DE102018118281A1

DE102018118281A1 - Procedure for testing and classifying vibration dampers

Info

Publication number: DE102018118281A1
Application number: DE102018118281.3A
Authority: DE
Inventors: Harald Schuster
Original assignee: Sts Schwingungstechnik Schuster GmbH
Current assignee: Sts Schwingungstechnik Schuster GmbH
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2020-01-30

Abstract

Ein Verfahren zur Prüfung und Klassifizierung von wenigstens ein Gummidämpfungselement (3) aufweisenden Schwingungsdämpfern (2) weist folgende Verfahrensschritte auf:- Auflegen eines zu prüfenden Schwingungsdämpfers (2) auf eine Unterlage (6),- Aufbringen einer Vorspannkraft auf den Schwingungsdämpfer (2) mittels einer in Richtung der Unterlage (6) wirkenden Kraftaufbringungseinrichtung (8),- Aufbringen einer höheren Kraft als der Vorspannkraft auf den Schwingungsdämpfer (2), um denselben auszurichten,- Entlasten des Schwingungsdämpfers (2) von der höheren Kraft,- Anlegen der Kraftaufbringungseinrichtung (8) an den Schwingungsdämpfer (2) und Verfahren der Kraftaufbringungseinrichtung (8) um einen festgelegten Weg,- Messen der beim Verfahren der Kraftaufbringungseinrichtung (8) um den festgelegten Weg aufgebrachten Kraft, und Ermitteln einer Federsteifigkeit des Schwingungsdämpfers (2),- Klassifizieren des Schwingungsdämpfers (2) gemäß der ermittelten Federsteifigkeit.A method for testing and classifying vibration dampers (2) having at least one rubber damping element (3) has the following method steps: - placing a vibration damper (2) to be tested on a support (6), - applying a pretensioning force to the vibration damper (2) by means of a force application device (8) acting in the direction of the support (6), - applying a higher force than the pretensioning force to the vibration damper (2) in order to align the latter, - relieving the vibration damper (2) of the higher force, - applying the force application device ( 8) to the vibration damper (2) and method of the force application device (8) by a defined path, - measuring the force applied in the method of the force application device (8) by the defined path, and determining a spring stiffness of the vibration damper (2), - classifying the Vibration damper (2) according to the determined spring stiffness.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung und Klassifizierung von wenigstens ein Gummidämpfungselement aufweisenden Schwingungsdämpfern.The invention relates to a method for testing and classifying vibration dampers having at least one rubber damping element.

Derartige Schwingungsdämpfer sind in den verschiedensten Ausführungen bekannt. Ein Beispiel hierfür ist in der DE 1 642 886 U1 beschrieben.Such vibration dampers are known in a wide variety of designs. An example of this is in the DE 1 642 886 U1 described.

Solche Schwingungsdämpfer werden für die unterschiedlichsten Anforderungen eingesetzt, wie zum Beispiel in Generatoren, Verbrennungsmotoren, Kompressoren, Pumpen oder Maschinen aller Art. Ein Unterscheidungsmerkmal und Kriterium zur Beurteilung eines möglichen Einsatzzwecks solcher Schwingungsdämpfer ist die Shore-Härte des verwendeten Gummidämpfungselements.Such vibration dampers are used for a wide variety of requirements, such as in generators, internal combustion engines, compressors, pumps or machines of all kinds. A distinguishing feature and criterion for assessing a possible application of such vibration dampers is the Shore hardness of the rubber damping element used.

Die Beurteilung von Schwingungsdämpfern gemäß der Shore-Härte des verwendeten Gummidämpfungselements führt jedoch zu mehreren Problemen: Da es sich bei Gummi um ein Naturmaterial handelt, kann die Shore-Härte von einem zum anderen Gummidämpfungselement stark abweichen, was zu erheblichen Qualitätsschwankungen und damit verbundenen Problemen bei der Auslegung und dem späteren Einsatz solcher Schwingungsdämpfer führt. Des Weiteren lässt die Shore-Härte des Gummidämpfungselements nur begrenzt Rückschlüsse auf die Federsteifigkeit desselben und insbesondere auf die Federsteifigkeit des gesamten Schwingungsdämpfers zu. Für die meisten Auslegungsfälle ist jedoch die Federsteifigkeit ein ausschlaggebendes Kriterium.However, the assessment of vibration dampers according to the Shore hardness of the rubber damping element used leads to several problems: Since rubber is a natural material, the Shore hardness can vary greatly from one rubber damping element to another, which leads to considerable fluctuations in quality and the associated problems the design and later use of such vibration dampers. Furthermore, the Shore hardness of the rubber damping element allows only limited conclusions to be drawn about the spring stiffness thereof, and in particular the spring stiffness of the entire vibration damper. For most design cases, however, the spring stiffness is a decisive criterion.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Prüfung und Klassifizierung von Schwingungsdämpfern zu schaffen, das mit einfachen Mitteln eine exaktere Klassifizierung der Schwingungsdämpfer erlaubt.It is therefore an object of the present invention to provide a method for testing and classifying vibration dampers which allows a more precise classification of the vibration dampers with simple means.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features mentioned in claim 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht durch die ermittelte Federsteifigkeit eine sehr einfache und exakte Klassifizierung des jeweiligen Schwingungsdämpfers. Dadurch können die Schwingungsdämpfer sehr viel exakter als bislang auf ihren jeweiligen Anwendungsfall ausgelegt werden, wodurch sie bei der entsprechenden Anwendung eine wesentlich bessere Leistung erbringen können als dies bisher der Fall war.The method according to the invention enables a very simple and exact classification of the respective vibration damper due to the determined spring stiffness. As a result, the vibration dampers can be designed much more precisely than before for their respective application, as a result of which they can perform significantly better in the corresponding application than was previously the case.

Durch das Aufbringen einer Vorspannkraft auf den Schwingungsdämpfer wird eine exakte Ausrichtung der einzelnen Bauteile desselben gewährleistet, so dass bei der in einem späteren Verfahrensschritt durchgeführten Messung der aufgebrachten Kraft eine Verfälschung von Messwerten vermieden wird.By applying a preload force to the vibration damper, an exact alignment of the individual components of the same is ensured, so that a falsification of measured values is avoided when the applied force is measured in a later method step.

Durch die auf den Schwingungsdämpfer aufgebrachte höhere Kraft als die Vorspannkraft wird das Gummidämpfungselement vorgespannt, was ebenfalls in vorteilhafter Weise dazu beiträgt, dass exakte Messergebnisse erhalten werden.Due to the higher force applied to the vibration damper than the pretensioning force, the rubber damping element is pretensioned, which likewise advantageously contributes to the fact that exact measurement results are obtained.

Das Verfahren der Kraftaufbringungseinrichtung um einen festgelegten Weg und das Messen der dabei aufgebrachten Kraft ermöglicht zum einen eine sehr exakte Ermittlung der Federsteifigkeit des Schwingungsdämpfers und es ergibt sich auf diese Weise zum anderen ein wiederholbarer Prozess, der auch zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. wenn er von unterschiedlichen Personen durchgeführt wird, zu denselben Ergebnissen führt.The movement of the force application device by a fixed path and the measurement of the force applied thereby on the one hand enables the spring stiffness of the vibration damper to be determined very precisely, and on the other hand this results in a repeatable process which can also be carried out at different times or when it is different People being carried out will lead to the same results.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt demnach eine gleichermaßen einfache wie exakte Möglichkeit zur Klassifizierung von Schwingungsdämpfern, wodurch letztendlich eine Zertifizierung der Schwingungsdämpfer möglich ist.The method according to the invention accordingly allows an equally simple and exact possibility for classifying vibration dampers, which ultimately enables certification of the vibration dampers.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die auf den Schwingungsdämpfer aufgebrachte höhere Kraft als die Vorspannkraft die maximale Kraft ist, auf die der Schwingungsdämpfer ausgelegt ist. Es hat sich gezeigt, dass durch das Aufbringen der Maximalkraft, auf die der jeweilige Schwingungsdämpfer ausgelegt ist, eine sehr gute Vorbereitung des Schwingungsdämpfers bzw. des Gummidämpfungselements desselben auf die nachfolgende Messung gegeben ist.In a very advantageous further development of the invention it can be provided that the higher force applied to the vibration damper than the prestressing force is the maximum force to which the vibration damper is designed. It has been shown that by applying the maximum force to which the respective vibration damper is designed, the vibration damper or the rubber damping element is very well prepared for the subsequent measurement.

Eine normierte Vorgehensweise ergibt sich, wenn die Vorspannkraft über einen Weg von 1 mm aufgebracht wird.A standardized procedure results when the preload is applied over a distance of 1 mm.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Vorspannkraft 15 bis 25 N, insbesondere 20 N, beträgt. Eine solche Vorspannkraft gewährleistet bei den meisten Schwingungsdämpfern die gewünschte Ausrichtung der einzelnen Bauteile zueinander.It can be provided that the biasing force 15 to 25 N , in particular 20 N , is. Such a preload force ensures the desired alignment of the individual components with each other in most vibration dampers.

Im Hinblick auf das Erlangen exakter Messwerte hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der festgelegte Weg, um den die Kraftaufbringungseinrichtung verfahren wird, 0,5 bis 5 mm beträgt.With regard to obtaining exact measured values, it has proven to be advantageous if the defined path by which the force application device is moved is 0.5 to 5 mm.

Dabei können noch genauere Messwerte erreicht werden, wenn der festgelegte Weg, um den die Kraftaufbringungseinrichtung verfahren wird, 1 bis 3 mm beträgt.In this case, more precise measured values can be achieved if the defined path by which the force application device is moved is 1 to 3 mm.

Wenn in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen ist, dass der festgelegte Weg, um den die Kraftaufbringungseinrichtung verfahren wird, 2 mm beträgt, so ist eine normierte Vorgehensweise bei der Messung der während des festgelegten Wegs aufgebrachten Kraft sichergestellt.If it is provided in a particularly advantageous embodiment that the specified path by which the force application device is moved, is 2 mm, then a standardized procedure for measuring the force applied during the defined path is ensured.

Für viele Anwendungsfälle hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Schwingungsdämpfer in vier unterschiedliche Klassen klassifiziert werden.For many applications, it has proven to be advantageous if the vibration dampers are classified into four different classes.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in principle with reference to the drawing.

Es zeigt:

1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem ersten Verfahrensschritt;
2 die Vorrichtung aus 1 in einem zweiten Verfahrensschritt;
3 die Vorrichtung aus 1 in einem dritten Verfahrensschritt;
4 die Vorrichtung aus 1 in einem vierten Verfahrensschritt;
5 die Vorrichtung aus 1 in einem fünften Verfahrensschritt;
6 die Vorrichtung aus 1 in einem sechsten Verfahrensschritt;
7 die Vorrichtung aus 1 in einem siebten Verfahrensschritt; und
8 die Vorrichtung aus 1 in einem achten Verfahrensschritt.

It shows:

1 a device for performing the method according to the invention in a first method step;
2 the device 1 in a second process step;
3 the device 1 in a third step;
4 the device 1 in a fourth process step;
5 the device 1 in a fifth step;
6 the device 1 in a sixth step;
7 the device 1 in a seventh step; and
8th the device 1 in an eighth step.

1 zeigt eine Vorrichtung 1, die zur Durchführung eines nachfolgend beschriebenen Verfahrens zur Prüfung und Klassifizierung von Schwingungsdämpfern 2 eingesetzt wird. In 1 ist beispielhaft und auf sehr schematische Weise ein Schwingungsdämpfer 2 dargestellt, der ein Gummidämpfungselement 3, ein Unterteil 4 sowie ein Oberteil 5 aufweist. Das Gummidämpfungselement 3 ist dabei zwischen dem Unterteil 4 und dem Oberteil 5 angeordnet. Das Gummidämpfungselement 3 kann mit dem Unterteil 4 und/oder dem Oberteil 5 beispielsweise mittels Vulkanisieren verbunden sein. Jedoch sind auch andere, insbesondere auch mechanische Verbindungsarten zur Verbindung des Gummidämpfungselements 3 mit dem Unterteil 4 und/oder dem Oberteil 5 sowie zur Verbindung des Unterteils 4 mit dem Oberteil 5 möglich. Selbstverständlich sind die Form und die Größe des Schwingungsdämpfers 2 als rein beispielhaft anzusehen und derselbe könnte gegebenenfalls auch noch weitere Bauteile umfassen. 1 shows a device 1 to perform a procedure for testing and classifying vibration dampers described below 2 is used. In 1 is an example and in a very schematic way a vibration damper 2 shown, which is a rubber damping element 3 , a lower part 4 as well as a top 5 having. The rubber cushioning element 3 is between the lower part 4 and the top 5 arranged. The rubber cushioning element 3 can with the lower part 4 and / or the top 5 for example, be connected by vulcanization. However, there are also other, in particular also mechanical connection types for connecting the rubber damping element 3 with the lower part 4 and / or the top 5 and to connect the lower part 4 with the top 5 possible. Of course, the shape and size of the vibration damper 2 To be regarded as purely exemplary and the same could possibly also include further components.

Der Schwingungsdämpfer 2 lässt sich für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle einsetzen, wie zum Beispiel in Generatoren, Verbrennungsmotoren, Ventilatoren, Waagen, Kompressoren, Klimaanlagen, Pumpen oder Maschinen aller Art.The vibration damper 2 can be used for a wide variety of applications, such as in generators, internal combustion engines, fans, scales, compressors, air conditioning systems, pumps or all kinds of machines.

Die Vorrichtung 1 weist eine Unterlage 6 sowie eine im vorliegenden Fall an zwei Säulen 7 geführte Kraftaufbringungseinrichtung 8 auf, die in vertikaler Richtung verfahrbar ist. Ein für dieses Verfahren der Kraftaufbringungseinrichtung 8 in vertikaler Richtung eingesetzter Antrieb ist in den Figuren nicht dargestellt.The device 1 has a document 6 and one in the present case on two pillars 7 guided force application device 8th on, which is movable in the vertical direction. One for this method of applying force 8th The drive used in the vertical direction is not shown in the figures.

In 1 ist ein erster Schritt des Verfahrens zur Prüfung und Klassifizierung von Schwingungsdämpfern 2 dargestellt. Hierbei wird der zu prüfende Schwingungsdämpfer 2 auf die Unterlage 6 aufgelegt. Die Kraftaufbringungseinrichtung 8 weist in diesem Zustand einen Abstand von dem Schwingungsdämpfer 2 auf.In 1 is a first step in the procedure for testing and classifying vibration dampers 2 shown. This is the vibration damper to be tested 2 on the pad 6 hung up. The force application device 8th has a distance from the vibration damper in this state 2 on.

Bei dem in 2 dargestellten Verfahrensschritt wird mittels der in Richtung der Unterlage 6 wirkenden Kraftaufbringungseinrichtung 8 eine Vorspannkraft auf den Schwingungsdämpfer 2 aufgebracht. Die Unterlage 6 dient dabei zur Abstützung des Schwingungsdämpfers 2 und zur Aufnahme der von der Kraftaufbringungseinrichtung 8 auf denselben wirkenden Kraft. Die Vorspannkraft beträgt vorzugsweise 15 bis 25 N, insbesondere 20 N. Vorzugsweise wird die Vorspannkraft über einen Weg von 1 mm aufgebracht. Hierbei ist meist noch keine merkliche Verformung des Schwingungsdämpfers 2 gegeben. Bei dem Aufbringen der Vorspannkraft wird die Kraftaufbringungseinrichtung 8 mit einer geringeren Geschwindigkeit in Richtung des Schwingungsdämpfers 2 bzw. der Unterlage 6 bewegt als bei dem späteren Verfahren der Kraftaufbringungseinrichtung 8 um den festgelegten Weg.At the in 2 The method step is shown in the direction of the document 6 acting force application device 8th a preload on the vibration damper 2 applied. The underlay 6 serves to support the vibration damper 2 and for receiving the from the force application device 8th on the same acting force. The biasing force is preferably 15 to 25 N , in particular 20 N , The prestressing force is preferably applied over a path of 1 mm. There is usually no noticeable deformation of the vibration damper 2 given. When the pretensioning force is applied, the force application device 8th at a lower speed in the direction of the vibration damper 2 or the document 6 moved than in the later method of applying the force 8th around the set path.

Bei dem in 3 dargestellten Verfahrensschritt wird mittels der Kraftaufbringungseinrichtung 8 eine höhere Kraft als die Vorspannkraft auf den Schwingungsdämpfer 2 aufgebracht, so dass derselbe ausgerichtet wird. Bei dieser Kraft kann es sich um die maximale Kraft handeln, auf die der Schwingungsdämpfer 2 ausgelegt ist. Dabei ist zu erkennen, dass sich das Gummidämpfungselement 3 merklich verformt.At the in 3 The method step shown is by means of the force application device 8th a higher force than the preload force on the vibration damper 2 applied so that it is aligned. This force can be the maximum force to which the vibration damper is subjected 2 is designed. It can be seen that the rubber damping element 3 noticeably deformed.

4 zeigt einen weiteren Verfahrensschritt zur Prüfung und Klassifizierung von Schwingungsdämpfern 2. Hierbei wird der Schwingungsdämpfer 2 von der zuvor aufgebrachten höheren Kraft entlastet. Hierzu wird die Kraftaufbringungseinrichtung 8 vertikal nach oben von dem Schwingungsdämpfer 2 weg verfahren und kann einen gewissen Abstand von demselben aufweisen. 4 shows a further process step for testing and classifying vibration dampers 2 , This is the vibration damper 2 relieved of the previously applied higher force. For this purpose, the force application device 8th vertically upwards from the vibration damper 2 move away and can be a certain distance from the same.

Nach dem Schritt des Entlastens erfolgt ein in 5 dargestellter Verfahrensschritt, bei dem die Kraftaufbringungseinrichtung 8 an den Schwingungsdämpfer 2 angelegt wird.After the step of relieving an in 5 Process step shown, in which the Force application means 8th to the vibration damper 2 is created.

Anschließend erfolgt, wie in 6 dargestellt, ein Verfahren der Kraftaufbringungseinrichtung 8 um einen festgelegten Weg in vertikaler Richtung nach unten bzw. in Richtung zu der Unterlage 6 hin sowie ein Messen der beim Verfahren der Kraftaufbringungseinrichtung 8 um den festgelegten Weg aufgebrachten Kraft. Zur Messung der von der Kraftaufbringungseinrichtung 8 aufgebrachten Kraft kann dieselbe eine geeignete Messeinrichtung aufweisen, die in den Figuren nicht dargestellt ist. Aus dieser gemessenen Kraft und dem Weg, um den die Kraftaufbringungseinrichtung 8 verfahren wird, kann eine Federsteifigkeit des Schwingungsdämpfers 2 ermittelt, vorzugsweise berechnet, werden. Hierzu können entsprechende Formeln bzw. Algorithmen eingesetzt werden. Der festgelegte Weg, um den die Kraftaufbringungseinrichtung 8 bei dem in 6 dargestellten Schritt verfahren wird, kann 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise 1 bis 3 mm und besonders bevorzugt 2 mm, betragen. Der Verfahrweg der Kraftaufbringungseinrichtung 8 beim Messen der durch dieselben aufgebrachten Kraft hängt unter anderem auch von der Konstruktion des jeweiligen Schwingungsdämpfers 2 ab.Then, as in 6 shown, a method of applying the force 8th by a fixed path in the vertical direction downwards or towards the base 6 out as well as measuring the process of applying the force 8th force applied to the specified path. For measuring the force application device 8th The applied force can have a suitable measuring device, which is not shown in the figures. From this measured force and the path by which the force application device 8th is moved, a spring stiffness of the vibration damper 2 are determined, preferably calculated. Corresponding formulas or algorithms can be used for this. The specified path by which the force application device 8th at the in 6 illustrated step can be 0.5 to 5 mm, preferably 1 to 3 mm and particularly preferably 2 mm. The path of the force application device 8th when measuring the force applied by the same depends, among other things, on the design of the respective vibration damper 2 from.

Nach dem Ermitteln der Federsteifigkeit des Schwingungsdämpfers 2 wird in einem in 7 dargestellten Verfahrensschritt die Kraftaufbringungseinrichtung 8 wieder nach oben verfahren, um den Schwingungsdämpfer 2 zu entlasten.After determining the spring stiffness of the vibration damper 2 is in one in 7 Process step shown the force application device 8th move back up to the vibration damper 2 to relieve.

Anschließend kann, wie in 8 dargestellt, der Schwingungsdämpfer 2 von der Unterlage 6 entfernt und klassifiziert werden. Beispielsweise ist es möglich, die Schwingungsdämpfer je nach dem Wert der ermittelten Federsteifigkeit in bis zu vier unterschiedliche Klassen zu klassifizieren.Then, as in 8th shown, the vibration damper 2 from the pad 6 removed and classified. For example, it is possible to classify the vibration dampers into up to four different classes depending on the value of the determined spring stiffness.

Auf diese Weise lassen sich bezüglich ihrer Konstruktion identische Schwingungsdämpfer 2 in unterschiedliche „Leistungsklassen“ klassifizieren. Dabei kann eine Klassifizierung auch darin bestehen, dass ein bestimmter Schwingungsdämpfer 2 bestimmte Voraussetzungen nicht erfüllt und damit für bestimmte Aufgaben nicht verwendet werden kann.In this way, identical vibration dampers can be constructed 2 classify into different "performance classes". A classification can also consist of a certain vibration damper 2 certain requirements are not met and therefore cannot be used for certain tasks.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 1642886 U1 [0002]

Claims

Method for testing and classifying vibration dampers (2) having at least one rubber damping element (3), with the following method steps: - placing a vibration damper (2) to be tested on a support (6), - applying a preload force to the vibration damper (2) by means of a force application device (8) acting in the direction of the base (6), Applying a force greater than the preload force to the vibration damper (2) in order to align it, Relieving the vibration damper (2) of the higher force, - Applying the force application device (8) to the vibration damper (2) and moving the force application device (8) by a fixed path, Measuring the force applied during the movement of the force application device (8) by the defined path, and determining a spring stiffness of the vibration damper (2), - Classify the vibration damper (2) according to the determined spring stiffness.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the higher force applied to the vibration damper (2) than the preload force is the maximum force to which the vibration damper (2) is designed.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the biasing force is applied over a distance of 1 mm.

Procedure according to Claim 1 . 2 or 3 , characterized in that the biasing force is 15-25 N, in particular 20 N.

Procedure according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the specified path by which the force application device (8) is moved is 0.5-5 mm.

Procedure according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the specified path by which the force application device (8) is moved is 1-3 mm.

Procedure according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the specified path by which the force application device (8) is moved is 2 mm.

Procedure according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the vibration dampers (2) are classified into four different classes.