DE4420595C2

DE4420595C2 - Axialschwingungsdämpfer unter Verwendung von Blattfedern

Info

Publication number: DE4420595C2
Application number: DE4420595A
Authority: DE
Inventors: Yang-Gyu Je; Jong-Su Kim
Original assignee: Korea Institute of Machinery and Metals KIMM
Current assignee: Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Priority date: 1994-01-18
Filing date: 1994-06-13
Publication date: 1997-07-03
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JPH07222393A; DE4420595A1; JP2665312B2; CN1120134A; CN1065034C; KR950023875A

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.

Herkömmliche billige Schwingungsdämpfer aus Gummi werden 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. Weltkriegs von Dr. Geislinger, einem Österreicher, zur Steuerung von Torsionsschwingungen erfunden. Der Torsionsschwingungsdämpfer unter Ver wendung von Blattfedern wird als Torionsschwingungsdämpfer und als Kupp lung bei Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt. Während 35 Jahren welt weiter Anwendung seit der Erfindung hat er seine Leistungsfähigkeit unter Beweis gestellt.

Die US-PS 16 41 217 offenbart einen Axialschwingungsdämpfer mit einer gewickelten, als aus geschichteten Blattfederteilen aufgebaute Spiralfeder in einem flüssigkeitsdichten Gehäuse mit einem ölgefüllten Flüssigkeitsraum oberhalb und unterhalb der Spiralfeder. Zur Beeinflussung der Dämpfimgsei genschaften sind die beiden Flüssigkeitsräume durch Umwegleitungen und Rückschlagventile in der äußeren Gehäusewand versehen.

Ein entsprechender Axialschwingungsdämpfer mit einer Spiralturmfeder ist auch durch die DE-OS 23 03 543 bekannt, wobei die Umgehungsleitungen zwischen dem oberen und unteren Flüssigkeitsraum durch Spalte zwischen den Windungen der Spiralturmfeder gebildet werden. Bei dieser Art von Axial schwingungsdämpfer treten nichtlineare Dämpfungsanteile auf, insbesondere wenn sich größere Verdrillungswinkel ergeben.

Es ist Aufgabe des erfindungsgemäßen Axialschwingungsdämpfers, die er wähnten Nachteile des Schwingungsdämpfers aus Gummi zu überwinden und Maßnahmen zu schaffen, die eine lineare Dämpfungscharakteristik gewährlei sten. Der Axialschwingungsdämpfer soll eine hohe Tragfähigkeit haben und be züglich seiner Steifigkeit und Dämpfungskraft leicht einstellbar sein. Ferner soll die Dämpfungskraft größer als die des Gummityps sein und daher die Schwingungsübertragung effektiver dämpfen.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

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

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen radialen Teilschnitt durch den Innenbereich des erfindungsge mäßen Axialschwingungsdämpfers;

Fig. 2 einen axialen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Axialschwin gungsdämpfer;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Blattfeder pakets.

Wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt wird, besteht der erfindungsgemäße Axialschwingungsdämpfer aus einem Blatt federpaket und mit Flüssigkeit gefüllten Innenräumen. Das äußere bewegliche Element wird elastisch von den 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 deine 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 innere 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 dem inneren Flüssigkeitsraums (6). Wenn sich das Volumen in einem der Flüssigkeitsräume 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.

In Fig. 3 ist ein Blattfederpaket 1 aus Tellerscheiben gezeigt, das mit seinem äußeren Rand in das äußere bewegliche Element mit seiner inneren Bohrung in das innere stationäre Element gemäß Fig. 2 einspannbar ist. Der Druckaus gleich zwischen den oberen und unteren ölgefüllten Flüssigkeitshohlräumen erfolgt über Bohrungen 4 im Blattfederpaket.

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

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

Claims

1. Axialschwingungsdämpfer, umfassend
ein inneres Element (3) sowie ein relativ dazu bewegbares äußeres Element (2),
mindestens einen ölgefüllten Flüssigkeitsraum (6), der in einem Innenraum des inneren Elements (3) längs dessen Umfang sich erstreckt und nach außen durch das äußere Element (2) begrenzt ist,
mindestens ein Blattfederpaket (1), das die Flüssigkeitskammer (6) in einen oberen und einen unteren Raum teilt, wobei das Blattfederpaket (1) mit seinem einen Ende an der Außenwand des inneren Elements und am anderen Ende an der Innenwand des äußeren Elements eingespannt ist, die Blattfedern in Radialebenen quer zur Richtung der eingeleiteten Schwingungen liegen und die Räume durch Ölrillen (4) miteinander verbunden sind.

2. Axialschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke und Breite der einzelnen Blattfedern zueinander abgestuft sind.

3. Axialschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölrillen (4) im inneren stationären Element (3) vorgesehen sind.

4. Axialschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölrillen (4) in dem Blattfederpaket (1) vorgesehen sind.

5. Axialschwingungsdämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Bewegungen des Axialschwingungsdämpfers einwir kenden Dämpfungskräfte durch Variation der Querschnittsfläche der Ölrillen (4) sowie der Viskosität des Öls reguliert werden.

6. Axialschwingungsdämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Blattfedern der Blattfederpakete (1) aus ringförmi gen Platten bestehen.