DE2414929A1

DE2414929A1 - Kombinierter schwingungsdaempfer fuer weite frequenzbereiche auch mit energieverzehr

Info

Publication number: DE2414929A1
Application number: DE2414929A
Authority: DE
Inventors: Kaspar Lochner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-03-28
Filing date: 1974-03-28
Publication date: 1975-10-02

Description

Kombinierter Schwingungsdämpfer für weite Frequenzbereiche auch mit Energieverzehr 1. Technischer Stand Schwingmetalle, Drahtgeflechte, Schaumstoffe und dergleichen zur Dämpfung und Dämmung von Schwingungen sind bekannt. Ihre Charakteristik ist, daß sie über verhältnismäßig kleine Federwege und über die Molekularreibung Schwingungen abbauen, um das sog. Aufschaukeln der Massen und Erregerkräfte zu verhindern, aber nicht in der Lage sind, die Rückkräfte zu neutralisieren.
Nun sind im gesamten Bereich der Technik die Schwingungsprobleme so vielseitig geworden, daß es z. B. bei den Schwingmetallen hunderter verschiedenartiger Elemente bedarf, um auch nur annähernd gute Lösungen für den jeweiligen Einzelfall zu haben.
Im Gummi-Metallsektor versucht man mit verschiedenen Shorehärten, mit allen möglichen Konstruktionsformen wie Hohlkörper, Doppel-U, mit Metalleinlagen, mit Schrägstellen der Elemente usw. die Problematik zu lösen. Man verwendet sogar zusätzlich bekannte Ölhydraulikstoßdämpfer, was aber keine ausgeglichene herkömmliche Dämpfung / Dämmung bringen kann, weil das Schwingmetall als Energiespeicher in der Wirkung dem Kolbenstoßdämpfer entgegenstehen und neuerliche Schwingungsprobleme aufbauen kann, wenn nicht Dämpfung, Dämmung und Energieverzehr eine harmonische Einheit darstellen.
In vielen Fällen führen Kombinationen dieser Art logischerweise zu dem bekannten Aufschaukeln, insbesondere dann, wenn die Schwingungen wie beispielsweise bei Fahrzeugen, von mehreren Erregern ausgehen. Daraus ergibt sich 2. folgende Aufgabe: Es ist ein Grundelement zu finden, welches über weite Schwingungsbereiche, insbesondere auch im Nieder- und Xittelfrequenz \ bereich ausreichende Dämpfung und Dämmung, notfalls auch mit Energieverzehr, in einer harmonischen Einheit erreicht.
3. Lösungen Die nachfolgend beschriebenen Lösungen sind nach meinem, durch Versuche erhärteten Wissensstand geeignet, die Aufgabe umfangreich, auch im Hinblick auf die unterschiedlichen Schwingungserreger, zu lösen.
4. Beschreibungen Figur 1 zeigt ein Schwiniement mit einem Gummimetalloberteil 1, einem Unterteil gleicher Art 2, zwischen diesen Teilen eingelagert ist ein dämpfendes, in großen Bereichen temperaturunabhängiges, in der Viskosität ziemlich gleichbleibendes, dauerplastisches Mittel 3, verbunden werden Teil 1 und 2 luftdicht mit einem elastischen Mantel 4, dessen Trägheit, bzw.
Rückstellkraft bestimmbar ist.
Bei Belastung in Pfeilrichtung machen Teil 1 und Mittel 3 einen verhältnismäßig großen Weg, ohne daß die Rückstellkräfte wie bei üblichen Schwingelementen, sofort wirksam werden. Es tritt somit eine echte Dämpfung der Schwingung ein, d. h. es wird eine Gegenschwingung gleicher Frequenz und Stärke erzeugt, so daß sie neutralisiert wird hin zur Kennlinie "O." " Der gleiche Vorgang wiederholt sich für die Gegenschwingung. Das Mittel 3 wirkt durch seine Plastizität und den Ärbeitsfluß wie ein Isolator, also dämmend.
Die verhältnismäßig großen möglichen Vege von Teil 1 und 2 ermöglichen auch den Schwingungsausgleich in den kritischen Bereichen der niederen und mittleren Frequenzen.
Nun bleiben noch eine Menge konstruktive und materialmäßige Feinregulierungsmöglichkeiten, die das Anpassen an den Erreger ermöglichen. Beispielsweise kann der Zwischenraum zwischne 1 und 2 beliebig groß sein, die Materialhärten können verschieden sein, zwischen Teil 1 und 2 wie hin zum Mantel 4 örrnen Brci£-sen eingebaut sein. Durch zusätzliche Speicher wie Federn, können Rückstellzeit und -kraft angepaßt werden, ebenfalls au durch die Gestaltung des Mantels 4. Auch befürchtete Vakuumbildungen sind einfach dadurch auzuchalten.
All diese Dinge, die hier nicht alle aufgeführt werden müssen, weil für den Fachmann selbstverständlich, ändern nichts am Grundelement und kosten mehr oder weniger nichts.
Durch die beschriebene Eigenschaft des Mittels 3 und des Nantels 4, können Teil 1 und 2, je nach Einsatzforderung usw. auch aus anderen Materialien, wie z. B. Kunststoffen, Nichtmetallen, Metallen usw. bestehen.
Teil 1 und 2 müssen auch nicht Vollmaterial sein, vielmehr können bestimmte Hohlformen verschiedene zusätzlich gewünschte Wirkungen erzeugen oder erhöhen.
Figur 2 zeigt einen kombinierten Dämpfer / Dämmer auch mit Energieverzehr und Stabilisator.
Zu diesem Zweck ist am Beispiel wie Figur 1 in das Unterteil 2 eine Hülse 5 (z. B. ein Rohr)einvulkanisiert. Diese Hülse hat im Hubbereich des Mittels 3 zum Aufbau der berechneten Verzögerungskraft Öffnungen in einem bestimmten Abstand. Teil 1 hat eine Aussparung 6, um die Hubbewegungen zuzulassen.
Diese neuartige Lösung für Schwingmetall- oder allgemeine Schwingungsdämpfer bietet ein Höchstmaß an Dämpfung / Dämmung, weil auch große Ausschläge in bestimmten Bereichen in jeder Richtung durch den Aufbau der gleichmäßigen Verzögerungskraft (Dämpfung) dber die Wegstrecke (Hub) neutralisiert werden. Die Hülse 5 ergibt zusätzlich eine gute Seitenstabilität.
Dem Fliehkraftbestreben eines Schwingungserregers, bzw. eines erregten Schwingungskörpers wirkt die vorher beschriebene Anordnung mit gleicher Funktion in umgekehrter Richtung entgegen.
Im übrigen gilt das in der Beschreibung Figur 1 Gesagte sinngemäß.
Dieses Element ist ein echter, wechselseitig arbeitender Schwingungsausgleicher auch für weite Schwingungsbereiche, wobei allein durch kleine, konstruktive Feinheiten oder Zusätze selbst ungleiche und sich überlagernde Schwingungen ausgeglichen werden.
Figur 3 zeigt als Ergänzung zu Figur 1 und 2 einen Schwingungsdämpfer /-dämmer, -verzehrer mit großem Hub, höherem Verzehr, höherer Rückkraft, verstärkt durch einen Energiespeicher (z.B.
Feder), höherer Rückdämpfung (z.B. gelochte Scheibe). Teil 2 ist in diesem Fall ein Hohlkörper, gefüllt mit Mittel 3. Teil 1 wirkt wie ein Kurzkolben. Der Mantel 4 kann so geformt sein, daß durch die Einbiegung beim Hub zusätzliche Rückkraft entsteht aber auch so, daß zwischen Unterteil 2 und Mantel 4 ein Dämpfungspatt entsteht, der hohlraum kann aber auch als Luftkammer mit einem Ventil zur Weichdämpfung vermindet werden.
Figur 4 stellt eine Lösung mit verlängertem Teil 2 dar und kann für viele Bedarfaalle (. SO Fahrzeuge) als gedämpfte Spiral-, Gummi- oder Luftfederung usw. mit zwangsläufiger Rückdämpfung verwendet werden.
In diesem Fall ist Teil 2 teilweise als Hohlkörper mit Luft oder Gas gefüllt ausgebildet, durch ein einfaches, druckgesteuertes Ventil kann auch wechselseitig mit Luft gearbeitet werden. Der nicht gefüllte Teil von 1 wirkt rAe eine Dichtung in Bezug auf Mittel 3. Berechenbare Abbremesung, sprich Dämpfung mit Energieverzehr, wirkt wie bei Figur 3. Harmonisch zugeordnete Rückstellung erfolgt durch die Gegenkraft des Erregers Uber Mantel 4 durch die Öffnungen im Unterteil 2 und kann durch einen Energiespeicher (z. B. Spiralfeder) zwischen Teil 2 oder in Mantel 4 verstärkt werden.
Die Figuren 5 - 7 zeigen noch einige Beispiele mit Hohlraumdämpfern.
Es gibt selbstverständlich noch viele Xonstruktionsmöglicbkeiten, doch sind m. E. alle wesentlichen Merkmale in den Bogehreibungen 1 - 4 und deren Konstrukrionsmöglichkeiten aufgezeigt, um Schwingungen den technischen Einsatz entsprechend in fast allen Frequenzbereichen durch eoß- und schwingungsdämpfende Elemente, in Verbindung mit steuerbaren Bremseinrichtungen abzubauen, su harmonisieren und selbst Schwingungsüberlagerungen, ausgehend von verschiedenen Erregern, zu neutralisieren.
Damit dürfte auf diesem Sektor ein neuer Weg der Technik beschritten sein.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Schwingungsdämpfer - Dämmer auch mit Energiever-½y.Kombinierter zehr, insbesondere auch zum Ausgleich von Schwingungen im Nieder- und Mittelfrequenzbereich dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vollscheiben oder teilweise Hohlscheiben aus flexiblem oder festem Material ein dauerplastisches oder dauerplastisch-elastisches, temperatur weitgehend unabhängiges, in der Viskosität wenig veränderbares und zum Teil selbstdichtendes Mittel eingebracht ist, die Scheiben und das Mittel durch einen flexiblen Mantel verbunden und abgeschlossen werden, das Mittel Bremswege zurücklegt, Bremskräfte durch verschiedene Formgebungen aufgebaut werden, bestimmbarer Energieverzehr über Öffnungen in bestimmten Abständen erfolgt, und Rückstellung mat Dämpfung über den flexiblen Mantel allein oder in Verbindung mit bekannten Hilfseinrichtungen erfolgt.
2. Kombinierter Schwingungsdämpfer - Dämmer nach Bws Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet¢ daß schon die einfachste Ausführung durch die Wahl verschiedener Materialien und Formen, durch die aus gleichende Wirkung des weichen und fließenden Mittels, in Verbindung mit der besti baren Eigenschaft des felxiblen Mantels, in einem Umfange kritische Schwingungen verhindern oder abbvien und schalldämmend wirken, wie sie durch bekannte, einteilige Elements nie zu erreichen sind.
3. Kombinierter Schwingungsdämpfer - Dämmer nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Abbau schädlicher Schwingungne einzelner oder mehrerer unterschiedlicher Erreger durch Aufbau von Bremsverzögerungskräfter über eine bestimmte Wogstreche, also durch Energieverzehr, erfolgt und das gleiche in entgegen gesetzter Richtung durch die Eigenschaft von Anordnung und mittel gegeben ist.
4. Kombinierter Schwingungsdämpfer - Därmmer nach Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kombination von Dr'pfung, Därmmung, Energieverzehr und Rückstellungskraft @@nem Element, bei entsprechender Bauart und Größe, in Verbindung mit Luft, Federn sowie sonstigen Energiespeichern und Stabilisatoren zur Aufnahme von Horizontalkräften, ein 1ement mit gedämpfter bestiambarer Einfederung und ebenso zwangsläufig abhängiger, bestimmbarer Ausfederung, entsteht, d. h., weitgehendst der harmonische Schwingungsausgleich gewährleistet ist.

L e e r s e i t e