DE102005005770B4

DE102005005770B4 - Frequency-variable absorber, in particular for use in aircraft

Info

Publication number: DE102005005770B4
Application number: DE102005005770A
Authority: DE
Inventors: Dr. Gnauert Uwe; Andrè Schiebler; Hubertus Siebald; Roger Wimmel
Original assignee: ERAS Entwicklung and Realisation adaptiver Systeme GmbH; ERAS GmbH
Current assignee: ERAS Entwicklung and Realisation adaptiver Systeme GmbH; ERAS GmbH
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2005-02-07
Publication date: 2012-12-20
Anticipated expiration: 2025-02-08
Also published as: DE102005005770A1

Abstract

Frequenzvariabler Tilger mit einer Anbindungsplatte, einer an der Anbindungsplatte über eine Elastomerfeder gelagerten Tilgermasse und einem zumindest teilweise von der Elastomerfeder begrenzten Hohlraum, der zur Variation der Eigenfrequenz des Tilgers mit einem Druck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstützung für die Elastomerfeder (3) vorgesehen ist, an der sich die Elastomerfeder (3) bei unterschiedlichem Druck in dem Hohlraum (6) quer zu der Richtung des Abstands (7) der Tilgermasse (5) von der Anbindungsplatte (2) unterschiedlich stark abstützt.Frequency-variable damper with a connection plate, a damper mass mounted on the connection plate via an elastomer spring and a cavity which is at least partially limited by the elastomer spring and which can be subjected to pressure to vary the natural frequency of the damper, characterized in that a support for the elastomer spring (3) is provided on which the elastomer spring (3) is supported differently at different pressures in the cavity (6) transversely to the direction of the distance (7) of the damper mass (5) from the connection plate (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen frequenzvariablen Tilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a variable frequency absorber with the features of the preamble of claim 1.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

In technischen Systemen werden durch rotierende Antriebe häufig Strukturschwingungen erregt. Die auftretenden Frequenzen der Strukturschwingungen sind Harmonische der Drehzahl, d. h. der Drehfrequenz, der rotierenden Antriebe. Liegt die Drehzahl fest, so ist es gängige Praxis, die Strukturschwingungen durch Tilger zu bedampfen. Die Eigenfrequenz des Tilgers wird dabei auf eine Harmonische der Drehfrequenz abgestimmt, um eine optimale Wirkung zu erzielen. Hat das technische System unterschiedliche Betriebszustände mit variierenden Drehzahlen der Antriebe, so ist eine optimale Abstimmung der Tilger nicht mehr möglich. Hierin begründet sich der Bedarf an frequenzvariablen Tilgern, deren Eigenfrequenz in Abhängigkeit vom Betriebszustand gesteuert oder geregelt auf die Harmonische der aktuelle Drehfrequenz angepasst werden kann und somit für alle Betriebszustände eine optimale Anpassung gewährleistet.In technical systems, structural vibrations are often excited by rotating drives. The occurring frequencies of the structural vibrations are harmonics of the speed, d. H. the rotational frequency of the rotating drives. If the speed is fixed, it is common practice to dampen the structural vibrations by absorber. The natural frequency of the absorber is tuned to a harmonic of the rotational frequency in order to achieve an optimal effect. If the technical system has different operating states with varying rotational speeds of the drives, optimum tuning of the absorbers is no longer possible. This is the reason for the need for frequency-variable attenuators whose natural frequency, depending on the operating state, can be adjusted or regulated to the harmonic of the current rotational frequency and thus ensures optimum adaptation for all operating states.

Handelt es sich um ausgedehnte technische Systeme, so kann eine Vielzahl von Tilgern erforderlich sein, die auf ein und dieselbe Harmonische der Drehfrequenz abgestimmt und verteilt an den unterschiedlichsten Stellen angebracht sind, um die gewünschte Absenkung der Amplituden der Strukturschwingung zu erzielen.In the case of extended technical systems, a large number of absorbers may be required, which are tuned to one and the same harmonic of the rotational frequency and distributed in the most varied places in order to achieve the desired reduction of the amplitudes of the structural vibration.

Bei Änderung des Betriebszustands ist die Abstimmung aller Tilger auf die veränderte Harmonische der Drehfrequenz erforderlich. Dies kann mit hohem Aufwand für jeden frequenzvariablen Tilger autonom oder, wenn es das Tilgerkonzept zulässt, mit entsprechend geringerem Aufwand für alle Tilger zentral erfolgen.When changing the operating state, it is necessary to tune all dampers to the changed harmonic of the rotation frequency. This can be done with great effort for each frequency variable absorber autonomously or, if the absorber concept allows, with correspondingly less effort for all absorbers centrally.

Ein frequenzvariabler Tilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der DE 100 52 884 A1 bekannt. Wenn hier der Hohlraum mit einem Druck beaufschlagt wird, vergrößert sich der Abstand der Tilgermasse zu der Anbindungsplatte und damit ändert sich die Eigenfrequenz des Tilgers in gewissem Rahmen. Der so abdeckbare Frequenzbereich ist für viele Anwendungen eines frequenzvariablen Tilgers jedoch zu klein. So kann er beispielsweise nicht die Änderungen der Drehfrequenz eines Triebwerks eines Propellerflugzeugs abdecken, wie sie vom Start, über den Steigflug bis zum Reiseflug auftreten. Aus der DE 100 52 884 A1 ist zwar auch ein Tilger bekannt, bei dem eine größere Frequenzvariabilität durch eine von der Anbindungsplatte weg teleskopierbare zweiteilige Tilgermasse erreicht wird. Die zweiteilige Tigermasse ist jedoch sehr aufwendig bei der Fertigung dieses Tilgers.A frequency-variable absorber having the features of the preamble of claim 1 is known from DE 100 52 884 A1 known. Here, when the cavity is pressurized, the distance of the absorber mass increases to the connection plate and thus the natural frequency of the absorber changes to some extent. However, the coverable frequency range is too small for many applications of a variable frequency absorber. For example, it can not cover the changes in the rotational frequency of an aircraft propulsion engine, such as those from takeoff, climb, and cruising. From the DE 100 52 884 A1 Although a Tilger is known in which a greater frequency variability is achieved by a telescoping away from the connection plate two-piece absorber mass. However, the two-piece Tigermasse is very expensive in the production of this Tilgers.

Ein weiterer frequenzvariabler Tilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der DE 102 05 703 A1 bekannt. Hier ist der Hohlraum zwischen der Tilgermasse und einem elastischen Verbinder zum Verbinden der Tilgermasse mit einem Halteelement vorgesehen. Durch Einstellen eines im Wesentlichen statischen Luftdrucks in dem Hohlraum wird eine im Wesentlichen statische elastische Verformung des elastischen Verbinders zum Ändern einer Federcharakteristik des elastischen Verbinders induziert. Auch mit diesem bekannten frequenzvariablen Tilger ist nur ein vergleichsweise kleiner Frequenzbereich abdeckbar.Another variable frequency absorber with the features of the preamble of claim 1 is known from DE 102 05 703 A1 known. Here, the cavity between the absorber mass and an elastic connector for connecting the absorber mass is provided with a holding element. By setting a substantially static air pressure in the cavity, a substantially static elastic deformation of the elastic connector for changing a spring characteristic of the elastic connector is induced. Even with this known variable-frequency absorber only a comparatively small frequency range can be covered.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten Tilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, der über einen sehr großen Frequenzbereich frequenzvariabel ist.The invention has the object of demonstrating a simply constructed absorber with the features of the preamble of claim 1, which is frequency variable over a very large frequency range.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß durch einen frequenzvariablen Tilger mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.The object of the invention is achieved by a variable frequency absorber with the features of independent claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen des neuen Tilgers und seiner Verwendung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous embodiments of the new absorber and its use are described in the subclaims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf frequenzvariable Tilger, deren Eigenfrequenz durch Variation eines insbesondere pneumatischen Drucks angepasst werden kann. Sind mehrere Tilger identisch aufgebaut und diese über ein den Druck vermittelndes Leitungssystem miteinander verbunden, z. B. eine einfache pneumatische Schlauchverbindung, so kann die Abstimmung aller Tilger zentral über die Änderung des Drucks erfolgen.The invention relates to variable-frequency absorber whose natural frequency can be adjusted by varying a particular pneumatic pressure. If several absorbers are constructed identically and they are connected to one another via a pressure-conveying line system, for. As a simple pneumatic hose connection, the vote of all absorbers can be done centrally on the change of pressure.

Dies kann entweder (1.) in Abhängigkeit vom Betriebszustand des technischen Systems gesteuert erfolgen. Hierzu muss der Zusammenhang zwischen dem Betriebszustand und dem für die Einstellung der zugehörigen Eigenfrequenz der Tilger benötigten Druck bekannt sein, so dass nur der entsprechende Druck eingestellt zu werden braucht. Dies kann z. B. über einen geeigneten Drucksensor geregelt erfolgen. Oder es kann (2.) in Abhängigkeit vom Betriebszustand des technischen Systems geregelt erfolgen. Die Eigenfrequenz kann z. B. über die Messung der Beschleunigung der Tilgermasse abgestimmt werden. Bei optimaler Abstimmung erreicht die Beschleunigung in der Harmonischen der Drehfrequenz des Antriebs ein Maximum.This can be done either (1.) depending on the operating state of the technical system controlled. For this purpose, the connection between the operating state and the pressure required for setting the associated natural frequency of the absorber must be known, so that only the corresponding pressure needs to be set. This can be z. B. regulated by a suitable pressure sensor. Or it can (2.) be regulated depending on the operating state of the technical system. The natural frequency can be z. B. on the measurement of the acceleration of the absorber mass be matched. With optimum tuning, the acceleration in the harmonic of the rotational frequency of the drive reaches a maximum.

Aber auch ein einzelner Tilger der beschriebenen Art kann aufgrund seines einfachen Aufbaus und seiner in weiten Grenzen leicht veränderbaren Eigenfrequenz von Interesse sein. Die Erfindung entwickelt nicht erst dann Vorteile, wenn mehrere Tilger zusammengeschaltet werden.But even a single absorber of the type described can be due to its simple structure and its easily variable within wide limits natural frequency of interest. The invention does not develop benefits only when several absorbers are interconnected.

Bei dem neuen frequenzvariablen Tilger ist eine Abstützung für die Elastomerfeder vorgesehen, an der sich die Elastomerfeder bei unterschiedlichem Druck in dem Hohlraum quer zu der Richtung des Abstands der Tilgermasse von der Anbindungsplatte unterschiedlich stark abstützt. Hierdurch wird eine viel größere Veränderung der Eigenfrequenz des Tilgers erreicht als ohne die Abstützung, d. h. bei einer reinen Deformation des Elastomers der Elastomerfeder.In the new variable frequency absorber a support for the elastomeric spring is provided, at which the elastomeric spring at different pressure in the cavity transverse to the direction of the distance of the absorber mass of the connection plate is supported differently. As a result, a much larger change in the natural frequency of the absorber is achieved than without the support, d. H. in a pure deformation of the elastomer of the elastomeric spring.

Der Druck ist vorzugsweise ein pneumatischer Druck, um nicht die tote Masse, d. h. die nicht der Tilgermasse zuzuordnende Masse, des Tilgers zu erhöhen, wie dies bei einer hydraulischen Aufbringung des Drucks der Fall ist. Grundsätzlich kann der Druck aber auch ein hydraulischer Druck sein.The pressure is preferably a pneumatic pressure so as not to disturb the dead mass, i. H. to increase the mass, not attributable to the absorber mass, of the absorber, as is the case with a hydraulic application of the pressure. In principle, the pressure can also be a hydraulic pressure.

Die Abstützung für die Elastomerfeder kann eine Abstützfläche an einem in dem Hohlraum angeordneten Innenkörper umfassen, von der sich die Elastomerfeder mit zunehmendem Druck in dem Hohlraum ablöst. Durch das Ablösen der Elastomerfeder mit zunehmendem Druck von der Abstützfläche fällt die Steifigkeit der Federanordnung ab, d. h. die Eigenfrequenz des Tilgers sinkt.The support for the elastomeric spring may comprise a support surface on an inner body disposed in the cavity, from which the elastomeric spring detaches with increasing pressure in the cavity. Due to the detachment of the elastomer spring with increasing pressure from the support surface, the stiffness of the spring arrangement decreases, d. H. the natural frequency of the absorber decreases.

Wenn der Innenkörper einstückig mit der Tilgermasse ausgebildet ist, ist er dieser zuzurechnen und erhöht nicht die tote Masse des Tilgers.If the inner body is formed integrally with the absorber mass, it is attributable to this and does not increase the dead mass of the absorber.

Die Abstützung für die Elastomerfeder kann auch eine Abstützfläche an einer die Elastomerfeder umgebenden Abstützmanschette umfassen, an die sich die Elastomerfeder mit zunehmendem Druck in dem Hohlraum anlegt. Durch das Anlegen der Elastomerfeder mit zunehmendem Druck an die Abstützfläche steigt die Steifigkeit der Federanordnung an, d. h. die Eigenfrequenz des Tilgers nimmt zu.The support for the elastomeric spring may also comprise a support surface on a support collar surrounding the elastomeric spring, against which the elastomeric spring bears with increasing pressure in the cavity. By applying the elastomeric spring with increasing pressure on the support surface increases the rigidity of the spring assembly, d. H. the natural frequency of the absorber increases.

Wenn ein biegweicher Abstandsbegrenzer die Tigermasse parallel zu der Elastomerfeder mit der Anbindungsplatte verbindet und so eine Vergrößerung des Abstands der Tilgermasse von der Anbindungsplatte mit zunehmendem Druck in dem Hohlraum verhindert, ist die Erhöhung der Eigenfrequenz des Tilgers mit zunehmendem Druck in dem Hohlraum durch Anlegen der Elastomerfeder an die Abstützfläche an der Abstützmanschette noch ausgeprägter. Ein solcher Abstandsbegrenzer kann auf einer Symmetrieachse des Tilgers durch den Hohlraum verlaufen.When a pliable distance limiter connects the tiger mass to the tie plate parallel to the elastomeric spring and thus prevents expansion of the absorber mass from the tie plate with increasing pressure in the cavity, increasing the natural frequency of the absorber with increasing pressure in the cavity is by application of the elastomeric spring to the support surface on the support collar even more pronounced. Such a distance limiter can run on an axis of symmetry of the absorber through the cavity.

Wenn die Abstützmanschette einstückig mit der Anbindungsplatte ausgebildet ist, ist sie zwar der toten Masse des Tilgers zuzurechnen, doch ist ihr Beitrag hierzu eher gering. Dabei kann die Abstützmanschette besonders einfach durch ein einziges Blechformteil einstückig mit der Anbindungsplatte ausgebildet werden. Die Abstützmanschette kann aber auch an der schwingenden Masse angeordnet sein, um diesen Einfluß vollständig zu vermeiden.If the support collar is formed integrally with the attachment plate, it is indeed attributable to the dead mass of the absorber, but their contribution to this is rather low. In this case, the support sleeve can be particularly easily formed by a single sheet metal part in one piece with the connection plate. However, the support collar can also be arranged on the oscillating mass in order to completely avoid this influence.

Es ist auch möglich. dass die Abstützung eine Faserverstärkung für die Elastomerfeder aus an der Anbindungsplatte und der Tilgermasse befestigten Fasern umfasst, wobei sich ein Faserwinkel der Fasern zu der Richtung des Abstands der Tilgermasse von der Anbindungsplatte mit zunehmendem Druck in dem Hohlraum verändert. Dies führt bei der mit zunehmendem Druck einhergehenden Ausbeulung der Elastomerfeder quer zu der Richtung des Abstands zwischen der Tilgermasse und der Anbindungsplatte zu einer ausgeprägten Verringerung dieses Abstands und damit zu einer deutlichen Erhöhung der Eigenfrequenz des Tilgers.It is also possible. in that the support comprises a fiber reinforcement for the elastomer spring of fibers attached to the tie plate and the absorber mass, wherein a fiber angle of the fibers to the direction of the distance of the absorber mass from the tie plate changes with increasing pressure in the cavity. This results in the associated with increasing pressure buckling of the elastomer spring transversely to the direction of the distance between the absorber mass and the connection plate to a marked reduction of this distance and thus to a significant increase in the natural frequency of the absorber.

Die Elastomerfeder kann bei allen hier beschriebenen Ausführungsformen des neuen Tilgers hohlzylinderförmig sein, also in vorteilhafter Weise eine besonders einfache Form aufweisen.The elastomer spring may be hollow cylindrical in all the embodiments of the new absorber described here, so advantageously have a particularly simple shape.

Bei einer Anordnung mit mehreren neuen frequenzvariablen Tilgern können die Hohlräume der Tilger zur zentralen Variation der Eigenfrequenzen aller Tilger an ein gemeinsames Leitungssystem angeschlossen sein, um sie mit einem einheitlichen Druck zu beaufschlagen. Dies reduziert den Gesamtaufwand für die Abstimmung der Eigenfrequenzen einer Vielzahl von Tilgern ganz erheblich.In an arrangement with several new frequency-variable absorbers, the cavities of the absorbers for the central variation of the natural frequencies of all absorbers can be connected to a common line system in order to apply a uniform pressure. This significantly reduces the overall effort required to tune the natural frequencies of a large number of absorbers.

Einige Anwendungsbeispiele für den neuen frequenzvariablen Tilger seien nachfolgend genannt:Some application examples for the new variable frequency absorber are mentioned below:

Propellerflugzeugepropeller aircraft

Im Flugzeugrumpf von Propellerflugzeugen treten in den Harmonischen der Blattfolgefrequenz hohe Schallpegel auf. Zur Absenkung des Lärmpegels werden an die Spannten des Rumpfs drei unterschiedliche, auf die 1., 2. und 3. Harmonische der Blattfolgefrequenz abgestimmte Tilgertypen in größerer Stückzahl verbaut. Die Abstimmung erfolgt heute nur für den Betriebszustand ”Reiseflug”. Die anderen Betriebszustände mit differierenden Motordrehzahlen finden bislang keine Berücksichtigung, so dass während diesen erhöhte Lärmpegel auftreten. Die vorgeschlagenen frequenzvariablen Tilger ermöglichen die Absenkung des Schallpegels in allen Betriebszuständen.In the aircraft fuselage of propeller aircraft occur in the harmonics of the sheet repetition frequency high sound levels. To reduce the noise level, three different types of attenuators tuned to the 1st, 2nd and 3rd harmonics of the blade repetition frequency are installed in larger numbers on the spans of the fuselage. The vote is today only for the operating state "cruise". The other operating conditions with differing engine speeds are so far no consideration, so that during this increased noise level occur. The proposed variable frequency absorbers allow the reduction of the sound level in all operating conditions.

Maschinenbau mechanical engineering

Im Maschinenbau werden erhebliche Anstrengungen unternommen, um den Lärmpegel an Maschinen und in Hallen zu reduzieren. Aufgrund von unterschiedlichen Produktionsgeschwindigkeiten konnte sich bisher die Lärmminderung durch Tilger auf breiter Front nicht durchsetzen. Mit den vorgeschlagenen frequenzvariablen Tilger ergeben sich viel versprechende neue Möglichkeiten.Significant efforts are being made in mechanical engineering to reduce the noise level on machinery and in halls. Due to different production speeds, noise reduction by absorbers on a broad front has not been successful so far. With the proposed variable frequency absorbers promising new opportunities arise.

Fahrzeuge, KarosserienVehicles, bodies

Für den gesamten Bereich der landgebundenen (Straße, Schiene, etc.), wassergebundenen und luftgebunden Fahrzeuge und Karosserien ergeben sich mit dem vorgeschlagenen frequenzvariablen Tilger neue Möglichkeiten der Lärm und Schwingungsreduktion.For the entire range of land-based (road, rail, etc.), water-based and airborne vehicles and bodies arise with the proposed frequency variable absorber new possibilities of noise and vibration reduction.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der gesamten Beschreibung. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche abweichend von den gewählten Rückbeziehungen ist ebenfalls möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungsfiguren dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden.Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the entire description. Further features are the drawings - in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components to each other and their relative arrangement and operative connection - refer. The combination of features of different embodiments of the invention or features of different claims differing from the chosen relationships is also possible and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawing figures or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.

1 zeigt eine erste Ausführungsform des neuen Tilgers im Querschnitt bei verschiedenen Drücken in seinem Hohlraum. Weiterhin zeigt 1 über der Frequenz der Anregung aufgetragene Amplituden und Phasen der Bewegung der Tilgermasse des Tilgers bei Anregung des Tilgers mit fester Amplitude für verschiedene Drücke in dem Hohlraum des Tilgers. 1 shows a first embodiment of the new absorber in cross-section at different pressures in its cavity. Further shows 1 amplitudes plotted against the frequency of excitation and phases of movement of the absorber mass of the absorber upon excitation of the fixed amplitude absorber for different pressures in the cavity of the absorber.

2 ist eine 1 entsprechende Darstellung zu einer zweiten Ausführungsform des neuen Tilgers. 2 is a 1 corresponding representation of a second embodiment of the new Tilgers.

3 ist eine 1 entsprechende Darstellung zu einer dritten Ausführungsform des neuen Tilgers. 3 is a 1 corresponding representation of a third embodiment of the new Tilgers.

4 ist eine 1 entsprechende Darstellung zu einer vierten Ausführungsform des neuen Tilgers. 4 is a 1 corresponding representation of a fourth embodiment of the new Tilgers.

5 ist eine 1 entsprechende Darstellung zu einer fünften Ausführungsform des neuen Tilgers. 5 is a 1 corresponding representation of a fifth embodiment of the new Tilgers.

BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Die Frequenzvariabilität des neuen Tilgers wird durch Variation eines Drucks realisiert. Die nachfolgenden Anwendungsbeispiele beziehen sich auf unterschiedliche pneumatische Lösungen. Der Tilger 1 besteht dabei grundsätzlich aus einer schwingenden Tilgermasse 5, die an eine Elastomerfeder 3 und an eine Anbindungsplatte 2 anvulkanisiert ist. Durch eine Druckbeaufschlagung eines durch die Elastomerfeder 3 begrenzten Hohlraums 6 und einer damit einhergehende Verformung der Elastomerfeder wird eine Form- und Steifigkeitsvariation der Elastomerfeder und damit eine Variation der Eigenfrequenz des Tilgers bewirkt.The frequency variability of the new absorber is realized by varying a pressure. The following application examples relate to different pneumatic solutions. The absorber 1 consists basically of an oscillating absorber mass 5 attached to an elastomeric spring 3 and to a connection plate 2 is vulcanized. By pressurizing a through the elastomeric spring 3 limited cavity 6 and a concomitant deformation of the elastomeric spring is a shape and stiffness variation of the elastomeric spring and thus causes a variation of the natural frequency of the absorber.

1 zeigt eine erste Ausführungsform des neuen Tilgers 1. Die Elastomerfeder 3 hat die Form eines Hohlzylinders 4, der den Hohlraum 6 zwischen der Tilgermasse 5 und der Anbindungsplatte 2 (zum Befestigen an der zu bedämpfenden Struktur) begrenzt. Eine Druckbeaufschlagung des Hohlraums 6 führt zu einem Aufblähen des Elastomers, wodurch ein Abstand 7 der Tilgermasse 5 von der Anbindungsplatte 2 ebenfalls zunimmt. Die Eigenfrequenz des Tilgers 1 bei Schwingung der Tilgermasse in der durch einen Doppelpfeil markierten Schwingungsrichtung 10 (Querrichtung) verschiebt sich hierdurch zu kleineren Werten. Die Frequenzverschiebung allein aufgrund dieses Effekts liegt typischerweise im Bereich von 15% der Ausgangsfrequenz. 1 shows a first embodiment of the new absorber 1 , The elastomer spring 3 has the shape of a hollow cylinder 4 that the cavity 6 between the absorber mass 5 and the connection plate 2 (for attachment to the structure to be damped) limited. Pressurization of the cavity 6 causes a swelling of the elastomer, creating a gap 7 the absorber mass 5 from the connection plate 2 is also increasing. The natural frequency of the absorber 1 upon vibration of the absorber mass in the direction of oscillation marked by a double arrow 10 (Transverse) shifts to smaller values. The frequency shift alone due to this effect is typically in the range of 15% of the output frequency.

Zusätzlich bildet hier ein Teil der Tilgermasse 5 einen Innenkörper 8 in dem Hohlraum 6 aus. Dieser Innenkörper 8 weist eine äußere Abstützfläche 9 auf, an der im drucklosen Zustand ein Teil der Elastomerfeder 3 anliegt. Für die Eigenfrequenz des Tilgers 1 bei Schwingungen der Tigermasse 5 in der Schwingungsrichtung 10 kann dieser Teil der Elastomerfeder 3 im wesentlichen nicht verformt werden. Es resultiert eine hohe Steifigkeit der Elastomerfeder 3 und damit eine hohe Eigenfrequenz des Tilgers 1. Erfolgt eine Druckbeaufschlagung des Hohlraums 6, so löst sich die Elastomerfeder 6 von dem hier zylindrischen Innenkörper 8 ab, so dass dann die Elastomerfeder 3 über ihre gesamte Länge in Richtung des Abstands 7 verform bar ist. Es resultiert eine geringere Steifigkeit der Elastomerfeder 3 und damit eine deutlich niedrigere Eigenfrequenz des Tilgers 1. Somit kann durch Druckbeaufschlagung des Hohlraums 6 zwischen zwei Schaltzuständen des Tilgers 1 hin und her geschaltet werden. Durch weitere Druckerhöhung erhält man eine kontinuierlich weiter abnehmende Eigenfrequenz (s. o.). Die Frequenzverschiebung durch das Schalten zwischen den beiden Schaltzuständen liegt typischerweise bei zusätzlichen 15%.Additionally forms here a part of the absorber mass 5 an inner body 8th in the cavity 6 out. This inner body 8th has an outer support surface 9 on, in the non-pressurized state, a part of the elastomeric spring 3 is applied. For the natural frequency of the absorber 1 with vibrations of the tiger mass 5 in the oscillation direction 10 this part of the elastomer spring can 3 essentially not be deformed. This results in a high stiffness of the elastomer spring 3 and thus a high natural frequency of the absorber 1 , If a pressurization of the cavity 6 , so the elastomer spring dissolves 6 from the here cylindrical inner body 8th so that then the elastomeric spring 3 over its entire length in the direction of the distance 7 deformed bar is. This results in a lower stiffness of the elastomer spring 3 and thus a much lower natural frequency of the absorber 1 , Thus, by pressurizing the cavity 6 between two switching states of the absorber 1 be switched back and forth. By further increase in pressure to obtain a continuously decreasing natural frequency (see above). The frequency shift due to the switching between the two switching states is typically an additional 15%.

Bei der Ausführungsform des Tilgers 1 gemäß 2 ist der Innenkörper 8 gegenüber 1 anders geformt, d. h. er ist derart fassförmig, dass sich bei einer Druckbeaufschlagung des Hohlraums der Hohlzylinder 4 der Elastomerfeder 3 kontinuierlich von dem Innenkörper ablöst, so dass zunehmende Anteile der Elastomerfeder verformbar sind. Es resultiert eine stetig abnehmende Steifigkeit der Elastomerfeder. Durch Druckerhöhung erhält man eine kontinuierlich abnehmende Eigenfrequenz des Tilgers entsprechend der Ausführungsform gemäß 1, jedoch mit deutlich größerer Variation. Die gesamte Frequenzverschiebung, die mit einem Druck kleiner als 10 bar, insbesondere maximal 6 bar, liegt typischerweise im Bereich von 30% der maximalen Eigenfrequenz.In the embodiment of the absorber 1 according to 2 is the inner body 8th across from 1 shaped differently, ie it is such a barrel shape that when a pressurization of the cavity of the hollow cylinder 4 the elastomeric spring 3 continuously detached from the inner body, so that increasing proportions of the elastomer spring are deformable. This results in a steadily decreasing stiffness of the elastomer spring. By increasing the pressure to obtain a continuously decreasing natural frequency of the absorber according to the embodiment according to 1 , but with much greater variation. The total frequency shift, with a pressure of less than 10 bar, in particular a maximum of 6 bar, is typically in the range of 30% of the maximum natural frequency.

Bei der Ausführungsform des Tilgers gemäß 3 ist statt des Innenkörpers 8 der 1 und 2 eine Abstützmanschette 11 an der Anbindungsplatte 2 zur Ausbildung der Abstützfläche 8 für die Elastomerfeder 3 vorgesehen. So das hier die Abstützfläche 8 die Elastomerfeder 3 über einen Teil ihrer Länge außen umschließt. Bei Druckbeaufschlagung des Hohlraums 6 legt sich ein zunehmend größer werdender Teil der Elastomerfeder an die Abstützfläche der Abstützmanschette 11 an. Für die Eigenfrequenz des Tilgers 1 bei Schwingungen der Tigermasse 5 in der Schwingungsrichtung 10 kann dieser Teil' der Elastomerfeder 3 im Wesentlichen nicht verformt werden. Es resultiert eine sich stetig erhöhende Steifigkeit der Elastomerfeder, welche die durch den sich vergrößernden Abstand 7 der Tilgermasse 5 von der Anbindungsplatte 2 reduzierte Formsteifigkeit (siehe Beschreibung zu 1) überkompensiert. In der Summe resultiert aus dem zunehmenden Druck in dem Hohlraum 6 eine Steifigkeitserhöhung. Die Frequenzverschiebung, die mit einem Druck kleiner als 10 bar, insbesondere maximal 6 bar, liegt typischerweise im Bereich von 30% der maximalen Eigenfrequenz.In the embodiment of the absorber according to 3 is instead of the inner body 8th of the 1 and 2 a support collar 11 at the connection plate 2 for the formation of the support surface 8th for the elastomer spring 3 intended. So this is the support surface 8th the elastomeric spring 3 encloses part of its length outside. When pressurizing the cavity 6 an increasing part of the elastomeric spring attaches to the support surface of the support sleeve 11 at. For the natural frequency of the absorber 1 with vibrations of the tiger mass 5 in the oscillation direction 10 can this part 'of the elastomeric spring 3 essentially not be deformed. This results in a steadily increasing stiffness of the elastomeric spring, which by the increasing distance 7 the absorber mass 5 from the connection plate 2 reduced stiffness (see description to 1 ) overcompensated. In sum, this results from the increasing pressure in the cavity 6 a stiffness increase. The frequency shift, with a pressure of less than 10 bar, in particular a maximum of 6 bar, is typically in the range of 30% of the maximum natural frequency.

Bei der Ausführungsform des Tilgers gemäß 4 sind gegenüber derjenigen gemäß 3 die Anbindungsplatte 2 und die Tilgermasse 3 zusätzlich über einen Abstandsbegrenzer 12 mit geringer Quer- und hoher Längssteifigkeit miteinander verbunden. Bei Druckbeaufschlagung des Hohlraums 6 legt sich ein zunehmend größer werdender Teil der Elastomerfeder 3 an die Abstützfläche 9 der Stützmanschette 11 der Anbindungsplatte 2 an. Da der Abstandsbegrenzer 12 dabei eine Vergrößerung des Abstands 7 der Tilgermasse 5 zu der Anbindungsplatte 2 verhindert, nimmt der an der Abstützfläche anliegende Teil der Elastomerfeder 3 schneller zu als bei der Ausführungsform gemäß 3, so dass die Änderung der Eigenfrequenz des Tilgers 1 hier größer ausfällt. Die maximale Frequenzverschiebung, die mit einem Druck kleiner als 10 bar, insbesondere maximal 6 bar, erreichbar ist, liegt typischerweise im Bereich von 60% der maximalen Eigenfrequenz.In the embodiment of the absorber according to 4 are opposite to those according to 3 the connection plate 2 and the absorber mass 3 additionally via a distance limiter 12 connected with low transverse and high longitudinal stiffness. When pressurizing the cavity 6 settles an increasingly larger part of the elastomeric spring 3 to the support surface 9 the support cuff 11 the connection plate 2 at. Because the distance limiter 12 doing an increase in the distance 7 the absorber mass 5 to the connection plate 2 prevents, takes the voltage applied to the support surface part of the elastomeric spring 3 faster than in the embodiment according to 3 , so that the change of the natural frequency of the absorber 1 bigger here. The maximum frequency shift, which can be achieved with a pressure of less than 10 bar, in particular a maximum of 6 bar, is typically in the range of 60% of the maximum natural frequency.

Bei der Ausführungsform des Tilgers gemäß 5 ist eine Faserverstärkung aus Fasern 13 als in die Elastomerfeder 3 eingebettete Abstützung für die Elastomerfeder 3 vorgesehen. Die Fasern 13 bestehen z. B. aus Aramidfasern und sind in einem Kreuzgelege angeordnet. In dem Kreuzgelege sind die gegensinnig um den Hohlraum 6 in der Elastomerfeder 3 umlaufenden Fasern unter einem Winkel α von z. B. +/–30° zu einer Symmetrieachse des Tilgers 1 orientiert, der kleiner ist als der neutrale Winkel von +/–54,7°. Bei Druckbeaufschlagung des Hohlraums 5 ergeben sich dadurch, dass sich das Elastomer der Elastomerfeder 3 an den Fasern abstützt, Änderungen des Winkels α. in Richtung des neutralen Winkels, wodurch sich die Tilgermasse stark an die Anbindungsplatte 2 annähert. Diese Verringerung des Abstands 7 erhöht die Steifigkeit und die geometrische Steifigkeit, so dass sich mit der Druckerhöhung eine stetig erhöhende Eigenfrequenz des Tilgers 1 ergibt. Die maximale Frequenzverschiebung, die mit einem Druck kleiner als 10 bar, insbesondere maximal 6 bar, erreichbar ist, liegt typischerweise im Bereich von 60% der maximalen Eigenfrequenz.In the embodiment of the absorber according to 5 is a fiber reinforcement made of fibers 13 as in the elastomer spring 3 embedded support for the elastomer spring 3 intended. The fibers 13 exist z. B. aramid fibers and are arranged in a Kreuzgelege. In the Kreuzgelege are in the opposite direction to the cavity 6 in the elastomer spring 3 circulating fibers at an angle α of z. B. +/- 30 ° to an axis of symmetry of the absorber 1 which is smaller than the neutral angle of +/- 54.7 °. When pressurizing the cavity 5 arise from the fact that the elastomer of the elastomer spring 3 supported on the fibers, changes in the angle α. in the direction of the neutral angle, whereby the absorber mass strongly to the connection plate 2 approaches. This reduction in distance 7 increases the rigidity and the geometric rigidity, so that with the pressure increase a steadily increasing natural frequency of the absorber 1 results. The maximum frequency shift, which can be achieved with a pressure of less than 10 bar, in particular a maximum of 6 bar, is typically in the range of 60% of the maximum natural frequency.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Tilgerabsorber
22: Anbindungsplatteconnection plate
33: Federanordnungspring assembly
44: Hohlzylinderhollow cylinder
55: Tilgermasseabsorber mass
66: Hohlraumcavity
77: Abstanddistance
88th: Innenkörperinner body
99: Abstützflächesupporting
1010: Schwingungsrichtungvibration direction
1111: AbstützmanschetteAbstützmanschette
1212: AbstandsbegrenzerAbstandsbegrenzer
1313: Faserfiber
αα: Faserwinkelfiber angle

Claims

Frequency-variable absorber with a connection plate, a damper mass mounted on the connection plate via an elastomeric spring and a cavity bounded at least partially by the elastomeric spring, which can be subjected to a pressure for varying the natural frequency of the absorber, characterized in that a support for the elastomeric spring ( 3 ) is provided, at which the Elastomer spring ( 3 ) at different pressure in the cavity ( 6 ) across the direction of the distance ( 7 ) of the absorber mass ( 5 ) from the connection plate ( 2 ) is strongly supported.

Variable frequency absorber according to claim 1, characterized in that the pressure is a pneumatic pressure.

Variable frequency absorber according to claim 1 or 2, characterized in that the support a support surface ( 9 ) at one in the cavity ( 6 ) arranged inner body ( 8th ), from which the elastomeric spring ( 3 ) with increasing pressure in the cavity ( 6 ) replaces.

Variable frequency absorber according to claim 3, characterized in that the inner body ( 8th ) in one piece with the absorber mass ( 5 ) is trained.

Variable frequency absorber according to one of claims 1 to 4, characterized in that the support a support surface ( 9 ) on one the elastomeric spring ( 3 ) surrounding support collar ( 11 ), to which the elastomeric spring ( 3 ) with increasing pressure in the cavity ( 6 ) applies.

Variable frequency absorber according to claim 5, characterized in that a bend-soft distance limiter ( 12 ) the tiger mass ( 5 ) parallel to the elastomer spring ( 3 ) with the connection plate ( 2 ) connects.

Variable frequency absorber according to claim 5 or 6, characterized in that the support sleeve ( 11 ) in one piece with the connection plate ( 2 ) is trained.

Variable frequency absorber according to one of claims 1 to 7, characterized in that the support is a fiber reinforcement for the elastomeric spring ( 3 ) on the connection plate ( 2 ) and the absorber mass ( 5 ) attached fibers ( 13 ), wherein a fiber angle (α) of the fibers ( 13 ) to the direction of the distance ( 7 ) of the absorber mass ( 5 ) from the connection plate ( 2 ) with increasing pressure in the cavity ( 6 ) changed.

Variable frequency absorber according to one of claims 1 to 8, characterized in that the elastomeric spring ( 3 ) the shape of a hollow cylinder ( 4 ) having.

Arrangement with a plurality of variable-frequency absorbers according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the cavities ( 6 ) the absorber ( 1 ) for the central variation of the natural frequencies of all absorbers ( 1 ) are connected to a common piping system to provide them with a uniform pressure.