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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen von Schwingungen
von hohlen Werkzeugen, Werkzeughaltern oder Werkstücken beim Bearbeiten in Werkzeugmaschinen,
bestehend aus einer Vielzahl von im hohlen Schwingkörper mit Radialspiel untergebrachten
Trägheitsscheiben unterschiedlicher Abmessungen mit parallel verlaufenden Stirnflächen,
die mit einstellbarem axialem Federdruck gegeneinander verspannt und mit dem Schwingkörper
schwingungsmäßig gekoppelt sind, derart, daß sie gegenüber dem Schwingkörper phasenverschobene
Schwingungen in radialer Richtung ausüben.
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Um die Schwingungen einer Maschine zu dämpfen, kann beispielsweise
nach der deutschen Patentschrift 1072 018 der schwingende Teil der Maschine
über eine dämpfende Koppelung, die vorzugsweise einen Balg umfaßt, der sich in einer
flüssigkeitsgefüllten Kammer ausdehnen und zusammenziehen kann, mit einer in der
Maschine beweglich gelagerten Masse verbunden sein. Derartige Vorrichtungen sind
aber mechanisch nicht sehr robust und infolge ihres verhältnismäßig komplizierten
Aufbaus nicht überall anwendbar.
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Durch die schweizerische Patentschrift 198 783 sind wesentlich einfachere
Einrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen fester Körper bekanntgeworden, bei denen
eine kompakte Dämpfungsmasse derart am schwingenden Körper angebracht ist, daß sie
sich in der an dieser Stelle herrschenden Schwingungsrichtung um einen mindestens
angenähert der Größe des doppelten Schwingungsausschlages dieser Stelle entsprechenden
gleichbleibenden Betrag gegenüber dem schwingenden Körper frei verschieben kann,
und daß auf sie in jedem Bewegungszustand des schwingenden Körpers keine zusätzlichen
Kräfte einwirken, welche das durch den schwingenden Körper angeregte, gleichmäßige
Mitschwingen dieser Dämpfungsmasse hemmen könnten, so daß bei jedem Schwingungsrichtungswechsel
des schwingenden Körpers Dämpfungsmasse und schwingender Körper bei einander entgegengesetzt
gerichteter Bewegung mit möglichst großer Relativgeschwindigkeit aufeinanderprallen.
Diese Vorrichtung hat allerdings den Nachteil, daß sie praktisch nur bei einer bestimmten
Frequenz zu einer Dämpfung führt, so daß sie zum Dämpfen von Schwingungen von hohlen
Werkzeugen, Werkzeughaltern oder Werkstücken beim Arbeiten in Werkzeugmaschinen,
wo die verschiedensten Schwingungen auftreten, nicht mit Vorteil anwendbar ist.
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Weiterhin ist es beispielsweise durch die deutsche Patentschrift 739
398 bekannt, in einem hohlen Körper, dessen Aufprallbewegung auf eine Unterlage
gedämpft werden soll, eine Füllmasse in Form von Flüssigkeit oder einem oder mehreren
festen Körpern unterzubringen, wobei die Energie des Rückpralls durch Deformation
und innere Reibung der Füllmasse erfolgt. Insbesondere ist es bekannt, als Füllmasse
Kugeln oder Hohlkugeln zu verwenden, wobei es sich jedoch, wie in der deutschen
Patentschrift 1112 350 erwähnt ist, herausgestellt hat, daß lose in dem Hohlkörper
eingelagerte, mit einem darin beweglichen Füllstoff versehene Hohlkugeln bei einem
Körper, der ständig Schwingungen ausgesetzt ist, die erzielte Bedämpfung durch Sekundärschwingungen
infolge der Relativbewegung der Hohlkugeln herabsetzen oder sogar ins Gegenteil
umkehren. Deshalb schlägt die deutsche Patentschrift 1112 350 vor, die Hohlkugeln
mit der Wand des Körpers und untereinander zu verbinden, wodurch sich nicht nur
ein komplizierter Aufbau ergibt, sondern auch die Herstellung dieses Aufbaus selbst
mit Schwierigkeiten verbunden und aufwendig ist.
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Die vorerwähnten Vorrichtungen haben sich daher zum Dämpfen von Schwingungen
in hohlen Werkzeugen, Werkzeughaltern oder Werkstücken, die beim Bearbeiten in Werkzeugmaschinen
auftreten, nicht bewährt, vielmehr ist die Technik auf diesem Gebiet bei den schon
lange bekannten Dämpfungsvorrichtungen geblieben, die mit planen, aneinander anliegenden
Reibflächen arbeiten, wie sie beispielsweise in den USA.-Patentschriften 2 051 954
und 2 591115 beschrieben sind. Insbesondere die nach der ersteren USA.-Patentschrift
schon seit Jahrzehnten bekannten Reibscheiben-Dämpfungsvorrichtungen haben eine
Weiterentwicklung und Vervollkommnung bis in die letzte Zeit hinein erfahren, wie
aus der USA.-Patentschrift 2 960189 ersichtlich ist. Bei diesen bekannten Reibscheiben-Dämpfungsvorrichtungen
werden die Schwingungen in Hohlkörpern der vorerwähnten Art dadurch gedämpft, daß
im Hohlraum ein Satz von Trägheitsscheiben untergebracht ist, die ein radiales Spiel
aufweisen und einzeln je zwischen zwei radial unbeweglichen Reibscheiben mit einstellbarem,
axialem Federdruck einer im Hohlraum angeordneten Schraubenfeder verspannt sind,
wobei durch die Schwingungen eine Relativbewegung zwischen den Reibscheiben und
den Trägheitsscheiben auftritt, so daß die zu dämpfenden Schwingungen über die Reibung
in Wärme umgewandelt werden. Um eine Anpassung an unterschiedliche Schwingungen
und damit eine Erweiterung des Wirkungsbereiches der Vorrichtung zu erreichen, ist
in der USA.-Patentschrift 2 960 189 vorgeschlagen worden, aufeinanderfolgende Trägheitsseheiben
unterschiedlich stark auszubilden, so daß sie deutlich voneinander verschiedene
Massen haben.
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Der Nachteil der Reibscheiben-Dämpfungsvorrichtungen ist vor allem
darin zu sehen, daß es zu einer starken Abnutzung an den zusammenwirkenden Reibflächen
kommt, wodurch sich die Eigenschaften der Dämpfungsvorrichtung laufend ändern und
zudem ein häufiges Nachstellen des Federdruckes erforderlich ist. Der zwischen den
Reibscheiben und den Trägheitsscheiben stattfindende Abrieb kann auch dazu führen,
daß die Trägheitsscheiben in ihrer radialen Beweglichkeit fixiert werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsdämpfer
zu schaffen, der die Nachteile der Reibscheiben-Dämpfungsvorrichtungen vermeidet
und in Werkzeugmaschinen und an zu bearbeitenden Werkstücken das Rattern und Schwingungen,
insbesondere selbsterregte Schwingungen, besser und exakter vermindern oder beseitigen
soll, und zwar innerhalb eines großen Frequenzbereiches mit unterschiedlichen Schwingungsarten.
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Diese Aufgabe wird mit der eingangs erwähnten Vorrichtung gemäß der
Erfindung dadurch gelöst, daß die Trägheitsscheiben mit ihren glatten Stirnflächen
unmittelbar aneinander anliegen, daß ferner der axiale Federdruck so gering bemessen
ist, daß die Trägheitsseheiben radiale Prallstöße auf die Hohlraumwand ausüben und
daß der Durchmesser und damit das Radialspiel einzelner Trägheitsscheiben von dem
der anderen Trägheitsscheiben abweicht.
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Im Gegensatz zu den Reibscheiben-Dämpfungseinrichtungen,
bei
denen die Trägheitsscheiben nicht gegen die Wandung des Werkstückes anstoßen, geht
die Erfindung im Prinzip von einem Pralldämpfer der in der schweizerischen Patentschrift
198 783 beschriebenen Art aus. Sie besteht jedoch nicht nur darin, daß an Stelle
einer kompakten Masse eine Mehrzahl von Trägheitsscheiben verwendet wird, bei welcher
die einzelnen Trägheitsscheiben mit glatten Stirnflächen aneinander anliegen und
der axiale Federdruck so gering bemessen ist, daß die Trägheitsscheiben radiale
Prallstöße auf die Hohlraumwand ausüben, sondern in Verbindung damit auch darin,
daß gleichzeitig der Durchmesser und damit das Radialspiel einzelner Trägheitsscheiben
von dem der anderen Trägheitsscheiben abweicht. Auf diese Weise wird erreicht, daß
die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung in einem weiten Frequenzbereich wirksam
ist, wobei im Gegensatz zu der technischen Lehre, wie sie in der USA.-Patenschrift
2 960 189 gegeben ist, die Massen der einzelnen Reibscheiben nur geringfügig voneinander
abweichen, so daß der Fachmann durch die letzterwähnte USA.-Patentschrift nicht
zu der erfindungsgemäßen Lehre angeregt werden konnte.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Trägheitsscheiben
mit mittigen Axiallöchern versehen, durch welche eine Stange hindurch verläuft,
wobei das Radialspiel zwischen der Stange und den einzelnen Axiallöchern größer
als das Radialspiel zwischen den einzelnen Trägheits- ; Scheiben und der Wand des
Hohlraums ist und an den Enden der Stange eine die zur Erzeugung der Vorspannung
dienende Feder und die Trägheitsscheiben zu einer einheitlichen Packung zusammenfassende
Halteeinrichtung vorgesehen ist. Hierbei können die Enden der Stange mit aufgeschraubten
Kopfhülsen versehen sein. Weiterhin ist es möglich, die Anordnung so auszubilden,
daß die von den Trägheitsscheiben gebildete Packung im Hohlraum längsbeweglich ist.
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Zweckmäßigerweise sind die Trägheitsscheiben in sogenannter zufälliger
Anordnung hinsichtlich ihrer unterschiedlichen Durchmesser im Hohlraum hintereinander
vorgesehen.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger in den F i g. 1 bis
5 der Zeichnung im Prinzip dargestellter und besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer mit einem erfindungsgemäßen
Schwingungsdämpfer versehenen =. Bohrstange, teilweise im Schnitt, F i g. 2 eine
vergrößerte Seitenansicht des Schwingungsdämpfers nach Fi g. 1, teilweise im Schnitt,
ohne die Bohrstange, F i g. 3 eine Seitenansicht einer abgeänderten Aus- ; führungsform
eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers, teilweise im Schnitt, die zum Dämpfen
der Schwingungen eines rohrförmigen Werkstückes dient, das zur Bearbeitung seiner
äußeren Oberfläche zwischen Drehbankspitzen eingespannt ist, c F i g. 4 eine Stirnansicht,
teilweise im Schnitt, die eine Vorrichtung zum Anbringen eines Schwingungsdämpfers
nach F i g. 3 in einem rohrförmigen Werkstück von großem innerem Durchmesser darstellt,
und F i g. 5 eine Teilansicht im Schnitt nach Linie V-V c der F i g. 4.
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Der Schwingungsdämpfer nach der Erfindung benötigt eine Längsbohrung
in dem Glied, dessen Quer-Schwingungen gedämpft werden sollen. In diese Bohrung
wird eine Vielzahl von Trägheitsscheiben eingebaut. Diese Scheiben können sich in
der Bohrung. radial derart bewegen, daß sie beim Schwingen des Cliedes an die Wand
der Bohrung mit sich wiederholenden Stößen anschlagen. Das radiale Spiel zwischen
den Scheiben und der Bohrung ist so bemessen, daß diese Stöße den Querschwingungen
des Gliedes entgegenwirken und sie dadurch dämpfen.
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Nach F i g. 1 und 2 weist eine Bohrstange 1 einen zylindrischen Teil
2 auf, der in einem üblichen Futter 3 sitzt und in einen vorstehenden, verjüngten
Teil 4 ausläuft. Das äußere Ende des vorstehenden Teiles ist mit einem Werkzeugkopf
5 versehen, an dem ein Schneidwerkzeug 6 angebracht ist. Wenn eine derartige Bohrstange
benutzt wird, um ein nicht dargestelltes Werkstück, z. B. einen Geschützlauf, auszubohren,
so können durch die verschiedenen, aufeinander einwirkenden Kräfte zwischen Schneidwerkzeug
und Werkstückoberfläche leicht Schwingungen verursacht werden. Treten solche Schwingungen
auf, so neigen sie dazu, auf die natürliche Schwingungsfrequenz der Bohrstange zu
kommen, wobei sie am äußeren Ende der Bohrstange am stärksten, am eingespannten
inneren Ende hingegen am schwächsten sind.
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Um solchen Schwingungen entgegenzuwirken, ist die Bohrstange, falls
sie nicht von vornherein hohl ist, mit zylindrischen Bohrungen 7 und 8 versehen,
die sich axial von ihrem inneren Ende bis zum Werk-. zeugkopf erstrecken. Die Bohrung
7 ist auf den aus dem Futter vorstehenden Teil der. Bohrstange begrenzt; sie besitzt
einen etwas kleineren Durchmesser als die Bohrung 8 und ist von ihr durch eine Abstufung
9 getrennt. Das äußere Ende der Bohrung 7 im Bereich des Werkzeugkopfes 5 ist geschlossen.
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In der Bohrung 7 sind eine Anzahl von Trägheits-Scheiben 10 angeordnet,
die vorzugsweise aus einem Metall hoher Dichte gefertigt sind, z. B. aus einer Legierung,
die im wesentlichen 90 % Wolfram und 10'% einer Nickel-Kopfer-Legierung enthält
und ein spezifisches Gewicht von etwa 17 aufweist. Der Durchmesser der Scheiben
ist etwas, vorzugsweise 2 bis 4 Tausendstel kleiner als der Durchmesser der Bohrung
7. In diesen ungefähren Grenzen können sich einige dieser Scheiben von anderen im
Durchmesser wünschenswert unterscheiden, so daß einige Scheiben in der Bohrung ein
etwas größeres Spiel haben als die anderen; diese Scheiben sind vorzugsweise in
etwas zufälliger Reihenfolge aneinandergereiht. In den Zeichnungen ist das Spiel
zwischen den Scheiben und der zylindrischen Wand der Bohrung zur Veranschaulichung
stark vergrößert dargestellt worden. Die Scheiben sitzen je mit einer mittleren
Axialbohrung 11 auf einer Stahlstange 12. Das Spiel zwischen den Scheiben und der
Stange ist größer als zwischen den Scheiben und der Bohrungswand 7. Auf das andere
Ende der Stange 12 ist ein Stahlflansch 13 aufgeschweißt, der auch die Form einer
Scheibe-haben kann und vorzugsweise von kleinerem Durchmesser als die Trägheitsscheiben
ist. Eine Schraubenfeder 14 ist auf das innere, mit einem Gewinde versehene Ende
der Stange aufgesetzt und zwischen der innersten Trägheitsscheibe und dem mit einem
Gevvinde versehenen Stellknopf 15 und Muttern 16,16 a verspannt. Der Federungsdruck
gegen die Scheiben ist ganz gering und soll gewährleisten, daß die Scheiben in zufälligen
Radialstellungen relativ zur Bohrungsachse
verbleiben, wenn die
Bohrstange für einen Augenblick zur Ruhe kommt. Die Axialflächen der Scheiben sind
flach und glatt geschliffen, so daß sie einander voll berühren. Je größer die Anzahl
der in der Bohrung befindlichen Trägheitsscheiben ist, um so stärker werden die
Schwingungen gedämpft. Jedoch ist eine obere Grenze für die Scheibenzahl festgelegt,
da sie sonst relativ zu ihrem Durchmesser zu dünn werden, um die gewünschten Trägheitsstöße
zu erzeugen.
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Die auf der Stahlstange sitzenden Trägheitsscheiben bilden eine Packung,
die die Bohrung 7 im wesentlichen ausfüllt und mit etwas axialer Bewegungsfreiheit
darin von einer Hülse 17 festgehalten wird, die in die angrenzende Bohrung 8 paßt
und sich mit ihrem inneren Ende an der Abstufung 9 abstützt. Das andere Ende der
Hülse 17 ist mit einem Stöpsel 18 verschlossen, der fest eingeschweißt sein
kann. Ein Dichtungsring 19 aus Gummi ist zwischen dem inneren Ende der Hülse und
einem Druckstück 20 mittels einer Schraubenmutter 21 verspannt, die
auf einen im Stöpsel 18 verankerten Stift 22 aufgeschraubt ist. Wenn der Dichtungsring
zusammengepreßt ist, so verschließt er nicht nur die Bohrungen 7 und 8 gegen den
Eintritt von Feuchtigkeit und Schmutz, sondern hält auch durch seine Reibung die
Hülse 17 in ihrer Lage in der Bohrung 8 fest.
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Es ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die
Radialbewegung der Trägheitsscheiben in der Bohrung nicht nennenswert durch irgendeinen
Reibungseingriff mit dem schwingenden Glied gehemmt wird, im Gegensatz zu anderen
verfügbaren Dämpfern, in denen die Schwingungsenergie des Gliedes in Wärme umgesetzt
wird, die durch eine Radialreibung zwischen den Trägheitsmassen und dem schwingenden
Glied oder zwischen Reibungsplatten erzeugt wird, die bezüglich des schwingenden
Gliedes radial fest angeordnet sind. In der bevorzugten, abgebildeten Ausführung
gibt es keinen radialen Reibungseingriff zwischen den Trägheitsscheiben und dem
schwingenden Glied oder irgendeinem anderen Teil, wie z. B. der Hülse 17, die bezüglich
des schwingenden Gliedes radial festgelegt ist. Die auf der Stange 12 sitzenden
Trägheitsscheiben sind als ganzer Satz in der sie aufnehmenden Bohrung radial völlig
frei beweglich, und jede einzelne Scheibe kann sich getrennt und unabhängig von
jeder anderen bewegen, sofern man davon absieht, daß zwischen anstoßenden Scheiben
selbst oder zwischen einer der Endscheiben und dem Flansch 13 oder der Feder 14
eine geringfügige Haftreibung auftreten kann. Die Scheiben dämpfen die Schwingungen
durch Stoß, d. h. durch Anprall an die Bohrungswand des schwingenden Gliedes, wenn
sich die Scheibe und die Bohrungswand in entgegengesetzten Richtungen bewegen. Solche
Stöße hemmen die Querbewegung des schwingenden Gliedes besonders wirksam, wenn die
Stöße dem schwingenden Glied im richtigen Augenblick verabfolgt werden. Ein derartiges
Ergebnis wird mit der vorliegenden Erfindung erzielt, teils wegen der Vielzahl der
Trägheitsscheiben, die mannigfache und nicht gleichzeitige Stöße verursacht, und
teils wegen ihrer begrenzten, gegenseitigen Abhängigkeit, die zusammen mit dem radialen
Spiel zwischen den Scheiben und der Bohrungswand das zeitliche Auftreten einzel-
i ner Stöße bestimmt und durch Einstellung der axialen Vorspannung der Belastungsfeder
verändert und den spezifischen Bedingungen angepaßt werden kann. Wie bereits erwähnt,
ist die axiale Belastung der Feder gerade ausreichend, um die Trägheitsscheiben
in ihren zufälligen radialen Stellungen in der Bohrung festzuhalten, wenn das schwingende
Glied momentan 5 in Ruhe ist. Der sich hieraus ergebende leichte Reibungswiderstand
für die Radialbewegung jeder Scheibe bezüglich der ihr unmittelbar benachbarten
Scheiben verbessert etwas die Dämpfwirkung der Vorrichtung, wahrscheinlich dadurch,
daß die Stöße einiger Scheiben gegen die Bohrungswand bezüglich der Stöße anderer
Scheiben geringfügig verzögert werden. Unter anderen Vorteilen wird durch eine derartige
Verzögerung die Möglichkeit vermindert, daß die Scheiben mit dem schwingenden Glied
in Phase kommen, was natürlich die Schwingungsweite vergrößern würde. Während die
Federbelastung der Trägheitsscheiben einige Scheiben veranlaßt, Energie aus der
Radialbewegung anderer Scheiben aufzunehmen und diese Energie in Wärme umzusetzen,
ist die so verzehrte Energiemenge auf die Trägheitsscheibenpackung beschränkt; zwar
werden hierdurch die Stoßkräfte gegen die Bohrungswand etwas vermindert, doch ist
diese Verminderung bedeutungslos und wird durch die Vorteile der verzögerten Stöße
aufgewogen.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene und dargestellte Zusammenstellung
der Trägheitsscheiben beschränkt. Zum Beispiel können nicht aufgereihte Scheiben
in der Bohrung des schwingenden Gliedes angeordnet und auf andere Weise darin unter
leichtem und verstellbarem Federdruck festgehalten werden. In diesem Fall können
die Scheiben ungelocht sein und durch eine Feder gegen die Stirnwand der Bohrung
gedrückt werden. Die Endscheibe liegt dann unter Reibung radial verschiebbar mit
der Stirnwand zusammen, und es tritt dann ein kleiner Energieverbrauch durch Reibung
zwischen jener Scheibe und dem schwingenden Glied ein, der nicht vorhanden ist,
wenn die Trägheitsscheiben aufgereiht sind. Jedoch wird bei einer Vielzahl von Scheiben
die Dämpfung durch die Reibung zwischen der Endscheibe und der Stirnfläche der Bohrung
nur sehr wenig beeinträchtigt; im wesentlichen wird die gesamte Dämpfung durch die
Stöße der Scheiben gegen die Bohrungswand erzielt.
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Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Tatsache ergibt, daß die Schwingungen
eines Gliedes erfindungsgemäß durch Stöße einer Vielzahl von Trägheitsscheiben gegen
die Wand einer in dem Glied befindlichen Bohrung gedämpft werden, ist der verminderte
Hysteresisverlust, d. h. eine kleinere Hysteresisschleife als bei Dämpfung durch
radiale Reibung zwischen vielen Scheiben und Reibungsflächen, die bezüglich des
schwingenden Gliedes radial festgelegt sind.
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Die vorliegende Erfindung kann auch zum Dämpfen von Schwingungen in
einem rohrförmigen Werkstück verwendet werden. Zum Beispiel ist in F i g. 3 eine
rohrförmige Stange 30 abgebildet, die zwischen Drehbankspitzen 31 eingespannt ist.
Diese Hohlstange wird von einer der Spitzen durch einen nicht dargestellten Mitnehmer
in Drehung versetzt, während ihre Außenfläche von einem ebenfalls nicht dargestellten
Schneidwerkzeug bearbeitet wird. Ungeachtet der Stabilität des Schneidwerkzeuges
treten bei diesem Arbeitsvorgang sehr leicht im Werkstück Schwingungen auf, insbesondere
dann, wenn sich das Schneidwerkzeug dem Mittelteil des Werkstücks
nähert.
Um solchen Schwingungen entgegenzuwirken, kann ein Satz Trägheitsscheiben, ähnlich
den in F i g. 2 abgebildeten, in die Bohrung 32 des rohrförmigen Werkstücks eingeschoben
werden, wobei die Scheiben im Durchmesser so bemessen sind, daß sie das richtige
Spiel mit der Bohrungswand haben. Da die Schwingungen in der Längsmitte des Werkstücks
am größten sind, ist es wünschenswert, die Trägheitsscheiben vornehmlich in diesem
Bereich anzuordnen. Um sie dort ohne Beeinträchtigung ihrer radialen Beweglichkeit
anordnen zu können, kann die Trägheitsscheibenpackung an ihren Enden mit rohrförmigen
Gehäusen 33 und 34 versehen sein, die einen kleineren Durchmesser als die Scheiben
aufweisen und sich fast bis zu den Drehbankspitzen an den Enden des Werkstücks erstrecken.
Zur Anbringung dieser Gehäuse wird die zuvor beschriebene Trägheitsscheibenpackung
nach F i g. 1 und 2 etwas abgeändert: An dem einen Ende ist ein Flansch 36 vorgesehen,
der denselben Zweck wie Flansch 13 in F i g. 1 und 2 erfüllt und einen verlängerten
Hals 37 aufweist. Eine Stange 36 ragt durch diesen Hals und ist an ihm angeschweißt.
Die Außenfläche dieses Halses ist mit einem Gewinde versehen, an dem das Gehäuse
33 verschraubt ist. Am anderen Ende der Trägheitsscheibenpackung hat der Stellknopf
39, der dem Knopf 15 in F i g. 1 und 2 entspricht, eine Ausnehmung 41, die die Schraubenfeder
aufnimmt, und einen verkürzten Halsteil 42 mit einem Gewinde, an dem das andere
Gehäuse 34 verschraubt ist. Gehäuse verschiedener Längen können vorgesehen sein,
um die Vorrichtung rohrförmigen Werkstücken verschiedener Größen anpassen zu können.
In Betrieb wirkt die Dämpfvorrichtung nach F i g. 3 in derselben Weise, wie dies
für die Vorrichtung nach F i g. 1 und 2 beschrieben wurde.
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Sollen die Schwingungen eines rohrförmigen Werkstücks von relativ
großem Innendurchmesser gedämpft werden, so kann man vorteilhaft die in F i g. 4
und 5 abgebildete Anpaßvorrichtung verwenden. Diese Vorrichtung 50 weist einen rohrförmigen
Mittelteil 51 mit einer Längenbohrung 52 auf, der konzentrisch im Werkstück 53 gelagert
ist. Der Mittelteil ist mit zwei radialen Stegen 53 versehen, die um 120° in Umfangsrichtung
versetzt liegen und an der Innenfläche des Werkstücks anliegen. Ein angelenkter
Nocken 56 ist oben auf der Vorrichtung 50 gelagert. Er hat einen Betätigungshebel
57, mit dem die Vorrichtung im Werkstück verriegelt und zentriert werden kann. Wenn
das Werkstück schwingt, so gerät auch die Anpaßvorrichtung in Schwingungen. In der
Bohrung 52 ist ein Satz 58 von aufgereihten Trägheitsscheiben angeordnet, wie dies
im Zusammenhang mit F i g. 1 und 2 schon beschrieben wurde. Die gleichen Teile sind
mit gleichen Ziffern bezeichnet. Dieser Scheibensatz ist in der Bohrung zwischen
einer auf die Vorrichtung 50 aufgeschweißten Endplatte 59 und einem Schraubstöpse161
eingespannt, der am anderen Ende der Bohrung eingeschraubt ist. Die Stange 12 ist
hier so lang, daß sie die axiale Bewegung des Scheibensatzes begrenzt. In dieser
Abänderung wird die Anpaßvorrichtung das -schwingende Glied, und da sie starr im
Werkstück gelagert ist, bleibt das Dämpfen der Schwingungen der Anpaßvorrichtung
gleichbedeutend mit dem unmittelbaren Dämpfen der Schwingungen des Werkstücks.
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Zur vorliegenden Erfindung gehört die Erkenntnis, daß die Schwingungen
mit einer Vielzahl von Trägheitsscheiben wirksamer gedämpft werden als von nur einer
oder mehreren Scheiben. Wenn etwa fünf oder mehr Scheiben verwendet werden, was
hier unter »Vielzahl von Scheiben« verstanden werden soll, so sind die Stöße einzelner
Scheiben wirksam, um komplexen harmonischen Unterschwingungen entgegenzuwirken,
was mit einer kleineren Anzahl von Trägheitsscheiben in der Bohrung des schwingenden
Gliedes nicht erreichbar ist. Diese Unterschwingungen sind das Ergebnis der in Wechselwirkung
stehenden Kräfte zwischen Werkzeug und Werkstück, die sich während des Bearbeitungsvorganges
ständig verändern. In einer bevorzugten Form der Erfindung weist die Bohrung des
schwingenden Gliedes einen Durchmesser auf, der dem halben Außendurchmesser des
Gliedes entspricht, ein Verhältnis, das die Steifheit des Gliedes nur um 6,25 %
vermindert. Ein Satz von 15 Trägheitsscheiben, der eine axiale Gesamtlänge von 5
bis 10 Bohrungsdurchmessern aufweist, ist in dieser Bohrung unter leichtem axialem
Druck angeordnet. Wegen der großen Scheibenzahl kann den komplexen subharmonischen
Schwingungen des Gliedes durch die in kurzen Zeitabständen an verschiedenen Stellen
auftretenden Stöße der einzelnen Scheiben sehr wirksam entgegengewirkt werden. Als
Ergebnis werden die Schwingungen des Gliedes raschgedämpft, was für Bohrstangen
und ähnliche Werkzeuge besonders erwünscht ist. Zum Beispiel besitzen Bohrstangen
aus Wolframkarbid, die besonders starr sind, normal einen sehr geringen Schwingungsabnahmebetrag,
der ihre anderen Vorteile bei gewissen Anwendungen beeinträchtigt. Als jedoch Bohrstangen
aus Wolframkarbid mit dem Schwingungsdämpfer nach der vorliegenden Erfindung ausgerüstet
wurden, wurden ihre Schwingungen wirkungsvoll gedämpft, und zwar mit schneller Abnahme
der Schwingungen. Eine weitere Offenbarung der vorliegenden Erfindung beruht auf
der Erkenntnis, daß die Trägheitsscheiben wirkungsvoll Schwingungen sowohl dann
dämpfen, -venn das schwingende Glied ortsfest ist, als auch, wenn es um seine Längsachse
rotiert. Ferner sind die Trägheitsscheiben, wenn sie auf eine Stange aufgereiht
sind, ein zusammenhängendes Bauelement, das aus der Bohrung des Gliedes leicht entfernt
werden kann, um gegen eine andere Vorrichtung ausgetauscht oder um in einem anderen
schwingenden Glied verwendet zu werden.