DE228585C

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Publication number: DE228585C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, welche die Resonanzschwingungen, d. h. diejenigen Schwingungen beseitigen oder dämpfen soll, die Gegenstände ausführen, auf welche bestimmte Kraftimpulse einwirken. Als solche Gegenstände kommen z. B. Schiffe in Frage, auf welche die Betriebsmaschinen oder die Propeller aufeinanderfolgende Kraftimpulse ausüben. Es stellt sich dabei die bekannte Erscheinung ein, daß ein Schiff, sobald die erwähnten Kraftimpulse im Takt der Eigenschwingungen des Schiffes auftreten, in mehr oder weniger starke Schwingungen gerät. Solche Schwingungen treten nicht nur bei Schiffen infolge der Maschinen- bzw. Schraubenwirkung auf, sondern auch bei Luftschiffen aus der gleichen Ursache, ferner bei Eisenbahn- und Straßenfahrzeugen, wenn die von den Schienenstößen oder dem Pflaster herrührenden Stöße im Takt der Eigenschwingungen des Fahrzeuges erfolgen. Dieselben Erscheinungen zeigen sich aber auch bei unbeweglichen Gegenständen, z. B. bei Gebäuden, welche durch auf der Straße vorüberfahrende Lastwagen oder durch in dem Gebäude oder in dessen Nachbarschaft arbeitende Maschinen in Schwingungen geraten. Solche Schwingungen (sogenannte Resonanzschwingungen) können so stark werden, daß der Aufenthalt in den Gebäuden, Schiffen usw. oder an einzelnen Stellen derselben zur Unmöglichkeit wird.The invention is a device which the resonance vibrations, d. H. to eliminate or attenuate those vibrations that cause objects to act upon certain force impulses act. Such items come e.g. B. Ships in question, on which the operating machinery or the propellers exert successive force impulses. The well-known phenomenon arises that a ship, as soon as the mentioned Force impulses occur in time with the natural vibrations of the ship, gets into more or less strong vibrations. Such Vibrations do not only occur in ships as a result of the action of machines or screws on, but also with airships for the same reason, further with railroad and Road vehicles when the impacts from the rail joints or the pavement take place in time with the natural vibrations of the vehicle. Show the same phenomena but also with immovable objects such. B. in buildings, which by on trucks passing by on the street or in or in the vicinity of the building working machines start to vibrate. Such vibrations (so-called resonance vibrations) can become so strong, that staying in the buildings, ships, etc. or in individual places thereof becomes an impossibility.

Die Einrichtung, welche gemäß der Erfindung diese sich als Stöße und Erschütterungen geltendmachenden Schwingungen beseitigen oder dämpfen sollen, besteht in einer besonderen Masse, welche in oder an dem betreffenden Hauptkörper beweglich so angebracht wird, daß sie durch die' Schwingungen des· Hauptkörpers ebenfalls in Schwingung versetzt wird, wobei die Eigenschwingungszahl der Hilfsmasse mit der Eigenschwingungszahl der Hauptmasse möglichst übereinzustimmen hat. Die Wirkung der Einrichtung beruht darauf, daß die Resonanzschwingungen der Hauptmasse durch die sekundären Resonanzschwingungen der kleineren Nebenmasse vernichtet werden. Das Verbindungsglied zwischen Haupt- und Nebenmasse übt dabei auf die Hauptmasse eine Reaktion aus, die den primären Kraftimpulsen in den Schwingungsphasen entgegengesetzt gerichtet ist.The device, according to the invention, these are shocks and vibrations to eliminate or dampen enforcing vibrations consists in a special Mass, which is movably attached in or on the relevant main body, that it is also caused to vibrate by the vibrations of the main body, where the natural frequency of the auxiliary mass with the natural frequency of the main mass must match as closely as possible. The effect of the device is based on the fact that the resonance vibrations the main mass due to the secondary resonance vibrations of the smaller ones Secondary mass are destroyed. The link between main and secondary mass exerts a reaction on the main mass that is opposite to the primary force impulses in the oscillation phases is.

Ein Schema der neuen Einrichtung ist in Fig. ι der Zeichnung dargestellt. Fig. 2 ist ein Diagramm. Die Hauptmasse ist als Pendel M ausgebildet. Das Pendel kommt durch Kraftimpulse, die auf den Aufhängepunkt in Richtung des Doppelpfeiles einwirken, in Schwingungen. An dem Pendel M ist ein kleines bzw. leichtes Pendel m angehängt, welches die Hilfsmasse repräsentiert.A scheme of the new facility is shown in Fig. Ι of the drawing. Fig. 2 is a diagram. The main mass is designed as a pendulum M. The pendulum vibrates through force impulses that act on the suspension point in the direction of the double arrow. A small or light pendulum m , which represents the auxiliary mass, is attached to the pendulum M.

In Fig. 2 ist die auf das Pendel M wirkende primäre Kraft durch die Sinuslinie 1 verdeutlicht. Das Pendel M schwingt dann gemäß der Sinuslinie 2, die eine Phasenverschiebung von 90° gegen die Linie 1 aufweist. Das schwingende Pendel M bringt das kleine Pen-In FIG. 2, the primary force acting on the pendulum M is illustrated by the sine line 1. The pendulum M then oscillates according to the sinusoidal line 2, which has a phase shift of 90 ° relative to the line 1. The swinging pendulum M brings the small pen-

del m wieder zum Schwingen, die Linie 2 gibt also die Antriebskraft für das kleine Pendel ab, und es schwingt dieses nach der Sinuslinie 3, die wieder eine Phasenverschiebung von 90 ° gegen die Linie 2 zeigt. Es ergibt sich also ' zwischen der Linie 1 der Primärkraft und der Linie 3, welche die sekundäre Reaktion repräsentiert, eine Phasenverschiebung von 180 °, d. h. die sekundäre Reaktion strebt die Primärkraft aufzunehmen.del m to swing again, the line 2 gives the driving force for the small pendulum, and it swings according to the sine line 3, which again shows a phase shift of 90 ° against the line 2. There is therefore a phase shift of 180 ° between line 1 of the primary force and line 3, which represents the secondary reaction, ie the secondary reaction tends to absorb the primary force.

Tatsächlich genügt zur Beseitigung bzw. zu einer weitgehenden Dämpfung der Schwingungen der großen Masse M eine relativ sehr kleine Zusatzmasse m. Durch das kleine Pendel m, welches in Schwingung versetzt ist, wird die Masse des großen Pendels M zur Ruhe gebracht, während sein Aufhängepunkt j> im Sinne des Doppelpfeiles sich hin und her bewegt. In fact, a relatively very small additional mass m is sufficient to eliminate or largely dampen the oscillations of the large mass M. The small pendulum m, which is set in oscillation, brings the mass of the large pendulum M to rest, while its suspension point j > moves back and forth in the sense of the double arrow.

Eine zum Einbau in Schiffe geeignete Ausführungsform der Einrichtung zeigt in schema· tischer Anordnung die Fig. 3. α ist irgendein Deck des Schiffes, b ein senkrechter Ständer oder eine solche Wand im Schiff. Auf einem bei c¹ drehbar gelagerten Arm c ruht die Hilfsmasse m. Der Arm c wird gestützt durch eine Feder f. Es ist angenommen, daß die Schwingungen an der Stelle des Schiffes, an welcher die Einrichtung eingebaut ist, in vertikaler Richtung entsprechend dem Doppelpfeil auftreten. : Diese Schwingungen übertragen sich in der gleichen Richtung auf den Arm c, so daß die Masse m in Richtung des Doppelpfeiles J¹ schwingt. Infolge der Schwingungen des Schiffes, welches die große Masse M im Sinne der Fig. 1 repräsentiert, schwingt die Masse m auf und nieder, und es ergibt sich die Wirkung ini Sinne der Fig. 1 und 2.An embodiment of the device suitable for installation in ships is shown schematically in FIG. 3. α is any deck of the ship, b a vertical stand or such a wall in the ship. The auxiliary mass m rests on an arm c rotatably mounted ^{at c 1.} The arm c is supported by a spring f. It is assumed that the vibrations at the point of the ship on which the device is installed, in the vertical direction according to the double arrow appear. : These vibrations are transmitted in the same direction to the arm c, so that the mass m swings in the direction of the double arrow J ^1. As a result of the oscillations of the ship, which represents the large mass M in the sense of FIG. 1, the mass m oscillates up and down, and the effect in the sense of FIGS. 1 and 2 results.

Da es in den meisten Fällen nicht möglich sein wird, durch Rechnung das beste Verhältnis zwischen M und m genau festzustellen, so wird man dafür Sorge tragen, daß im Betrieb die besten gegenseitigen Verhältnisse eingerichtet werden können. Eine Veränderlichkeit der Bedingungen, unter welchen die Masse m schwingt, läßt sich bei dem Beispiel der Fig. 3 erzielen, indem man entweder die Feder f beispielsweise durch Verkürzung oder Verlängerung verändert, oder indem man das Gewicht,Since in most cases it will not be possible to precisely determine the best relationship between M and m by calculation, care will be taken to ensure that the best mutual relationships can be established in the company. Variability of the conditions under which the mass m oscillates can be achieved in the example of FIG. 3 by either changing the spring f, for example by shortening or lengthening it, or by changing the weight,

d. h. die Masse m, selbst verändert, oder indem man ihren Schwingungshebel um den Punkt c¹, z. B. durch Verschieben des Gewichtes m, auf dem Arm c abändert, oder auch indem man eine Bremswirkung auf den Arm c ausübt.ie the mass m, itself changed, or by moving its rocker arm around the point c ¹ , z. B. by moving the weight m, changes on the arm c , or by exerting a braking effect on the arm c.

Eine Veränderung der Schwingungsfrequenz wird erreicht durch die Benutzung der drei erst genannten Änderungsmöglichkeiten, während durch Bremswirkung die Amplitude beeinflußt wird. Die Fig. 3 gibt, wie erwähnt, lediglich ein Schema für eine in vertikaler Richtung ■ schwingende Hilfsmasse wieder; die Ausführung kann in mannigfacher Weise variieren. So läßt sich insbesondere ein Tragarm c für die Masse vermeiden, indem man das Gewicht m auf einer Tragfeder, einem Luftkissen o. dgl. unmittelbar lagert.A change in the oscillation frequency is achieved by using the three first-mentioned change options, while the amplitude is influenced by the braking effect. As mentioned, FIG. 3 only shows a diagram for an auxiliary mass oscillating in the vertical direction; the design can vary in many ways. In particular, a support arm c for the mass can be avoided by mounting the weight m directly on a support spring, an air cushion or the like.

Die Benutzung von Luftkissen zeigt die schematische Fig. 4 für in horizontaler Richtung auftretende Stöße. Auf einem Schiffsdeck α ist ein durch eine Zwischenwand' e in zwei Teile d¹, d² geteilter Luftbehälter angeordnet. Von demselben führen zwei Luftleitungen g¹ und g² zu Luftzylindern h¹, h², in welche ein doppelter Tauchkolben . i eintaucht. Der Kolben trägt die Masse m oder er bildet dieselbe, wenn er genügendes Eigengewicht besitzt. Die Wirkung der durch in horizontaler Richtung auftretende Schwingungen des Deckes α in Schwingungen versetzten , Masse m wird durch die Luftpolster auf das Schiff übertragen. Dabei sind verschieden hohe Luftdrücke anwendbar, indem die Luft unter entsprechenden Druck gesetzt wird. Durch Anwendung von hohen Drücken können die Luftz3⁷linder klein gehalten werden. Für Seitenschwingungen kann die Hilfsmasse m naturgemäß auch pendelartig an einem oberen Punkt aufgehängt oder an einem unter ihr gelegenen Punkt gestützt werden.The use of air cushions is shown in schematic FIG. 4 for shocks occurring in the horizontal direction. Arranged on a ship's deck α is an air tank which is divided into two parts d ¹ , d ² by an intermediate wall 'e. From the same two air lines g ¹ and g ² lead to air cylinders h ¹ , h ² , in which a double plunger piston. i immersed. The piston carries the mass m or it forms the same if it has sufficient weight. The effect of the vibrations of the deck α in the horizontal direction, mass m , is transmitted to the ship through the air cushions. Air pressures of different heights can be used by putting the air under the appropriate pressure. By applying high pressures, the Luftz3 ⁷ can be alleviated kept small. For side vibrations, the auxiliary mass m can naturally also be suspended pendulum-like at an upper point or supported at a point below it.

Fig. 5 zeigt das Schema der Einrichtung, wenn es sich um Schwingungen handelt, die in verschiedenen Richtungen auftreten. Die Masse m ist zwischen dem unteren Deck a und dem oberen Deck a¹ und zwischen zwei Seitenstreben b¹, b^% durch vier Federn Z"¹, f² und f^z, /"* gehalten. Die beiden ersteren Federn stützen die Masse m in vertikaler, die letzteren Federn f^s, f^l stützen dieselbe in horizontaler Richtung. Die Masse kann so auf Schwingungen, die in ganz beliebigen Richtungen auftreten, reagieren.Fig. 5 shows the scheme of the device when it comes to vibrations occurring in different directions. The mass m is held between the lower deck a and the upper deck a ¹ and between two side struts b ¹ , b ^% by four springs Z " ¹ , f ² and f ^z , /" *. The first two springs support the mass m in the vertical direction, the latter springs f ^s , f ^l support the same in the horizontal direction. The mass can react to vibrations that occur in any direction.

Fig. 6 zeigt schematisch die Anwendung der Einrichtung für Schwingungen, die infolge rotierender Massen eintreten. Die Masse M rotiere in der Pfeilrichtung um ihre Achse k im Lager Z der Schwerpunkt der Masse liege bei ft. Die Schwingungen des Lagers und damit des Fundamentkörpers, die in horizontaler wie . in vertikaler oder schräger Richtung auftreten können, werden beseitigt etwa durch ein am Lager I hängendes Pendel m¹ und durch eine weitere Hilfsmasse m², die auf einem an dem Lager I befestigten Arm c ruht, welcher durch eine Feder f unterstützt wird.Fig. 6 shows schematically the application of the device for vibrations that occur as a result of rotating masses. The mass M rotate in the direction of the arrow around its axis k in the bearing Z, the center of gravity of the mass is at ft . can occur in a vertical or inclined direction, are eliminated for example by a pendulum m ¹ hanging on the bearing I and by a further auxiliary mass m ² , which rests on an arm c attached to the bearing I , which is supported by a spring f .

Die örtliche Anordnung der in Schwingungen zu setzenden Hilfsmasse wird je nach den Verhältnissen des Einzelfalles zu bestimmen sein. Handelt es sich darum, die durch nicht ausgeglichene Massen einer Maschine hervorgerufenen Schwingungen zu beseitigen, so kann iaoThe local arrangement of the auxiliary mass to be set in vibration depends on the circumstances to be determined on a case-by-case basis. Is it a matter of being unbalanced by To eliminate vibrations caused by masses of a machine, iao

es zweckmäßig sein, die Hilfsmasse an der Maschine oder in unmittelbarer Nähe derselben (vgl. Fig. 6) anzuordnen. Sind Schwingungen zu beseitigen, die in einem sich wie einit may be useful to arrange the auxiliary mass on the machine or in the immediate vicinity of it (see Fig. 6). Are vibrations to eliminate that in a look like a

.5 Träger verhaltender Körper, beispielsweise einem Schiff, auftreten, so wird man die Einrichtung natürlich nicht an den Knotenpunkten der Schwingungslinie, sondern an einer oder mehreren Stellen der größten Amplitude anordnen..5 porters of behaving bodies, for example a ship, occur, one becomes the institution of course not at the nodes of the line of oscillation, but at one or more Arrange places of greatest amplitude.

ίο Bei einem Schiff dürften hierfür das Hinterteil, an dem die Schrauben wirken, und ein mittlerer Teil des Schiffes in Betracht kommen.ίο In the case of a ship, the rear part, on which the screws act, and a central part of the ship comes into consideration.

Claims

Patent claim:

Means for avoiding or muting the resonant vibrations of articles, characterized in that in or on the object (M), an auxiliary mass (m) is movably arranged in such, that they will also be made to oscillate counter-object (M) by the vibrations which cancel or dampen the resonance vibrations of the object itself.

1 sheet of drawings.