DE2252952C2 - Vibrationsstoßdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Vibrationsstoßdämpfers mit mehre; zn Elementen aus elastischem Material gemäß Oberbegriff des Patentanspruches zur Verwendung als Unterlage für Maschinen oder Geräte ali er Art, welche entweder selbst den Ausgangspunkt von Vibrationsschwingungen bilden oder aber solchen Schwingungen von außen ausgesetzt sind, um die Ausbreitung dieser Schwingungen in dem einen oder jJem anderen Sinne zu vermeiden. Es handelt sich rhierbei im ersten Falle um aktive und im zweiten Falle 2s ²⁷Um passive Schwingungsisolation der Maschine bzw. des Gerätes.

Vibrationsstoßdämpfer haben aber auch die Aufgabe, Eigenschwingungen der Maschine zu dämpfen, um deren Stabilität zu gewährleisten. Diese Stabilität ist vor .allem erforderlich, um die Maschine in gutem Zustand zu erhalten sowK eine einwandfreie Funktionsweise der Maschine, eine sorgfältige Arbeitsausführung und eine größtmögliche Arbeitsgeschwindigkeit zu erzielen.

Im allgemeinen unterscheidet man zwei Hauptarten von Vibrationsstoßdämpfern, uni2 ztv?r einmal solche, deren Starrheit konstant ist. d. h. deren Dämpfungswerte im linearen Bereich der Kraft/Deformations-Kurve liegen, und zum anderen solche mit einer nichtlinearen Kraft/Deformations-Kurve. Dieses Verhältnis kann abhängig oder die Folge sein von einem erhöhten Kompressionsgrad des elastischen Materials oder aber auch von der Art der Ausbildung des Dämpfers, wodurch eine derartige nichtlineare Kurve erhalten wird.

Bei Stoßdämpfern der zweiten Art findet man Ausbildungen, wie sie in den FR-PS 12 91308 und 15 17 606 beschrieben sind. Auch aus der DE-PaL-Anm. M 19 274111/6Od,dem DE-GM 19 13 901 und der DE-PS 6 06 297 sind Stoßdämpfer mit nichtlinearen Kraft/Deformations-Kurven bekannt, wobei einzelne Dämpfungselemente mit unterschiedlicher Höhe und Elastizität so nebeneinander angeordnet sind daß sich die stoßdämpfende Wirkung mit zunehmender Belastung verstärkt Dazu nehmen entweder die Dämpfungselemente von der Dämpfermitte aus nach dessen äußerem Rand hin in ihrer Höhe und/oder Eiasiiznat ab oder derartige Elemente mit unterschiedlicher Höhe und Elastizität sind abwechselnd linear nebeneinander angeordnet Diese Unregelmäßigkeiten in der Struktur, insbesondere in den Höhen, verbessern zwar die Wirksamkeit den Stoßdämpfer (Dämpfungsfaktor) und ihre Beiastungsrnöglichkeitr sieiweisen aber auch den Nachteil auf, daß ihre Eigenfrequenz in einem verhältnismäßig großen Bereich mit der Belastung variiert, indem diese Eigenfrequenz mit zunehmender Belastung abnimmt und umgekehrt

Man kennt auch noch elastische Puffer aus Stahl, einem Material, dessen stoßdämpfende Grundeigenschaften eine stabile Eigenfrequenz innerhalb relativ weiter Belastungsgrenzen bewirkt Aber selbst mit besonders ausgearbeiteten Ausbildungen dieser Stoßdämpfer erhält man keine so vorteilhaften Eigenschaften für eine Vibrationsisolation wie mit Stoßdämpfern aus anderen elastischen Materialien, wie Elastomere, insbesondere hinsichtlich der inneren Reibungsviskosität des kennzeichnenden Verlustwinkels und der geringen Schallübertragung. Darüber hinaus erfordert die Herstellung derartiger Stoßdämpfer aus L»tahl naturgen.äß auch höhere Fertigungskosten.

Zweck und Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Vibrationsstoßdämpfers mit einer gleichbleibenden Eigenfrequenz, zur Verwendung in einem weiten Anwendungsbereich, indem der. Auflageflächen der Dämpfungseiernente eine besondere Form gegeben wird, wie es im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegeben ist

Diese besondere Form verleiht dem erfindurcgsgemäßen Stoßdämpfer eine stabile Eigenfrequenz für unterschiedliche Belastungen. Hierdurch ist der Stoßdämpfer in einem weiten Anwendungsbereich einsetzbar, welcher von sehr leichten Geräten bis zu sehr schweren Maschinen reicht, und zwar m einer außerordentlich geringen Verschiedenartigkeit seiner Ausführung. Gleichzeitig besitzt diese besondere Form des Stoßdämpfers eine große Wirksamkeif hinsichtlich der Dämpfung, der Übertragung und Begrenzung von Schwingungsamplituden, selbst bei Resonanz.

In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen eines erfindungsgemäß ausgebildeten Vibrationsstoßdämpfers dargestellt, wobei zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht eines Schnittes entlang I-I aus F i g. 2 einer ersten Ausführungsform,

F i g. 2 eine Draufsicht hiervon und

Fi g. 3 die Seitenansicht eines Vertikalschnittes einer anderen Ausführungsform.

Hierbei zeigt Fig. 1 nur die eine Hälfte eines Vibrationsstoßdämpfers, während dip andere Hälfte symmetr ,ch zu der Mittelachse Y-Y des Dämpfers angeordnet ist Dieser Dämpfer besitzt fünf Dämpfungselemente 1, 2, 3, 4 und 5. welche konzentrisch zueinander angeordnet sind. Sie werden untereinander zusammengehalten mittels Sektoren 6, 7, 8 und 9 von geringer Höhe (Fig.2), an weichen sie einstückig abgearbeitet sein können. Diese Sektoren 6 bis 9 halten die Dämpfungselemente in konzentrischer Lage um die Dämpferachse Y- Y'.

Das verwendete Fertigungsmaterial für den Dämpfer ist ein geeignetes Elastomer, wie Neopren oder ein PolynitriL

Die Höhe der Auflageflächen der Dämpfungselemente 1 bis 4 nimmt von der Dämpfermitte aus nach außen hin entsprechend einer Kurve ab, welche Teil €w Parabel mit der Achse }'-V'ist Der Schnitt des äußeren

Däiripiungseicinciiica

Parabelabschnitt y ² = 2

Bei einem Vibratio. ^stoßdämpfer für Belastungen von beispielsweise 100 bis 1500 kg, einen Durchmesser von 122 mm, ρ = 3,7 mm und χ = 11,6 mm nimmt die Höhe der Dämpfungselemente 1 bis 4, ausgehend von der Mittelachse Y-Y', entsprechend einer Kurve ab, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Abnahme der mittleren Höhe H\, H2, Hs, Ha ändert sich dabei näherungsweise nach einer geometrischen Progression im Verhältnis 2.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführung des erfindungsgemäßen Vibrationsstoßdämpfers sind- die

elastischen Dämpfungselemente mit einer metallischen Abdeckung 11 versehen, welche diskusförmig ausgebildet ist Diese Abdeckung weist eine ebene Oberfläche 12 auf, auf welcher das zu dämpfende Gerät oder die Maschine ruht Die Unterseite 13 der Abdeckung weist eine konkave Paraboioidkrümmung auf, deren Krümmung jedoch etwas geringer ist als diejenige der Oberflächen 10 der Dämpfungselemente. Auf diese Weise liegt die?" Abdeckung bei unbelastetem Dämpfer nur auf dem zyiindrbchen Mittelelement auf und kommt erst mit zunehmender Belastung nacheinander auf die einzelnen Dämpfungselemente zu liefen, iwd zwar ausgehend von der Dämpfermitte nach außen, je nach dem Ausmaß der zunehmenden Belastung.

In der Mitte ist diese Abdeckung ί t ■»·»; ihrer Unterseite 13 mit einem stumpfkonisehr,; ■'■ -"-^rung 14 versehen, welcher in eine entsiirecne.;

Vertiefung 15 in dem Mitteleiement 1 des Dämpfers eingreift, um die Abdeckung 11 gegenübe»· dem übrigen Dämpfer zu zentrieren.

Bei der abgewandelten Ausführungsform nach F i g. 3 sind die konzentrischen, elastischen Dämpfungselemente 16 und 17 einfach auf eine Basisplatte 18 aufgesetzt, welche mit rippenartigen Vorsprüngen 19, 20 und 21 versehen ist. Diese rippenartigen Vorspränge 19 bis 21 sind um 12C° zueinander angeordnet und dienen zur radialen Halterung der Dämpfungselemente in ihrer konzentrischen Lage. Diese Ausführungsform verleiht dem erfindimgsgemäß ausgebildeten VibrationsstclS-dämpfer einen noch weiteren Anwendungsbereich, da hiermit die elastischen Dämpfungselemente in beliebiger Weise, den jeweiligen Erfordernissen entsprechend miteinander kombiniert werden können.

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earbfitete

Hierzu 2:Blatt ZeicÜriüngehr

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vibrationsstoßdämpfer mit mehreren Dämpfungselementen (1 bis 5; 16, 17) aus elastischem Material, deren Höhe und Elastizität von der Dämpfermitte aus nach dessen Urnfang hin abnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen (10) der Dämpfungselemente als Teilflächen eines Hüüparaboloiden ausgebildet sind, dessen Achse mit der Dämpferachse fy-V^zusammenfällL