DE202005019949U1

DE202005019949U1 - Vibration damper, has mass damper body supported over spring, and interspace definition unit which proceeds parallel to spring arrangement between mass damper body and base, where length of unit is variable

Info

Publication number: DE202005019949U1
Application number: DE200520019949
Authority: DE
Original assignee: ERAS Entwicklung and Realisation adaptiver Systeme GmbH
Current assignee: ERAS Entwicklung and Realisation adaptiver Systeme GmbH
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2015-12-22

Abstract

The damper has a mass damper body (2) supported over a spring arrangement at a base, where a clearance of balance point of the body from the base is variable. The arrangement is arranged symmetrically around a pressure and/or tight connection interspace definition unit (11). The definition unit proceeds parallel to the arrangement between the mass damper body and the base, where the length of the unit is variable.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungstilger mit variabler Tilgereigenfrequenz und den Merkmalen des Schutzanspruchs 1.The The invention relates to a vibration damper with variable Tilgereigenfrequenz and the features of claim 1.

STAND DER TECHNIKSTATE OF TECHNOLOGY

Ein Schwingungstilger mit variabler Tilgereigenfrequenz und mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1 ist aus der DE 100 52 884 A1 bekannt. Hier stützt sich eine Tilgermasse über eine Federanordnung aus Elastomerwerkstoff an einer Basis ab. Die Tilgermasse ist teleskopierbar, d. h. sie ist zweiteilig, wobei ein Teil an die Federanordnung aus Elastomerwerkstoff angebunden ist und der andere Teil von der Basis weg ausfahrbar ist, indem ein Zwischenraum zwischen den beiden Teilen hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagt wird. Hierdurch verlagert sich der Schwerpunkt der Tilgermasse von der Basis weg. Auf diese Weise wird die Tilgereigenfrequenz des bekannten Schwingungstilgers für Kippschwingungen gegenüber der Basis reduziert. Als nachteilig ist hierbei zu sehen, dass die Führung der beiden Teile der Tilgermasse aneinander durch die Kippschwingungen der Tilgermasse stark belastet wird und dass der mit der Tilgereigenfrequenz des bekannten Schwingungstilgers abdeckbare Frequenzbereich für viele Anwendungen, in denen eine Schwingungsanregung mit variabler Frequenz gedämpft werden soll, nicht ausreichend ist.A vibration damper with variable Tilgereigenfrequenz and with the features of the preamble of claim 1 protection is from the DE 100 52 884 A1 known. Here, an absorber mass is supported by a spring arrangement of elastomer material on a base. The absorber mass is telescopic, ie it is in two parts, wherein one part is connected to the spring assembly of elastomeric material and the other part of the base is retractable by a gap between the two parts is applied hydraulically or pneumatically. As a result, the center of gravity of the absorber mass shifts away from the base. In this way, the Tilgereigenfrequenz the known vibration absorber for tilting vibrations relative to the base is reduced. A disadvantage here is to see that the leadership of the two parts of the absorber mass is heavily loaded by the tilting vibrations of the absorber mass and that the coverable with the Tilgereigenfrequenz of the known vibration absorber frequency range for many applications in which a vibration excitation variable frequency is to be damped is not enough.

AUFGABE DER ERFINDUNGTASK OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungstilger mit den Merkmalen der Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1 aufzuzeigen, der von seiner Grundkonstruktion her störungsunanfällig ist und das Potential aufweist, mit seiner Tilgereigenfrequenz über besonders große Frequenzbereiche abstimmbar zu sein.Of the Invention is based on the object with a vibration damper show the features of the preamble of claim 1, which is susceptible to interference from its basic construction and the potential has, with its Tilgereigenfrequenz over particularly large frequency ranges to be tuned.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des unabhängigen Schutzanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des neuen Schwingungstilgers sind in den abhängigen Schutzansprüchen 2 bis 11 beschrieben.The The object of the invention is achieved by a vibration damper with Characteristics of the independent Protection claim 1 solved. Preferred embodiments of the new vibration absorber are in the dependent claims 2 to protection 11 described.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION THE INVENTION

Bei dem neuen Schwingungstilger verläuft parallel zu der Federanordnung zwischen der Tilgermasse und der Basis ein druck- und/oder zugfestes Abstandsdefinitionselement, dessen Länge variierbar ist. Mit einem druckfesten Abstandsdefinitionselement kann dabei der Grundabstand der Tilgermasse und damit derjenige ihres Schwerpunkts von der Basis erhöht werden, indem die Länge des Abstandsdefinitionselements mit der Abstimmeinrichtung erhöht wird. Hierdurch wird die Tilgereigenfrequenz des Schwingungstilgers verringert. Umgekehrt kann mit einem zugfesten Abstandsdefinitionselement der Grundabstand der Tilgermasse und damit derjenige ihres Schwerpunkts von der Basis verringert werden, indem die Abstimmeinrichtung die Länge des Abstandsdefinitionselements verringert. Hierdurch wird die Tilgereigenfrequenz des Schwingungstilgers erhöht. Vorzugsweise ist das Abstandsdefinitionselement sowohl druck- als auch zugfest, wobei dies nicht zwingend bedeutet, dass eine Abstimmeinrichtung die Federanordnung zwischen der Tilgermasse und der Basis wechselweise sowohl auf Zug als auch auf Druck belastet. Vielmehr kann auch bei einem druck- und zugfesten Abstandsdefinitionselement eine ausschließliche Belastung der Federanordnung zwischen der Tilgermasse und der Basis auf Druck mit dem Abstandsdefinitionselement vorgesehen sein.at The new vibration absorber runs parallel to the spring assembly between the absorber mass and the base pressure and / or tensile distance definition element whose length can be varied is. With a pressure-resistant distance definition element can thereby the base distance of the absorber mass and thus that of its center of gravity increased from the base be by the length of the distance definition element is increased with the tuner. As a result, the Tilgereigenfrequenz the vibration is reduced. Conversely, with a tensile distance definition element, the base distance the absorber mass and thus that of its center of gravity from the base be reduced by the tuner the length of the Distance definition element reduced. As a result, the Tilgereigenfrequenz of the vibration absorber increased. Preferably, the distance definition element is both pressure- and also tensile, but this does not necessarily mean that a tuning device the spring assembly between the absorber mass and the base alternately loaded both on train and on pressure. Rather, can also be at a pressure and tensile distance definition element an exclusive burden the spring assembly between the absorber mass and the base on pressure with be provided to the distance definition element.

Bei dem neuen Schwingungstilger kann die Federanordnung rotationssymmetrisch um das Abstandsdefinitionselement herum angeordnet sein, um in allen zu dem Abstandsdefinitionselement senkrechten Richtungen möglichst gleiche Eigenschaften des Schwingungstilgers bereitzustellen. Es ist aber auch möglich, den neuen Schwingungstilger für unterschiedliche Richtungen der Kippschwingungen der Tilgermasse gegenüber der Basis gezielt unterschiedlich auszulegen.at the new vibration absorber, the spring assembly can be rotationally symmetrical around the distance definition element to be around in all directions as perpendicular to the distance definition element as possible to provide the same properties of the vibration absorber. It but it is also possible the new vibration absorber for different directions of the tilting vibrations of the absorber mass across from the base purposefully interpreted differently.

Der Effekt der Variation der Tilgereigenfrequenz des neuen Schwingungstilgers durch eine Variation der Länge des Abstandsdefinitionselements mit der Abstimmeinrichtung ist besonders groß, wenn die Federanordnung mindestens eine Feder aufweist, die sich nur dann, wenn der Grundabstand einen Grenzabstand unterschreitet, an der Tilgermasse und der Basis abstützt. Diese Feder ist also nur dann zwischen der Tilgermasse und der Basis wirksam, wenn der Grundabstand den Grenzabstand unterschreitet. Solange der Grundabstand oberhalb des Grenzabstands liegt, beeinflusst diese Feder die Tilgereigenfrequenz des neuen Schwingungstilgers nicht. Ab der Unterschreitung des Grenzabstands mit dem Grundabstand erhöht sie die Tilgereigenfrequenz des neuen Schwingungstilgers hingegen deutlich. Mit anderen Worten tritt ein Sprung in der Tilgereigenfrequenz bei dem Grenzabstand auf, wenn der Verlauf der Tilgereigenfrequenz über dem Grundabstand der Tilgermasse von der Basis betrachtet wird.Of the Effect of varying the natural absorption frequency of the new vibration absorber by a variation of the length The distance definition element with the tuner is particularly large when the Spring arrangement comprises at least one spring, which only then, if the basic distance falls below a threshold distance, at the Absorber mass and the base is supported. This spring is only between the absorber mass and the base effective if the basic distance falls below the limit distance. As long as the base distance is above the limit distance, influenced this spring does not mean that the natural vibration frequency of the new vibration absorber. From below the limit distance with the base distance, it increases the Tilgereigenfrequenz of the new vibration absorber, however, clearly. In other words, a jump in the Tilgereigenfrequenz occurs the limit distance, if the course of the Tilgereigenfrequenz over the Base distance of the absorber mass is considered from the base.

Die Federanordnung kann mindestens eine aus Federstahldraht gewickelte oder gewundene Druckfeder aufweisen. Ein Schwingungstilger mit derartigen Stahlfedern weist eine vergleichsweise geringe Dämpfung und damit eine vergleichsweise scharfe Tilgereigenfrequenz auf. Da die Tilgereigenfrequenz des neuen Schwingungstilgers jedoch abstimmbar ist, ist dies eher von Vorteil, weil auf diese Weise die Dämpfung der Basis mit dem neuen Schwingungstilger bei der Tilgereigenfrequenz besonders ausgeprägt ist.The spring arrangement may have at least one compression spring wound or wound from spring steel wire. A vibration damper with such steel springs has a comparatively low attenuation and thus a comparatively sharp Tilgereigenfrequenz. Since the Tilgereigen However, the frequency of the new vibration absorber is tunable, this is more advantageous because in this way the damping of the base with the new vibration absorber at the Tilgereigenfrequenz is particularly pronounced.

Die Federanordnung des neuen Schwingungstilgers kann aber auch mindestens eine Elastomerfeder aufweisen. Eine Elastomerfeder weist eine ausgeprägte innere Dämpfung auf. Diese kann vorteilhaft genutzt werden, um der Tilgermasse Bewegungsenergie zu entziehen, auch wenn dies nicht ohne Einfluss auf die Schärfe der Tilgereigenfrequenz ist (s. o.). Eine Elastomerfeder ist bei dem neuen Schwingungstilger besonders für die Ausbildung einer solchen Feder geeignet, die sich erst bei Unterschreitung eines Grenzabstands sowohl an der Basis als auch an der Tilgermasse abstützt, weil eine solche Elastomerfeder, solange sie mit ihrem einen Ende noch frei ist, nicht zu unkontrollierten Schwingungen angeregt wird, und weil eine solche Elastomerfeder beim Erreichen des Grenzabstands zwischen der Tilgermasse und der Basis vergleichsweise weich an dem Bauteil aufsetzt, an dem sie sich bislang nicht abgestützt hat.The But spring arrangement of the new vibration absorber can also at least have an elastomeric spring. An elastomer spring has a pronounced inner damping on. This can be used to advantage to the absorber mass kinetic energy even if this does not affect the sharpness of the Tilgereigenfrequenz is (see above). An elastomeric spring is in the new vibration absorber especially for the training of such Suitable spring, which only when falling below a threshold distance supported both at the base and at the absorber mass, because such an elastomeric spring as long as it still has one end is free, not excited to uncontrolled vibrations, and because such an elastomer spring when reaching the limit distance between the absorber mass and the base comparatively soft the component on which she has not supported so far.

Für das Variieren der Länge des Abstandsdefinitionselements ist vorzugsweise ein an dem Abstandsdefinitionselement angreifender Aktuator vorgesehen, der Teil der Tilgermasse ist, um die tote Masse des Tilgers einschließlich der Abstimmeinrichtung möglichst klein zu halten.For varying the length The distance definition element is preferably one on the distance definition element Actuator provided, which is part of the absorber mass, around the dead mass of the absorber including the tuner preferably to keep small.

Der Aktuator kann konkret ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder sein, der Druck bzw. Zug auf das Abstandsdefinitionselement ausübt. Wenn das Abstandsdefinitionselement ein Zugseil aufweist, d. h. biegeweich ist, kann das Abstandsdefinitionselement an der Basis und der Tilgermasse befestigt sein, ohne die Kippschwingungen der Tilgermasse gegenüber der Basis zu behindern.Of the Actuator can specifically a hydraulic or pneumatic cylinder be that exerts pressure or train on the distance definition element. If the distance definition element has a pull rope, d. H. to bending For example, the gap definition element may be attached to the base and the absorber mass be without the tilting vibrations of the absorber mass against the Obstructing the base.

Wenn das Abstandsdefinitionselement eine druck- und zugfeste Stange ist, verlangt es bei einem direkten Angreifen an der Basis eine aufwändige Lagerung. Diese kann jedoch dadurch vermieden werden, dass eine zweite Tilgermasse und eine zweite Federanordnung vorgesehen werden, die in Bezug auf eine im Bereich der Basis verlaufende Symmetrieebene spiegelsymmetrisch zu der Tilgermasse und der Federanordnung angeordnet sind. In diesem Fall kann sich auch ein starres Abstandsdefinitionselement so zwischen den beiden Tilgermassen abstützen, dass es diesen gegenüber unbeweglich ist, ohne die gewollten Schwingungen der Tilgermasse gegenüber der Basis zu unterbinden. Ein starres Abstandsdefinitionselement führt aber durchaus zu einer Kopplung der Schwingungen der beiden Tilgermassen auf den beiden Seiten der Symmetrieebene.If the distance definition element is a compression and tension rod, it requires a complex storage at a direct attack on the base. However, this can be avoided by using a second absorber mass and a second spring arrangement are provided with respect to a symmetry plane extending in the area of the base is mirror-symmetrical are arranged to the absorber mass and the spring arrangement. In this case can also be a rigid distance definition element so between support the two absorber masses, that it faces these is immovable, without the desired vibrations of the absorber mass against the Base to stop. A rigid distance definition element leads but certainly to a coupling of the vibrations of the two absorber masses on the two sides of the symmetry plane.

Vorzugsweise weisen die beiden Tilgermassen bei der spiegelsymmetrischen Anordnung, die hier, soweit nichts anderes angegeben ist, bezüglich der Symmetrie nicht eng auszulegen ist, identische Massen auf, und die beiden Federanordnungen, über die sich die beiden Tilgermassen abstützen, besitzen identische Federkennlinien.Preferably show the two absorber masses in the mirror-symmetrical arrangement, here, unless otherwise stated, regarding the Symmetry is not interpreted narrowly, identical masses on, and the two spring arrangements, over the The two absorber masses are supported, have identical spring characteristics.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Schutzansprüchen und der gesamten Beschreibung. 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 Schutzansprüche abweichend von den gewählten Rückbeziehungen ist ebenfalls möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungsfiguren dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche kombiniert werden.advantageous Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims and protection the entire description. Other 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 deviating from the invention or from features of different protection claims from the chosen ones The antecedents is also possible and is hereby stimulated. This also applies to such features are shown in separate drawing figures or in their description to be named. These features can can also be combined with features of different protection claims.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENSUMMARY THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.in the The invention is described below with reference to the figures preferred embodiments further explained and described.

1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des neuen Schwingungstilgers; 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of the new vibration absorber;

2 zeigt einen Querschnitt durch den Schwingungstilger gemäß 1; 2 shows a cross section through the vibration absorber according to 1 ;

3 zeigt einen Versuchsaufbau zu dem Schwingungstilger gemäß 1 und 2; 3 shows a test setup to the vibration absorber according to 1 and 2 ;

4 zeigt Messergebnisse, die mit dem Versuchsaufbau gemäß 3 gewonnen wurden; 4 shows measurement results with the experimental setup according to 3 were won;

5 zeigt einen 2 entsprechenden Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des neuen Schwingungstilgers; 5 shows one 2 corresponding cross section through a further embodiment of the new vibration absorber;

6 zeigt mit dem Schwingungstilger gemäß 5 in dem Versuchsaufbau gemäß 3 gewonnene Messergebnisse; 6 shows with the vibration absorber according to 5 in the experimental setup according to 3 obtained measurement results;

7 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform des neuen Schwingungstilgers; 7 shows a longitudinal section through a further embodiment of the new vibration absorber;

8 zeigt einen Querschnitt durch den Schwingungstilger gemäß 7; 8th shows a cross section through the vibration absorber according to 7 ;

9 zeigt Messergebnisse zu dem Schwingungstilger gemäß den 7 und 8, die in dem Versuchsaufbau gemäß 3 gewonnen wurden; 9 shows measurement results for the vibration damper according to 7 and 8th in the experimental setup according to 3 were won;

10 zeigt Messergebnisse, die zu einer Abwandlung des Schwingungstilgers gemäß den 7 und 8 in dem Versuchsaufbau gemäß 3 gewonnen wurden; 10 shows measurement results that a modification of the vibration absorber according to the 7 and 8th in the experimental setup according to 3 were won;

11 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des neuen Schwingungstilgers mit zwei spiegelsymmetrisch angeordneten Tilgermassen und Federanordnungen; und 11 shows a perspective view of another embodiment of the new vibration absorber with two mirror-symmetrically arranged absorber masses and spring arrangements; and

12 bis 15 zeigen verschiedene Messergebnisse zu dem Schwingungstilger gemäß 11, an dem verschiedene Variationen vorgenommen wurden. 12 to 15 show different measurement results to the vibration absorber according to 11 on which different variations have been made.

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Der in den 1 und 2 wieder gegebene Schwingungstilger 1 weist eine Tilgermasse 2 auf, die über eine Federanordnung 3 an eine Basis 4 angebunden ist. Der Schwingungstilger 1 dient dazu, der Basis 4 Schwingungsenergie zu entziehen, indem diese auf seine Tilgermasse 2 übertragen wird. Primär wird dabei die Tilgermasse 2 in Kippschwingungen gegenüber der Basis 4 versetzt, die in 1 durch einen Doppelpfeil 5 angedeutet sind. Die Kippschwingungen können in beliebigen Richtungen quer zu einer Symmetrieachse 6 des Schwingungstilgers 1 verlaufen, um die herum der Schwingungstilger 1 drehsymmetrisch ausgebildet ist. Die Federanordnung 3 besteht aus acht aus Federstahldraht 7 gewundenen Druckfedern 8, die drehsymmetrisch um die Symmetrieachse 6 herum angeordnet sind. Die Tilgereigenfrequenz des Schwingungstilgers 1 gemäß den 1 und 2 hängt neben der Federsteifigkeit der Federanordnung 3 und der Masse der Tilgermasse 2 von dem Grundabstand 9 zwischen der Basis 4 und dem Schwerpunkt 10 der Tilgermasse 2 ab. Dieser ist durch ein Abstandsdefinitionselement 11, das sich parallel zu der Federanordnung 3 zwischen der Tilgermasse 2 und der Basis 4 erstreckt, variierbar, und auf diese Weise ist die Tilgereigenfrequenz des Schwingungstilgers 1 gemäß den 1 und 2 abstimmbar. Das Abstandsdefinitionselement 11 ist hier ein zugfestes Zugseil 12, das zur Veränderung seiner Länge mit einem hier nicht dargestellten Aktuator in die Basis 4 oder die Tilgermasse 2 einziehbar ist. Jede Längenänderung des Zugseils 12 wirkt sich direkt auf den Grundabstand 9 zwischen der Basis 4 und dem Schwerpunkt 10 der Trägermasse 2 aus. Auf diesen Grundabstand 9 wird hier daher auch verkürzt als Grundabstand zwischen der Basis 4 und der Tilgermasse 2 Bezug genommen.The in the 1 and 2 re-given vibration absorber 1 has an absorber mass 2 on that over a spring arrangement 3 to a base 4 is connected. The vibration absorber 1 serves to the base 4 Extracting vibration energy by applying this to its absorber mass 2 is transmitted. Primary here is the absorber mass 2 in tilting vibrations towards the base 4 put in the 1 by a double arrow 5 are indicated. The tilting vibrations can in any direction transverse to an axis of symmetry 6 the vibration absorber 1 run around, around the vibration damper 1 is formed rotationally symmetrical. The spring arrangement 3 consists of eight spring steel wire 7 winding compression springs 8th , which are arranged rotationally symmetrically about the axis of symmetry 6 around. The absorber natural frequency of the vibration absorber 1 according to the 1 and 2 depends in addition to the spring stiffness of the spring assembly 3 and the mass of the absorber mass 2 from the base distance 9 between the base 4 and the focus 10 the absorber mass 2 from. This is by a distance definition element 11 that is parallel to the spring assembly 3 between the absorber mass 2 and the base 4 extends, variable, and in this way is the Tilgereigenfrequenz the vibration absorber 1 according to the 1 and 2 tunable. The distance definition element 11 Here is a tensile rope 12 , to change its length with an actuator, not shown here in the base 4 or the absorber mass 2 is retractable. Any change in length of the pull rope 12 directly affects the base distance 9 between the base 4 and the focus 10 the carrier mass 2 out. At this base distance 9 is therefore shortened here as a base distance between the base 4 and the absorber mass 2 Referenced.

In wieweit die Änderung des Grundabstands zwischen der Basis 4 und der Tilgermasse 2 die Tilgereigenfrequenz des Tilgers 1 gemäß den 1 und 2 tatsächlich verändert, wurde mit dem Versuchsaufbau gemäß 3 gemessen. Ausgangspunkt war die Schaffung eines Tilgers, mit dem eine Anregung der Basis in einem ersten Frequenzbereich von etwa 80 bis 100 Hz und in einem zweiten Frequenzbereich von etwa 105 bis 115 Hz gedämpft werden kann. In dem Versuchsaufbau gemäß 3 ist das Abstandsdefinitionselement 11 durch einen sich rückwärtig an einem (hier nicht dargestellten) Teil der Basis 4 abstützenden Luftbalg 13 simuliert, der zwar eine Kraft auf die Tilgermasse 2 in Richtung zu der Basis 4 hin ausübt, aber in sich so weich ist, dass er die Kippschwingungen in Richtung des Doppelpfeils 5 gemäß 1 nicht wesentlich behindert. So konnte durch unterschiedliche Druckbeaufschlagung des Luftbalgs 13 der Grundabstand zwischen der Basis 4 und der Tilgermasse 2 variiert werden. Bei einem Überdruck von 2,5 bar in dem Luftbalg 13 legten sich die Federwindungen der Druckfedern 8 aneinander an, so dass die Einstellung eines höheren Drucks den Grundabstand nicht mehr verringerte.To what extent the change in the base distance between the base 4 and the absorber mass 2 the Tilgerigenfrequenz of the absorber 1 according to the 1 and 2 actually changed, was with the experimental setup according to 3 measured. The starting point was the creation of a Tilgers, with which the excitation of the base in a first frequency range of about 80 to 100 Hz and in a second frequency range of about 105 to 115 Hz can be attenuated. In the experimental setup according to 3 is the distance definition element 11 by a back of a (not shown here) part of the base 4 supporting air bellows 13 simulated, although a force on the absorber mass 2 towards the base 4 but it is so soft in itself that it tilts in the direction of the double arrow 5 according to 1 not significantly impeded. So could by different pressurization of the bellows 13 the base distance between the base 4 and the absorber mass 2 be varied. At an overpressure of 2.5 bar in the air bellows 13 The spring coils of the compression springs settled 8th to each other, so that the setting of a higher pressure did not reduce the basic distance.

In 4 sind die Messergebnisse aufgetragen, die für den Schwingungstilger 1 gemäß den 1 und 2 mit acht Druckfedern mit einer Federsteifigkeit von jeweils 98,22 N/mm, einer Höhe von 18,80 mm und einem Durchmesser von 13 mm in dem Versuchsaufbau gemäß 3 gewonnen wurden. Aufgetragen über der Frequenz sind die relativen Beschleunigungen der Tilgermasse (bei einer sinusförmigen Anregung der Basis 4) und die relative Phase der Bewegung der Tilgermasse 2 zu der Bewegung der Basis 4. Ersichtlich ist, dass durch die Variation des Grundabstands die Tilgereigenfrequenz über einen Bereich von ca. 30 Hz bei ansonsten etwa gleichem Verhalten des Schwingungstilgers variiert werden konnte, was hier fast 50 % der unteren Ausgangsfrequenz (bei etwa 60 Hz) entspricht. Es war jedoch mit diesem Schwingungstilger noch nicht möglich, einen der beiden oben angegebenen Frequenzbereiche abzudecken, obwohl die Die Frequenzvariation zur Abdeckung des oben zuerst genannten größeren Frequenzbereichs an sich ausreichend wäre.In 4 the measurement results are plotted for the vibration absorber 1 according to the 1 and 2 with eight compression springs each having a spring stiffness of 98.22 N / mm, a height of 18.80 mm and a diameter of 13 mm in the experimental setup according to 3 were won. Plotted above the frequency are the relative accelerations of the absorber mass (with a sinusoidal excitation of the base 4 ) and the relative phase of the movement of the absorber mass 2 to the movement of the base 4 , It can be seen that by varying the basic distance the Tilgereigen frequency could be varied over a range of about 30 Hz with otherwise about the same behavior of the vibration absorber, which corresponds to almost 50% of the lower output frequency (at about 60 Hz). However, with this vibration absorber, it was not yet possible to cover one of the two frequency ranges given above, although the frequency variation would be sufficient to cover the above-mentioned larger frequency range per se.

So wurden andere Druckfedern 8 in der in 5 im Querschnitt skizzierten Anordnung von sieben Druckfedern 8 um die Symmetrieachse 6 erprobt. Konkret handelte es sich um Druckfedern 8 mit einer Federsteifigkeit von jeweils 121,1 Newton/mm, einer Höhe von 25,00 mm und einem Durchmesser von 15,5 mm. In dem Versuchsaufbau gemäß 3 lagen die Federwindungen dieser Druckfedern auch bei einem Druck von 5 bar noch nicht aneinander an. Die in 6 aufgetragenen Messergebnisse zeigen, dass mit dieser Federanordnung 3 eine Frequenzverschiebung bei der Tilgereigenfrequenz von etwa 25 Hz durch die Variation des Grundabstands zwischen der Tilgermasse 2 und der Basis erreicht werden kann, und dass die Tilgereigenfrequenz bereits den gewünschten ersten Bereich von etwa 80 bis 100 Hz gut abdeckt. Der zweite Frequenzbereich von 105 bis 115 Hz kann auf diese Weise jedoch noch nicht abgedeckt werden.So were other compression springs 8th in the in 5 sketched in cross section arrangement of seven compression springs 8th around the axis of symmetry 6 tested. Specifically, these were compression springs 8th with a spring stiffness of 121.1 Newton / mm, a height of 25.00 mm and a diameter of 15.5 mm. In the experimental setup according to 3 The spring coils of these springs were not yet at a pressure of 5 bar to each other. In the 6 Plotted measurement results show that with this spring arrangement 3 a frequency shift at the Tilgereigenfrequenz of about 25 Hz by varying the basic distance between the absorber mass 2 and the base can be achieved, and that the natural absorption frequency already well covers the desired first range of about 80 to 100 Hz. However, the second frequency range of 105 to 115 Hz can not yet be covered in this way.

Bei dem in den 7 und 8 skizzierten Schwingungstilger weist die Federanordnung 3 neben den Druckfedern 8 auf Federstahl 7 zusätzlich Elastomerfedern 14 auf. Diese Elastomerfedern 14 sind jeweils zwischen den Druckfedern 8 angeordnet, die als solche dieselbe Konstellation aufweisen wie in 5. Außer in ihrem Material unterscheiden sich die Elastomerfedern 14 von den Druckfedern 8 dadurch, dass sie einseitig an der Tilgermasse 2 befestigt sind, und den Abstand zwischen der Tilgermasse 2 und der Basis 14 erst dann überbrücken, so dass sie sich sowohl an der Tilgermasse 2 als auch der Basis 4 abstützen, wenn der Grundabstand 9 einen gewissen Grenzwert unterschritten hat. Die Elastomerfedern 14 wiesen dabei eine vergleichsweise große Shorehärte auf.In the in the 7 and 8th sketched vibration absorber has the spring arrangement 3 next to the compression springs 8th on spring steel 7 additionally elastomeric springs 14 on. These elastomer springs 14 are each between the compression springs 8th arranged as such have the same constellation as in 5 , Except in their material, the elastomer springs differ 14 from the compression springs 8th in that they are one-sided on the absorber mass 2 are fixed, and the distance between the absorber mass 2 and the base 14 only then bridge, so that they both at the Tilgermasse 2 as well as the base 4 brace when the base distance 9 has fallen below a certain threshold. The elastomer springs 14 showed a comparatively high Shore hardness.

In der Versuchsanordnung gemäß 3 wurden durch eine Druckerhöhung in dem Luftbalg 13 bis 3 bar nur die Druckfedern 8 belastet. Bei Drücken von 4 und 5 bar stützen sich zusätzlich die Elastomerfedern 14 sowohl an der Tilgermasse 2 als auch der Basis 4 ab. Die entsprechenden Messergebnisse sind in 9 aufgetragen. Es ist zu sehen, dass sich der erste Frequenzbereich, in dem die Tilgereigenfrequenz allein durch die Druckfedern 8 bestimmt wird, durch die um die Elastomerfedern 14 erhöhte Masse der Tilgermasse 2 leicht nach unten verschoben hat. Durch die Wirkung der Elastomerfedern 14 ist ein zweiter Eigenfrequenzbereich zwischen 120 und 130 Hz hinzugekommen. Dieser liegt für die angestrebte Problemlösung noch zu hoch, und mag aber durch Variation der Elastomerfedern 14 angepasst werden.In the experimental arrangement according to 3 were caused by a pressure increase in the air bladder 13 up to 3 bar only the compression springs 8th loaded. At pressures of 4 and 5 bar, the elastomer springs are additionally supported 14 both at the absorber mass 2 as well as the base 4 from. The corresponding measurement results are in 9 applied. It can be seen that the first frequency range in which the Tilgereigenfrequenz solely by the compression springs 8th is determined by the around the elastomeric springs 14 increased mass of the absorber mass 2 moved slightly downwards. Due to the effect of elastomer springs 14 a second natural frequency range between 120 and 130 Hz has been added. This is still too high for the desired problem solving, but likes by varying the elastomer springs 14 be adjusted.

10 zeigt die Messergebnisse für einen solchen Anpassversuch, bei dem statt der sieben vergleichsweise harten Elastomerfedern 14 weniger und weichere Elastomerfedern eingesetzt wurden. Hierdurch verschob sich der obere Frequenzbereich der Tilgereigenfrequenz unter Einwirkung der Elastomerfedern 14 so nach unten, dass er jetzt den gewünschten zweiten Frequenzbereich von 105 bis 115 Hz abdeckt. 10 shows the measurement results for such a fitting test, in which instead of the seven comparatively hard elastomer springs 14 less and softer elastomeric springs were used. As a result, the upper frequency range of the Tilgereigenfrequenz shifted under the action of the elastomer springs 14 so down that it now covers the desired second frequency range of 105 to 115 Hz.

Bei der in 11 dargestellten Ausführungsform des Schwingungstilgers 1 handelt es sich quasi um eine Verdopplung des Schwingungstilgers 1 gemäß den 1 und 2, bei der dessen Aufbau an einer im Bereich der Basis 4 verlaufenden Symmetrieebene gespiegelt wurde. Entsprechend weist der Schwingungstilger 1 gemäß 11 neben der Tilgermasse 2 und der Federanordnung 3 hierzu spiegelsymmetrisch angeordnet eine weitere Tilgermasse 2' und eine weitere Federanordnung 3' auf. Verbunden sind die beiden Tilgermassen durch eine Stange 15, die längs der Symmetrieachse 6 des Schwingungstilgers 1 verläuft und die das Abstandsdefinitionselement 12 ausbildet. Für die Stange 15 ist in der Basis 4 eine Durchbrechung 16 vorgesehen, die einen freien Durchtritt der Stange 15 erlaubt und auch die Bewegungen der Stange 15 bei den gewünschten Kippschwingungen der Tilgermassen 2 und 2' nicht behindert. Die Variation des Grundabstands 9 gemäß 1 wird mit Hilfe der Stange 15 dadurch bewirkt, dass die Tilgermasse 2' einen Kurzhubzylinder 17 umfasst, mit dem die Stange 15 in die Tilgermasse 2' einziehbar bzw. aus dieser herausfahrbar ist. Dieser Verfahrweg wirkt sich jeweils zu Hälfte auf die Veränderung des Grundabstands der Tilgermassen 2 und 2' zu der Basis 4 aus. Durch die starre Stange 15 sind die Bewegungen der Tilgermassen 2 und 2' zwar miteinander gekoppelt. Sie können aber gemeinsam weiterhin die mit dem Doppelpfeil 5 in 1 angedeuteten Kippschwingungen gegenüber der Basis 4 ausführen.At the in 11 illustrated embodiment of the vibration absorber 1 it is almost a doubling of the vibration absorber 1 according to the 1 and 2 in which its construction is at one in the area of the base 4 mirrored plane of symmetry was mirrored. Accordingly, the vibration absorber 1 according to 11 next to the absorber mass 2 and the spring assembly 3 this mirror-symmetrically arranged another absorber mass 2 ' and another spring arrangement 3 ' on. Connected are the two absorber masses by a rod 15 along the axis of symmetry 6 the vibration absorber 1 runs and the distance definition element 12 formed. For the pole 15 is in the base 4 an opening 16 provided that a free passage of the rod 15 allowed and also the movements of the rod 15 at the desired tilting vibrations of the absorber masses 2 and 2 ' not disabled. The variation of the basic distance 9 according to 1 will with the help of the pole 15 This causes the absorber mass 2 ' a short-stroke cylinder 17 Includes, with which the rod 15 into the absorber mass 2 ' Retractable or can be moved out of this. This travel affects each half of the change in the base distance of the absorber masses 2 and 2 ' to the base 4 out. Through the rigid rod 15 are the movements of the absorber masses 2 and 2 ' while coupled with each other. But you can continue to work together with the double arrow 5 in 1 indicated tilting vibrations relative to the base 4 To run.

Die mit dem Schwingungstilger 1 gemäß 11 in verschiedenen Detailkonstellationen gewonnene Messergebnisse sind in den 12 bis 15 wiedergegeben. 12 zeigt dabei den Einsatz unterschiedlicher Stangen 15 mit 3, 4, 10 und 18 mm Durchmesser bei jeweils identischem pneumatischem Druck auf die Ringseite der Kolbens des Kurzhubzylinders 17 von 8 bar. Die Kolbenstange mit dem kleinsten Durchmesser von 3,4 mm führt im Vergleich zu den dickeren Kolbenstangen zu einer glatteren Übertragungsfunktion und stimmt den Schwingungstilger 1 niedrigfrequenter ab.The with the vibration absorber 1 according to 11 in different detailed constellations obtained measuring results are in the 12 to 15 played. 12 shows the use of different rods 15 with 3, 4, 10 and 18 mm diameter, each with identical pneumatic pressure on the ring side of the piston of the short-stroke cylinder 17 from 8 bar. The piston rod with the smallest diameter of 3.4 mm leads in comparison to the thicker piston rods to a smoother transfer function and tunes the vibration damper 1 low frequency off.

Die folgenden 13 bis 15 basieren auf der Verwendung der Kolbenstange mit einem Durchmesser von 18 mm. Den Messergebnissen gemäß 13 liegen zweimal acht Druckfedern 8 mit einer Federsteifigkeit von 140 Newton/mm zugrunde. Die verschiedenen Kurven wurden durch eine Variation des Drucks auf der Ringseite in dem Kurzhubzylinder 17 gewonnen. Die Frequenzbandbreite, die so abgedeckt werden kann, liegt bei ca. 20 Hz.The following 13 to 15 based on the use of the piston rod with a diameter of 18 mm. According to the measurement results 13 lie twice eight compression springs 8th based on a spring stiffness of 140 Newton / mm. The various curves were determined by a variation of the pressure on the ring side in the short stroke cylinder 17 won. The frequency bandwidth that can be covered is about 20 Hz.

Die in 14 gezeigten Messergebnisse basieren demgegenüber auf Druckfedern 8 mit einer Federsteifigkeit von 120 Newton/mm. Hierdurch erweitert sich der mit der Tilgereigenfrequenz im gleichen Druckbereich des Kurzhubzylinders 17 abdeckbare Frequenzbereich um ca. 10 Hz zu höheren Frequenzen hin.In the 14 On the other hand, measured results are based on compression springs 8th with a spring stiffness of 120 Newton / mm. This expands with the Tilgereigenfrequenz in the same pressure range of Kurzhubzylinders 17 Coverable frequency range by approx. 10 Hz towards higher frequencies.

Die in 15 gezeigten Messergebnisse basieren auf einer Erhöhung der Massen der Tilgermassen 2 und 2' gegenüber der zu 14 zugehörigen Anordnung. Die Masseerhöhung betrug ca. 250 g pro Tilgermasse 2 und 2', wobei bei der Massenerhöhung die Massen beider Tilgermassen 2 und 2' auf identische Werte eingestellt wurden. Als Ergebnis verschob sich der Frequenzbereich der Tilgereigenfrequenzen gegenüber 14 um etwa 10° zu niedrigeren Frequenzen. Der Schwingungstilger 1 ist damit insgesamt in der Lage mehr als 90 % des betrachteten Frequenzbereichs von 80 bis 115 Hz (s. o.) abzudecken, ohne dass hierfür zusätzliche Elastomerfedern benötigt werden.In the 15 The measurement results shown are based on an increase in the masses of absorber masses 2 and 2 ' opposite to 14 associated arrangement. The mass increase was about 250 g per absorber mass 2 and 2 ' , wherein in the Massenerhö the masses of both masses of supporters 2 and 2 ' have been set to identical values. As a result, the frequency range shifted against the Tilgereigenfrequenzen 14 by about 10 ° to lower frequencies. The vibration absorber 1 is thus able to cover more than 90% of the considered frequency range from 80 to 115 Hz (see above), without the need for additional elastomer springs.

11: Schwingungstilgervibration absorber
22: Tilgermasseabsorber mass
33: Federanordnungspring assembly
44: BasisBase
55: Doppelpfeildouble arrow
66: Symmetrieachseaxis of symmetry
77: FederstahldrahtSpring Wire
88th: Druckfedercompression spring
99: Grundabstandbase distance
1010: Schwerpunktmain emphasis
1111: AbstandsdefinitionselementDistance defining element
1212: Zugseilrope
1313: Luftbalgbellows
1414: Elastomerfederelastomer spring
1515: Stangepole
1616
1717: KurzhubzylinderShort stroke

Claims

Vibration absorber with variable self-aligning frequency, in which a damper mass is supported by a spring arrangement on a base and in which a base distance of the center of gravity of the absorber mass is variable from the base, characterized in that parallel to the spring arrangement ( 3 ) between the absorber mass ( 2 ) and the base ( 4 ) a pressure and / or tensile distance definition element ( 11 ), whose length is variable.

Vibration damper according to claim 1, characterized in that the spring arrangement ( 3 ) rotationally symmetrical about the distance definition element ( 11 ) is arranged around.

Vibration damper according to claim 1 or 2, characterized in that the spring arrangement ( 3 ) at least one spring ( 14 ) only if the base distance ( 9 ) falls below a threshold distance at the absorber mass ( 2 ) and the base is supported.

Vibration damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spring arrangement ( 3 ) at least one of spring steel wire ( 7 ) wound or wound compression spring ( 8th ) having.

Vibration damper according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spring arrangement ( 3 ) at least one elastomeric spring ( 14 ) having.

Vibration damper according to one of claims 1 to 5, characterized in that one of the distance definition element attacking actuator is provided which is part of the tiger mass.

A vibration damper according to claim 6, characterized in that the actuator is a hydraulic or pneumatic cylinder ( 17 ).

Vibration damper according to one of claims 1 to 7, characterized in that the distance definition element is a pull rope ( 12 ) having.

A vibration damper according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the distance definition element is a compression and tension-resistant rod ( 15 ).

Vibration damper according to one of claims 1 to 9, characterized in that a second absorber mass ( 2 ' ) and a second spring arrangement ( 3 ' ) with respect to a plane of symmetry extending in the region of the base mirror-symmetrically to the absorber mass ( 2 ) and the spring arrangement ( 3 ) are provided, wherein the distance definition element ( 11 ) between the two absorber masses ( 2 . 2 ' ) is supported.

Vibration damper according to claim 10, characterized in that the two absorber masses ( 2 . 2 ' ) identical masses and the two spring arrangements ( 3 . 3 ' ) have identical spring characteristics.