führungsbüchse 7 eintreten kann. Die Führungsstange 6 kann sich gegenüber der Führungsbüchse 7 ,schräg

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stellen, verkanten» Sie gleitet infolgedessen- nicht einfach in der Bohrung, sondern bewegt sich darin unter Reibung, die um so größer ist, je stärker die Achsabweichung zwischen den beiden Teilen wird. Die Büchse 7 wird zu diesem Zweck aus einem Werkstoff mit entsprechend hohem Reibungskoeffizienten hergestellt, der aber auch hinreichend abriebfest sein muß. Es gibt unter den neuzeitlichen Kunststoffen eine ganze Reihe, welche diese Forderungen erfüllen. Man erhält mit dieser Bauform also eine federnde Abstützung oder Aufhängung mit eingebautem mechanischem Dämpfer. Daß diese Bauform auch von besonderem Wert ist, wenn keine zusätzliche hydraulische Dämpfung vorgesehen ist, leuchtet ein.

Oben war bereits angedeutet, daß. es möglich ist, mit der federnden Aufhängung oder Abstützung nicht nur eine mechanische, sondern auch eine hydraulische Dämpfung zu verbinden. Das läßt sich an dem Ausführungsbeispiel der Fig.4 leicht erkennen. Da bereits die Stange 6 und das Rohr S vorhanden sind, bereitet es keine Schwierigkeit, an das Ende der Stange 6 einen hydraulischen Dämpferkolben einzusetzen und das Rohr 8 als Dämpferzylinder auszubilden.

Die Befestigung des gedämpften Federbeines wurde bereits kurz im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 erwähnt. Einzelheiten sind aus Fig. 4- ersichtlich. An das Gehäuse 1 und die Bodenplatte 21 ist je eine Aufnahme 10,11 angeschweißt. Durch eine Bohrung der Aufnahme 10 ragt die Stange 6 mit einer Verlängerung 12 hindurch, durch eine Bohrung der Auf-

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nähme 11 ein Ansäfcz 13, der über eine Platte 14 mit dem Rohr verschweißt ist. Rohr 8 und Ansatz 13 können entsprechend Fig.5 auch aus einem Stück bestehen. Auf die Stange 6 ist eine Scheibe 15 aufgeschoben, die durch einen Sprengring 16 . abgestützt ist. Zwischen der Scheibe 15 und der Auflage 10 liegt ein Gummiring 3',» ein weiterer Gummiring 3 oberhalb der Auflage 10 unter einer Scheibe 17» die durch eine Mutter λ 18 belastet ist. Durch Anziehen der Mutter 18 kann den Gummiringen 3,3' eine gewünschte Vorspannung gegeben werden. Die analoge Ausbildung findet sich bei der unteren Aufnahme 11 mit den beiden Gummiringen 3,3'» den Scheiben 14,19 und der Mutter 20,

Die Gummiringe 3»3* sind federnde Dämpfer, und zwar an sich reversible wie eine Schraubenfeder. Aber die bei einer Verformung auftretende innere Reibung des Gummis ist so groß, daß ein wesentlicher Teil der Verformungsarbeit irreversibel ( in innere Reibungsarbeit umgewandelt wird, so daß die Gummiringe 3,3' eine echte Dämpfungswirkung haben, die durch Anziehen oder Nachlassen der Muttern 18,20 auf den günstigsten Wert einstellbar ist. Außerdem läßt sich die Dämpfungswirkung auch durch die Wahl eines härteren oder weicheren Werkstoffes bestimmen.

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Claims

Patentansprüche :

1. Einrichtung zur Schwingungsdämpfung federnd abgestützter oder federnd aufgehängter schwingender Systeme von Waschmaschinen, gekennzeichnet durch die Vereinigung zweier Dämpfungsglieder, von denen das eine ein die Schwingungsenergie irreversibel aufzehrendes mechanisches Dämpfungs-

" ' glied und das andere ein hydraulisches (pneumatisches) Dämpfungsglied ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federglied des schwingenden Systems mit einem eingebauten Reibungsdämpfer versehen und ein getrennter hydraulischer Dämpfer zugeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federglied sowohl mit einer mechanischen wie mit einer hydraulischen Dämpfung versehen ist.

4. Dämpfer, insbesondere für eine Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen in das Federglied eingebauten Reibungsdämpfer, der aus einer Büchse (7) und einer Stange (6) besteht, die bei Achsabweichungen infolge von Schwingungen Schwingungsenergie durch gegenseitige Reibung aufzehren.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (6) Träger eines Dämpferkolbens und der Rohrteil (8) des ledergliedes als Dämpferzylinder auegebildet ist. 209810/0363

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6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federglied 'beiderseits in dämpfend wirkenden Gummiringen (3»3') eingespannt ist."."-'.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorspannung der Gummiringe und ihre Dämpfungswir- g kung einstellbar ist (Muttern 18,20).

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