DE102006032847B4

DE102006032847B4 - Passive vibration absorber with an absorber mass mounted on a base via several bending elements

Info

Publication number: DE102006032847B4
Application number: DE200610032847
Authority: DE
Inventors: Stefan Homann
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2026-07-15
Also published as: DE102006032847A1

Abstract

Passiver Schwingungstilger (1) mit einer über mindestens zwei Biegeelemente (4, 5) an einer Basis (7) gelagerten Tilgermasse (2), wobei jedes der beiden mit ihren Hauptachsen (9, 10) von der Basis (7) zu der Tilgermasse (2) verlaufenden Biegeelemente (4, 5) in einer quer zu seiner Hauptachse (9, 10) verlaufenden Biegerichtung (11, 12) biegeweich und in einer dazu senkrechten, ebenfalls quer zu seiner Hauptachse (9, 10) verlaufenden Richtung (18, 19) biegesteif ist, wobei beide Biegeelemente (4, 5) so um ihre Hauptachse gegenüber der Basis (7) und der Tilgermasse (2) verdrehbar gelagert sind, dass ein Winkel (23) zwischen den Biegerichtungen (11, 12) der beiden Biegeelemente (4, 5) veränderbar ist, wobei die Drehbewegungen der beiden Biegelemente (4, 5) um ihre Hauptachsen (9, 10) gekoppelt sind.passive Vibration damper (1) with an over at least two bending elements (4, 5) mounted on a base (7) Absorber mass (2), each of the two with their main axes (9, 10) from the base (7) to the absorber mass (2) extending bending elements (4, 5) in a direction transverse to its main axis (9, 10) extending bending direction (11, 12) pliable and in a perpendicular, also transversely to its main axis (9, 10) extending direction (18, 19) rigid is, wherein both bending elements (4, 5) so about their major axis relative to the Base (7) and the absorber mass (2) are rotatably mounted, that an angle (23) between the bending directions (11, 12) of the two bending elements (4, 5) changeable is, wherein the rotational movements of the two bending elements (4, 5) to their main axes (9, 10) are coupled.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf einen passiven Schwingungstilger mit einer über mindestens zwei Biegeelemente an einer Basis gelagerten Tilgermasse, wobei jedes der beiden mit ihren Hauptachsen von der Basis zu der Tilgermasse verlaufenden Biegeelemente in einer quer zu seiner Hauptachse verlaufenden Biegerichtung biegeweich und in einer dazu senkrechten, ebenfalls quer zu seiner Hauptachse verlaufenden Richtung beigesteif ist.The The invention relates to a passive vibration absorber one over at least two flexures mounted on a base absorber mass, each one with its main axes from the base to the Tilgermasse extending bending elements in a transverse to its main axis Bending direction bend soft and in a perpendicular, also transverse to its main axis extending direction is beigesteif.

Bei den Biegeelementen eines solchen Schwingungstilgers, die in einer quer zu ihrer jeweiligen Hauptachse verlaufenden Biegerichtung biegeweich und einer dazu senkrechten, ebenfalls quer zu ihrer jeweiligen Hauptachse verlaufenden Richtung biegesteif sind, kann es sich insbesondere um Blattfedern handeln. Blattfedern weisen in Richtung der Normalen zu ihrer Blattebene eine geringe Federsteifigkeit gegenüber Biegungen und senkrecht dazu eine extrem hohe Federsteifigkeit gegenüber Biegungen auf. Für die vorliegende Erfindung kommt es aber nur darauf an, dass die Biegeelemente in ihrer Biegerichtung und in ihrer senkrecht dazu verlaufenden anderen Richtung unterschiedliche Federsteifigkeiten in Bezug auf ihre Biegung aufweisen. So reichen bereits unterschiedliche Steifigkeiten aus, bei denen die höhere in der anderen Richtung um mindestens 50% größer ist als die niedrigere in der Biegerichtung.at the bending elements of such a vibration absorber, which in one bendable transversely to their respective major axis bending direction and one perpendicular thereto, also transverse to their respective major axis extending direction are rigid, it may in particular to trade leaf springs. Leaf springs point in the direction of the normal to their leaf level a low spring stiffness against bends and perpendicular to an extremely high spring stiffness against bends on. For However, the present invention only matters that the Bending elements in their bending direction and in their perpendicular to it extending different direction different spring stiffness in terms of their bending. So already are enough different Stiffnesses in which the higher in the other direction is at least 50% larger as the lower in the bending direction.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Ein passiver Schwingungstilger weist dann eine besonders hohe Wirksamkeit auf, wenn seine Tilgereigenfrequenz auf die zu dämpfende Schwingung exakt abgestimmt ist. Dies gilt insbesondere bei Tilgern mit geringer Eigendämpfung, die ihre Wirksamkeit nur in einem sehr schmalen Frequenzbereich entfalten. Tilger mit geringer Eigendämpfung sind jedoch bei richtiger Abstimmung besonders wirksam in der Dämpfung einer Schwingung einer Struktur, an die sie angekoppelt sind.One passive vibration absorber then has a particularly high effectiveness on, if its Tilgereigenfrequenz on the vibration to be damped exactly matched is. This applies in particular to absorbers with low internal damping, their effectiveness only in a very narrow frequency range unfold. However, absorbers with low self-damping are more correct Tuning particularly effective in damping a vibration of a structure, to which they are attached.

Es sind schon viele Versuche unternommen worden, die Eigenfrequenz eines passiven Schwingungstilgers variabel zu gestalten. So gibt es Ansätze, bei einem passiven Schwingungstilger, bei dem die Tilgermasse über ein Biegeelement, beispielsweise eine Blattfeder, an der Basis gelagert ist, den Abstand zwischen der Tilgermasse und der Basis zu variieren, um auf diese Weise die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers zu verändern. Eine derartige Verschiebung der Masse gegenüber der Basis verlangt jedoch einen erheblichen mechanischen Aufwand, der die Kosten eines solchen Schwingungstilgers extrem in die Höhe treibt.It Many attempts have been made, the natural frequency of a passive vibration damper variable. So there it approaches, in a passive vibration damper, in which the absorber mass over a Bending element, for example a leaf spring, mounted on the base is to vary the distance between the absorber mass and the base, so as to change the natural frequency of the vibration absorber. A however, such displacement of mass relative to the base requires a considerable mechanical effort, the cost of such Vibration absorber extremely high.

Bei einem bekannten passiven Schwingungstilger mit einer über mindestens zwei Biegeelemente an einer Basis gelagerten Tilgermasse, wobei jedes der beiden mit ihren Hauptachsen von der Basis zu der Tilgermasse verlaufenden Biegeelemente in einer quer zu seiner Hauptachse verlaufenden Biegerichtung biegeweich und in einer dazu senkrechten, ebenfalls quer zu seiner Hauptachse verlaufenden Richtung beigesteif ist, sind die beiden Biegeelemente in ihrer gemeinsamen Biegerichtung hintereinander angeordnet und führen so die Tilgermasse bei ihren Auslenkungen parallel zu der Basis.at a known passive vibration damper with at least one two flexures mounted on a base absorber mass, each the two with their main axes from the base to the absorber mass extending bending elements in a transverse to its main axis Bending direction bend soft and in a perpendicular, also is transverse to its main axis, are the two bending elements in their common bending direction arranged one behind the other and lead so the absorber mass at their deflections parallel to the base.

Ein passiver Schwingungstilger mit einer über ein Biegeelement an einer Basis gelagerten Tilgermasse, wobei das mit seiner Hauptachse von der Basis zu der Tilgermasse verlaufende Biegeelement in einer quer zu seiner Hauptachse verlaufenden Biegerichtung biegeweich und in einer dazu senkrechten, ebenfalls quer zu seiner Hauptachse verlaufenden Richtung biegesteif ist und wobei die Tilgereigenfrequenz mittels eines Linearaktuators, mit dem das Biegeelement auf Druck belastbar ist, einstellbar ist, ist aus der DE 103 51 243 A1 bekannt.A passive vibration damper with a damper mass mounted on a base via a flexure, the flexure extending flexurally with its major axis from the base to the absorber mass in a bending direction transverse to its major axis and rigid in a direction perpendicular thereto, also transverse to its major axis is and wherein the Tilgereigenfrequenz by means of a linear actuator, with which the bending element is loaded on pressure, adjustable, is from the DE 103 51 243 A1 known.

Aus der DE 195 12 920 A1 ist ein passiver Schwingungsdämpfer mit einer über mindestens zwei Biegelemente an einer Basis gelagerten Masse bekannt, wobei jedes der beiden mit ihren Hauptachsen von der Basis zu der Masse verlaufende Biegeelement in einer quer zu seiner Hauptachse verlaufenden Biegerichtung biegeweich und in einer dazu senkrechten, ebenfalls quer zu seiner Hauptachse verlaufenden Richtung biegesteif ist und wobei beide Biegeelemente so um ihre Hauptachsen gegenüber der Basis und der Masse verdrehbar gelagert sind, dass ein Winkel zwischen den Biegerichtungen der beiden Biegeelemente veränderbar ist.From the DE 195 12 920 A1 a passive vibration damper is known with a mounted on at least two flexure elements on a base mass, each of the two with their major axes extending from the base to the mass bending element in a transverse to its main axis bending direction pliable and in a perpendicular thereto, also transverse to its main axis extending direction is rigid and wherein both bending elements are mounted rotatably about their major axes relative to the base and the mass that an angle between the bending directions of the two bending elements is changeable.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen passiven Schwingungstilger mit einer über mindestens zwei Biegeelemente an einer Basis gelagerten Tilgermasse, wobei jedes der beiden mit ihren Hauptachsen von der Basis zu der Tilgermasse verlaufenden Biegeelemente in einer quer zu seiner Hauptachse verlaufenden Biegerichtung biegeweich und in einer dazu senkrechten, ebenfalls quer zu seiner Hauptachse verlaufenden Richtung beigesteif ist, aufzuzeigen, bei dem die Tilgereigenfrequenz mit vertretbarem mechanischem Aufwand in weiten Grenzen veränderbar ist.Of the Invention is based on the object, a passive vibration absorber with one over at least two flexures mounted on a base absorber mass, each one with its main axes from the base to the Tilgermasse extending bending elements in a transverse to its main axis extending bending direction pliable and in a perpendicular, also transverse to its main axis extending direction beigesteif is to show, at which the Tilgereigenfrequenz with justifiable Mechanical effort is variable within wide limits.

LÖSUNGSOLUTION

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen passiven Schwingungstilger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele des neuen Schwingungstilgers sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 8 definiert.According to the invention the object is achieved by a passive vibration absorber with the features of claim 1. Preferred embodiments of the new vibration absorber are in defined in the dependent claims 2 to 8.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Bei dem neuen Schwingungstilger ist mindestens eines der beiden Biegeelemente so um seine Hauptachse gegenüber der Basis und der Tilgermasse verdrehbar gelagert, dass ein Winkel zwischen den Biegerichtungen der beiden Biegeelemente veränderbar ist. Die Biegesteifigkeit der Gesamtanordnung aus den beiden Biegeelementen hängt davon ab, wie die Biegeelemente zueinander orientiert sind. Von der Biegesteifigkeit der Gesamtanordnung wiederum hängt unmittelbar die Tilgereigenfrequenz ab. Am niedrigsten ist die Biegesteifigkeit der Gesamtanordnung, wenn die beiden Biegerichtungen der beiden Biegeelemente, in denen sie biegeweich sind, zusammenfallen. In diesem Fall ist auch die Tilgereigenfrequenz der Gesamtanordnung am niedrigsten. Am höchsten hingegen ist die Biegesteifigkeit der Gesamtanordnung, wenn sich die Biegerichtungen der Biegeelemente unter einem Winkel von 90° schneiden. In diesem Fall nimmt auch die Tilgereigenfrequenz der Gesamtanordnung ihren Maximalwert an. Je nachdem wie weit die beiden Federsteifigkeiten der Biegeelemente in ihrer Biegerichtung und ihrer dazu senkrecht verlaufenden Richtung dazu auseinander fallen, kann die Tilgereigenfrequenz in einem sehr großen Bereich stufenlos variiert werden.at The new vibration absorber is at least one of the two bending elements so around its major axis the base and the absorber mass rotatably mounted that an angle changeable between the bending directions of the two bending elements is. The flexural rigidity of the overall arrangement of the two bending elements depends on it from how the bending elements are oriented to each other. From the flexural rigidity the overall arrangement depends in turn directly from the Tilgereigenfrequenz. The lowest is the bending stiffness the overall arrangement, if the two bending directions of the two Bending elements in which they are bend soft, coincide. In In this case, the Tilgereigenfrequenz the overall arrangement the lowest. The highest however, the bending stiffness of the overall arrangement is when Cut the bending directions of the bending elements at an angle of 90 °. In this case, the Tilgereigenfrequenz of the overall arrangement decreases their maximum value. Depending on how far the two spring stiffnesses the bending elements in their bending direction and their perpendicular to it extending direction to fall apart, the Tilgereigenfrequenz in a very big one Range can be varied continuously.

Wenn nur eines der beiden Biegeelemente gegenüber der Basis und der Tilgermasse verdreht würde, so änderte sich beim Verdrehen dieses Biegeelements die Biegerichtung der Gesamtanordnung. Dies wäre nur dadurch teilweise kompensierbar, dass das nicht verdrehbare Biegeelement in seiner Richtung senkrecht zu der Biegerichtung extrem biegesteif wäre, so dass die Biegerichtung des Gesamtsystems immer im Wesentlichen mit der Biegerichtung des nicht verdrehbaren Biegeelements zusammenfiele, doch würde hierdurch der mit der Tilgereigenfrequenz abdeckbare Frequenzbereich begrenzt. Vorteilhaft ist es daher, dass beide Biegeelemente um ihre Hauptachse gegenüber der Basis und der Tilgermasse verdrehbar gelagert sind, um mit der Drehbewegung des jeweils anderen Biegeelements die Verlagerung der Biegerichtung der Gesamtanordnung aufgrund der Verdrehung des jeweils einen Biegeelements zu kompensieren. Dabei sind die Drehbewegungen der beiden Biegeelemente um ihre Hauptachsen vorzugsweise so gekoppelt, dass die gemeinsame Biegerichtung gegenüber der Basis fest bleibt. Bei gleichen Biegeelementen wird dies dadurch erreicht, dass die Drehbewegungen der beiden Biegeelemente gleich groß und gegenläufig sind. Eine gegenläufige Kopplung der Drehbewegung der beiden Biegeelemente kann durch Zahnradsegmente erfolgen. Bei gleicher Zahnzahl pro Umfangswinkel um die Hauptachsen sind dann die beiden Drehbewegungen auch gleich groß.If only one of the two bending elements relative to the base and the absorber mass would be twisted, so changed when turning this bending element, the bending direction of the overall arrangement. This would only be thereby partially compensatable, that the non-rotatable bending element in its direction perpendicular to the bending direction extremely rigid would be like that that the bending direction of the overall system is always substantially with the bending direction of the non-rotatable bending element coincide, but would thereby the frequency range which can be covered by the natural absorption frequency limited. It is therefore advantageous that both bending elements to their main axis opposite the base and the absorber mass are rotatably mounted with the Rotary movement of the other bending element, the displacement of the Bending direction of the overall arrangement due to the rotation of each to compensate for a bending element. Here are the rotational movements the two bending elements are preferably coupled around their main axes, that the common bending direction remains fixed relative to the base. For the same bending elements, this is achieved in that the Rotational movements of the two bending elements are the same size and opposite. A opposing Coupling of the rotational movement of the two bending elements can by gear segments respectively. With the same number of teeth per circumferential angle around the main axes Then the two rotational movements are the same size.

In einer bevorzugten Ausführungsform des neuen Schwingungstilgers ist neben den beiden bisher beschriebenen Biegeelementen mindestens ein weiteres Biegeelement vorgesehen, das mit seiner Hauptachse von der Basis zu der Tilgermasse verläuft, in einer quer zu seiner Hauptachse verlaufenden Biegerichtung biegeweich ist sowie in einer dazu senkrechten, ebenfalls quer zu seiner Hauptachse verlaufenden Richtung biegesteif ist und demgegenüber die beiden Biegeelemente in gegenläufigen Richtungen verdrehbar sind. Dieses weitere Biegeelement, das selbst nicht verdreht wird, stabilisiert die Gesamtanordnung und insbesondere die Biegerichtung der Gesamtanordnung. Dies gilt in besonderem Maße, wenn zwei weitere Biegeelemente vorgesehen sind, die die gleiche Biegerichtung aufweisen und die in dieser Biegerichtung hintereinander angeordnet sind. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die beiden verdrehbaren Biegeelemente zwischen den beiden weiteren Biegeelementen angeordnet sind.In a preferred embodiment of the new vibration absorber is in addition to the two previously described Bending elements provided at least one further bending element, which runs with its main axis from the base to the absorber mass, in a bending direction extending transversely to its main axis bending soft is as well as in a perpendicular, also transverse to its major axis Direction is rigid and in contrast, the two bending elements in opposite directions are rotatable. This further bending element that does not twist itself is stabilized, the overall arrangement and in particular the bending direction the overall arrangement. This is especially true when two more bending elements are provided, which have the same bending direction and the are arranged one behind the other in this bending direction. It is it is particularly preferred if the two rotatable bending elements are arranged between the two other bending elements.

In einer speziellen Ausführungsform des neuen Schwingungstilgers erstrecken sich alle Biegeelemente in einer symmetrischen Anordnung zu der Basis zwischen zwei Tilgermassen. Ein solcher Doppeltilger, der bis auf die Verdrehbarkeit mindestens eines Biegeelements grundsätzlich bekannt ist, übt in vorteilhafter Weise keine Torsionsmomente auf die Basis auf, wenn die beiden Tilgermassen spiegelsymmetrisch zur Basis schwingen. Auch bei einem derartigen doppelten Schwingungstilger müssen aber die verdrehbaren Biegeelemente direkt an der Basis abgestützt sein. Hierzu können die Biegeelemente einen mittigen Bund aufweisen. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Biegeelemente zylindrisch ausgebildet sind. Sie können dann durch eine entsprechende zylindrische Ausnehmung in der Basis verlaufen. Es ist aber auch möglich, sie in einen Körper aus einem verformbaren Material einzubetten und sie nur über diesen an der Basis abzustützen.In a special embodiment of the new vibration absorber, all bending elements extend in a symmetrical arrangement to the base between two absorber masses. Such a double doilger, which except for the twistability at least a bending element in principle is known exercises advantageously no torsional moments on the base, when the two absorber masses oscillate mirror-symmetrically to the base. Even with such a double vibration absorber but need the rotatable bending elements are supported directly on the base. You can do this the bending elements have a central collar. It is preferred However, when the bending elements are cylindrical. she can then through a corresponding cylindrical recess in the base run. But it is also possible they look like a body embed a deformable material and only over this to support at the base.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. 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 ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the introduction to the description are merely exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. 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 of features of different claims is also deviating from the chosen relationships of the claims possible and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

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 The invention is described below with reference to the figures preferred embodiments further explained and described.

1 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform des neuen passiven Schwingungstilgers. 1 shows a side view of an embodiment of the new passive vibration absorber.

2 zeigt einen Querschnitt durch den Schwingungstilger gemäß 1 senkrecht zu den Hauptachsen seiner Biegeelemente bei Abstimmung des Schwingungstilgers auf seine niedrigste Tilgereigenfrequenz. 2 shows a cross section through the vibration absorber according to 1 perpendicular to the main axes of its bending elements when tuning the vibration absorber to its lowest Tilgereigenfrequenz.

3 zeigt einen 2 entsprechenden Schnitt durch den Schwingungstilger gemäß 1, wobei der Schwingungstilger auf eine höhere Tilgereigenfrequenz abgestimmt ist. 3 shows one 2 corresponding section through the vibration damper according to 1 , wherein the vibration damper is tuned to a higher Tilgereigenfrequenz.

4 zeigt einen den 2 und 3 entsprechenden Schnitt durch eine andere Ausführungsform des neuen Schwingungstilgers. 4 shows you the one 2 and 3 corresponding section through another embodiment of the new vibration absorber.

5 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform des neuen Schwingungstilgers mit zwei symmetrisch zueinander angeordneten Tilgermassen; und 5 shows a partially sectioned side view of an embodiment of the new vibration absorber with two symmetrically mutually arranged absorber masses; and

6 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform des neuen Schwingungstilgers mit zwei symmetrisch zueinander angeordneten Tilgermassen. 6 shows a longitudinal section through a further embodiment of the new vibration absorber with two absorber masses arranged symmetrically to each other.

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Der in den 1 bis 3 gezeigte Schwingungstilger 1 weist eine Tilgermasse 2 auf, die über vier Biegelemente 3 bis 6 an einer Basis 7 gelagert ist. Über die Basis 7 ist der Schwingungstilger 1 an eine Struktur 8 angekoppelt, deren Schwingungen mit dem Schwingungstilger 1 gedämpft werden sollen. Damit diese Dämpfung wirksam erfolgt, muss die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers 1 der Frequenz der Schwingung der Struktur 8 entsprechen, die gedämpft werden soll. Um die Tilgereigenfrequenz des Schwingungstilgers 1 exakt auf die Frequenz der zu dämpfenden Schwingung der Struktur 8, bei der es sich typischerweise um eine Eigenschwingung der Struktur 8 handelt, abzustimmen, sind die beiden mittleren Biegeelemente 4 und 5 gegenüber den beiden äußeren Biegelementen 3 und 6 um ihre zwischen der Basis 7 und der Tilgermasse 2 verlaufenden Hauptachsen verdrehbar. In der in den 1 und 2 gezeigten Drehstellung der Biegeelemente 4 und 5 fallen die Biegerichtungen 11 und 12, in denen die Biegeelemente 4 und 5 senkrecht zu ihren Hauptachsen 9 und 10 biegeweich sind, mit den Biegerichtungen 13 und 14 der Biegeelemente 3 und 6, in denen diese senkrecht zu deren Hauptachsen 15 und 16 biegeweich sind, zusammen. Entsprechend verlaufen alle Richtungen 17 bis 20, in denen die Biegeelemente 3 bis 6 senkrecht zu ihren Biegerichtungen 11 bis 14 und senkrecht zu ihren Hauptachsen 9 und 10 sowie 15 und 16 biegesteif sind, parallel zueinander. In dieser Relativstellung der Biegeelemente weist der Schwingungstilger 1 seine niedrigste Eigenfrequenz bei Schwingungen in den miteinander übereinstimmenden Biegerichtungen 11 bis 14 auf.The in the 1 to 3 shown vibration absorber 1 has an absorber mass 2 on that over four bending elements 3 to 6 at a base 7 is stored. About the base 7 is the vibration absorber 1 to a structure 8th coupled, whose vibrations with the vibration damper 1 to be dampened. For this damping to take place effectively, the natural frequency of the vibration absorber must 1 the frequency of the vibration of the structure 8th correspond, which is to be damped. To the Tilgereigenfrequenz the vibration absorber 1 exactly to the frequency of the vibration of the structure to be damped 8th , which is typically a natural vibration of the structure 8th are to tune, are the two middle bending elements 4 and 5 opposite the two outer bending elements 3 and 6 around her between the base 7 and the absorber mass 2 rotating main axes rotatable. In the in the 1 and 2 shown rotational position of the bending elements 4 and 5 fall the bending directions 11 and 12 in which the bending elements 4 and 5 perpendicular to their main axes 9 and 10 bend soft, with the bending directions 13 and 14 the bending elements 3 and 6 in which these are perpendicular to their main axes 15 and 16 bend soft, together. Correspondingly, all directions run 17 to 20 in which the bending elements 3 to 6 perpendicular to their bending directions 11 to 14 and perpendicular to their main axes 9 and 10 such as 15 and 16 are rigid, parallel to each other. In this relative position of the bending elements, the vibration damper 1 its lowest natural frequency for vibrations in the matching bending directions 11 to 14 on.

Um diese Eigenfrequenz stufenlos zu erhöhen, sind die beiden Biegeelemente 4 und 5 gegenüber den Biegeelementen 3 und 6 um ihre Hauptachsen 9 und 10 an der Basis 7 und der Tilgermasse 2 drehbar gelagert. Dabei greifen Zahnradsegmente 21 an dem Biegeelemente 4 in Zahnradsegmente 22 an dem Biegeelement 5 ein, so dass sich die beiden Biegeelemente 4 und 5 gegenläufig um ihre Hauptachsen 9 und 10 verdrehen. Hierdurch ergibt sich ein Winkel 23 zwischen den beiden Biegerichtungen 11 und 12 der Biegeelemente 3 und 4, der doppelt so groß ist wie die gleichgroßen Winkel 24, um die jedes einzelne Biegeelement 3 und 4 um seine Hauptachse 9 bzw. 10 verdreht wird. Durch die gegenläufige Verdrehung der Biegeelemente 3 und 4 wird die Biegesteifigkeit des Schwingungstilgers 1 in der gleich bleibenden Biegerichtung 13 und 14 der Biegeelemente 3 und 6 und entsprechend auch seine Eigenfrequenz in dieser Richtung erhöht. Eine Verdrehung der Biegerichtung des gesamten Schwingungstilgers 1 weg von den Biegerichtungen 13 und 14 der Biegeelemente 3 und 6 erfolgt dabei nicht, da sich die gegenläufigen Verdrehungen der Biegerichtungen 11 und 12 zu den Biegerichtungen 13 und 14 kompensieren. So ist der einzige Effekt der Drehung der Biegeelemente 4 und 5 um ihre Hauptachsen 9 und 10, das ein zunehmender Anteil ihrer anderen Richtungen 18 und 19 in die Biegerichtung des gesamten Schwingungstilgers ausgerichtet wird, und der gesamte Schwingungstilger dadurch immer biegesteifer wird bzw. in seiner Biegerichtung eine immer höhere Tilgereigenfrequenz aufweist. Typischerweise wird bei dem Schwingungstilger 1 bereits ein erheblicher Frequenzbereich mit der Tilgereigenfrequenz überstrichen, wenn die Winkel 24 nur wenige Grad erreichen; dies hängt allerdings von der Verteilung der Steifigkeit der Biegeelemente 4 und 5 um ihre Hauptachsen 9 und 10 ab, d. h. davon, wie sehr sich ihre Biegesteifigkeiten in den Richtungen 11 und 12 von ihren Biegesteifigkeiten in den anderen Richtungen 18 und 19 unterscheiden. Beide Biegeelemente 4 und 5 sind hier aus Symmetriegründen identisch ausgebildet. Dies gilt auch für die beiden Biegeelemente 3 und 6. Es besteht aber keine Notwendigkeit, dass die Biegeelemente 3 und 6 identisch zu den Biegeelementen 4 und 5 ausgebildet sind.To continuously increase this natural frequency, the two bending elements 4 and 5 opposite the bending elements 3 and 6 around their main axes 9 and 10 at the base 7 and the absorber mass 2 rotatably mounted. This gear segments engage 21 on the bending elements 4 in gear segments 22 on the bending element 5 one, so that the two bending elements 4 and 5 in opposite directions about their main axes 9 and 10 twist. This results in an angle 23 between the two bending directions 11 and 12 the bending elements 3 and 4 which is twice as large as the same-sized angles 24 to the every single bending element 3 and 4 around its main axis 9 respectively. 10 is twisted. By the opposite rotation of the bending elements 3 and 4 becomes the flexural rigidity of the vibration absorber 1 in the same bending direction 13 and 14 the bending elements 3 and 6 and accordingly increases its natural frequency in this direction. A rotation of the bending direction of the entire vibration damper 1 away from the bending directions 13 and 14 the bending elements 3 and 6 does not take place, since the opposing twists of the bending directions 11 and 12 to the bending directions 13 and 14 compensate. So the only effect is the rotation of the bending elements 4 and 5 around their main axes 9 and 10 that's an increasing share of their other directions 18 and 19 is aligned in the bending direction of the entire vibration absorber, and the entire vibration damper is thus always more rigid or in its bending direction has an ever higher Tilgereigenfrequenz. Typically, the vibration absorber 1 already covered a considerable frequency range with the Tilgereigenfrequenz when the angle 24 reach only a few degrees; however, this depends on the distribution of the stiffness of the bending elements 4 and 5 around their main axes 9 and 10 ie, how much their bending stiffnesses in the directions 11 and 12 from her bie Stiffness in the other directions 18 and 19 differ. Both bending elements 4 and 5 are identical here for reasons of symmetry. This also applies to the two bending elements 3 and 6 , However, there is no need for the flexures 3 and 6 identical to the bending elements 4 and 5 are formed.

4 skizziert eine Ausführungsform des Schwingungstilgers 1, bei dem vier Biegelemente 4 und 5 sowie 4' und 5' verdrehbar gegenüber der Tilgermasse 2 und der hier nicht dargestellten Basis 7 gelagert sind. Dabei sind die Verdrehbarkeiten der Biegeelemente um die Hauptachsen 9 und 10 sowie 9' und 10' so gekoppelt, dass die Anordnung der Biegeelemente 4 und 5 sowie 4' und 5' in dem in 4 wiedergegebenen Querschnitt immer doppelt spiegelsymmetrisch ist. Dabei kompensieren sich alle Querkomponenten der Biegerichtungen 11 und 12 sowie 11' und 12' der Biegeelemente 4 und 5 sowie 4' und 5', die senkrecht zu der Biegerichtung 25 des gesamten Tilgers 1 verlaufen. Die Kopplung der Drehbewegung der Biegeelemente 4 und 5 sowie 4' und 5' um ihre Hauptachsen 9 und 10 sowie 9' und 10' kann wieder durch hier nur schematisch angedeutete Zahnradsegmente 21 und 22 sowie 21' und 22' erfolgen. 4 outlines an embodiment of the vibration absorber 1 in which four bending elements 4 and 5 such as 4 ' and 5 ' rotatable with respect to the absorber mass 2 and the base not shown here 7 are stored. The rotatabilities of the bending elements are about the main axes 9 and 10 such as 9 ' and 10 ' coupled so that the arrangement of the bending elements 4 and 5 such as 4 ' and 5 ' in the 4 reproduced cross-section is always twice mirror-symmetrical. All the transverse components of the bending directions compensate each other 11 and 12 such as 11 ' and 12 ' the bending elements 4 and 5 such as 4 ' and 5 ' perpendicular to the bending direction 25 of the entire damper 1 run. The coupling of the rotational movement of the bending elements 4 and 5 such as 4 ' and 5 ' around their main axes 9 and 10 such as 9 ' and 10 ' can again by only schematically indicated gear segments 21 and 22 such as 21 ' and 22 ' respectively.

5 skizziert einen Schwingungstilger 1 mit zwei symmetrisch zueinander angeordneten Tilgermassen 2 und 2', die spiegelsymmetrisch gegenüber der Basis 7 angeordnet und an der Struktur 8 gelagert sind. Dabei verlaufen die Biegeelemente 3 bis 6 von der Basis 7 zu beiden Tilgermassen 2 und 2', zumindest sind sie jeweils an der Basis 7 abgestützt. D. h. für die Biegeelemente 4 und 5, dass diese durch die Basis 7 hindurch verdrehbar sind. Die symmetrische Anordnung der Tilgermassen 2 und 2' hat den Vorteil, dass bei einer symmetrischen Schwingungsbewegung der Tilgermassen 2 und 2' keine Torsionskräfte bzw. Biegemomente auf die Struktur 8, sondern nur axiale Kräfte ausgeübt werden. 5 sketched a vibration absorber 1 with two absorber masses arranged symmetrically to each other 2 and 2 ' that is mirror-symmetrical to the base 7 arranged and attached to the structure 8th are stored. The bending elements run 3 to 6 from the base 7 to both absorber masses 2 and 2 ' At least they are each at the base 7 supported. Ie. for the bending elements 4 and 5 that this through the base 7 are rotatable through. The symmetrical arrangement of the absorber masses 2 and 2 ' has the advantage that with a symmetrical oscillation movement of the absorber masses 2 and 2 ' no torsional forces or bending moments on the structure 8th but only axial forces are exerted.

6 skizziert eine andere Ausführungsform eines Schwingungstilgers 1 mit zwei symmetrisch zueinander angeordneten Tilgermassen 2 und 2'. Hier sind die zwischen den Tilgermassen 2 und 2' verlaufenden verdrehbaren inneren Biegeelemente 4 und 5 im Gegensatz zu den äußeren nicht verdrehbaren Biegeelementen 3 und 6 nicht hart an die Basis 7 angebunden, sondern in ein elastisch verformbares Material 26, beispielsweise einen Elastomerwerkstoff eingebettet. Das Material soll den Abstand zwischen den Biegeelementen 4 und 5 nach der Art eines Sandwichkerns einer auf Biegung beanspruchten Faserverbundleichtbauplatte konstant halten. Dabei sind die Biegeelemente 4 und 5 mit dem Material 26 zu Zylindern 27 ergänzt, die zylindrische Ausnehmungen in einem Körper 28, der ebenfalls aus dem elastischen Material 26 besteht, ausfüllen. Auf diese Weise sind auch die Biegeelemente 4 und 5 in ihrer Mitte zwischen den Tilgermassen 2 und 2' an der Basis 7 abgestützt, so dass sie zwischen den Tilgermassen 2 und 2' auf Biegung beansprucht werden. 6 outlines another embodiment of a vibration absorber 1 with two absorber masses arranged symmetrically to each other 2 and 2 ' , Here are the between the absorber masses 2 and 2 ' extending rotatable inner bending elements 4 and 5 in contrast to the outer non-rotatable bending elements 3 and 6 not hard on the base 7 tethered, but in an elastically deformable material 26 embedded, for example, an elastomeric material. The material should be the distance between the bending elements 4 and 5 keep it constant in the manner of a sandwich core of a fiber composite lightweight board subjected to bending. Here are the bending elements 4 and 5 with the material 26 to cylinders 27 complements the cylindrical recesses in a body 28 also made of elastic material 26 exists, fill out. In this way are also the bending elements 4 and 5 in the middle between the absorber masses 2 and 2 ' at the base 7 supported so that they are between the absorber masses 2 and 2 ' be claimed on bending.

11: Schwingungstilgervibration absorber
22: Tilgermasseabsorber mass
33: Biegelementbending element
44: Biegelementbending element
55: Biegelementbending element
66: Biegelementbending element
77: BasisBase
88th: Strukturstructure
99: Hauptachsemain axis
1010: Hauptachsemain axis
1111: Biegerichtungbending direction
1212: Biegerichtungbending direction
1313: Biegerichtungbending direction
1414: Biegerichtungbending direction
1515: Hauptachsemain axis
1616: Hauptachsemain axis
1717: Richtungdirection
1818: Richtungdirection
1919: Richtungdirection
2020: Richtungdirection
2121: Zahnradsegmentgear segment
2222: Zahnradsegmentgear segment
2323: Winkelangle
2424: Winkelangle
2525: Biegerichtungbending direction
2626: Materialmaterial
2727: Zylindercylinder
2828: Körperbody

Claims

Passive vibration absorber ( 1 ) with at least two bending elements ( 4 . 5 ) at a base ( 7 ) mounted absorber mass ( 2 ), each of them with their main axes ( 9 . 10 ) from the base ( 7 ) to the absorber mass ( 2 ) extending bending elements ( 4 . 5 ) in a direction transverse to its main axis ( 9 . 10 ) extending bending direction ( 11 . 12 ) pliable and in a perpendicular, also transverse to its main axis ( 9 . 10 ) running direction ( 18 . 19 ) is rigid, both bending elements ( 4 . 5 ) so around its major axis opposite the base ( 7 ) and the absorber mass ( 2 ) are rotatably mounted, that an angle ( 23 ) between the bending directions ( 11 . 12 ) of the two bending elements ( 4 . 5 ) is variable, wherein the rotational movements of the two bending elements ( 4 . 5 ) around their main axes ( 9 . 10 ) are coupled.

Vibration damper according to claim 1, characterized in that the rotational movements of the two bending elements ( 4 . 5 ) are coupled so that they are in opposite directions.

Vibration damper according to claim 2, characterized in that the bending elements ( 4 . 5 ) via gear segments ( 21 . 22 ) are coupled together.

Vibration damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one further bending element ( 3 . 6 ) provided with its main axis ( 15 . 16 ) from the base ( 7 ) to the absorber mass ( 2 ), in a direction transverse to its main axis ( 15 . 16 ) extending bending direction ( 13 . 14 ) soft as well as in a perpendicular, also transverse to its main axis ( 15 . 16 ) running direction ( 17 . 20 ) is rigid and in contrast the two bending elements ( 4 . 5 ) are rotatable in opposite directions.

A vibration damper according to claim 4, characterized in that two further bending elements ( 3 . 6 ) are provided, the same bending direction ( 13 . 14 ) and in this bending direction ( 13 . 14 ) are arranged one behind the other.

Vibration damper according to claim 5, characterized in that the two rotatable bending elements ( 4 . 5 ) between the two further bending elements ( 3 . 6 ) are arranged.

Vibration damper according to one of claims 1 to 6, characterized in that all the bending elements ( 3 to 6 ) in a mirror-symmetrical arrangement to the base between two absorber masses ( 2 . 2 ' ).

Vibration damper according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rotatable bending elements ( 4 . 5 ) cylindrical and in a body ( 28 ) of a deformable material ( 26 ) are embedded.