DE4420595A1 - Axialschwingungsdämpfer unter Verwendung von Blattfedern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Axialschwingungs­ dämpfer unter Verwendung von Blattfedern, der als Auflage für aufgelagerte Strukturen dient, wie z. B. große Maschinen, Klimaanlagen für Gebäude, Druckpressen, Brücken und sonstige Anwendungen. Der erfindungsgemäße Axialschwingungsdämpfer hat eine hohe Tragfähigkeit, leicht steuerbare Steifigkeit und Dämpfungskräfte sowie eine lange Lebensdauer. Daher kann der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer die axialen Schwingungen effektiver und auf lange Sicht wirtschaftlicher dämpfen als ein herkömmlicher Schwingungsdämpfer aus Gummi.

Der billige Schwingungsdämpfer aus Gummi wird weit verbreitet als elastische Auflage benutzt. Doch beim Einsatz in einer Umgebung mit hohen Temperaturen und über längere Zeit ver­ liert er seine Elastizität und dadurch verändern sich seine statischen und dynamischen Eigenschaften. Anders ausgedrückt, hier entsteht ein Haltbarkeitsproblem. Gummi hat eine klei­ nere Steifigkeit als Stahl. Daher ist der Schwingungsdämpfer aus Gummi für Anwendungen mit hoher Traglast nicht geeignet. Es wurde bereits eine hydraulische Auflage, und zwar ein Schwingungsdämpfer aus Gummi durch Einführung eines mit Öl gefüllten Raumes entwickelt, um höhere Dämpfungskräfte zu erhalten. Ferner hat die elastische Auflage aus Gummi nicht­ lineare dynamische Eigenschaften, weshalb die Kontrolle ihrer Steifigkeit und Dämpfungskräfte nicht einfach ist. Daher ist eine optimale Konstruktion des Systems schwierig.

Ein Schwingungsdämpfer unter Verwendung von Blattfedern wurde während des II. Weltkrieges von Dr. Geislinger, einem Öster­ reicher, zur Steuerung von Torsionsschwingungen erfunden. Der Torsionsschwingungsdämpfer unter Verwendung von Blattfedern wird als Torsionsschwingungsdämpfer und als Kupplung bei Ver­ brennungskraftmaschinen eingesetzt. Während 35 Jahren welt­ weiter Anwendung seit der Erfindung hat er seine Leistungs­ fähigkeit unter Beweis gestellt.

Es ist die Aufgabe des erfindungsgemäßen Axialschwingungs­ dämpfers, die erwähnten Nachteile des Schwingungsdämpfers aus Gummi zu überwinden. Er soll eine hohe Tragfähigkeit haben und bezüglich seiner Steifigkeit und Dämpfungskraft leicht einstellbar sein. Ferner soll die Dämpfungskraft größer als die des Gummityps sein und daher die Schwingungs­ übertragung effektiver dämpfen.

Der erfindungsgemäße Dämpfer erfordert keine unterstützenden Teile oder Systeme, wodurch eine Massenproduktion und Standardisierung möglich werden. Da er klein ist, kann er von Hand in Strukturen oder Maschinen eingebaut werden. Auch kann er in Umgebungen mit hohen Temperaturen eingesetzt werden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert: es zeigen:

Fig. 1 einen radialen Teilschnitt durch den Innenbereich des erfindungsgemäßen Axialschwingungsdämpfer;

Fig. 2 einen axialen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Axialschwingungsdämpfer;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Blattfederpakets.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt wird, besteht der erfindungsgemäße Axialschwingungsdämpfer aus mehreren Blatt­ federpaketen und mit Flüssigkeit gefüllten Innenräumen. Das äußere bewegliche Element wird elastisch von Blattfedern ge­ tragen, die radial am inneren stationären Element befestigt sind. Die Tragkraft (Federkonstante) wird bestimmt durch Anzahl, Geometrie (d. h. Dicke, Breite und Länge) und Material der Blattfedern sowie durch die Anzahl der Blattfederpakete. Da seine elastische Tragkraft einstellbar ist, kann er an die Eigenresonanzfrequenz einer auf dem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer gelagerten Maschine leicht angepaßt werden. Wenn die Eigenresonanzfrequenz der Maschine einstell­ bar ist, läßt sich die Stabilität der Maschine durch Weg­ regeln der Eigenresonanzfrequenz von der Anregungsfrequenz verbessern.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird der inneren Flüssigkeits­ raum (6) durch ein Blattfederpaket (1) in einen oberen und einen unteren Raum getrennt. Öl fließt durch Rillen (4), die an beiden Seiten des Blattfederpakets (1) liegen. Eine relative Bewegung zwischen dem äußeren beweglichen Element (2) und dem inneren stationären Element (3) bewirkt eine Veränderung des Volumens des inneren Flüssigkeitsraums (6). Wenn sich das Volumen von (6) verändert, tritt zwischen dem oberen und dem unteren Raum eine Druckdifferenz auf. Diese Druckdifferenz erzeugt einen Ölfluß und dadurch kann die Dämpfungskraft durch unterschiedliche Rillengröße (4) und Ölviskosität gesteuert werden.

Theoretische Analyseergebnisse zeigen, daß die Dämpfungskraft des erfindungsgemäßen Dämpfers höher ist, als die des Gummi­ typs, und daß seine dynamischen Eigenschaften lineare Merk­ male aufweisen. Daher kann eine optimale Systemkonstruktion auf einfachere Weise erreicht werden.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Teile werden wie folgt benannt:

Bezugszeichenliste

1 Blattfeder
2 äußeres bewegliches Element
3 inneres stationäres Element
4 Ölrille (Überströmungskanal)
5 Dichtungselement
6 innerer Flüssigkeitsraum

Claims (4)

1. Axialschwingungsdämpfer unter Verwendung von Blattfedern (1), die radial zwischen dem beweglichen äußeren Element (2) und dem inneren stationären Element (3) eingebaut sind.

2. Axialschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, mit einem in­ neren Flüssigkeitsraum (6), der mit Öl gefüllt ist und durch das Blattfederpaket (1) in einen oberen und einen unteren Raum getrennt und durch ein Dichtungselement (5) abgedichtet ist.

3. Axialschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, mit Öl­ rillen (4), welche im stationären Element ausgebildet sind und den oberen sowie den unteren Raum (6) miteinander ver­ binden.

4. Axialschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, mit Öl­ rillen (4), welche im Blattfederpaket (1) ausgebildet sind und den oberen sowie den unteren Raum (6) miteinander ver­ binden.