DE4141732A1 - Einrichtung zur beeinflussung dynamischer steifigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beeinflussung dyna­ mischer Steifigkeit für Antriebe, insbesondere für vertikal angetriebene Wasserkraftgeneratoren, wobei die Einrichtung zwei mit elektroviskoser Flüssigkeit befüllte Kammern auf­ weist, die durch eine annähernd starre Zwischenplatte mit mindestens einer Überströmöffnung voneinander getrennt sind.

Eine Einrichtung der eingangs definierten Art ist aus der EP-0 027 848 B1 bekannt. lm vorliegenden Fall handelt es sich um ein hydraulisch gedämpftes Motorlager für Kraftfahrzeuge, daß aus zwei gummielastischen Kammern gebildet ist. Die zwischen den Kammern angeordnete starre Zwischenplatte enthält eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen, so daß mit dem Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen den voneinander isolierten Teilen der Kammer und der Zwischenplatte ein aktives, hydrau­ lisch dämpfendes Motorlager mit unmittelbarer Schwingungs­ übertragung auf den zum Mitschwingen zu veranlassenden Volumenbereich des Flüssigkeitsraumes des Lagers ermöglicht ist. Das Zweikammer-Motorlager wird aus einer starkwandigen hohlkegelförmigen Kammerwandung aus gummielastischem Material gebildet, an dessen obere Stirnseite ein Bolzen zur Befestigung des Motors vorgesehen ist.

Diese Art der Schwingungsdämpfung ist, insbesondere durch das gummielastische Material, nicht sehr hoch gewichtsbelastbar und außerdem zur Kompensation von Horizontalkomponenten enthaltenen Schwingungen nicht besonders geeignet.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, Ein­ richtungen zur Beeinflussung dynamischer Steifigkeit von An­ trieben mit auch horizontalwirkenden Schwingungen anzugeben, die sowohl hohe Gewichte für Antriebe zulassen als auch genügend Steifigkeit bei axialer Schwingungsbelastung auf­ weisen, wie sie insbesondere bei vertikal angetriebenen Wasserkraftgeneratoren auftreten können. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Einrichtung aus einem elektrisch leitenden Hohlzylinder gebildet ist, deren freie Enden durch ein oberes Verschlußteil und ein unteres Verschlußteil flüssig­ keitsdicht abgeschlossen sind, daß die Zwischenplatte derart im Hohlzylinder positioniert ist, daß sich annähernd zwei gleichgroße Kammern ergeben, und daß die Zwischenplatte gegenüber dem Hohlzylinder elektrisch isoliert angeordnet ist.

Mit der Verwendung von elektrisch leitenden Hohlzylindern für die Medienkammern ist eine große Materialsteifigkeit erreicht, mit der neben der großen axialen Belastbarkeit auch Schwingun­ gen mit relativ großem Anteil von horizontal wirkenden Kompo­ nenten ohne Schwierigkeiten aufgenommen werden können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der obere Verschlußteil mit einem Durchfüh­ rungslager und der untere Verschlußteil mit einem Endlager zur Aufnahme der auf einem Tragbolzen angeordneten Zwischenplatte versehen ist, und daß das Durchführungslager und das Endlager den Tragbolzen isolierend und flüssigkeitsdichtend umschließt. Der Tragbolzen, auf dem das Gewicht des Antriebes ruht, ist aktiver Bestandteil des bewegten Dämpfungsteils, der durch die obere und untere Lagerung auch starken Querbelastungen stand­ hält.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der obere Verschlußteil als ein elasti­ scher Membranverschluß ausgebildet ist. Damit ist das Durch­ führungslager bei axialer Belastung des Tragbolzens unbelastet und frei von Reibungsverlusten.

Besonders stark belastbare Stützelemente sind gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein oberer Teil des Hohlzylinders mit dem oberen Verschlußteil und ein unterer Teil des Hohlzylinders mit dem unteren Verschlußteil einstückig verbunden ist, daß der obere und der untere Teil das Hohlzylinders lösbar mit­ einander verbindbar sind in der Weise, daß die Zwischenplatte zwischen dem oberen und unteren Teil lagefixiert ist. Mit der direkten Lagefixierung der starren Zwischenplatte durch den oberen und unteren Teil des Hohlzylinders ist eine sehr große axiale Belastung der Einrichtung zur Beeinflussung dynamischer Steifigkeit zulässig.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der untere Verschlußteil eine Füllöffnung enthält, die mit einem Gewindestift verschließbar ist. Damit läßt sich in einfacher Weise die viskose Flüssigkeit in die fertig montierten Schwingungsdämpfer einfüllen bzw. im Bedarfsfall auch auswechseln.

Bei einer entsprechend vorteilhaften weiteren Ausbildung des Gewindestifts kann dieser gemäß Patentanspruch 6 die Zwischen­ platte zentrisch zusätzlich noch unterstützen, so daß eine weitere Belastbarkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung insge­ samt ohne schadhafte Auswirkungen bleibt.

Zur Vergrößerung der Standsicherheit kann der untere Ver­ schlußteil mit einer lösbaren Schraubbefestigung versehen sein.

Die Erfindung wird anhand von vier möglichen Ausführungsbei­ spielen näher erläutert, wobei die Fig. 1 und 2 schwer­ punktmäßig Ausführungsbeispiele zur Aufnahme von Antrieben zeigen, während die Fig. 3 und 4 auch als allgemeine Stützelemente Anwendung finden.

In der Fig. 1 ist die Einrichtung zur Beeinflussung dynami­ scher Steifigkeit für Antriebe dargestellt, die im wesentli­ chen aus dem Tragbolzen TB mit der Zwischenplatte ZP besteht, die vom Hohlzylinder HZ sowie vom oberen Verschlußteil VO und vom unteren Verschlußteil VU umgeben ist. Die Zwischenplatte ZP ist auf dem Tragbolzen TB derart positioniert, daß sich innerhalb des Hohlzylinders HZ annähernd zwei gleichgroße Kammern, die obere Kammer KO und die untere Kammer KU, ergeben. Der Hohlzylinder HZ und die Zwischenplatte ZP sind gegeneinander elektrisch isoliert, so daß mit dem Anlegen der Steuerspannung US an den Tragbolzen TB einerseits und dem Hohlzylinder HZ andererseits die Steuerung der Viskosität der Flüssigkeit erreichbar ist. Weiterhin ist erkennbar, daß der Tragbolzen TB vom Durchführungslager DL und vom Endlager EL isolierend und flüssigkeitdichtend umschlossen ist.

Die Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausführung zur Beeinflussung der dynamischen Steifigkeit, wobei das obere Verschlußteil VO direkt auf den Hohlzylinder HZ aufgebracht ist, so daß eine Schraubverbindung für die Aufnahme des oberen Verschlußteils VO - wie in Fig. 1 - entfallen kann. Auch hier sind der Trag­ bolzen TB durch das Durchführungslager DL und das Endlager EL gegenüber dem Hohlzylinder elektrisch isoliert, so daß mit dem Einwirken des elektrischen Feldes auch hier die Viskosität der Flüssigkeit mit Hilfe der Steuerspannung US einstellbar ist.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Einrichtungen, deren Schwerpunkt in der Abstützung von besonders schweren Bauelementen zu sehen ist. Ein wesentlicher Unterschied zu den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Einrichtungen besteht darin, daß Teile des Hohlzylinders HZ mit den Verschlußteilen einstückig verbunden sind, so daß der obere Teil TO und der untere Teil TU als kompakte Montageteile so aneinander gefügt sind, daß die Zwischenplatte ZP zwischen dem oberen Teil TO und dem unteren Teil TU gelagert ist. Weiterhin ist ersichtlich, daß der unte­ re Teil TU die Füllöffnung FG enthält, die mit dem Gewinde­ stift GS verschlossen ist. Durch diese Füllöffnung FG kann die elektroviskose Flüssigkeit in die Schwingungsdämpfer einge­ füllt werden.

Die Fig. 4 läßt eine Einrichtung zur Beeinflussung dynami­ scher Steifigkeit erkennen, deren Gewindestift GS so ausge­ stattet ist, daß er die Zwischenplatte ZP im eingeschraubten Zustand zusätzlich unterstützt.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Beeinflussung dynamischer Steifigkeit für Antriebe, insbesondere für vertikal angetriebene Wasserkraft­ generatoren, wobei die Einrichtung zwei mit elektroviskoser Flüssigkeit befüllte Kammern aufweist, die durch eine annähernd starre Zwischenplatte mit mindestens einer Überströmöffnung voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung aus einem elektrisch leitenden Hohlzylin­ der (HZ) gebildet ist, deren freie Enden durch ein oberes Ver­ schlußteil (VO) und ein unteres Verschlußteil (VU) flüssig­ keitsdicht abgeschlossen sind,
daß die Zwischenplatte (ZP) derart im Hohlzylinder (HZ) positioniert ist, daß sich annähernd zwei gleichgroße Kammern (KO, KU) ergeben, und
daß die Zwischenplatte (ZP) gegenüber dem Hohlzylinder (HZ) elektrisch isoliert angeordenet ist.

2. Einrichtung zur Beeinflussung dynamischer Steifigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Verschlußteil (VO) mit einem Durchführungslager (DL) und der untere Verschlußteil (VU) mit einem Endlager (EL) zur Aufnahme der auf einem Tragbolzen (TB) angeordneten Zwischenplatte (ZP) versehen ist, und daß das Durchführungs­ lager (DL) und das Endlager (EL) den Tragbolzen (TB) isolie­ rend und flüssigkeitsdichtend umschließt.

3. Einrichtung zur Beeinflussung dynamischer Steifigkeit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Berschlußteil (VO) als ein elastischer Membran­ verschluß ausgebildet ist.

4. Einrichtung zur Beeinflussung dynamischer Steifigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oberer Teil (TO) des Hohlzylinders (HZ) mit dem oberen Verschlußteil (VO) und ein unterer Teil (TU) des Hohlzylinders (HZ) mit dem unteren Verschlußteil (VU) einstückig verbunden sind, daß der obere und der untere Teil (TO, TU) des Hohlzylin­ ders (HZ) lösbar miteinander verbindbar sind in der Weise, daß die Zwischenplatte (ZP) zwischen dem oberen und unteren Teil (TO, TU) lagefixiert ist.

5. Einrichtung zur Beeinflussung dynamischer Steifigkeit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Verschlußteil (VU) eine Füllöffnung (FG) enthält, die mit einem Gewindestift (GS) verschließbar ist.

6. Einrichtung zur Beeinflussung dynamischer Steifigkeit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindestift (GS) derart ausgeführt ist, daß die Zwischenplatte (ZP) zentrisch abstützbar ist.

7. Einrichtung zur Beeinflussung dynamischer Steifigkeit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Verschlußteil (VU) durch eine lösbare Verbin­ dung standsicher montierbar ist.