DE706637C

DE706637C - Daempfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE706637C
Application number: DES120308D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-07-24
Filing date: 1935-10-31
Publication date: 1941-05-31
Also published as: US2137591A; FR804697A; FR48016E; BE416444A; GB478962A

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
31. WIAI1941

- REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47a GRUPPE

S120308-XII[Wa ■

.Patentiertim Deutschen Reich, vom 31.Oktober 1935 an Patenterteilung tekanntgemacht am 30. April 1941

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dämpfungsvorrichtung für im wesentlichen lineare Schwingungen,, welche an den Körper angebaut ist, dessen Schwingungen gedämpft werden sollen -und der selbst keine Umlaufbewegung macht.

Dämpfungsvorrichtungen mit pendelnden Massen zum Dämpfen der Schwingungen pichf umlaufender Körper sind an sich, z. B. »in

jo Form der sog. Schlingertanks, bekannt. Bei diesen bekannten Dämpfungsvorrichtungen wirkt die Schwerkraft als Rückstellkraft. Da diese Kraft verhältnismäßig klein ist, sind zur Ausübung starker Dämpfungskräfte sehr große Pendelmassen notwendig, was die Anwendung solcher Schlingertanks in vielen Fällen von vornherein ausschaltet. Außerdem kommen derartige Dämpfungsvorrichtungen nur zur Dämpfung von Schwingungen mit verhältnismäßig niedriger Frequenz in Frage, da die Eigenschwingungszahl dieser Dämpfungsv'Or-· richtungen ebenfalls auf verhältnismäßig niedrige Werte begrenzt ist.

Schließlich sind die bekannten Dämpfungsvorrichtungen · der genannten Art immer nur zur Dämpfung einer bestimmten Frequenz geeignet. _

Auch die bekannten Schwingungsdämpfer, bei denen Federn die Rückstellkraft ausüben, sind nur zur Dämpfung einer bestimmten Schwingungsfrequenz geeignet und ergeben nur verhältnismäßig geringe Dämpfungskräfte, wenn die Massen und Federn dieser Vorrichtungen nicht unzulässig große · Werte annehmen sollen. ·' . ³^

Die Nachteile der bekannten Dämpfungsvorrichtungen für im wesentlichen lineare Schwingungen werden durch die vorliegende Erfindung vermieden.

Pie Dämpfungsvorrichtung gemäß der Erfindung, welche an den Körper, dessen Schwinr gungen gedämpft werden sollen, angebaut wird, ist durch einen Umlaufkörper gekennzeichnet, dessen Achse parallel zu der Riehtung der zu dämpfenden Schwingungen oder einer Komponenten derselben liegt und an dem eine Dämpfungsmasse in der Schwin¹-gungsrichtung frei pendelnd aufgehängt ist.

Durch die Drehung des Umlauffeörpers wird ein Fliehkraftfeld erzeugt, in dem die Dämpfungsmasse schwingt.. Die Stärke dieses Fliehkraftfeldes ist um so größer, je schneller die Drehzahl des' Umlaufkörpers ist. Man kann also bei der Dämpfungsvorrichtung gemäß der Erfindung sehr hohe Feldstärken erzielen, was zur Folge hat, daß mit verhältnismäßig kleinen Pendelmassen sehr große Dämpfungskräfte erzielt werden können.

Ferner läßt sich durch Veränderung der Drehzahl des Umlauf körpers das Fliehkraft-. feld, in dem die Dämpfungsinasse schwingt, in weiten Grenzen verändern, was eine entsprechende Veränderung der Eigenfrequenz der Dämpfungsvorrichtung zur Folge hat, so

daß diese im Gegensatz zu den obengenannten bekannten Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen verschiedener Perioden geeignet ist.

Wenn die zu dämpfenden Schwingungen von dem Arbeiten eines Motors herrühren und daher hinsichtlich ihrer Frequenz zugleich mit der Motordrehzahl veränderlich sind, empfiehlt es sich, den Umlaufkörper der Dämpfungsvorrichtung gemäß der Erfindung durch den gleichen Motor anzutreiben, um auf diese Weise ständig eine bestimmte Proportionalität zwischen der Motordrehzahl und der Drehzahl des Umlaufkörpers der Dämpfungs-•5 vorrichtung aufrechtzuerhalten. Die Dämpfungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist dann in der Lage, Idie von dem Arbeiten des Motors herrührenden Schwingungen ständig auszugleichen, gleichgültig, welches dieMotordrehzahl ist.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß es

*" an sich zur Dämpfung von Torsionsschwingungen einer Welle bekannt ist, an dieser Welle Fliehkraftpendel aufzuhängen, derart, daß sie

²S in einer senkrecht zur Wellenacb.se stehenden Ebene in dem durch die Drehung der Welle erzeugten Fliehkraftfeld schwingbar sind.

Die Verhältnisse bei den bekannten Torsionsschwingungsdämpfern mit Fliehkraftpendeln sind jedoch wesentlich andere als die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Verhältnisse. Bei den bekannten TorsionS-schwingungsdämpfem ist das für das Arbeiten der Fliehkraftpendel notwendige Fliehkraft-SS feld von vornherein durch die Drehung der Welle, deren Torsionsschwingungen gedämpft werden sollen, gegeben. Wenn es sich jedoch um die Dämpfung von linearen Schwingungen eines nicht umlaufenden Körpers handelt, ist ein solches Fliehkraftfeld überhaupt nicht vorhanden, sondern es muß erst durch die Dämpfungsvorrichtung gemäß der Erfindung geschaffen werden. Ferner muß das durch den Erfindungsgegenstand erst zusätzlich geschaffene Fliehkraftfeld in wesentlich anderer Anordnung angewendet werden als im Falle der Dämpfung von ,Torsionsschwingungen. Denn während es im letztgenannten Falle in" der Ebene der zu dämpfenden Schwingungen liegt, muß es im. Falle der vorliegenden Erfindung diese Ebene kreuzen, seine Achse muß also in der Achse dieser Schwingungen liegen. Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
Fig. ι zeigt schematisch in Ansicht die Stirnseite der Zylindergruppe einer Brennkraftmaschine, die mit einem Schwingungsdämpfer gemäß der Erfindung ausgerüstet ist. Fig. 2 stellt einen Schnitt nach der "Linie H-II der Fig. 3 durch die eine Hälfte der Dämpfungsvorrichtung dar.

Fig. 3 veranschaulicht einen Teilschnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.

Fig. 4 veranschaulicht die eine Hälfte einer • abgeänderten Ausführungsform der Dämpfimgsvorrichtung im Axialschnitt.

Fig. 5 schließlich stellt einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4 dar.

In Fig. ι ist mit 1 eine Gruppe von Zylindern einer Brennkraftmaschine bezeichnet. Diese Gruppe ist Transversalschwingungen ausgesetzt, deren Richtung durch die Pfeile Z¹, /² angedeutet ist.. Auf einer der Flächen der Zylindergruppen ist mit Hilfe von Klammern 2 ein Gehäuse 3 befestigt, in dem sich eine umlaufende Welle 4 befindet, deren Achse parallel zu der Richtung/¹,/² verläuft. Die Welle trägt ein auf ihr aufgekeiltes hohles Schwungrad 5. Zwischen der Welle 4 und dem Gehäuse 3 sind einerseits Kugellager 6 und anderseits Rollager 7 angeordnet, deren Rollen die Form eines Doppelkonus haben (s. Fig. 2). Die doppelkonischen Rollen bilden nach beiden Richtungen hin einen Anschlag für die Längsbewegungen der Welle. Selbstverständlich kann auch irgendeine andere Lagerbauart oder eine andere Ausbildung der Anschläge angewendet werden.

Das Schwungrad besteht bei dem Ausführungsbeispiel aus einem Kranz 5, der mit Hilfe von Platten 8 und eines Zwischenstückes 9 auf der Welle 4 befestigt ist. Zwischen dem Zwischenstück 9 und dem Kranz 5 sind bewegliche Massen 10 angeordnet. Der Kranz 5 ist gegenüber diesen Massen mit zwei Serien von kreisförmigen Ausnehmungen 11 versehen, und die Massen 10 weisen entsprechende kreis-· förmige Ausnehmen 12 auf, die denselben Radius haben wie die erstgenannten Ausnehmungen. Zwischen den Ausnehmungen 11 und iop 12 sind Rollen oder Walzen 13 angeordnet.

Die Welle 4 wird mit einer Winkelgeschwindigkeit in Drehung versetzt, die gleich oder proportional der Winkelgeschwindigkeit der Motorwelle ist. Hierzu dient eine nicht darge- 105 ■ stellte Antriebsvorrichtung, die beispielsweise aus einem Riementrieb, einem Winkeltrieb o. dgl. bestehen kann.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist die folgende. no

Wenn die Zylindergruppe j J_n Querschwingungen nach der Richtung Z¹-/² gerät, so erfährt das Schwungrad 5, das durch die Anschläge 7 mit der genannten Zylindergruppe in Querrichtung verbunden ist, eine Relativbewegung gegenüber den beweglichen Massen 10. Letztere sind gleichzeitig den zentrifugalen Beschleunigungskräften unterworfen, die sich bei ihrer Rotation ergeben, und werden durch diese Zentrifugalkräfte über die 1 ao als Zwischenkörper wirkenden, Rollen 13 gegen die kreisförmigen Ausnehmungen 11 gelegt.

Infolge der Bogenförm der Ausnehmungen ι r werden sie beider QuerbewegungidesSchwüngrades 5 entgegen der Fliehkraft· nach innen gedrückt und setzen somit diesen Bewegungen .5 und damit den Bewegungen der mit dem Schwungrad starr verbundenen Zylindergruppe einen Widerstand entgegen.

Bei der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 ist das auf der umlaufenden Welle4 aufgekeilte Schwungrads mit Vorsprüngen 17 versehen, die von kreisförmigen Ausnehmungen. 18 durchbrochen sind. Ferner sind.auch die beweglichen Massen 19, die über die Vorsprünge 17 hinweggreif en, mit kreisförmigen Ausnehmungen 20 versehen. Durch die genannten Ausnehmungen sind Walzen 21 hindurchgeführt* welche in den. Ausnehmungen durch ihre Köpfe 22 gehalten werden.

Es ist ohne weiteres klar, daß auch bei der letztgenannten Ausführungsform die beweglichen Massen 19 durch ihre Winkelverschiebung en die transversalen Schwingungen dämpfen, welche in der Richtung /^r-/² verlaufen. Bei allen beschriebenen Äusführungsbeispielen der Erfindung können das Gehäuse 3 . und mit letzterem die gesamte Dämpfungsemrichtung an einer beliebigen Stelle des Motors angeordnet werden. Insbesondere kann man die Dämpfungsvorrichtung oben im

30' vorderen Teil der Zylindergruppe anordnen und zum Antrieb der Welle 4 die Welle der Wasserpumpe oder des Ventilators; benutzen, wobei ein Schnecken- oder Kegelradgetriebe angewendet werden kann, wenn die Drehachsen senkrecht zueinander stehen. Wenn die Vibrationen der Brennkraftmaschine oder der Zylindergruppe sich auf andere Teile ausr breiten,. die in. einem gewissen Abstand von der Brennkraftmaschine liegen, so. kann die Dämpfungsvorrichtung gemäß der Erfindung auch auf diesen.. Teilen angeordnet wenden. Die Drehgeschwindigkeit der Welle 4 muß immer derart gewählt werden, daß sich die Schwingungsdämpfung -in dem gewünschten M_aße ergibt.

■Die Erfindung ist nicht auf den Fall beschränkt, daß die zu dämpfenden Schwingungen durch eine Brennkraftmaschine verursacht sind. Sie können auch auf irgendwelchen sonstigen Ursachen beruhen. Die Erfindung ist auch-mit Vorteil für die Dämpfung¹, der Schwingungen von. Flugzeugtragflächen oder sonstiger Fahrzeugteile anwendbar.

Claims

Patentansprüche:

ι. Dämpfungsvorrichtung für im wesentlichen lineare Schwingungen, welche an .den Körper, dessen Schwingungen gedämpft werden sollen, angebaut ist, gekennzeichnet durch einen Umlaufkörper (4 oder 5), dessen Achse parallel zu der Richtung der zu dämpfenden Schwingungen oder einer Komponente !derselben liegt und an dem eine Dämpfungsmasse (10 ⁶S bzw. 19) in der Schwingungsrichtung frei pendelnd aufgehängt ist.
2. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch ι für im wesentlichen lineare \ Schwingungen, die durch, das Arbeiten' 7" eines Motors hervorgerufen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlaufkörper (4 oder 5) der Dämpfungsvorrichtung ständig mit einer Drehzahl, die in 'einem unveränderlichen Verhältnis zu der ⁷^ Motordrehzahl steht, angetrieben wird.
3. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmasse (10 oder 19) an zwei Stellen des Umlaufkörpers, die in •Richtung der Umlaufäclise einen Abstand voneinander haben, pendelnd befestigt ist.
4. Dämpfungsvorrichtung nach den Ansprüchen ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Körper (Welle 4 mit Schwungrad 5) in einem mit dem zu dämpfenden Gegenstand starr verbundenen Gehäuse (3) gelagert und in beiden Schwingungsrichtungen durch Anschläge mit den zudämpfeniden Schwingungen gekuppelt' ist.
5. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge durch die einen Doppelkonus darstellenden Rollen (7) eines Rollenlagers des umlaufenden Körpers (4 bzw. 5) gebildet werden.

Hierzu r Blatt Zeichnungen