DE1139333B

DE1139333B - Doppelt wirksame Daempfungseinrichtung fuer mechanische Schwingungen

Info

Publication number: DE1139333B
Application number: DEG29189A
Authority: DE
Inventors: Dr Guenther Kurtze
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 1960-03-08
Filing date: 1960-03-08
Publication date: 1962-11-08

Description

Doppelt wirksame Dämpfungseinrichtung für mechanische Schwingungen Es sind bereits doppelwirkende Schwingungsdämpfer für mechanische Schwingungen bekannt, die einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Zylinder aufweisen, in dem ein Kolben hin- und herbewegt werden kann, wobei zwischen den beiden durch den Kolben getrennten Zylinderräumen ein Durchlaß geringen Querschnitts belassen wird. Die mit dem schwingenden System verbundene Kolbenstange wird flüssigkeitsdicht in dem einen Zylinderdeckel geführt. Damit das von Flüssigkeit gefüllte Zylindervolumen bei einer Kolbenverschiebung keine Änderung erfährt, trägt der Kolben auf seiner anderen Seite eine im anderen Zylinderdeckel abgedichtete Kolbenstange von gleichem Durchmesser wie die Antriebskolbenstange.
Ferner ist ein doppeltwirkender hydraulischer Dämpfer mit einer beiderseits des Kolbens liegenden Kolbenstange bekannt, bei dem die über dem Kolben liegende Kammer des flüssigkeitsgefüllten Dämpfungszylinders mit einem darüber befindlichen Ausgleichsraum durch einen Kanal in Verbindung steht, der normalerweise offen ist, aber bei plötzlichem Druckanstieg in der oberen Kammer des Zylinders durch ein Ventil geschlossen wird. Der Abschluß des Ausgleichsraumes durch die von den mechanischen Schwingungen herrührenden Druckstöße ermöglicht das ordnungsgemäße Arbeiten des Schwingungsdämpfers. Dagegen kann bei einer Wärmeausdehnung der Dämpfungsflüssigkeit die überschüssige Flüssigkeitsmenge aus dem Zylinder in den Ausgleichsraum abströmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem solchen doppeltwirkenden hydraulischen Schwingungsdämpfer mit einer zu beiden Seiten des Kolbens angeordneten Kolbenstange den außerhalb des Zylinders liegenden Ausgleichsraum zu vermeiden und so die äußeren Abmessungen des Schwingungsdämpfers zu verringern.
Die Erfindung geht aus von einer doppelt wirksamen Dämpfungseinrichtung für mechanische Schwingungen, bestehend aus einem mit einer Flüssigkeit von vorzugsweise hoher Viskosität gefülltem Zylinder, in dem unter Belassung eines Durchlaßquerschnittes für die durch ihn getrennten Zylinderräume ein Kolben hin- und herbewegt werden kann, dessen mit dem schwingenden System verbundene Kolbenstange flüssigkeitsdicht in dem einen Zylinderdeckel geführt wird, während die andere Seite des Kolbens eine gleichfalls abgedichtete Kolbenstange vom gleichen Durchmesser wie die Antriebskolbenstange trägt und einem Ausgleichsmittel, das nur auf länger andauernde Druckänderungen im Zylinderraum, z. B. durch Wärmeausdehnung der Flüssigkeit, aber nicht auf die von mechanischen Schwingungen herrührenden kurzzeitigen Druckschwankungen im Zylinderraum anspricht.
Die Erfindung besteht darin, daß bei einer solchen Dämpfungseinrichtung der Zylinder allseitig geschlossen ist und zur Bildung des Ausgleichsmittels der Kolben aus zwei ineinandergreifenden, einseitig geschlossenen und gegeneinander abgedichteten Hohlzylindern besteht, die durch eine eingeschlossene Druckfeder auseinandergedrückt werden und deren kraftschlüssige Druckverbindung durch eine dynamisch und statisch weiche Masse hergestellt wird, so daß sich bei statischen Druckänderungen im Zylinderraum das Volumen der im Zylinder eingeschlossenen Flüssigkeit ändern kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Schwingungsdämpfers nach der Erfindung dargestellt.
Im Innern des starkwandigen Zylinders 1 ist der Kolben 6, 7 angeordnet, der sich in der Ruhelage etwa auf halber Höhe des Zylinders befindet. Die mit dem zu dämpfenden Objekt verbundene Kolbenstange 3 ist im Zylinderdeckel 4 und in einer am Zylinderboden befindlichen Hülse 5 geführt. Beide Führungen weisen druckfeste Dichtungen 11, 13 auf. Der untere Teil der Kolbenstange, der in der Führungshülse steckt, ist hohl und luftgefüllt. Der Zylinderraum ist mit einer Dämpfungsflüssigkeit 2, vorzugsweise einem Öl von hoher Viskosität, gefüllt, damit der Ringspalt 14 zwischen Kolben und Zylinderwand relativ groß gehalten werden kann.
Bei der beschriebenen Vorrichtung tritt bei einer Bewegung des Kolbens in axialer Richtung keine Volumenänderung des freien Zylinderraumes ein. Auf der einen Kolbenseite wird ein Überdruck erzeugt und auf der anderen ein Unterdruck, so daß die Flüssigkeit gezwungen wird, am Kolben vorbei zu strömen. Eine Volumenänderung tritt nur auf in der Führungshülse am Boden des Zylinders, so daß das im Hohlraum der Kolbenstange befindliche Gas in geringem Maße komprimiert oder entspannt wird.
Um zu vermeiden, daß bei Temperaturänderungen der statische Druck im Innern des Zylinders unzulässig ansteigt oder abfällt; besteht der Kolben aus zwei ineinandergesteckten, einseitig geschlossenen Hohlzylindern 6, 7, deren gemeinsamer Hohlraum 9 oben gasgefüllt ist und durch Dichtungsringe12 gegen den Zylinderraum abgedichtet ist. Im Hohlraum 9 befindet sich eine Feder 10, die die beiden Kolbenhälften auseinanderdrückt. Durch die Kraft der Feder wird das öl in dem völlig abgeschlossenen Zylinderl unter Überdruck gesetzt. Ändert das Öl durch Erwärmen oder Abkühlung sein Volumen, so ändert sich in diesem Fall das Kolbenvolumen, so daß innerhalb des Zylinders keine hohen statischen Druckbeanspruchungen auftreten können.
Bei dynamischer Beanspruchung arbeitet der zweiteilige Kolben einwandfrei, wenn er nach oben bewegt wird, da die im Zylinder befindliche Flüssigkeit ein Auseinandergehen der Kolbenhälften verhindert. Bei Bewegung nach unten besteht jedoch die Gefahr, daß zunächst, da die Kraft oben angreift, die Kolbenhälften zusammengedrückt werden und daß oberhalb des Kolbens im Zylinder ein Unterdruck entsteht; der Kavitation zur Folge haben könnte, bevor im unteren Teil des Zylindervolumens ein nennenswerter überdruck auftritt. Diese Schwierigkeit wird erfindungsgemäß dadurch umgangen, daß auf dem Boden der unteren Kolbenhälfte 7 eine Schicht aus dynamisch hartem und statisch weichem Siliconharz 8, z. B. der sogenannte »hüpfende Kitt« der Wacker-Chemie, München, aufgebracht wird. Im Ruhezustand liegt der untere Rand der oberen Kolbenhälfte 6 auf dieser Kittschicht auf bzw. ist zum Teil in die Kittschicht hineingedrückt. Bei dynamischer Beanspruchung, also unter dem Einfluß der Schwingungskräfte, weicht diese Kittschicht nicht aus und stellt somit eine starre Verbindung beider Kolbenhälften dar. Eine Erhöhung des statischen Innendruckes im Zylinder bewirkt jedoch, daß der Rand des oberen Hohlzylinders 6 langsam und praktisch widerstandslos in die Kittschicht eindringt, wodurch das Kolbenvolumen verkleinert und der Druck im Zylinder abgebaut wird.

Claims

PATENTANSPRUCH: Doppelt wirksame Dämpfungseinrichtung für mechanische Schwingungen, bestehend aus einem mit einer Flüssigkeit von vorzugsweise hoher Viskosität gefülltem Zylinder, in dem unter Belassung eines Durchlaßquerschnittes für die durch ihn getrennten Zylinderräume ein Kolben hin- und herbewegt werden kann, dessen mit dem schwingenden System verbundene Kolbenstange flüssigkeitsdicht in dem einen Zylinderdeckel geführt wird, während die andere Seite des Kolbens eine gleichfalls abgedichtete Kolbenstange vom gleichen Durchmesser wie die Antriebskolbenstange trägt, und einem Ausgleichsmittel, das nur auf länger andauernde Druckänderungen im Zylinderraum, z. B. durch Wärmeausdehnung der Flüssigkeit, aber nicht auf die von den mechanischen Schwingungen herrührenden kurzzeitigen Druckschwankungen im Zylinderraum anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) allseitig geschlossen ist und zur Bildung des Ausgleichsmittels der Kolben aus zwei ineinandergreifenden, einseitig geschlossenen und gegeneinander abgedichteten (12) Hohlzylindern (6,7) besteht, die durch eine eingeschlossene Druckfeder (10) auseinandergedrückt werden und deren kraftschlüssige Druckverbindung durch eine dynamisch harte und statisch weiche Masse (8) hergestellt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 48 879; französische Patentschriften Nr. 1012 584, 1046 291, 1063 264, 1084 675.