DE102011001174A1 - Vibration damper for use at tubular or annular line for reducing vibration of fluid-carrying lines, such as pipes and hoses, has two annular damping masses, where latter annular damping mass is extended around former annular damping mass - Google Patents
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Abstract
Description
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungstilger mit einer ringförmigen Tilgermasse und den weiteren Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1.The invention relates to a vibration damper with an annular absorber mass and the further features of the preamble of
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf solche Schwingungstilger, die zur Abminderung von Schwingungen von fluidführenden Leitungen, wie beispielsweise Rohren und Schläuchen, besonders geeignet sind.In particular, the present invention relates to such vibration absorbers, which are particularly suitable for reducing vibrations of fluid-carrying lines, such as pipes and hoses.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Ein Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 ist aus der
Ein weiterer Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 ist aus der
Die voranstehend als bekannt beschriebenen Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 sind primär zum Bedämpfen von (rotierenden) Wellen vorgesehen.The vibration absorbers described above with the features of the preamble of
Beim Versuch, die Schwingungen von Fluid-führenden Leitungen mit einem bekannten Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 abzumindern, stößt man wegen unterschiedlicher Eigenfrequenzen der Leitungen, bei denen diese Schwingungen insbesondere auftreten, schnell an Grenzen.When trying to mitigate the vibrations of fluid-carrying lines with a known vibration absorber with the features of the preamble of
AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, der für die Abminderung von Schwingungen fluidführender Leitungen gut geeignet ist und dabei kostengünstig herstellbar und leicht montierbar ist.The invention has the object of disclosing a vibration damper with the features of the preamble of
LÖSUNGSOLUTION
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsform des neuen Schwingungstilgers sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 12 definiert. Der Patentanspruch 13 betrifft die Verwendung des neuen Schwingungstilgers an einer schlauch- oder rohrförmigen Leitung.According to the invention the object is achieved by a vibration damper with the features of
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION
Der neue Schwingungstilger weist zwei ringförmige Tilgermassen, eine ringförmige Ankoppelfläche und eine zwischen den Tilgermassen und der Ankoppelfläche wirksame Federanordnung auf. Die Ankoppelfläche ist der Innenumfang einer elastischen Hülse, die Teil der Federanordnung aus Elastomerwerkstoff ist. An den Außenumfang der elastischen Hülse sind Federkissen aus Elastomerwerkstoff angebunden, die andererseits an die Innenumfänge der Tilgermassen angebunden sind. Dabei erstreckt sich eine der Tilgermassen um die andere Tilgermasse herum, wobei sich die an den Innenumfang der einen Tilgermasse angebundenen Federkissen von dem Außenumfang der elastischen Hülse durch randoffene Ausnehmungen in der anderen Tilgermasse hindurch erstrecken.The new vibration absorber has two annular absorber masses, an annular coupling surface and an effective between the absorber masses and the coupling surface spring arrangement. The coupling surface is the inner periphery of an elastic sleeve, which is part of the spring assembly of elastomeric material. On the outer periphery of the elastic sleeve spring pads made of elastomeric material are connected, on the other hand, are connected to the inner peripheries of the absorber masses. In this case, one of the absorber masses extends around the other absorber mass, with the spring cushion connected to the inner circumference of one absorber mass extending from the outer circumference of the elastic sleeve through open-edged recesses in the other absorber mass.
Durch die beiden getrennten und jeweils über eigene Federkissen an die elastische Hülse angebundenen Tilgermassen kann der neue Schwingungstilger auf zwei unterschiedliche Tilgereigenfrequenzen und/oder zwei unterschiedliche Eigenformen der zu bedämpfenden Schwingungen abgestimmt werden, ohne dass hierfür der Bauraum und/oder der Herstellungsaufwand für zwei getrennte Schwingungstilger anfällt. Durch die Ringform der Tilgermassen sind die Ausnehmungen in der einen Tilgermasse unkritisch, solange ihre Formstabilität hierdurch nicht gefährdet ist.Due to the two separate absorber masses connected to the elastic sleeve each via their own spring cushions, the new vibration absorber can be tuned to two different natural frequencies and / or two different modes of the vibrations to be damped, without the installation space and / or the production costs for two separate vibration absorbers accrues. Due to the ring shape of the absorber masses the recesses in the one absorber mass are not critical, as long as their dimensional stability is not endangered thereby.
Besonders bevorzugt ist es bei dem neuen Schwingungstilger, wenn seine beiden Tilgermassen konzentrisch angeordnet sind, das heißt in ihrem unausgelenkten Zustand zumindest annähernd zusammenfallende Schwerpunkte aufweisen. Die beiden Tilgermassen können mit ihren Eigenfrequenzen so insbesondere auf zwei Eigenfrequenzen einer zu bedämpfenden Struktur mit ähnlichen Schwingungseigenformen abgestimmt werden.It is particularly preferred in the new vibration absorber, if its two absorber masses are arranged concentrically, that is, in their undeflected state at least approximately coincident focal points. The two Tilgermassen can be tuned with their natural frequencies so in particular to two natural frequencies of a structure to be damped with similar vibration eigenmodes.
Bei dem neuen Schwingungstilger ist die Ankoppelfläche, über die der Schwingungstilger an eine schwingende Struktur anzubinden ist, der Innenumfang einer elastischen Hülse, die Teil der Federanordnung aus Elastomerwerkstoff ist und an deren Außenumfang die Federkissen angebunden sind. D. h., die Federanordnung aus Elastomerwerkstoff bildet bei dem neuen Schwingungstilger unmittelbar auch die Ankoppelfläche des Schwingungstilgers aus. So kann der neue Schwingungstilger ausschließlich durch die Elastizität der Hülse kraftschlüssig an die Struktur angekoppelt sein, deren Schwingungen es abzumindern gilt.In the new vibration absorber, the coupling surface, via which the vibration damper is to be connected to a vibrating structure, the inner circumference of an elastic sleeve, which is part of the spring assembly of elastomeric material and on the outer periphery of the spring pillows are connected. D. h., The spring assembly of elastomeric material forms in the new vibration damper directly from the coupling surface of the vibration absorber. Thus, the new vibration absorber can be positively coupled exclusively by the elasticity of the sleeve to the structure whose vibrations it must be mitigated.
Um eine solche elastische Ankopplung ganzflächig sicherzustellen ist es vorteilhaft, wenn der Innenumfang der Hülse abgerundet ist. Vorzugsweise sind bei dem neuen Schwingungstilger die Innenumfänge der Tilgermassen sowie der Innenumfang und der Außenumfang der Hülse abgerundet. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Innenumfänge der Tilgermassen sowie der Innenumfang und der Außenumfang der Hülse koaxial zueinander ausgerichtete Zylindermantelflächen sind.To ensure such an elastic coupling over the entire area, it is advantageous if the inner circumference of the sleeve is rounded. Preferably, in the new vibration absorber, the inner circumferences of the absorber masses and the inner circumference and the outer circumference of the sleeve are rounded. It is particularly preferred if the inner circumferences of the absorber masses and the inner circumference and the outer circumference of the sleeve are coaxially aligned cylinder jacket surfaces.
Bei dem neuen Schwingungstilger verlaufen die Federkissen vorzugsweise normal zu dem Außenumfang der elastischen Hülse, das heißt auf kürzestem Wege zwischen der elastischen Hülse und dem Innenumfang der jeweiligen Tilgermasse.In the new vibration absorber, the spring pads are preferably normal to the outer circumference of the elastic sleeve, that is, the shortest path between the elastic sleeve and the inner periphery of the respective absorber mass.
Die einzelnen Federkissen können bei dem neuen Schwingungstilger nicht sinnvoll Teil einer den gesamten Querschnitt zwischen der Hülse und auch nur einer der Tilgermassen abdeckenden Federanordnung aus Elastomerwerkstoff sein, weil hierdurch die beiden Tilgermassen in unerwünschter Weise miteinander gekoppelt wären. Bei dem neuen Schwingungstilger ist allenfalls eine minimale Kopplung durch die gemeinsame elastische Hülse gegeben, über die beide Tilgermassen an die Ankoppelfläche des Schwingungstilgers angekoppelt sind.The individual spring pillows can not meaningfully be part of an elastomeric material covering the entire cross section between the sleeve and also only one of the absorber masses in the case of the new vibration absorber, because in this way the two absorber masses would be undesirably coupled to one another. In the new vibration absorber at most a minimum coupling is given by the common elastic sleeve over which both absorber masses are coupled to the coupling surface of the vibration absorber.
Bei dem neuen Schwingungstilger sind vorzugsweise mindestens drei Federkissen zwischen jeder der Tilgermassen und der Hülse ausgebildet. Die Federkissen sind zudem vorzugsweise in einer spiegel- oder drehsymmetrischen Anordnung vorgesehen. Dabei kann auch im Falle einer spiegelsymmetrischen Anordnung der Schwingungstilger auf unterschiedliche Tilgereigenfrequenzen in unterschiedlichen Richtungen abgestimmt sein. Häufig ist es jedoch ausreichend und bevorzugt, die Tilgereigenfrequenz möglichst richtungsunabhängig einzustellen.In the new vibration absorber, at least three spring pads are preferably formed between each of the absorber masses and the sleeve. The spring pillows are also preferably provided in a mirror-symmetrical or rotationally symmetrical arrangement. In this case, in the case of a mirror-symmetrical arrangement of the vibration absorber can be tuned to different Tilgereigenfrequenzen in different directions. Often, however, it is sufficient and preferred to set the Tilgereigenfrequenz as independent of direction.
Längs des Außenumfangs der elastischen Hülse folgt bei dem neuen Schwingungstilger jeweils vorzugsweise ein die erste Tilgermasse anbindendes erstes Federkissen auf ein die zweite Tilgermasse anbindendes zweites Federkissen und umgekehrt.Along the outer circumference of the elastic sleeve, a first spring cushion connecting the first absorber mass preferably follows in the case of the new vibration absorber on a second spring cushion connecting the second absorber mass and vice versa.
Der neue Schwingungstilger weist trotz der umeinander herum angeordneten beiden Tilgermassen nur eine vergleichsweise geringe Gesamthöhe über der Ankoppelfläche auf, die regelmäßig nicht größer als der Radius der Ankoppelfläche ist. So ist der Innendurchmesser der elastischen Hülse in der Regel mindestens 0,5 mal, vorzugsweise mindestens 0,6 mal und am meisten bevorzugt mindestens 0,65 mal, das heißt etwa 2/3 so groß wie ein Außendurchmesser der äußeren Tilgermasse. Der neue Schwingungstilger baut so auf Leitungen, deren Schwingungen abzumindern sind, nicht stark auf.Despite the two absorber masses arranged around each other, the new vibration absorber has only a comparatively small overall height above the coupling surface, which is usually not greater than the radius of the coupling surface. Thus, the inner diameter of the elastic sleeve is usually at least 0.5 times, preferably at least 0.6 times, and most preferably at least 0.65 times, that is about 2/3 as large as an outer diameter of the outer absorber mass. The new vibration damper thus builds on lines whose vibrations are to be mitigated, not strong.
Bei dem neuen Schwingungstilger kann die Hülse auf mindestens einer Seite quer zur Umfangsrichtung der Hülse über die Federkissen überstehen, um die Ankoppelfläche zu vergrößern. Auf einem solchen Überstand der Hülse kann auch eine Schlauchschelle oder dergleichen zum zusätzlichen Aufbringen einer fixierenden Kraft auf die Ankoppelfläche angeordnet werden.In the new vibration absorber, the sleeve can project beyond the spring cushions on at least one side transversely to the circumferential direction of the sleeve in order to increase the coupling surface. On such a projection of the sleeve and a hose clamp or the like for additional application of a fixing force can be arranged on the coupling surface.
Besonders bevorzugt sind wegen der einfachen Herstellung Ausführungsformen des neuen Schwingungstilgers, bei denen die Hülse aus demselben Elastomerwerkstoff wie die Federkissen ausgebildet ist, die direkt an die Tilgermassen anvulkanisiert sind. Grundsätzlich kann die Hülse aber auch aus einem anderen Elastomerwerkstoff als die Federkissen ausgebildet sein, um hiermit Einfluss auf die gewünschten Eigenformen und Tilgereigenfrequenzen des Schwingungstilgers zu nehmen.Due to the simple production, embodiments of the new vibration absorber in which the sleeve is formed from the same elastomer material as the spring cushions, which are vulcanized directly onto the absorber masses, are particularly preferred. In principle, however, the sleeve may also be formed of a different elastomer material than the spring cushions, in order to influence the desired characteristic shapes and Tilgereigen frequencies of the vibration absorber.
Die bevorzugte Verwendung des neuen Schwingungstilgers ist eine solche zur Abminderung von Schwingungen einer schlauch- oder rohrförmigen Leitung, wobei die Hülse des Schwingungstilgers direkt mit ihrem Innenumfang an einem Außenumfang der Leitung anliegt. Dabei beträgt der Durchmesser typischer Leitungen, für die der neue Schwingungstilger vorgesehen ist, mindestens 5 cm und häufig mehr als 10 cm.The preferred use of the new vibration absorber is one for reducing vibrations of a tubular or tubular conduit, wherein the sleeve of the vibration damper rests directly with its inner circumference on an outer circumference of the conduit. The diameter of typical lines for which the new vibration absorber is intended, at least 5 cm and often more than 10 cm.
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 possible deviating from the chosen relationships of the claims 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
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels des neuen Schwingungstilgers näher erläutert und beschrieben.The invention will be explained and described in more detail below with reference to an embodiment of the new vibration damper shown in the drawings.
FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES
Der in den
Hier sind jeweils drei Federkissen
Die elastische Hülse
Der Schwingungstilger
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schwingungstilgervibration absorber
- 22
- Tilgermasseabsorber mass
- 33
- Tilgermasseabsorber mass
- 44
- Federkissenfeather pillows
- 55
- Federkissenfeather pillows
- 66
- elastische Hülseelastic sleeve
- 77
- Außenumfangouter periphery
- 88th
- Innenumfanginner circumference
- 99
- Innenumfanginner circumference
- 1010
- Innenumfanginner circumference
- 1111
- Ankoppelflächecoupling surface
- 1212
- KorrosionsschutzüberzugCorrosion protection coating
- 1313
- ElastomerwerkstoffElastomer material
- 1414
- Achseaxis
- 1515
- Schwerpunktmain emphasis
- 1616
- Ausnehmungrecess
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 10250580 A1 [0004] DE 10250580 A1 [0004]
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