AT249462B - Vorrichtung zur Dämpfung von Vibtrationen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Vorrichtung zur Dämpfung von Vibrationen 
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Dämpfen von Vibrationen und zur Übertragung eines Momentes mittels an ihren Enden verankerten, metallischen, synthetischen oder aus ähnlichem Material bestehenden Seilen bzw. Tauen. 



   Man kann, wenn man ein Kabel aus einer oder mehreren Litzen, die ihrerseits aus einem oder mehreren Drähten bestehen, einer Torsion unterwirft, folgende Beobachtungen machen : a) der Torsionswinkel eines Kabels ist viel grösser als der Torsionswinkel eines kompakten und homogenen Stückes desselben Materials, das gleiche Dimensionen aufweist und dem gleichen Torsionsmoment unterworfen wird. b) Während der Torsion des Kabels entsteht, infolge der relativen Bewegung zwischen jedem Draht und jeder Litze, zwischen den obgenannten Elementen ein Reibungswiderstand, welcher der Torsion entgegenwirkt und teilweise die dem Kabel von aussen auferlegte Arbeit aufnimmt. 



   Anders ausgedrückt kann man sagen, dass die auf das Kabel wirkende äussere Torsionsarbeit nicht nur in elastische Potentialenergie des Kabels (wie z. B. bei den Federn), sondern auch in Reibungswärme (ähn-   lich wie es bei den Dämpfern jeden beliebigen Types   der Fall ist) verwandelt wird. Das bedeutet, dass das sich unter Torsionsverformung befindende Kabel als gedämpfte Feder betrachtet werden kann. 



   Wenn das äussere Torsionsmoment abwechslungsweise Harmonische verschiedener Ordnang aufweist, 
 EMI1.1 
 



   Die Erfindung betrifft alle jene kinematischen und mechanischen Systeme, die durch getrennte oder kombinierte Ausnutzung der obgenannten Eigenschaften erhalten werden können und bezieht sich insbesondere auf die Anwendung von Kabeln, die einer Torsionsbeanspruchung, die eventuell mit Biegung kombiniert ist, unterworfen sind, zur Bildung von Vibrationsdämpfern oder gedämpften Organen zur Übertragung von Kräften. 



   An Hand der Zeichnungen sind Ausführungsvarianten gezeigt, in denen das Erfindungsprinzip und elementare Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung sowie zahlreiche Ausführungsformen beispielsweise angegeben sind. Es zeigen als   Ansicht : Fig. l   und 2 die elementare Ausnutzung der Torsion bei einem Kabel zur Dämpfung, Fig. 3, 20 und 21 komplexere Anwendungsbeispiele der Erfindung in schematischer Darstellung, Fig.   4-9   eine Anwendung der Torsionskabel bei der Herstellung eines Universalgelenkes. 



   Insbesondere ist in Fig. 4 und 5 in horizontalem Schnitt bzw. im Querschnitt die Anordnung der Kabel im zentralen Halteblock dargestellt. Fig. 6 und 7 zeigen zwei verschiedene Systeme von gegenseitiger Verankerung der Kabel an ihrem Kreuzungspunkt, Fig. 8 und 9 eine Vorder- bzw. Seitenansicht mit teil-   weisenSchnitteneinerAnwendungdes erfindungsgemässenGegenstandes   an einem Universalgelenk, Fig. 10 und19   andpreAusführungsformenderKupplung,   die hinsichtlich derjenigen der Fig.   4-9   vervollkommnet wurde, Fig.   1 0 eine Kupplung mit einfachem Kern,   die aus zwei senkrecht zueinanderstehenden Kabeln besteht, Fig. 11 und 13 die Seitenansicht bzw. den Grundriss des Kernes von Fig. 10, Fig. 12 das Organ zur Verbindung der Kabel mit den Gabelstücken, Fig. 14 einen Grundriss von   Fig.

   10, Fig. 15   eine Kupplung, die aus zwei wie in Fig. 10 dargestellten, aneinander   befestigten Kupplungen besteht, Fig. 16 eine Kupp-   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 lung des in Fig. 10 dargestellten Types mit einem Kern, der aus zwei Kabelpaaren besteht, Fig. 17 den
Kern der Kupplung von Fig. 16, Fig. 18 die Verbindung von zwei Kupplungen wie in Fig. 10 vermittels eines dazwischen gelegten ringförmigen Flansches, Fig. 19 eine Einzelheit derselben. 



   Eine Anwendungsmöglichkeit der Torsionseigenschatten des Kabels kann beschrieben werden, wenn man einen Abschnitt eines Kabels C beliebiger Natur betrachtet, dessen eines Ende l an einem orts- festen System verankert ist, während das andere Ende 2 mit einem beweglichen System 2 verbunden ist   (Fig. l).   



     InAnbetrachtderguten   Torsionseigenschaften des Kabels C kann das bewegliche, mit dem Kabel- ende 2 verbundene System in bezug auf das feststehende System einer sogar ausgeprägten Drehbewegung ausgesetzt sein, die in der Kabelwicklungsvorrichtung kleiner und in der entgegengesetzten   Richtung grösser   ist, auf jeden Fall aber mit einer zweckmässigen Vorbelastung regulierbar ist. 



   Das beschriebene Prinzip kann beispielsweise in den   Türgelenken,   in rotierenden Sitzen, in Stuhl- lehnen u. dgl., in Pleuelstangensystemen, in Kupplungen verschiedener Typen und in allen jenen kinema- tischen und mechanischen Systemen Anwendung finden, in denen man infolge der Kabeltorsion eine beschränkte Drehbewegung in bezug auf einen feststehenden Punkt   austühren   kann. 



   Die Torsionseigenschaften des Kabels, kombiniert mit den   Vibrationsdämpfungseigenschaften, können   in allen jenen Mechanismen ausgenutzt werden, bei denen eine alternierende Drehbewegung bei gleichzeitiger, während der Bewegung variabler Beschleunigung stattfindet ; als Erfindungsbeispiel kann ein Schlagelement einer senkrechten Waschmaschine, ein Scheibenwischer eines Autos usw. genannt werden. Wenn man bei solchen Mechanismen den steifen Verbindungsbolzen zwischen angetriebenem und antreibendem Teil durch ein Kabelstück ersetzt, erzielt man nicht nur eine Aufnahme der eventuellen Vibrationen, sondern auch und vor allem eine Verminderung der Beschleunigungen in den Umkehr-Phasen der Bewegung. 



   Wenn man das Verankerungssystem umändert, können vom Torsionselement gemäss Fig. l andere Tor-   sionselemente abgewandelt werden, die die Anwendungsmöglichkeiten   hinsichtlich der Torsions- und Vibrationsdämpfungseigenschaftendes Kabels, wie es in den folgenden Beispielen dargestellt ist, beträchtlich erweitern. 



   Wenn man das Kabel über den feststehenden Punkt 1 hinaus verlängert, so dass man an dem in bezug auf den beweglichen Punkt 2 entgegengesetzten Ende einen zweiten beweglichen Punkt 3 hat, erhältmaneindoppeltes Torsionselement (s. Fig. 2), bei dem das Kabel C in seinem zentralen Teil 1 fest verankert ist, während die Enden 2 und 3 entweder in entgegengesetzter oder in gleicher Drehungsrichtung um die Achse des Kabels frei rotieren. 



   Wenn zwei Stäbchen 4 (Fig. 20), die durch die Querstange 5 miteinander verbunden sind, an den freien Enden 2 und 3 befestigt sind, dann wird die Querstange 5 imstande sein, eine hin-und hergehende Schwenkbewegung um die Kabelachse auszuführen, wobei sie die Torsionseigenschaften des Kabels selbst ausnutzt. Die hin-und hergehende Schwenkbewegung der Querstange 5, die durch die Ausnutzung der Dämpfungseigenschaften des Kabels erhalten   wird,. ist   eine elastische und gedämpfte Hinund Herbewegung. 



   Die Querstange 5 (Fig. 20) kann ihrerseits aus einem doppelten Torsionselement (Fig. 2) bestehen.
Die aus den verschiedenen Kombinationen der Elemente sich ergebenden Ausführungsformen sind vielfältig. 



   Bei Montage von zwei senkrecht zueinanderstehenden Doppelelementen kann man eine Einheit des in Fig. 3 und 14 dargestellten Types erhalten. 



   Eine der vielen Anwendungen einer solchen Kreuzgruppe ist ein Dämpfer, der in allen drei Ebenen wirksam ist, in denen Kräfte angelegt werden. 



     In der Ausführungsform der Kupplung   gemäss Fig.   4-9   sind die Kabelabschnitte 20 und 20'in zwei Kanälen   21     und 21 t angeordnet, die einen rechten Winkel bilden und sich nur teilweise durchschneiden   und die in einem gemeinsamen Block 22   geformt sind, so dass die darin liegenden Kabel in ihrem Kreu-   zungspunkt sich berühren. 



   In diesem Kreuzungspunkt werden die genannten Kabel vermittels einer lokalen Abplattung der Blockwände   22in22' (Fig. 6)   oder   durch Einführung   von zwei entgegengesetzten Zapfen   23-23' (Fig. 7)   aneinander befestigt, wobei der Durchmesser der Zapfen grösser als der der entsprechenden Löcher ist und die genannten Zapfen hineingedrückt werden müssen, so dass die inneren Enden um die Kabel in deren Kreuzungspunkt verformt werden. 



   Die aus dem Block 22 herausstehenden Enden, die eine veränderliche Länge aufweisen können, werden dann je von einer ziemlich stark gebauten Büchse 24 umgeben, die mittels einer ringförmigen 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 Verengung   241 mit dem Ende   des Kabels fest verbunden wird. Die elastische Vorrichtung steht nun bereit für die Montage. In den Fig. 8 und 9 ist eine solche elastische Kupplung dargestellt. Mit den zwei Büchsen 15 eines der zwei Kabel 20 ist ein gabelförmiges Stück 26 verbunden, das sich in eine Befestigungshülse 27 fortsetzt. Die zweite Befestigungshülse 30 ist miteinem analogen Gabelstück 29 verbunden, das in den Büchsen 28 verankert ist, wobei die genannte Hülse 30 in Ruhestellung mit der Hülse 27 die gleiche Achse hat. 



   Selbstverständlich sind die zwei Büchsen 15 und 28 der Kabel mit den entsprechenden Gabelstücken fest verbunden ; allerdings ist diese Befestigung nicht immer einfach ; sie wird nämlich nicht bei dem entspannten Kabel ausgeführt. Wenn man besondere Gleichgewichtseffekte in den gegenseitigen Torsionen der Kabel erzielen will, werden die entsprechenden Kabelenden in einem je nach dem Fall positiven oder negativen Vortorsionszustand verankert. Der Wert der Vorspannung ist so gross, dass das Kabel sich in einem Zustand befindet, in dem es die gewünschten Eigenschaften bietet. Die Länge der aus dem gemeinsamen mittleren Block herausragenden Kabelenden wird je nach der mehr oder weniger starken gewünschten Vibrationsdämpfungsfunktion sowie je nach den entsprechenden Torsionsmomenten berechnet und gewählt. 



   In den Ausführungsformen der Fig.   10-19   sind folgende Merkmale immer vorhanden : 
 EMI3.1 
 b) die Verankerung der Kabelenden an den Armen 34 der Gabelstücke 35 erfolgt mit einer Schraubenschelle 36, die jedes Ende des Kabels 32 festklemmt ; diese Schelle wird einen oder zwei Sitze haben, je nachdem, ob das Kabel einzeln oder gepaart ist, in diesem zweiten Fall wird das am Arm 34 des Gabelstückes anliegende Kabel durch das vollständige Anziehen der auf dem Bolzen 36" aufgeschraubten Mutter 361 festgeklemmt, während das äussere Kabel des Paares vom eingeschraubten Stift 37 geklemmt wird, der einerseits von der Stellmutter 38   blockierbal ist (Fig. 12, 14 und 16).   



   Auf Grund dieser gemeinsamen Merkmale sind verschiedene Zusammensetzungen je nach den verschiedenen Erfordernissen möglich. Hiernach werden einige Beispiele dieser Kombinationen gegeben :
Die einfachste Ausführungsform von Fig. 10 kann   z. B.   verdoppelt werden zur Bildung einer Kupplung wie in Fig. 15, deren zentraler Teil 39 nichts anderes als die Verbindung von zwei gabelförmigen Stücken 35 ist, deren zylindrischer Körper in der Länge variieren kann. 



   Ferner kann eine einfache Ausführung einen Kern 31 aufweisen, dessen Block 33'zwei Kabelpaare 321   (Fig. 16,   17) trägt, wodurch er viel steifer gemacht wird, was dessen Eigenschaften und Leistungen beträchtlich verändert. 



   Ein Kern 31 des in Fig. 17 dargestellten Types kann aus einem Block   331 und   zwei Kabeln 32 bestehen, die amEnde des Blockes selbst (Fig. 19) angeordnet sind ; dadurch wird ermöglicht, dass auf zwei Gabelstücken 35 zwei Kerne montiert werden, die mit normalen Schellen 36 durch einen ringförmigen Flansch 40 verbunden werden (Fig. 18). 



   Von diesen Kombinationen, die aus besonderen Erfordernissen gewünscht sein mögen, können selbstverständlich andere mehr oder weniger komplexe Ausführungsformen herstammen, die die obgenannten Teile anwenden. Alle Varianten, die von den Kombinationen jener Elemente zusammengesetzt sind, sind selbstverständlich im Schutzbereich der Erfindung inbegriffen. 



   In manchen Fällen, in denen die Kabel länger sein sollen, könnten diese in ihrem mittleren Teil mit einer nicht dargestellten zusätzlichen Schelle fest verankert werden. 



   Der Aufbau dieser stossdämpfenden oder vibrationsdämpfenden Vorrichtung kann vollständig metallisch sein, wobei man vorzugsweise rostfreie Materialien verwendet, die sich in besonders feuchtem Raum und korrosiver Atmosphäre gut bewähren. Er könnte aber auch zur Gänze oder teilweise aus plastischem Material sein, ohne dadurch aus dem Bereich der Erfindung herauszutreten. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Vorrichtung zum Dämpfen von Vibrationen und zur Übertragung eines Momentes mittels an ihren Enden verankerten, metallischen, synthetischen oder aus ähnlichem Material bestehenden Seilen bzw. Tauen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Seile als Torsionselemente und zugleich als kraft- übertragende Kupplungselemente ausgebildet sind, wobei wenigstens ein aus einer Merhzahl von Litzen bestehender Seilabschnitt mit seinem einen Ende an einem Steuersystem und mit seinem andern Ende an einem Verwertungssystem verankert ist. <Desc/Clms Page number 4>

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung mehrerer verankerter Seilstücke einige von diesen einer Vorbelastung unterworfen sind, die sich der Übertragungskraft entgegenstellt.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dassdieVerbindungmit dem Steuersystem im mittleren Teil (1) des Seilabschnittes stattfindet, während die seitlichen Enden (2, 3) mit dem Verwertungssystem verbunden sind und entweder in der gleichen oder in der entgegengesetzten Richtung einer Drehung unterworfen sind. EMI4.1 sen Querstange eine elastische, in bezug auf die Kabelachse hin-und hergehende gedämpfte Bewegung auszuführen imstande ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Torsionselemente in senkrecht zueinander stehender Stellung oder in Winkelstellung miteinander verbunden sind, wobei sie in einem zentralen Block (25) oder Kern so verankert sind, dass sie einen Kreuzdämpfer bilden, der in zwei Kraftantriebsebenen seine Wirkung ausübt.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 zur Ausübung der Funktion eines Universalgelenkes, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei untereinander einen Winkel bildende Kabel (20- 20') umfasst, welche innerhalb von in einem gemeinsamen Block (22) herausgearbeiteten Kanälen angeordnet sind, durch welchen sie wenigstens in einem Verankerungspunkt aneinander befestigt werden, wo- bei an ihren vorspringenden Enden Büchsen oder Klemmen (24) durch Zusammendrücken an den bezügli- chen Enden befestigt werden und wobei die genannten Büchsen oder Klemmen im besonderen als Verankerungspunkte für Organe zur Verwertung des genannten Gelenkes dienen.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabel (20) wenigstens in einem Verankerungspunkt im Inneren des gemeinsamen Blockes (22) durch ein lokales Zusammendrükken oder Abplatten. (22') der entgegengesetzten Wände des Blockes (22) miteinander und mit dem Block (22) selber fest verbunden werden.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabel (20) wenigstens in einem Verankerungspunkt durch zwei entgegengesetzte Zapfen (23-23') miteinander verbunden werden, deren Durchmesser grösser als derjenige der im Block vorgesehenen Kanäle ist, wobei die Zapfen in diese Kanäle derart hineingedrückt werden, dass ihre inneren Enden sich in ihrem Verankerungspunkt um die Kabel (20) verformen.

   9. VorrichtungnachdenAnsprüchen6bis8, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchsen oder Klemmen (15,28), sei es in ihrer natürlichen Stellung, sei es in deren positivem oder negativem teilweisen Vortorsionszustand des Seilabschnittes, mit den Verwertungsorganen verbindbar sind.

   10. VorrichtungnachAnspruch6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung der Büchsen oder Klemmen (15, 28), welche die Enden der das Kreuzstück bildenden Kabel klemmt, an den Armen (34) des an den Verwertungsorganen zu verbindenen Bügels oder Galbelstückes (35) vermittelseiner Klemmschelle (36) erzielt wird, in welcher die genannten Endklemmen abnehmbar befestigbar sind.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Kombination von zwei einfachen Einheiten umfasst, derengegenüberliegende Bügelstücke (35) aneinander befestigt werden.

   12. Vorrichtungnach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens EMI4.2 überlagert sind: Fig. 17).

   13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei EMI4.3 denden Organes (40) zusammenwirken (Fig. 18).

   14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubenklemmor- EMI4.4 le Kern aus einem die Kabel festklemmenden inneren metallischen Teil gebildet ist, der mit einem elastischen Material (Gummi, Plastik) überzogen ist, welches die äussere Oberfläche des Kernes selbst vervollständigt, und/oder dass die Bohrungen im zentralen Kern auf der inneren Seite durch einfache Pakkungen aus Plastik, Gummi oder Nylon überzogen sind.

   16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Organ (40) <Desc/Clms Page number 5> zur Verbindung von zwei nebeneinanderliegenden koaxialen Kernen aus elastischem Material (Gummi, Plastik od. dgl.) besteht.