Dämpfungsvorrichtung für die Relativschwingungen zwischen einem Kolben und einem Zylinder Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung für die Relativschwingungen zwischen einem Kolben und einem Zylinder, deren geometrische Achsen mit einander und der Schwingungsrichtung zusammenfallen und die labyrinthartig ineinandergreifen. Die Erfindung ist insbesondere für Vorrichtungen zur Stabilisierung der Ziellinie bestimmt.
Es sind bereits sogenannte Labyrinthdämpfungen bekannt, bei denen in Kammersystemen Lamellen an geordnet sind, die sich relativ zueinander bewegen. Je nach der Anzahl der Kammern (Zylinder) und Lamel len (Kolben) ergibt sich eine Vervielfachung der Dämpfung gegenüber der Anwendung nur einer Kam mer und einer Lamelle. Abgesehen davon, dass bei dieser Art Dämpfung infolge der Relativbewegung von Kammer und Lamellensystem das dämpfende Medium, z. B. Luft, nur von einer Kammer in die andere bewegt wird, sind diese Dämpfungen noch relativ gross und aufwendig hinsichtlich der Fertigung und Justierung.
Ferner sind Labyrinthdichtungen zwischen den Wellen und ihren Lagern bei Dampfturbinen bekannt, die ein Abströmen des Dampfes aus dem Inneren der Turbinen verhindern sollen. Diese Labyrinthdichtun- gen sind jedoch im vorliegenden Fall nicht anwend bar, weil Wellen und Kolben stets die gleiche longitudi- nale Lage zueinander einnehmen, während zwischen Kolben und Zylinder bei Dämpfungsvorrichtungen Be wegungen parallel zu ihren geometrischen Achsen stattfinden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dämpfungsvor- richtung zu schaffen, die eine maximale Dämpfung bei geringem Aufwand an Fertigung und Justierung ermög licht.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, wenn mindestens an einer Frontfläche des Kolbens ringförmige Nuten vorgesehen sind, in die an der be nachbarten Frontfläche des Zylinders befindliche ring förmige Erhebungen ohne Berührung der Nutenwan- dungen eingreifen. Die geometrischen Formen der Nuten und Erhe bungen können an sich beliebig sein. Aus fertigungs technischen Gründen ist es jedoch von Vorteil, wenn die Nuten und Erhebungen kreisringförmig ausgebildet und zu den geometrischen Achsen konzentrisch ange ordnet sind.
Im allgemeinen wird ein Optimum an Dämpfung erreicht, wenn sich die Nuten und Erhebun gen in den entsprechenden peripheren Teilen der be nachbart liegenden Frontflächen von Kolben und Zylinder befinden. Dadurch ist es möglich, die Luft spalte zwischen den Kolben und den Zylindern bei gleichbleibender oder verbesserter Dämpfung so gross zu halten, dass Verklemmungen nicht auftreten. Eine Vergrösserung der Luftspalte ermöglicht wiederum die Anwendung einer vereinfachten Technologie bei der Herstellung und Justierung der Dämpfungsvorrichtung.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig.l zwei miteinander Clekoppelte Kolben und Zylinder z. T. in Ansicht, z. T. im Schnitt und Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.
In Fig. 1 sind zwei Kolben 1 und 2 durch ein Kop pelungsglied 3 starr miteinander verbunden. Sie bilden das Gewicht eines Pendels 4. Jedem Kolben ist ein Zylinder 5 bzw. 6 zugeordnet. Das Pendel 4 schwingt in einer Ebene, die mit der Zeichenebene zusammen fällt und die gemeinsame geometrische Achse X-X der Kolben 1; 2 und Zylinder 5; 6 enthält. Der Kolben 1 besitzt an seiner Frontfläche 7 kreisringförmige Nuten 8, während der Zylinder 5 an der dem Kolben 1 be nachbarten Frontfläche 9 kreisringförmige Erhebungen 10 hat, die in die Nuten 8 hineinragen und von denen die äussere einen Teil des Kolbens 1 umschliesst. In gleicher Weise sind der Kolben 2 und der Zylinder 6 aufgebaut, die nicht im Schnitt dargestellt sind.
Schwingt das Pendel 4 aus der dargestellten Mittel lage, so nähern oder entfernen sich Kolben 1 und Zylinder 5 ebenso wie Kolben 2 und Zylinder 6, und die zwischen den Frontflächen 7 und 9 befindliche Luft wird durch das von den Nuten 8 und den Erhe bungen 10 gebildste Labyrinth .nach aussen gedrückt oder es wird Luft von aussen angesaugt.
Die vorteilhafte Wirkungsweise der Dämpfungsvor- richtung beruht darauf, dass die zwischen den Frontflä chen 7 und 9 verdrängte Luft oder die angesaugte Luft das gesamte Labyrinth .durchströmen muss.
Es sind ,aber auch andere Ausführungsformen .mög lich. Anstelle der beiden Kolben 1; 2 und Zylinder 5; 6 könnten nur ein Kolben und ein Zylinder oder mehr als zwei Kolben und zwei Zvlinder am Pendel 4 befe stigt sein.
Auch ist es möglich, beide Frontflächen eines Kolbens und entsprechend eines Zylinders -mit den ringförmigen Nuten und Erhebungen :zu versehen. .Die ,geometrische :Form der hauten .und Erhebungen braucht nicht kreisringförmig zu sein; sie kann, wenn man die Herstellungstechnik ausser Acht lässt, mit der gleichen Wirkung elliptisch, spiralförmig oder eckig sein.
Auch ist es möglich, entsprechend den =Gegeben heiten und Erfordernissen die ringförmigen Nuten und Erhebungen mehr auf den peripheren Teil der Zylinder und Kolben zu beschränken .oder aber sie noch näher an der Achse X-X beginnen zu lassen.
Damping device for the relative vibrations between a piston and a cylinder The invention relates to a damping device for the relative vibrations between a piston and a cylinder, the geometric axes of which coincide with one another and the direction of vibration and which interlock like a labyrinth. The invention is particularly intended for devices for stabilizing the finish line.
There are already so-called labyrinth damping known in which lamellae are arranged in chamber systems that move relative to each other. Depending on the number of chambers (cylinders) and lamellas (pistons), there is a multiplication of the damping compared to the use of only one chamber and one lamella. Apart from the fact that in this type of damping due to the relative movement of the chamber and lamellar system, the damping medium, e.g. B. air is only moved from one chamber to the other, these attenuations are still relatively large and expensive in terms of manufacture and adjustment.
Furthermore, labyrinth seals between the shafts and their bearings in steam turbines are known, which are intended to prevent the steam from flowing out of the interior of the turbines. However, these labyrinth seals cannot be used in the present case because the shafts and pistons always assume the same longitudinal position with respect to one another, while movements parallel to their geometric axes take place between the piston and cylinder in damping devices.
The object of the invention is to create a damping device which enables maximum damping with little effort in terms of manufacture and adjustment.
According to the invention, this object is achieved if annular grooves are provided on at least one front surface of the piston, into which ring-shaped elevations located on the adjacent front surface of the cylinder engage without touching the groove walls. The geometric shapes of the grooves and elevations can be arbitrary. For manufacturing reasons, however, it is advantageous if the grooves and elevations are circular and are arranged concentrically to the geometric axes.
In general, optimum damping is achieved when the grooves and elevations are located in the corresponding peripheral parts of the adjacent front surfaces of the piston and cylinder. This makes it possible to keep the air gaps between the pistons and the cylinders so large that no jamming occurs while maintaining the same or improved damping. An enlargement of the air gap in turn enables the use of a simplified technology in the manufacture and adjustment of the damping device.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing.
They show: Fig.l two piston and cylinder coupled to one another, e.g. T. in view, z. T. in section and FIG. 2 a section along line 2-2 in FIG. 1.
In Fig. 1, two pistons 1 and 2 are rigidly connected to one another by a Kop pelungsglied 3. They form the weight of a pendulum 4. Each piston is assigned a cylinder 5 or 6. The pendulum 4 swings in a plane which coincides with the plane of the drawing and has the common geometric axis X-X of the pistons 1; 2 and cylinder 5; 6 contains. The piston 1 has circular grooves 8 on its front surface 7, while the cylinder 5 has circular elevations 10 on the front surface 9 adjacent to the piston 1, which protrude into the grooves 8 and of which the outer part encloses part of the piston 1. The piston 2 and the cylinder 6, which are not shown in section, are constructed in the same way.
If the pendulum 4 swings out of the center position shown, piston 1 and cylinder 5 as well as piston 2 and cylinder 6 approach or move away, and the air located between the front surfaces 7 and 9 is through the grooves 8 and the elevations 10 formed labyrinth. pushed outwards or air is sucked in from the outside.
The advantageous mode of operation of the damping device is based on the fact that the air displaced between the front surfaces 7 and 9 or the air drawn in must flow through the entire labyrinth.
There are, but also other embodiments. Instead of the two pistons 1; 2 and cylinder 5; 6, only one piston and one cylinder or more than two pistons and two cylinders could be attached to the pendulum 4.
It is also possible to provide both front surfaces of a piston and, correspondingly, a cylinder with the annular grooves and elevations. The geometric shape of the skin and elevations does not have to be circular; disregarding the manufacturing technique, it can be elliptical, spiral-shaped or angular with the same effect.
It is also possible to restrict the annular grooves and elevations more to the peripheral part of the cylinders and pistons according to the given conditions and requirements. Or to let them begin even closer to the axis X-X.