DE19638695A1

DE19638695A1 - Modularer Schwingungskraftgenerator und Verfahren zu dessen Betrieb

Info

Publication number: DE19638695A1
Application number: DE19638695A
Authority: DE
Inventors: Kenneth D Garnjost; Gonzalo J Rey
Original assignee: Moog Inc
Current assignee: Moog Inc
Priority date: 1995-09-21
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1997-04-24
Anticipated expiration: 2016-09-21
Also published as: US5903077A; JP3794764B2; DE19638695B4; GB9618759D0; GB2305488A; JPH09187729A; GB2305488B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von Schwingungskraftgeneratoren, und insbesondere einen verbes serten Schwingungskraftgenerator, der dazu eingesetzt werden kann, selektiv Gegenschwingungen zu erzeugen, um den Gesamt pegel der Schwingungen in einer Anordnung zu verringern.

Aktive Gegenschwingungsvorrichtungen wurden in Hubschraubern dazu verwendet, hohen Schwingungspegeln entgegenzuwirken und diese auszulöschen, welche vom Rotor auf den Rumpf übertragen wurden. In dem US-Patent Nr. 4 819 182 sind elektrohydrau lische Servobetätigungsglieder parallel zu federelastischen Montagevorrichtungen zwischen den Rotoren und dem Rumpf an geordnet und arbeiten so, daß sie das Getriebegehäuse in Trägheitsschwingungen versetzen, um Ausgleichskräfte zu er zeugen.

In anderen Hubschraubern kann es jedoch unpraktisch sein, federelastische Montagevorrichtungen zwischen den Rotoren und dem Rumpf vorzusehen. In derartigen Fällen kann es er forderlich sein, Massenelemente einzusetzen, die wahlweise in Schwingungen versetzt werden können, um die gewünschten Gegenschwingungen zu erzeugen. Diese Massenelemente können in dem Sinn "parasitär" sein, daß sie für nachts anderes als zur Erzeugung einer derartigen Gegenschwingung eingesetzt werden. Offensichtlich ist es wesentlich, daß das zusätzliche Gewicht derartiger Elemente auf ein Minimum begrenzt wird, während diese Elemente die erforderlichen Pegel der Schwin gungskraft erzeugen können müssen.

Die geregelte Erzeugung von Gegenschwingungskräften durch Trägheitsreaktion ist in der gleichzeitig anhängigen Anmel dung der Anmelder mit der US-Patentanmeldungs-Seriennummer 08/052474 angesprochen, die am 23. November 1993 eingereicht wurde. Bei der dort beschriebenen Vorrichtung werden servo getriebene Massen-Federsysteme an ihrer Resonanzfrequenz oder in deren Nähe betrieben, um starke Bewegungen der Mas sen, und daher große Kräfte, bei einem relativ geringen Ge wicht zu erzeugen. Die Krafterzeugungsfähigkeiten einer der artigen Vorrichtung können jedoch durch praktische Grenzen der Federbelastung eingeschränkt sein, die bei derartigen Massenbewegungen mit großer Amplitude hervorgerufen wird.

Höhere Massenbeschleunigungspegel können in der Praxis da durch erzielt werden, daß eine vorbestimmte Masse bei der gewünschten Schwingungsfrequenz exzentrisch gedreht wird, um einen sich drehenden Kraftvektor zu erzeugen. Es ist bekannt, zwei gegensinnig rotierende exzentrische Massen einzusetzen, um eine linear schwingende Kraft zu erzeugen, ähnlich wie jener, die durch eine Masse entwickelt wird, die auf einer Feder schwingt, durch Summierung zweier Drehvektoren. Die Orthogonalkomponenten dieser Vektoren addieren sich entlang einer Wirkungsrichtung, und gleichen sich im rechten Winkel zu dieser aus. Die Amplitudenregelung, die für Gegenschwin gungseinsätze erforderlich ist, macht es erforderlich, daß die Oszillationskraft, die durch ein zweites Paar sich im Gegensinn drehender exzentrischer Massen erzeugt wird, mit der entsprechenden Oszillationskraft vektorsummiert wird, die von einem ersten Paar erzeugt wird. Die resultierende Schwingungskraftamplitude kann von Null auf das Vierfache der Kraft eingestellt werden, die von einem einzelnen Rotor er zeugt wird, mit Hilfe einer einstellbaren Relativphasenrege lung. Eine mechanische Verwirklichung einer derartigen Vor richtung ist in dem US-Patent Nr. 3 208 292 beschrieben, wo bei zwei Paare sich im Gegenuhrzeigersinn drehender, exzen trischer Massen über eine einstellbare Differentialgetriebe anordnung mit einem gemeinsamen Antriebsmotor gekuppelt sind. Dieses Getriebe wird zur Änderung der Phasenbeziehung zwi schen den einzelnen Kräften verwendet, die von den Massen paaren erzeugt werden, um die Amplitude der sich ergebenden Vektorsummenkraft zu steuern oder zu regeln.

Eine ähnliche Vorrichtung, die eine Gruppe exzentrischer Rotoren verwendet, die jeweils von einem getrennten elektri schen Servomotor angetrieben werden, ist in dem US-Patent Nr. 5 005 439 beschrieben. Diese Vorrichtung erzeugt einen oszillierenden Kraftvektor in einer Ebene, der nicht nur be züglich der Amplitude, sondern auch bezüglich der Richtung gesteuert oder geregelt werden kann. Sie nutzt die Motordre hungswinkelregelung, kombiniert mit einer verschachtelten mechanischen Anordnung, um eine Vorrichtung zu erzeugen, die eine regelbare Oszillationskraft-Ausgangsleistung aufweist. Allerdings scheint diese Vorrichtung kompliziert, voluminös und schwierig auf einem Rumpf anbringbar zu sein.

Das US-Patent Nr. 5 347 884 der vorliegenden Anmelderin be schreibt ebenfalls sich drehende exzentrische Massen, die durch unabhängige elektrische Servomotoren mit einer abso luten Drehwinkelregelung angetrieben werden. Die Erfindung verwendet jedoch mehrere sich zusammen drehende exzentrische Massen zur Erzeugung eines sich drehenden Kraftvektors, und setzt ein sich drehendes Paar ein, um den Effekt einer Stö rung infolge eines Ungleichgewichts bei der Drehung in bezug auf den Rumpf auszugleichen. Die Bedeutung dieser Veröffent lichung besteht darin, die Vorteile getrennt geregelter, von Servomotoren angetriebener Motoren zu erläutern, welche die Montage einer Gruppe von Drehvektorvorrichtungen an wirksamen Orten auf einer Anordnung ermöglichen. Vergleiche ebenfalls die europäische Patentanmeldung Nr. 88 400 904.4, die am 18. Oktober 1989 veröffentlicht wurde.

Unter beispielhafter Bezugnahme auf die entsprechenden Teile, Abschnitte oder Oberflächen der beschriebenen Ausführungs form, wobei dies nur zur Erläuterung dient und nicht als ein schränkend verstanden werden soll, stellt die vorliegende Erfindung gemäß einer Zielrichtung einen verbesserten modu laren, sich im Gegensinn drehenden Kraftgenerator (10) mit exzentrischer Masse zur Verfügung, der dazu ausgebildet ist, auf einer Anordnung (11) angebracht zu werden, und der se lektiv so in Betrieb gesetzt wird, um eine geregelte Schwin gungskraft auf die Anordnung auszuüben. Der verbesserte Kraft generator weist im wesentlichen auf: mehrere Module (12, 12), die zur Anbringung auf der Anordnung- (11) ausgebildet sind, wobei jedes Modul im Betrieb so angeordnet ist, daß es eine individuelle Schwingungskraft (F₁, F₂) mit fester Amplitu de und einstellbarer Phase bei der Anordnung an voneinander beabstandeten Orten auf dieser erzeugt, und die einzelnen Kräfte kombiniert werden, um eine resultierende Schwingungs kraft (FR) mit regelbarer Amplitude auf die Anordnung einwirken zu lassen; sowie eine Servosteuer- oder -regelungs vorrichtung (13), die dazu ausgebildet ist, mit einem einzi gen sinusförmigen Steuer- oder Regelsignal versorgt zu wer den, und im Betrieb die Frequenz und die Phase der sich er gebenden Schwingungskraft (F_R) dazu veranlassen kann, gleich der Frequenz und der Phase des Steuer- oder Regelsignals zu werden, und die Amplitude der resultierenden Schwingungs kraft dazu veranlassen kann, proportional zur Amplitude des Steuer- oder Regelsignals zu sein.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung stellt die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Verringerung von außen angeregter Schwingungen in einer Anordnung (11) zur Verfügung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Anbringen mehrerer modularer, sich im Gegensinn drehender Kraftgeneratoren (12, 12) mit exzentrischer Masse auf der Anordnung an Punkten, die dazu fähig sind, bei der Erregerfrequenz in Schwingungen versetzt zu werden; Erzeugen von Signalen, welche dynamische Beschleunigungen repräsentieren, an mehreren Orten auf der Anordnung; Zuführen derartiger Signale zu einer Verarbei tungsvorrichtung, welche eindeutige Befehlssignale für jeden der Kraftgeneratoren erzeugt; und kontinuierliche Einstel lung der Größe und Phase der Schwingungskräfte, die von den Generatoren erzeugt werden, in Reaktion auf die Befehlssig nale, um so auf optimale Weise den Gesamtpegel der Schwin gungen der Anordnung bei der Erregerfrequenz zu verringern.

Der allgemeine Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht da her in der Bereitstellung eines verbesserten Kraftgenerators mit einer sich gegensinnig drehenden, exzentrischen Masse.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Bereitstellung eines derartigen verbesserten Kraftgenerators, der dazu ausgebil det ist, als Modul auf einer Anordnung angebracht zu werden.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Bereitstellung eines solchen Kraftgenerators, der dazu ausgebildet ist, selektiv eine regelbare Schwingungskraft an eine Anordnung anzulegen.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zum Verringern extern angeregter Schwingungen in einer Anordnung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch darge stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus denen - wie auch aus der voranstehenden Beschreibung - weitere Vor teile und Merkmale hervorgehen; dies soll von den beigefüg ten Patentansprüchen umfaßt sein. Es zeigt:

Fig. 1 eine seitliche Teilansicht in Richtung auf die Innenwand eines Hubschrauberrumpfes (wobei die In nenhaut entfernt ist), wobei zwei Krafterzeugungs module so dargestellt sind, daß sie in einer be stimmten Vertikalbeziehung zwischen Spanten des Rumpfes stehen;

Fig. 2 eine vertikale Teilschnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 eine vertikale Längsschnitt-Teilansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 2 des oberen Moduls;

Fig. 4 eine horizontale Längsschnitt-Teilansicht entlang der Linie 4-4 von Fig. 3;

Fig. 5 eine vertikale Querschnitts-Teilansicht entlang der Linie 5-5 von Fig. 3; und

Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild der Servosteuer vorrichtung zum Steuern oder Regeln des Betriebs der beiden Module.

Zunächst wird darauf hingewiesen, daß gleiche Bezugszeichen dieselben Bauteile, Abschnitte oder Oberflächen in konsisten ter Weise in sämtlichen Zeichnungsfiguren bezeichnen sollen, da derartige Elemente, Abschnitte oder Oberflächen in der Be schreibung weiter geschildert oder erläutert werden können, zu welcher die nachstehende detaillierte Beschreibung gehört. Falls nicht ausdrücklich anders angegeben, sollen die Zeich nungen (beispielsweise in bezug auf Schraffur, Anordnung von Teilen, Verhältnisse, Ausmaße, usw.) zusammen mit der Be schreibung gelesen werden, und werden als Abschnitt der ge samten Beschreibung der vorliegenden Erfindung angesehen. Begriffe wie "horizontal", "vertikal", "links", "rechts", "oben" und "unten", und ebenso ihre Adjektiv- und Adverbial formen (beispielsweise "in Horizontalrichtung", "nach rechts", "nach oben", usw.) bezeichnen einfach die Orientierung der dargestellten Anordnung, wenn die jeweilige Figur dem Leser gegenüberliegt. Entsprechend beziehen sich die Begriffe "ein wärts" und "auswärts" auf die Orientierung einer Oberfläche in bezug auf ihre Längsachse bzw. Drehachse.

Wie nunmehr aus den Zeichnungen hervorgeht, insbesondere aus den Fig. 1 und 2, stellt die vorliegende Erfindung in ihrer allgemeinen Form einen verbesserten modularen Kraftgenerator mit sich gegensinnig drehen den Massen zur Verfügung, der ins gesamt durch die Bezugsziffer 10 bezeichnet ist, und zur An bringung auf einer Anordnung ausgebildet ist, beispielsweise dem Rumpf 11 eines Hubschraubers, und der dazu ausgebildet ist, selektiv eine steuer- oder regelbare Schwingungskraft auf den Rumpf auszuüben. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Kraftgenerator dazu ausgebildet, eine Gegenschwingung auf den Rumpf zu übertragen, um den Schwingungen, die von dem Rotor (nicht gezeigt) auf den Rumpf übertragen werden, ent gegenzuwirken und diese im wesentlichen auszugleichen.

Der verbesserte Kraftgenerator 10 weist allgemein mehrere Module auf, von denen mehrere mit dem Bezugszeichen 12 be zeichnet sind, und die zur Anbringung auf der Anordnung aus gebildet sind, sowie eine Servosteuervorrichtung, die insge samt mit dem Bezugszeichen 13 (Fig. 6) bezeichnet ist. Jedes Modul ist im Betrieb so angeordnet, daß es eine individuelle Schwingungskraft mit fester Amplitude und variabler Phase an dem Rumpf am jeweiligen Ort des Moduls erzeugt. Hierbei sind in den Fig. 1 und 2 zwei Module so dargestellt, daß sie in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sind. Diese ein zelnen Kräfte vereinigen sich daher, um eine sich ergebende Schwingungskraft mit steuer- oder regelbarer Amplitude in bezug auf die Anordnung zu erzeugen.

Wie am deutlichsten aus Fig. 6 hervorgeht, ist die Servo steuer- oder -regelungsvorrichtung 13 dazu ausgebildet, mit einem einzigen sinusförmigen Steuer- oder Regelsignal ver sorgt zu werden, und kann die Frequenz und die Phase der sich ergebenden resultierenden Schwingungskraft so auswählen, daß diese identisch zur Frequenz bzw. Phase des Steuer- oder Regelsignals sind, und kann die Amplitude der resultierenden Schwingungskraft so wählen, daß sie proportional zur Ampli tude des Steuer- oder Regelsignals ist.

In den Fig. 1 und 2 ist der Hubschrauberrumpf so dargestellt, daß er mehrere in horizontaler Richtung voneinander beabstan dete, vertikale Spanten aufweist, von denen mehrere mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet sind, und mit mehreren Sitzen (die gestrichelt dargestellt und mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet sind) versehen ist, die auf dem Rumpfboden sitzen. Weiterhin weist der dargestellte Rumpf mehrere Fenster auf, von denen mehrere mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet sind. Der Abstand zwischen den Spanten wird durch mehrere dazwi schen angeordnete, mit ihrer Längsrichtung horizontal ange ordnete und vertikal voneinander beabstandete Längsverstei fungsträger aufrechterhalten.

Wie besonders deutlich aus den Fig. 3 bis 5 hervorgeht, weist jedes Modul 12 ein Paar mit einer Verzahnung versehener ex zentrischer Massen 20, 21 auf, die drehbeweglich innerhalb einer Kammer 22 gelagert sind, die in einem Gehäuse 16 vor besehen ist. Das Gehäuse 16 ist als in horizontaler Richtung längliches, im wesentlichen rechteckiges Teil dargestellt, welches einen sich nach außen erstreckenden Umfangsflansch 18 aufweist, in welchem mehrere Montagelöcher vorgesehen sind, von denen einige mit dem Bezugszeichen 19 bezeichnet sind. In dem Gehäuse sind zwei rohrförmige Halterungswellen angeordnet, die mit dem Bezugszeichen 23 bzw. 24 bezeichnet sind. Die exzentrische Masse 20 ist über ein Rollenlager 25 drehbeweglich um eine rohrförmige Nabe 23 gelagert. Entspre chend ist die exzentrische Masse 21 drehbeweglich um eine rohrförmige Nabe 24 über ein weiteres Rollenlager gelagert, das wiederum mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet ist. Die dezentrierte Masse ist mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet.

Ein Motor, der insgesamt mit 28 bezeichnet ist, ist im Be trieb innerhalb der linken Nabe 23 angeordnet. Dieser Motor weist einen Läufer 29 auf, der von einer Wicklung 30 umgeben ist, und weist eine drehbare Abtriebswelle 31 auf. Ein Dreh zapfen 32 ist auf der Abtriebswelle 31 angebracht, und steht mit zwei Mitläuferzahnrädern im Eingriff, von denen einige mit dem Bezugszeichen 33 an den der Uhrzeit 3.00 Uhr und 9.00 Uhr entsprechenden Positionen dargestellt sind (Fig. 4).

Diese Mitläuferzahnräder stehen im Eingriff mit einem Hohl rad 34 auf der exzentrischen Masse 20. Daher kann der Motor 28 selektiv in Betrieb gesetzt werden, daß er die Abtriebs welle und das Ritzel 32 zur Drehung veranlaßt. Dies ruft ei ne entsprechende Drehung- der Mitläuferzahnräder 33, 33 her vor, und veranlaßt darüber hinaus die exzentrische Masse 20 zu einer Drehung um die Achse der Nabe 23. Die exzentrischen Massen 20, 21 weisen Umfangsverzahnungen 35, 35 auf, die mit einander im ständigen Eingriff stehen. Die Drehung der linken Masse 20 ruft daher eine entsprechende gegenläufige Drehung der rechten Masse 21 hervor. Die Exzentrizitäten der Massen sind normalerweise um 180° gegeneinander versetzt. Der Motor 28 veranlaßt daher die exzentrischen Massen 20, 21, die durch die Verzahnungen 35, 35 gekuppelt sind, zu einer gegenläufi gen Drehung in bezug aufeinander. Die beiden Module sind ver tikal voneinander beabstandet angeordnet, so daß sie jeweili ge Kräfte erzeugen, die in vertikaler Richtung wirken, jedoch nicht in horizontaler Richtung, im wesentlichen in derselben Ebene.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ward ein sinusförmiges Steuer- oder Regelsignal, welches eine Amplitude A und einen Phasenwinkel Θ aufweist, zuerst einem Signalprozessor 36 zugeführt. Die ser erzeugt zwei Ausgangssignale, Θ - α bzw. Θ + α. Das erste dieser Signale wird als positive Eingangsgröße einem Summierpunkt 38 zugeführt. Das Fehlersignal von dem Summier punkt 38 wird dann einem Verstärker 39 und daraufhin dem Mo tor 28 des ersten Moduls 12 zugeführt. Die exzentrischen Mas sen 20, 21 drehen sich im Gegensinn, so daß sie eine oszil lierende Vertikalkraft F₁ erzeugen, die einen Phasenwinkel von Θ - α aufweist. Die Winkelposition der exzentrischen Mas sen wird durch einen Positionswandler oder Drehmelder 40 überwacht, der ein Gegenkopplungssignal über die Leitung 41 dem Summierpunkt 38 zuführt.

Der Signalprozessor erzeugt darüber hinaus ein zweites Sig nal, Θ + α, welches als positive Eingangsgröße einem zweiten Summierpunkt 38′ zugeführt wird. Das Fehlersignal von dem Summierpunkt 38′ wird einem Motortreiberverstärker 39′ zuge führt, und dann dem Motor 28′ eines zweiten Modul 12′. Der Motor 28′ veranlaßt die exzentrischen Massen 20′, 21′ zu ei ner Drehung, wobei wiederum eine Vertikalkraft F₂ erzeugt wird. Wogegen die Kraft F₁ einen Offset um einen Phasenwin kel von Θ - α aufwies, weist die Kraft F′ einen Offset gegenüber dem Ursprung um einen Phasenwinkel von Θ + α auf. Die Position der beiden exzentrischen Massen 20′, 21′ wird durch einen Drehmelder 40′ bestimmt, der ein Gegenkopplungs signal über die Leitung 41′ dem Summierpunkt 36′ zuführt.

Der erfindungsgemäße Kraftgenerator ist dazu ausgebildet, auf eine Anordnung angebracht zu werden, um selektiv eine steuer- oder regelbare Schwingungskraft auf die Anordnung auszuüben. Der Kraftgenerator weist mehrere (beispielsweise zwei oder mehr) Module auf, die zur Anbringung auf der Anordnung aus gebildet sind. Jedes Modul ist im Betrieb so angeordnet, daß es an beabstandeten Orten eine individuelle Schwingungskraft mit fester Amplitude und variabler Phase erzeugt. Die einzel nen Kräfte vereinigen sich, so daß eine resultierende Schwin gungskraft mit steuer- oder regelbarer Amplitude auf die An ordnung einwirkt. Der verbesserte Kraftgenerator gemäß der Erfindung weist weiterhin eine Servosteuervorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, mit einem einzigen sinusförmigen Steuer- oder Regelungssignal versorgt zu werden, und welche die Frequenz und Phase der -resultierenden Schwingungskraft so ausbilden kann, daß sie gleich der Frequenz bzw. Phase des Steuersignals sind, und welche die Amplitude der resul tierenden Schwingungskraft dazu veranlassen kann, daß sie proportional zur Amplitude des Steuer- oder Regelungssignals ist.

Im Gebrauch stellt die Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Verringern von außen angeregter Schwingungen in einer Anordnung zur Verfügung, wobei das Verfahren folgende Schrit te aufweist: Anbringen mehrerer modularer Kraftgeneratoren mit sich gegenläufig drehenden exzentrischen Massen auf der Anordnung an Punkten, die durch die Erregerfrequenz in Schwin gungen versetzt werden können; Erzeugen von Signalen, welche dynamische Beschleunigungen und mehrere Orte auf der Anord nung repräsentieren; Anlegen dieser Signale an Verarbeitungs vorrichtungen, welche eindeutige Sollwert-Signale für jeden der Kraftgeneratoren erzeugen; und kontinuierliches Einstel len der Größe und Phase der Schwingungskräfte, die von den Generatoren erzeugt werden, in Reaktion auf die Sollwert- Signale, um so optimal den Gesamtpegel der Schwingungen der Anordnung bei der Erregerfrequenz zu verringern. Die Module können auf der Anordnung so angebracht werden, daß sie eine Horizontalkraft erzeugen, oder eine Kraft, die sowohl Hori zontal- als auch Vertikalkomponenten aufweist. Die beiden Module müssen nicht notwendigerweise jeweilige Kräfte in ei ner gemeinsamen Ebene erzeugen. Alternativ hierzu können sie je nach Wunsch Seite an Seite angeordnet werden. Darüber hin aus könnte jedes Modul mit zwei getrennten Motoren versehen sein, von denen jeder seine eigene exzentrische Masse an treibt, statt daß ein einzelner Motor zwei gekuppelte Massen antreibt.

Selbstverständlich lassen sich zahlreiche Änderungen und Modi fikationen vornehmen. Die Anordnung der exzentrischen Massen läßt sich leicht abändern. Zwar wurde hier geschildert, daß die beiden Massen über eine Verzahnung am Umfang miteinander gekuppelt sind, wobei ein einzelnen Elektromotor beide Massen antreibt, läßt sich diese Anordnung abändern oder modifizie ren. Auch das Gehäuse kann andere Formen und Abmessungen an nehmen als voranstehend beschrieben wurde.

Zwar wurde die momentan bevorzugte Ausführungsform des ver besserten modularen Schwingungskraftgenerators gezeigt und beschrieben, und wurden in dieser Hinsicht verschiedene Ab änderungen diskutiert, jedoch werden Fachleuten auf diesem Gebiet verschiedene zusätzliche Änderungen und Modifikationen auffallen, die vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie sich aus der Gesamt heit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben und von den beigeführten Patentansprüchen umfaßt sein sollen.

Claims

1. Modularer Kraftgenerator mit gegenläufigen exzentrischen Massen, der zur Anbringung auf einer Anordnung ausgebildet ist, um auf diese selektiv eine steuerbare Schwingungs kraft auszuüben, mit:
mehreren Modulen, die zur Anbringung auf der Anordnung ausgebildet sind, wobei jedes Modul im Betrieb so angeord net ist, daß es eine individuelle Schwingungskraft mit fester Amplitude und variabler Phase auf die Anordnung an beabstandeten Orten auf dieser ausübt, und sich die einzelnen Kräfte vereinigen, um eine resultierende Schwin gungskraft mit steuerbarer Amplitude auf die Anordnung einwirken zu lassen; und
einer Servosteuervorrichtung, die dazu ausgebildet ist, mit einem einzigen sinusförmigen Steuersignal versorgt zu werden, und dazu ausgebildet ist, die Frequenz und Phase der resultierenden Schwingungskraft so auszubilden, daß diese gleich der Frequenz und Phase des Steuersignals sind, und dazu ausgebildet ist, die Amplitude der resultieren den Schwingungskraft so auszubilden, daß diese proportio nal zur Amplitude des Steuersignals ist.

2. Modularer Kraftgenerator mit gegenläufigen exzentrischen Massen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Modul ein Gehäuse aufweist, welches dazu ausgebildet ist, eine Schwingungskraft auf die Anordnung zu übertragen, zwei Läufer, die drehbar auf dem Gehäuse angebracht sind, wobei jeder Läufer einen exzentrischen Schwerpunkt auf weist, eine Kupplungsvorrichtung, die zwischen den Läufern wirkt, um die Läufer zu einer Drehung in entgegengesetz ten Winkelrichtungen mit einer festen Winkelphasenbezie hung zu veranlassen, und zumindest einen Motor, der auf dem Gehäuse- angebracht ist, um die Läufer zu drehen.

3. Modularer Kraftgenerator mit gegenläufigen exzentrischen Massen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer identisch sind.

4. Modularer Kraftgenerator mit gegenläufigen exzentrischen Massen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung miteinander kämmende Verzahnungen auf den Läufern aufweist.

5. Modularer Kraftgenerator mit gegenläufigen exzentrischen Massen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor innerhalb eines der Läufer angeordnet ist.

6. Modularer Kraftgenerator mit gegenläufigen exzentrischen Massen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine Abtriebswelle aufweist, die konzentrisch zur Drehachse des zugehörigen Läufers angeordnet ist.

7. Modularer Kraftgenerator mit gegenläufigen exzentrischen Massen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Elektromotor ist.

8. Modularer Kraftgenerator mit gegenläufigen exzentrischen Massen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Winkelpositionswandler vorgesehen ist, der so angeordnet ist, daß er die absolute Winkelposition eines der Läufer bestimmt, und diese gemessene Winkelposition als Rückkopp lungssignal zur Verfügung stellt.

9. Modularer Kraftgenerator mit gegenläufigen exzentrischen Massen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Servosteuervorrichtung einen zum Antrieb des Motors aus gebildeten Leistungsverstärker aufweist, und weiterhin mit einer Positionsrückkopplungsschleife versehen ist, welche den Verstärker und den Motor umschließt, so daß ein Fehlersignal zwischen dem Sollwert-Signal und dem Rückkopplungssignal auf einen Wert in Richtung Null ge bracht wird.

10. Modularer Kraftgenerator mit gegenläufigen exzentrischen Massen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Servosteuervorrichtung weiterhin eine Signalverarbeitungs vorrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, im Be trieb Sollwert-Signale für jede der Positionsrückkopp lungsschleifen in Abhängigkeit von dem Steuersignal zur Verfügung zu stellen.

11. Modularer Kraftgenerator mit gegenläufigen exzentrischen Massen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das einem-Modul zur Verfügung gestellte Sollwert-Signal sich bezüglich der Phase von dem Sollwert-Signal unterscheidet, welches dem anderen Modul zur Verfügung gestellt wird.

12. Modularer Kraftgenerator mit gegenläufigen exzentrischen Massen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer so ausgebildet sind, daß sie um parallele Achsen gedreht werden, wobei die feste Winkelphasenbeziehung so ist, daß das Modul eine Schwingungskraft erzeugt, die entlang einer Linie senkrecht zu einer Ebene wirkt, wel che die Läuferachsen enthält.

13. Verfahren zur Verringerung von außen angeregter Schwin gungen in einer Anordnung mit folgenden Schritten:
Anbringen mehrerer modularer Kraftgeneratoren mit gegen läufigen exzentrischen Massen auf der Anordnung an Punk ten, welche bei der Erregerfrequenz in Schwingungen ver setzt werden können;
Erzeugen von Signalen, welche dynamische Beschleunigungen repräsentieren, an mehreren Orten auf der Anordnung;
Zuführen dieser Signale zu Verarbeitungsvorrichtungen, welche eindeutige Sollwert-Signale für jeden der Kraft generatoren erzeugen; und
kontinuierliches Einstellen der Größe und Phase der Schwingungskräfte, die von den Generatoren erzeugt werden, in Abhängigkeit von den Sollwert-Signalen, um so optimal den Gesamtpegel der Schwingungen der Anordnung bei der Erregerfrequenz zu verringern.