DE2338077A1

DE2338077A1 - INERTIA DAMPING FOR AN OSCILLATING MASS

Info

Publication number: DE2338077A1
Application number: DE19732338077
Authority: DE
Inventors: Jacques Beaufront
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1972-07-26
Filing date: 1973-07-26
Publication date: 1974-02-07
Also published as: BE802476A; IT991861B; GB1434077A; FR2194266A5; CH588145A5; ES417268A1

Description

κ.κ.

410-21.162P410-21.162P

26. Juli 1973July 26, 1973

COMMISSARIAT A L¹ENERGIE ATOMIQUE Paris (Frankreich)COMMISSARIAT AL ¹ ENERGIE ATOMIQUE Paris (France)

Trägheitsdämpfung für eine oszillierende HasseInertia dampening for an oscillating hater

Es gibt eine große Anzahl von Meßgeräten, die eine Hasse aufweisen, welche Oszillationen mit erhöhter frequenz unterworfen wird. Das ist insbesondere der Fall bei Beschleunigungsmessern, die im wesentlichen durch ein vibrierendes Blatt bzw. einen Schwingarm gebildet werden, das bzw. der an seinem Ende eine seismische Hasse aufweist. Aus den gemessenen Deformationen oder Auslenkungen des Armes wird dann auf die Beschleunigung rUckgeschlossen, der das zu prüfende Teil ausgesetzt ist.There are a large number of gauges that one hates have, which is subjected to oscillations with increased frequency. This is particularly the case with accelerometers, which are essentially driven by a vibrating blade or blade. a swing arm can be formed which has a seismic hatch at its end. From the measured deformations or deflections of the arm are then deduced from the acceleration to which the part to be tested is exposed.

Dabei kann man nun a priori drei unterschiedliche Arten der Dämpfung vorsehen, und zwartYou can now provide three different types of damping a priori, and zwart

eine Dämpfung durch Feststoffreibung oder Coulomb-Dämpfung;damping by solid friction or Coulomb damping;

- eine Dämpfung durch Flüssigkeitsreibung oder- a damping by fluid friction or

- eine Trägheitsdämpfung.- inertia damping.

410-(B 4651.3) NiJHe410- (B 4651.3) NiJHe

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ORtGiNAL INSPECTEDORtGiNAL INSPECTED

Im Falle der Dämpfung durch Festkörperreibung ist die Reibungskraft in erster Näherung konstant und von der Geschwindigkeit der oszillierenden Masse unabhängig. Bei Anregung zur Anzeige bzw. beim MeßVorgang nehmen die Amplituden arithmetisch fortschreitend ab. Der Nachteil dieses Dämpfungstype liegt darin, daß sich die Lage der seismischen Masse am Bewegungsende von der Gleichgewichtslage ohne Reibung unterscheiden kann·In the case of damping by solid friction, the Frictional force constant in a first approximation and independent of the speed of the oscillating mass. When the display is stimulated or during the measuring process, the amplitudes decrease arithmetically progressing. The disadvantage of this type of damping is that the position of the seismic mass is at Can differentiate between the end of the movement and the equilibrium position without friction

Bei der Flüssigkeitsdämpfung ist die Reibungskraft der Geschwindigkeit der oszillierenden Masse proportional. Die Amplitude nimmt geometrisch fortschreitend ab. Sin solches System hat den Hauptnachteil, temperaturempfindlich zu sein> und zwar unabhängig von den angewandten Gegenständen. Im übrigen sind bei einem System mit großer Steifigkeit die Schergeschwindigkeiten sehr gering, was eine gültige Dämpfung jenseits Ton 3 kHz praktisch unmöglich macht.In the case of liquid damping, the frictional force is the Speed proportional to the oscillating mass. The amplitude decreases geometrically progressively. Sin such The main disadvantage of the system is that it is sensitive to temperature> regardless of the objects used. in the Otherwise, in a system with great rigidity, the shear rates are very low, which makes a valid damping beyond tone 3 kHz practically impossible.

Die Dämpfung aufgrund von Trägheitskraften ist von den vorstehend genannten Hängein frei. Gemäß der Erfindung wird daher eine Trägheitsdämpfung vorgesehen, mit der die vorstehend genannten Mängel beseitigt werden und die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie durch eine Mehrzahl von Öffnungen oder Bohrungen Innerhalb der oszillierenden Masse gebildet wird, die untereinander und zur Bewegungsrichtung der Masse parallel und an jedem ihrer Enden verschlossen und jeweils zumindest teilweise mit zumindest einem flüssigen Körper gefüllt sind.Attenuation due to inertial forces is of the above-mentioned hanging free. According to the invention inertial damping is therefore provided which overcomes the aforementioned deficiencies and which is characterized in that it is formed by a plurality of openings or bores within the oscillating mass which parallel to each other and to the direction of movement of the mass and closed at each of its ends and in each case at least are partially filled with at least one liquid body.

Gemäß einer ersten Variante enthält jede Öffnung oder Bohrung Quecksilber, das die Bohrung zur Hälfte füllt.According to a first variant, each opening or bore contains mercury which half fills the bore.

Gemäß einer weiteren Ausführungsart sind die Bohrungen jeweils praktisch mit Quecksilber gefüllt.According to a further embodiment, the bores are each practically filled with mercury.

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Gemäß einer dritten Variante sind die einzelnen Bohrungen zur Hälfte mit Quecksilber und zur Hälfte mit Öl gefüllt.According to a third variant, the individual bores are half filled with mercury and half with oil.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsarten derselben besser verständlich werden, die als erläuternde Beispiele angegeben sind. Die Beschreibung bezieht eich auf die angefügten Zeichnungen; es zeigen:The invention will be based on the following description some embodiments thereof can be better understood, given as illustrative examples. The description refer to the attached drawings; show it:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer oszillierenden Masse mit einem Dämpfungssystem gemäß der Erfindung; teilweise aufgeschnitten und1 shows a perspective view of an oscillating mass with a damping system according to the invention; partially cut open and

Fig. 2 ein Diagramm mit Kurven für den je nach verwendetem Dämpfertyp erhaltenen Dämpfungskoeffizienten.Fig. 2 is a diagram with curves for the depending on the used Type of damper obtained damping coefficients.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäöe Dämpfungsvorrichtung zur Dämpfung eines Beschleunigungsmessers. Dieser Beschleunigungsmesser besitzt im wesentlichen eine seismische Masse 2 am Ende eines flexiblen Armes 4, der selbst wiederum an seinem anderen Ende in ein Stativ bzw. eine Halterung 6 steif eingelassen bzw. eingefügt ist. Die seismische Hasse 2, die um eine horizontale Achse oszilliert, wird von vertikalen öffnungen oder Bohrungen wie 8 durchsetzt, welche die Dicke der oszillierenden Hasse durch und durch durchdringen. Jede Öffnung 8 ist an ihrem unteren und oberen !Teil durch irgendein Mittel, wie einen Lötpunlct 10, verschlossen.1 shows a damping device according to the invention for damping an accelerometer. This accelerometer essentially has a seismic mass 2 at the end of a flexible arm 4, which itself is in turn embedded rigidly at its other end in a tripod or a holder 6 or is inserted. The seismic Hasse 2, which oscillates around a horizontal axis, is made up of vertical openings or bores like 8 penetrated, which penetrate the thickness of the oscillating Hasse through and through. Each opening 8 is closed at its lower and upper part by some means, such as a soldering point 10.

Gemäß Fig. 1 haben die einzelnen öffnungen oder Bohrungen eine rotationszylindrische Form. Der Dämpfungseffekt kann jedoch dadurch verbessert werden, daß man eine Einschnürung oder Verengung der öffnung bzw. Bohrung im mittleren Teil vorsieht. Man hat dann eine Schichtung bzw. Streckung des flüssigenAccording to FIG. 1, the individual openings or bores a rotationally cylindrical shape. However, the damping effect can be improved by making a constriction or provides narrowing of the opening or bore in the central part. One then has a stratification or stretching of the liquid

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Körpers, der sich in der Öffnung oder Bohrung unter der Wirkung der Oszillationen der oszillierenden Masse verlagert.Body that is in the opening or hole under the action of the oscillations of the oscillating mass shifted.

Gemäß den verschiedenen Varianten kann jede öffnung 10 entweder praktisch vollständig mit Quecksilber gefüllt oder zur Hälfte mit Quecksilber gefüllt oder zur Hälfte mit Quecksilber und zur Hälfte mit einer viskosen flüssigkeit wie öl gefüllt sein.According to the various variants, each opening 10 either practically completely filled with mercury or half filled with mercury or half with mercury and half with a viscous liquid such as oil be filled.

Fig. 2 zeigt Kurven, die einen Vergleich der Mit einer gegebenen oszillierenden Masse je nach gewählter Dämpfungsart erhaltenen Ergebnisse ermöglichen.Fig. 2 shows curves comparing the With a given oscillating mass, depending on the type of damping selected.

Diese Ergebnisse entsprechen einer oszillierenden Masse mit einer Höhe h von 3 mm, einer Breite 1 von 4 mm und einer Dicke e von 10 mm. Im Schnitt 4-10 (bzw. parallel dazu) sind zehn zylindrische Bohrungen von 0,8 mm Durchmesser vorgesehen.These results correspond to an oscillating mass with a height h of 3 mm, a width 1 of 4 mm and a Thickness e of 10 mm. In section 4-10 (or parallel to it) ten cylindrical bores with a diameter of 0.8 mm are provided.

Die oszillierende Masse wurde bei diesem Versuch zu einem sinusförmigen Ansprechen im Bereich von 50 g (g = Erdbeschleunigung) mit variabler frequenz angeregt. Im gezeigten Diagramm sind die Frequenzen längs der Abszisse und die Amplitudenverhältnisse längs der Ordinate aufgetragen.In this experiment, the oscillating mass was stimulated to a sinusoidal response in the range of 50 g (g = acceleration due to gravity) with a variable frequency. In the diagram shown the frequencies are plotted along the abscissa and the amplitude ratios along the ordinate.

Die Kurve I zeigt die ohne Trägheitsdämpfung erhaltenen Ergebnisse. Die Kurve II zeigt die mit einer Dämpfung erhaltenen Ergebnisse, die durch eine die Hälfte jeder Bohrung einnehmende Quecksilberfüllung gebildet wird.Curve I shows the results obtained without inertia damping. Curve II shows the results obtained with attenuation formed by a mercury filling occupying half of each bore.

Kurve III zeigt die Dämpfung, wenn die öffnungen bzw. Bohrungen nahezu vollständig mit Quecksilber gefüllt sind und die Kurve IV zeigt die Dämpfung für den Fall, daß die einzelnenCurve III shows the attenuation when the openings or bores are almost completely filled with mercury and the Curve IV shows the attenuation for the case that the individual

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Öffnungen zur Hälfte mit Quecksilber und zur Hälfte mit Öl gefüllt sind.Openings are half filled with mercury and half with oil.

Anhand dieser Kurve kann man mithin feststellen, daß der "Überspannungskoeffizient", den man ohne Dämpfung erhält, durch eine Dämpfung durch zwei geteilt wird. Dieser "Überspannungskoeffizient¹¹, der in erster Näherung dem Kehrwert des Dämpfungskoeffizienten entspricht, zeigt mithin, dap diese Dämpfungsvorrichtung eine Multiplikation des Dämpfungskoeffizienten mit zwei ermöglicht.With the help of this curve one can therefore determine that the "overvoltage coefficient" obtained without damping is divided by two by damping. This "overvoltage ^{coefficient 11} , which in a first approximation corresponds to the reciprocal of the damping coefficient, therefore shows that this damping device enables the damping coefficient to be multiplied by two.

Es wird weiter festgestellt, daß die Dämpfung noch besser ist, wenn der Hohlraum nahezu vollständig mit Quecksilber gefüllt ist oder wenn jede Öffnung oder Bohrung zur Hälfte mit Quecksilber und zur Hälfte mit Öl gefüllt wird.It is further stated that the damping is even better when the cavity is almost completely filled with mercury or when each opening or hole is half filled with mercury and half with oil.

Dieses Ergebnis läßt sich wie folgt erklären:This result can be explained as follows:

Unter der Wirkung der Beschleunigung widersetzt sich die durch die Bewegung der Quecksilbermasse und erzeugte Reibung absorbierte Energie dem Anwachsen der Amplitude der seismischen Masse. Dieses Ergebnis kann durch Zugabe von Öl noch verstärkt werden, das während der Verlagerung der in jeder Bohrung enthaltenen Quecksilbertröpfchen unter der Wirkung der Beschleunigung einen zusätzlichen Energieverlust hervorruft.Under the action of the acceleration opposes the friction generated by the movement of the mercury mass and absorbed Energy to the increase in the amplitude of the seismic mass. This result can be intensified by adding oil during the displacement of the mercury droplets contained in each bore under the effect of the acceleration causes an additional loss of energy.

Dieses Trägheitsdämpfungssystem kann besonders vorteilhaft bei dem Beschleuniger mit großer Bandbreite (der Frequenzen) eingesetzt werdender Gegenstand des deutschen Gebrauchsmusters mit dem Titel "Beschleunigungsmesser" gemäß Anmeldung G 73 25 857.8 vom 13.7.1973 ist.This inertia damping system can be particularly advantageous the subject of the German utility model used in the accelerator with a large bandwidth (the frequencies) with the title "accelerometer" according to application G 73 25 857.8 of July 13, 1973.

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Claims

Inertial damping for oscillating masses, characterized by a plurality of openings or bores, in particular rotary bores (8) in the mass (2), which are closed to each other and parallel to the direction of movement of the mass and at each of their ends and at least partially by at least one liquid body are filled.

2. Damping according to claim 1, characterized in that the individual openings or bores of cylindrical shape are.

3. Damping according to claim 1, characterized in that the individual openings or bores have a constriction or constriction in the middle!

4. damping according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the individual openings or bores contain this half-filling mercury.

5. Damping according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the individual openings are almost completely filled with mercury.

6. Damping according to one of claims 1 to 3 _f, characterized in that the individual openings are half filled with mercury and half with a viscous Hüssigkei '.

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