DE2547955A1

DE2547955A1 - Dynamischer absorber und verfahren zum daempfen oder aufheben einer maschinenschwingung

Info

Publication number: DE2547955A1
Application number: DE19752547955
Authority: DE
Inventors: Masao Akimoto
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1975-10-22
Filing date: 1975-10-27
Publication date: 1977-05-05
Also published as: GB1528486A; US4042230A; FR2329904B1; DE2547955C2; FR2329904A1; CH596472A5

Description

The Yokohama Rubber Company, Limited Tokyo / Japan

Dynamischer Absorber und Verfahren zum Dämpfen oder Aufheben einer Maschinenschwingung

Die Erfindung betrifft einen dynamischen Absorber zum Dämpfen oder Aufheben einer Maschinenschwingung, die durch eine in der Maschine erzeugte schwingungserregende Kraft hervorgerufen ist.

Zum Dämpfen oder Absorbieren der Schwingungen einer Maschine sind im wesentlichen zwei Verfahren bekannt» Eines dieser Verfahren besteht darin, die Maschine auf Stützfedern zu montieren, die in der Lage sind, die Maschinenschwingungen zu absorbieren. Die andere Methode besteht darin, eine Resonanzschwingung in einer mittels Federn abgestützten und an der Maschine angeordneten Masse zu bewirken, wenn die Maschine infolge einer in oder von der Maschine erzeugten schwingungserregenden Kraft schwingte In Verbindung mit dieser zweiten Methode ist es bekannt, einen dynamischen Absorber zu verwenden, der mit einer von einer Feder abgestützten Masse versehen

ist. Bei dem bekannten dynamischen Absorber wird die Masse von Metall- oder Gummifedern abgestützt, um ein zusätzliches Schwingungssystem zu erzeugen, und die Eigenfrequenz des zusätzlichen Schwingungssystems wird so einreguliert bzwo eingestellt, daß es der Frequenz der schwingungserregenden Kraft entspricht, die die Schwingung oder Vibration einer Maschine erzeugt, an der der dynamische Absorber angebracht ist_o Wenn eine derartige Einstellung bzw» Justierung erfolgt ist, wird die Schwingungsamplitude der Maschine auf ein Minimum gebracht, während gleichzeitig die Schwingung der von der Feder abgestützten Masse des dynamischen Absorbers mit einer verhältnismäßig großen Amplitude erfolgt. Dadurch kann die Kraft, die von der Maschine auf das Fundament, auf dem die Maschine montiert ist, übertragen wird, herabgesetzt werden. Wenn.sich die Frequenz der schwingungserregenden Kraft ändert, muß die Eigenfrequenz des zusätzlichen Schwingungssystems des dynamischen Absorbers in entsprechender Weise verändert werden_o Diese Veränderung der Eigenfrequenz kann dadurch erfolgen, daß die Federkonstanten der Federn, welche die Masse des bekannten dynamischen Absorbers abstützen, verändert werden. Zur Veränderung der Eigenfrequenz müssen jedoch bei dem bekannten dynamischen Absorber entweder die Metall- oder Gummifedern durch Federn mit anderen Federkonstanten ausgetauscht werden, oder man muß sich auf das Können einer Bedienungsperson verlassen, die sich auf einer der Maschine zugeordneten Einstell- oder Justierpfattform befindet. Wenn die Frequenz der in bzw. von der Maschine erzeugenden Kraft sich während des Betriebes der Maschine häufig ändert, müssen entweder die Federn des dynamischen Absorbers häufig ausgetauscht werden oder die Federkonstanten der Federn des dynamischen Absorbers müssen häufig von einer Bedienungsperson verändert werden. Dies macht es erforderlich, daß die Bedienungsperson häufig im Bereich der Maschine tätig sein muß, an der der dynamische Absorber angebracht ist, wobei außerdem auch das Leistungsvermögen der Maschine herabgesetzt wird, da die Maschine während des Einstell- oder Justierungsvorganges angehalten werden muß. Bei Maschinen, die starr auf einem Fundament

befestigt sind, wobei die Maschinenschwingung, die durch die in der Maschine erzeugte schwingungserregende Kraft hervorgerufen wird, eine Amplitude in der Größenordnung von einigen wenigen Mikron bis zu nur einigen zehn Mikron hat, erreicht die auf das Fundament übertragene Kraft häufig die Größe von mehreren zehn Tonnen. Unter diesen Bedingungen tritt häufig der Fall ein, daß das Anbringen des bekannten dynamischen Absorbers nicht dazu beiträgt, eine Übertragung der schwingungserregenden Kraft auf das Maschinenfundament zu verhindern. Dieses liegt darin, daß die von der Feder abgestützte Masse des bekannten dynamischen Absorbers nicht mit ausreichend großen Amplituden schwingen kann, um die hohe schwingungserregende Kraft, die mehr als mehrere zehn Tonnen erreichen kann, zu absorbieren oder zu dämpfen.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen dynamischen Absorber zu schaffen, bei dem die Eigenfrequenz des zusätzlichen Schwingungssystems des dynamischen Absorbers leicht und insbesondere auch von fern von einer Bedienungsperson einreguliert bzw. justiert werden kann, ohne daß sich die Bedienungsperson dem an der Maschine befestigten dynamischen Absorber nähern muß.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen dynamischen Absorber zu schaffen, von dem eine Maschinenschwingung absorbiert oder gedämpft werden kann, und zwar selbst dann, wenn die Maschine starr auf einem Fundament befestigt ist und wenn die Schwingungsamplitude der Maschine nur sehr klein ist„ Der dynamische Absorber soll insbesondere auch in der Lage sein, Schwingungen von Maschinen zu dämpfen oder zu absorbieren, wie beispielsweise Schnellpressen, Kompressoren und Textilmaschinen, d.h. Maschinen, deren Schwingungen relativ einfache Rillenformen haben«,

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße dynamische Absorber dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens ein Paar im Abstand voneinander liegende pneumatische Federelemente^

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die entlang einer vorgegebenen Linie eine Federung bewirken und zwischen denen ein entlang der vorgegebenen Linie schwingfähiges Gewicht gelagert ist, und ein Luftleitungssystem aufweist, durch das der dynamische Absorber zur Versorgung mit Druckluft an eine Druckluftquelle angeschlossen ist, und daß das Luftleitungssystem mindestens ein Druckregelventil enthält, um vorzugsweise von fern den Druck der dem dynamischen Absorber zugeführten Druckluft einstellen bzw. einregulieren zu können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergehen sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen dynamischen Absorbers werden im folgenden an Hand der beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer ersten Ausführungsform des an einer Maschine angebrachten, erfindungsgemäßen dynamischen Absorbers;

Fig. 2 eine schematische Ansicht des pneumatischen Leitungssystems des in Fig. 1 dargestellten Absorbers;

Fig. 3 eine schematische Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform eines an einer Maschine angebrachten, dynamischen Absorbers;

Figo 4 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Figo 3; Fig. 5 eine schematische Darstellung des pneumatischen Leitungssystems des in den Fig. 3 und 4 dargestellten dynamischen Absorbers;

Fig. 6 eine schematische Vorderansicht einer dritten Ausführungsform eines an einer Maschine angebrachten, dynamischen Absorbers;

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 6;

Fig. 8 eine schematische Darstellung des pneumatischen Leitungssystems des in den Fig. 6 und 7 dargestellten dynamischen Absorbers;

Fig. 9 teilweise im Querschnitt eine Seitenansicht eines Details des pneumatischen Leitungssystems eines dynamischen Absorbers, der in der erfindungsgemäßen Weise mit einer Amplitudenregeleinrichtung versehen ist;

Fig.10 eine teilweise und schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform eines einer Maschine zugeordneten dynamischen Absorbers, der mit Einrichtungen zur automatischen Einstellung der Innendrücke der pneumatischen Federn versehen ist;

Fig.11 ausschnittsweise eine Ansicht des Leitungssystems der in Fig. 10 dargestellten vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig_o12 eine Darstellung des elektrischen Relaisschaltkreises der in Fig. 10 dargestellten vierten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig.13 und 14 teilweise im Schnitt Ansichten der in Fig. 10 angedeuteten Details E bzw. F.

In den Figo 1 und 2 ist eine erste Möglichkeit der Anwendung des erfindungsgemäßen dynamischen Absorbers veranschaulicht, der dazu dient, die Schwingungen einer Maschine zu absorbieren» Bei der dargestellten Ausführungsform ist der erfindungsgemäße dynamische Absorber A an einer Maschine 1 montiert, die unter Zwischenschaltung elastischer Puffer 2, beispielsweise Gummioder Federpuffern, auf dem Boden 3 aufgestellt ist_o Die in der Maschine 1 aufgrund irgendeiner Erregerkraft auftretende Schwingung bzw. Vibration bewirkt eine Resonanzschwingung des dynamischen Absorbers A, so daß die Maschinenschwingung gegebenenfalls durch die Schwingung des dynamischen Absorbers A aufgehoben bzw, absorbiert wird_o Der dynamische Absorber A weist ein starr an der Maschine 1 befestigtes Gehäuse 4, ein Paar in dem Gehäuse 4 montierte pneumatische Federn 5 und 6 und ein Gewicht 7 auf, das von den beiden Federn 5 und 6 abgestützt ist. Das Gewicht 7 ist so angeordnet, daß sich sein Schwerpunkt entlang einer Bahn bewegt, die der Aktionslinie der Erregerkraft entspricht, die die Schwingung der Maschine hervorrufto Wenn die Maschine 1 beispielsweise ein Kompressor

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ist, wird die die Schwingung erzeugende Kraft durch die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens des Kompressors erzeugt. In diesem Falle liegt die Aktionslinie der Erregerkraft auf oder in der Verlängerung der Bahn, entlang der sich der Schwerpunkt des Kolbens bewegt. Wenn der dynamische Absorber A zur Absorption der Kompressorschwingung auf bzw» an dem Kompressor montiert ist, muß die Bewegungsbahn des Gewichtes 7 in der Verlängerung der genannten Bewegungsbahn des Schwerpunktes des Kompressorkolbens liegai» Die pneumatischen Federn 5 und sind mit Druckluft gefüllt, die in der in Fig. 2 dargestellten Weise von einer Druckluftquelle 11 zugeführt v/ird. Die Außenenden der Leitungen 12 und 13 sind an die Druckluftquelle 11 angeschlossen, und zwar unter Zwischenschaltung eines Druckreglers S, der Druckregelventile 9 und 10 und Druckmesser 14 und 15 umfaßt, wobei weiterhin noch ein Absperrventil 8 vorgesehen ist. Jede pneumatische Feder 5 bzw«, 6 kann im allgemeinen als eine elastische Einrichtung verstanden werden, die einen im Volumen veränderlichen Behälter für die Druckluft aufweist, deren Kompressionsvermögen die notwendige Elastizität zur Verfügung stellt. Die pneumatischen Federn 5 und 6 können eine balgähnliche Form haben, wobei jedoch auch Membranfedern, kissenartig gestaltete Federelemente od.dgl„ verwendet werden können. Vorzugweise läßt sich auch ein Luftzylinder als pneumatische Feder 5 bzw_o 6 verwenden. Die Federkonstante der pneumatischen Federn 5 bzw. 6 läßt sich in bekannter Weise durch Regulierung des Innendruckes der pneumatischen Federn einstellen. Die Federkonstante nimmt somit in Abhängigkeit von einer Erhöhung des Innendruckes zu₀ Die Eigenfrequenz des zwischen den beiden pneumatischen Federn 5 und 6 gelagerten Gewichtes läßt sich durch die folgende Gleichung ausdrücken:

:f

L₅ + K₆) . G

——.—_—__ » W

wobei K₅ und Kg die Federkonstanten der pneumatischen Federn bzwo 6, W die Masse des Gewichtes 7, G die Erdbeschleunigung und F die Eigenfrequenz des Gewichtes 7 sind. Die Gleichung

zeigt, daß dann, wenn die Innendrücke der beiden pneumatischen Federn 5 und 6 zunehmen, so daß auch die Federkonstanten der pneumatischen Federn 5 und 6 anwachsen, die Eigenfrequenz F des Gewichtes 7 seinerseits erhöht wird, und umgekehrt. Daraus ergibt es sich, daß die Eigenfrequenz F des Gewichtes 7 beliebig und in geeingeter Weise eingestellt werden kann, indem die Ventilöffnungen der Druckregelventile 9 und 10 des Druckreglers S verändert werden. Da der Druckregler S entfernt von dem dynamischen Absorber A angeordnet sein kann, läßt sich die Eigenfrequenz F des Gewichtes 7 des dynamischen Absorbers 8 auch von fern von einer Bedienungspeiaon verändern«, Wenn bei der Anordnung gernäß Fig. 1 die Eigenfrequenz des Gewichtes 7 des dynamischen Absorbers A auf den geeigneten Wert eingestellt wird, und zwar in Abhängigkeit von der Masse der Maschine 1, der Federkonstruktion der elastischen Puffer 2 und der in der Maschine 1 erzeugten Frequenz der Erregerkraft, kann die Schwingung des Gewichtes 7 um 180° phasenversetzt zur Schwingung der Erregerkraft sein. Auf diese Weise hebt die durch die Schwingung des Gewichtes 7 ausgeübte Kraft die die Schwingung der Maschine 1 erzeugende Erregerkraft auf, so daß die Schwingung der Maschine 1 unterbunden oder absorbiert wird. In der Praxis ist es jedoch häufig notwendig, die Betriebsgeschwindigkeit der Maschine 1 zu verändern. Es ist häufig auch der Fall, daß die Betriebsgeschwindigkeit der Maschine 1 aufgrund von Störungen oder Fehlern verändert wird, beispielsweise infolge Schlupfes des Antriebsmotors der Maschine 1. Die Veränderung der Betriebsgeschwindigkeit der Maschine 1 führt zu einer Veränderung der Frequenz der die Schwingung erzeugenden Erregerkraft. Bei einer Veränderung der Betriebsgeschwindigkeit der Maschine 1 ist es demzufolge notwendig, die Eigenfrequenz des Gewichtes des dynamischen Absorbers A in der erforderlichen Weise einzustellen bzw. einzuregulieren. Bei dem erfindungsgemäßen dynamischen Absorber A läßt sich die Eigenfrequenz des Gewichtes 7 in einfacher Weise und von fern durch die Bedienungsperson verändern bzw. einstellen, indem die Innendrücke der pneuma-

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tischen Federn 5 und 6 von fern verändert werden. Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform eines dynamischen Absorbers läßt sich das Ausmaß bzw. der Erfolg der durch Betätigen der Druckregelventile 9 und 10 hervorgerufenen Einstellung bzw. Einregulierung der Innendrücke der pneumatischen Federn 5 und 6 durch Beobachten der Anzeige eines Schwingungsdetektors, beispielsweise eines Beschleunigungsgerätes, überwachen, der bzw. das mit einem Aufnehmer versehen ist, der an der Maschine 1 auf dem Boden 3 befestigt ist. Die Innendrücke der pneumatischen Federn 5 und 6 können somit von Hand durch Betätigen der Druckregelventile 9 und 10 justiert werden, so daß die Anzeige des Schwingungsdetektors ein Minimum wird. Die Anzeige des Schwingungsdetektors kann von der Bedienungsperson auch an einem von dem dynamischen Absorber A entfernt liegenden Ort überwacht werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Justierung der Innendrücke der pneumatischen Federn 5 und 6 von fern vorzunehmen, wenn eine komplexere elektrische oder elektronische Einrichtung verwendet wird, wie beispielsweise ein üblicher, kleinerer elektronischer Computer. Wenn andererseits eine vereinfachte, in Abhängigkeit davon jedoch gröbere Methode ausreicht, kann die Schwingung der Maschine 1 mit dem Auge oder gefühlsmäßig überwacht werden.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Maschine 1 mittels elastischen Puffern 2 auf dem Boden 3 installiert. Wenn die Maschine 1 jedoch direkt ohne elastische Puffer auf dem Boden 3 starr installiert ist, wird die Amplitude der Schwingung der Maschine auf eine sehr geringe Größe begrenzt. Es ist daher unmöglich, eine Resonanzschwingung des auf der Maschine 1 montierten dynamischen Absorbers A in einer solchen Weise zu bewirken, daß das Gewicht 7 des dynamischen Absorbers A mit einer großen Amplitude schwingt. Daher kann die Schingung bzw. Vibration der Maschine 1 nicht vollständig absorbiert werden. Gemäß den Fig. 3, 4 und 5 werden zwei dynamische Absorber verwendet, um die Schwingung einer Maschine 1a aufzuheben, die mittels eines nicht elastischen starren Fundamentes 17 auf dem Boden 3 installiert ist. Das gesamte in den

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/ft

Fig. 3, 4 und 5 dargestellte System ist in einer solchen Weise angebracht, daß die Bewegung eines bestimmten Maschinenteiles, das synchronisiert mit der Schwingung der Maschine 1a arbeitet, dazu benutzt wird, das Öffnen und Schließen von Richtungsregelventilen zu bewirken, die den pneumatischen Federn der beiden dynamischen Absorber zugeordnet sind, so daß abwechselnd Veränderungen der inneren pneumatischen Drücke der pneumatischen Federn hervorgerufen werden. Als Ergebnis davon werden die Gewichte der dynamischen Absorber dazu gebracht, Schwingungen in Resonanz mit der Schwingung der Maschine 1a zu erzeugen, wodurch die Schwingung der Maschine 1a absorbiert und aufgehoben wird.

Gemäß Fig. 3 ist die Maschine 1a auf dem Fundament 17 montiert, das starr auf dem Boden 3 angebracht bzw. befestigt ist«, Die Maschine 1a weist eine rotierende Welle 18 auf, deren Drehzahl je Minute gleich der Größe der Schwingungsfrequenz ist, die in der Maschine 1a vorhanden ist. Bei der Maschine 1a handelt es sich beispielsweise um eine übliche Schnellpresse, einen Kompressor oder andere Maschinen, deren Schwingungswellenformen einfach sind. Bei einer Schnellpresse oder bei einem Kompressor wird die Kurbelwelle als Welle 18 der Maschine 1a benutzt. Auf der rotierenden Welle 18 ist eine Nockenscheibe derart montiert, daß die Winkelstellung der Nockenscheibe 19 relativ zur Welle 18 veränderbar ist. Bei der Drehung der Nockenscheibe 19 werden Richtungsregelventile 16a und 16b geöffnet oder geschlossen, die einander gegenüberliegend der Nockenscheibe 19 zugeordnet sind. Auf dem Fundament 17 der Maschine 1a sind zwei dynamische Absorber B montiert. Die beiden dynamischen Absorber B sind, bezogen auf das Zentrum der Schwingungsveränderung der in der Maschine 1a hervorgerufenen Schwingungserregungskraft symmetrisch zueinander angeordnet. Die beiden dynamischen Absorber B sind weiterhin parallel zu der Linie angebracht, entlang der die Schwingungserregungskraft wirksam ist_o Die beiden dynamischen Absorber B bestehen aus einander identischen Elementen, wobei aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit die Einzelelemente des in

B'ig. 3 links liegenden dynamischen Absorbers mit dem Index "a" versehen sind, während den Bezugszeichen des in Fig. 3 rechts dargestellten dynamischen Absorbers der Index "b" zugeordnet ist. Der in Fig. 3 links dargestellte dynamische Absorber umfaßt ein Hauptgewicht 7a, zwei pneumatische Federn 5a und 6a, zwischen denen das Gewicht 7a abgestützt ist, und ein Gehäuse 4a, in dem das Gewicht 7a und die pneumatischen Federn 5a und 6a untergebracht sind. Dem Gewicht 7a können Rollen oder Lager 20a zugeordnet sein, um eine ruhige und gleichmäßige Auf- und Abbewegung des Gewichtes 7a innerhalb des Gehäuses 4a zu gewährleisten. Der in Fig. 3 auf der rechten Seite dargestellte dynamische Absorber B hat den gleichen Aufbau wie der in Fig. 3 links dargestellte dynamische Absorber B. Die beiden pneumatischen Federn 5a, 6a, 5b und 6b der beiden dynamischen Absorber B sind zum Zuführen und Abführen von Druckluft durch ein Leitungssystem miteinander verbunden. In den Fig. 3 und 4 ist der Leitungsverlauf strichpunktiert dargestellt. Der Aufbau des Leitungskreises wird im folgenden an Hand von Fig. 5 beschrieben.

Die beiden oberen pneumatischen Federn 5a und 5b sind durch eine Leitung 21 miteinander verbunden. Eine Leitung 22 verbindet die beiden unteren pneumatischen Federn 6a und 6b. An die Leitung 21 ist eine Zweigleitung 21a angeschlossen, die zu einem zweiten Auslaß D des Richtungsregelventils 16a führt, während eine ebenfalls an die Leitung 21 angeschlossene Zweigleitung 21b zu einem ersten Auslaß C des Richtungsregelventils 16b führt. An die Leitung 22 ist eine Zweigleitung 22a angeschlossen, die zu einem ersten Auslaß C des Richtungsregelventils 16a führt, während eine zweite an die Leitung 22 angeschlossene Zweigleitung 22b zu einem zweiten Auslaß D des Richtungsregelventils 16b führt. Die beiden Richtungsregelventile 16a und 16b sind jeweils mit einer Ausströmöffnung R versehen, und diese beiden Ausströmöffnungen sind durch eine Ausströmleitung 23 miteinander verbunden. Diese Aus stromleitung 23 kann in einem zwischen den beiden Ausströmöffnungen R liegenden Punkt über einen Druckmesser 24,

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ein Strömungsregelventil 25 und ein Auslaßventil 26 zur Atmosphäre hin geöffnet werden. Das Auslaßventil 26 ist vorzugsweise ein Sicherheitsventil, das bei einem bestimmten pneumatischen Druck geöffnet wird. Die Richtungsregelventile I6a und 16b sind mit jeweils einer Zuströmöffnung .P versehen, die an eine Druckluftquelle 28 angeschlossen sind. Die Verbindung zwischen den Zuströmöffnungen P und der Druckluftquelle 28 erfolgt mittels einer Druckluftleitung 27, die ein Druckregelventil 29, einen Druckmesser 30 und ein Strömungsregelventil 31 aufweist. Die Richtungsregelventile I6a und 16b sind weiterhin mit Betätigungselementen 32a bzw«, 32b versehen, die abwechselnd von der auf der Welle 18 angebrachten Nockenscheibe 19 betätigt werden, so daß die deren pneumatischen Federn 5a, 5b und die unteren pneumatischen Federn 6a_f 6b abwechselnd von der Druckluftquelle 28 mit Druckluft versorgt werden. Wenn die beiden oberen pneumatischen Federn 5a und 5b mit Druckluft versorgt werden, strömt die in den unteren pneumatischen Federn 6a und 6b befindliche Druckluft in die Ausströmleitung 23 und umgekehrte

Im folgenden wird die Funktionsweise der Anordnung gemäß den Fig. 3, 4 und 5 beschrieben. Wie es in den Fig. 3 bis 5 dargestellt ist, wird, wenn die auf der Welle 18 angebrachte Nockenscheibe 19 auf das Betätigungselement 32b des Richtungsregelventils 16b einwirkt, während das Betätigungselement 32a des Richtungsregelventils 16a von der Nockenscheibe 19 unbeeinflußt ist, die Druckluft von der Druckluftquelle 28 durch den ersten Auslaß C des Ventils 16b durch die Leitungen 21b und 21 den oberen pneumatischen Federn 5a und 5b zugeführt, so wie es in Fig. 5 durch die starke ausgezeichneten Pfeile zum Ausdruck gebracht ist. In diesem Augenblick strömt die Druckluft aus den unteren pneumatischen Federn 6a und 6b aus und zwar durch die Leitung 22, den zweiten Auslaß D und die Ausströmöffnung R des Regelventils 16b und die Ausströmleitung 23, so wie es in Fig. 5 durch die Pfeile geringerer Dicke dargestellt ist. Infolge des Zuführens von Druckluft zu den oberen pneumatischen Federn 5a und 5b und aufgrund des Entlüftens der unteren pneumatischen Federn 6a und 6b bewegen sich die

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Gewichte 7a und 7b der beiden dynamischen Absorber B innerhalb ihrer Gehäuse 4a bzw. 4b nach unten. Während des Betriebes des Regelventiles I6b wird das Regelventil 16a in seiner neutralen Position gehalten, in der sämtliche Öffnungen und Auslässe geschlossen sind. Anschließend bewegt sich die Nockenscheibe 19 von dem Betätigungselement 32b des Regelventiles 16b weg, bis sie auf das Betätigungselement 32a des Regelventils 16a einwirkt und dieses verstellt. Als Ergebnis davon kehrt das Regelventil 16b in seine geschlossene neutrale Position zurück, während das Regelventil 16a geöffnet wird. Wenn das Regelventil 16a geöffnet ist, strömt die Druckluft von der Druckluftquelle 28 durch die Druckluftzuführungsleitung 27, die Zuströmöffnung P und den ersten Auslaß C des Ventiles 16a und durch die Leitung 22 zu den unteren pneumatischen Federn 6a und 6b der beiden dynamischen Absorber B, so wie es in Fig. durch die Pfeile geringerer Dicke dargestellt ist. Gleichzeitig strömt die in den oberen pneumatischen Federn 5a und 5b enthaltene Druckluft durch die Leitung 21, den Fadenauslaß D und die Ausströmöffnung R des Regelventiles 16a und anschließend durch die Ausströmleitung 23 aus. Dadurch werden die Gewichte 7a und 7b, die sich in ihren untersten Positionen befinden, nach oben gedrückt. Aus der obigen Beschreibung der Ausführungsform der Figo 3, 4 und 5 ergibt es sich, daß die Kombination von zwei Richtungsregelventilen I6a und 16b wie ein einzeln-es Vierwege-Dreistellungs-Ventil wirkt„ Ausgehend davon kann das System der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Anordnung in einer solchen Weise modifiziert werden, daß die beiden Richtungsregelventile 16a und 16b durch ein geeignetes, einziges Vierwege-Dreistellungs-Ventil ersetzt werden. Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 3, 4 und 5 werden die beiden Richtungsregelventile 16a und 16b mechanisch von der Nockenscheibe 16b betätigt, welche auf die Betätigungselemente 32a und 32b der beiden Ventile 16a und 16b einwirkt. Anstelle einer derartigen mechanischen Betätigungsanordnung kann die Betätigung auch auf elektrische Weise erfolgen, wenn übliche Grenzschalter und elektromagnetische Ventile benutzt werden. Bei der Anordnung gemäß den Fig. 3 bis 5 steht die

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Betriebsfrequenz der beiden Richtungsregelventile 16a und I6b in direktem Zusammenhang mit der Rotation der Welle 18 der Maschine 1a. Die Betriebs- oder Ansprechfrequenz der beiden Richtungsregelventile 16a und 16b kann jedoch auch von irgendwelchen anderen sich bewegenden Teilen der Maschine 1a abgeleitet werden, wenn die Bewegung derartiger anderer Teile der Maschine 1a abhängig ist von der Schwingung der Maschine 1a. Aus der obigen Beschreibung ergibt es sich, daß die Gewichte 7a und 7b der beiden dynamischen Absorber B sich jedesmal, wenn das Richtungsregelventil 16b von der Nockenscheibe 19 betätigt wird, nach unten bewegen, während bei Betätigung des Richtungsregelventils 16a durch die Nockenscheibe 19 die Gewichte 7a und 7b sich nach oben bewegen. Demzufolge führt jeweils eine Umdrehung der Welle 18 der Maschine 1a zu einer Schwingbewegung der Schwingsysteme der beiden dynamischen Absorber B. Wenn demzufolge die Eigenfrequenz der Schwingsysteme während einer Sekunde gleich der Anzahl der Umdrehungen der Welle 18 je Sekunde sind, werden die Schwingsysteme der beiden dynamischen Absorber B in Resonanz mit der Schwingung der Maschine 1a schwingen, so daß die beiden Gewichte 7a und 7b jeweils mit einer großen Amplitude schwingen. Die Eigenfrequenz der beiden Schwingsysteme der zwei dynamischen Absorber B lassen sich leicht verändern und einregulieren, indem die Innendrücke der pneumatischen Federn 5a, 5b, 6a bzw. 6b einreguliert werden, so daß die Federkonstanten dieser pneumatischen Federn verändert werden. Die Justierung der Innendrücke der pneumatischen Federn kann durch Einstellen des Druckregelventiles 29 und des Auslaßventiles 26 erfolgen. Die auf die Gewichte 7a und 7b einwirkenden Kräfte können weiterhin durch Einstellen der Strömungsregelventile 25 und justiert werden. Wie bereits beschrieben, sind die beiden dynamischen Absorber B so angeordnet, daß sie, bezogen auf die Linie, entlang der die in der Maschine 1a erzeugte Erregungskraft wirkt, symmetrisch zueinander angeordnet sindo Daher wirkt die aus den auf die beiden Gewichte 7a und 7b einwirkenden Kräfte zusammengesetzte Kraft entlang der gleichen Linie wie die in der Maschine 1a erzeugte schwingungserregende Kraft,

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Wenn daher die den Gewichten 7 a bzw. 7b zugeführten Kräfte so ausgerichtet sind, daß sie um 180° außer Phase mit der in der Maschine 1a erzeugten schwingungserregenden Kraft liegen, und wenn weiterhin der absolute Wert der zusammengesetzten Kraft der beiden Gewichte 7a und 7b so eingestellt ist, daß er gleich der in der Maschine 1a erzeugten schwingungserregenden Kraft ist, wird diese schwingungserregende Kraft durch die zusammengesetzte Kraft aufgehoben. Die auf das Fundament 17 und den Boden 3 übertragene Kraft wird daher gleich Null. Dieses bedeutet, daß die Anordnung gemäß den Fig. 3, 4 und 5 bei der Maschine 1a zu einem Schwingungsabsorptionseffekt führt, der ähnlich dem von der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 hervorgerufenen Effekt ist. Es ist jedoch zu erwähnen, daß der wesentliche Unterschied der Anordnung gemäß den Fig. 3 bis 5 gegenüber der Anordnung gemäß den Fig. 1 und 2 darin liegt, daß die Schwingung der Gewichte 7a und 7b der beiden dynamischen Absorber B der zweiten Ausführungsform durch Kräfte hervorgerufen wird, die durch die den pneumatischen Federn 5a, 5b, 6a und 6b zugeführte Druckluft hervorgerufen werden. Dieses bedeutet, daß die Schwingung der Gewichte 7a und 7b der dynamischen Absorber B ohne Beeinflussung durch die Schwingung der Maschine 1a erzeugt wird. Die zweite, an Hand der Fig. 3 bis 5 beschriebene Anordnung wird demzufolge in vorteilhafter Weise dann verwendet, wenn eine Maschine starr auf einem Fundament oder Träger montiert ist, so daß die Schwingungsamplitude der Maschine nur gering ist. Es ist weiterhin zu erwähnen, daß die Einstellung der Zeitphasen der auf die Gewichte 7a und 7b einwirkenden Kräfte durch Justierung der Winkelposition der Nockenscheibe 19 auf der Welle 18 innerhalb eines Winkelbereiches von 360° erreicht werden kann, oder durch Justierung der Lage der Richtungsregelventile 16a und 16b relativ zu der auf der Welle 18 befestigten Nockenscheibe 19. Bei der Anordnung gemäß der Fig_o 3 bis werden zwei dynamische Absorber verwendet. Stattdessen können jedoch auch mehr als zwei dynamische Absorber B verwendet werden, wenn die zusammengesetzte Kraft der dynamischen Absorber entlang der gleichen Richtung wirkt wie die Schwin-

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gungserregungskraft in der Maschine 1a. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, nur einen einzigen dynamischen Absorber B zu verwenden. In diesem Fall muß dieser einzelne dynamische Absorber so angeordnet sein, daß sein Gewicht entlang der Linie schwingt_s entlang der die schwingungserregende Kraft in der Maschine 1a wirkt. Das zwischen der Maschine 1a und dem Boden 3 vorhandene Fundament 17 kann weiterhin entfallen, wenn die dynamischen Absorber B und die Maschine 1a physikalisch miteinander in Verbindung stehen. Die Anordnung gemäß den Fig. 3 bis 5 kann in der Weise abgewandelt werden, daß entweder die oberen pneumatischen Federn 5a und 5b der beiden dynamischen Absorber B oder die unteren pneumatischen Federn 6a und 6b in einem bestimmten Umfang mit Druckluft gefüllt sind, so daß die Innendrücke dieser Federn stets konstant sind. In diesem Fall werden die gegenüberliegenden unteren pneumatischen Federn 6a und 6b oder die gegenüberliegenden oberen pneumatischen Federn 5a und 5b abwechselnd an die Druckluftquelle 28 bzw. an die Ausströmleitung 23 angeschlossen, so daß die Zufuhr von Druckluft zu den pneumatischen Federn und das Entlüften der pneumatischen Federn abwechselnd erfolgt bzw. wiederholt wird. Infolge einer derartigen Abwandlung können entweder die Leitungen 21, 21a und 21b oder die Leitungen 22, 22a und 22b entfallen, wobei die beiden Richtungsregelventile 16a und 16b durch ein einziges Dreiwege-Dreistellungs-Ventil ersetzt werden können.

Eine dritte Ausführungsform der Anwendung des erfindungsgemäßen dynamischen Absorbers wird im folgenden an Hand der Fig. 6 bis 8 beschriebene Ein Hauptunterschied dieser dritten Anordnung gegenüber der zweiten Anordnung gemäß der Fig. 3 bis 5 besteht darin, daß die Maschine, obren Vibrationen oder Schwingungen absorbiert werden soll, auf einem in den Boden eingelassenen Fundament 34 installiert ist, wobei außerdem die bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 3 bis 5 verwendeten Richtungsregelventile 16a und 16b durch hinsichtlich des Volumens veränderliche Einrichtungen ersetzt sind, wie beispielsweise durch ein Gummibalgelement. Bei der Ausführungs-

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form gemäß den Fig. 6 bis 8 sind gleiche oder ähnliche Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie bei den vorangegangenen Figuren. Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 6 bis 8 ist eine Maschine 1a, deren Vibrationen oder Schwingungen absorbiert werden sollen, auf einem Fundament 34 montiert, das starr in den Boden 3 eingelassen ist. Die Welle 18 der Maschine 1a rotiert mit einer solchen Geschwindigkeit, daß die Drehzahl gleich der Schwingungsfrequenz der Maschine 1a isto Auf der Welle 18 ist eine Exzenterscheibe 35 derart montiert, daß deren Winkellage verstellbar ist. Auf dem kreisförmigen Umfang der Exzenterscheibe 35 ist mittels einer Bohrung 37 eine Anschlußstange 36 drehbar gelagert. Das untere Ende der Anschlußstange 36 ist an einer oberen Stirnplatte 39 eines Gummibalges 33 befestigt, der auf einer stationären Montageplatte 38 montiert ist. Der Gummibalg, der als ein Element veränderlichen Volumens wirkt, ist über einen Luftspeicher 40 und über Strömungsregelventile 54 und 55 an eine Leitung 41 angeschlossen. Die beiden dynamischen Absorber B sind im wesentlichen in der gleichen Weise angeordnet bzw. angebracht wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 bis 5. In Fig. 8 ist ein Leitungssystem dargestellt, um den pneumatischen Federn 5ä, 5b, 6a und 6b der beiden dynamischen Absorber Druckluft zuzuführen und um diese pneumatischen Federn zu entlüften. Gemäß Fig. 8 sind die oberen pneumatischen Federn 5a und 5b durch eine Leitung 42 miteinander verbunden, während die unteren pneumatischen Federn 6a und 6b durch die an den Gummibalg 33 angeschlossene Leitung 41 miteinander in Verbindung stehen. In die beiden Leitungen 41 und 42 sind Druckmesser 43 und 44 und Drosselventile 45 und 46 eingeschaltet. Die beiden Leitungen 41 und 42 sind an ihren Enden durch eine Verbindungsleitung 47 aneinander angeschlossen, die mittels einer Luftzuführleitung 51 an eine Druckluftquelle 48 angeschlossen ist. Zwischen der Verbindungsleitung 47 und der Druckluftquelle 48 liegen in der Leitung 51 ein Druckregel-· ventil 50 und ein Drosselventil 49. Im Bereich des Verbindungspunktes zwischen den beiden Leitungen 47 und 51 ist eine Ausströmleitung 52 angeschlossen, die ein Drosselventil 53

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enthält. Das in der Luftzuführleitung 51 liegende Druckregelventil 50 dient dazu, die Innendrücke der oberen Federn 5a und 5b und der unteren Federn 6a und 6b einzuregulieren, um die Eigenfrequenzen der Gewichte 7a und 7b der beiden dynamischen Absorber B gemeinsam einzustellen. Anstelle eines gemeinsamen Druckregelventiles 50 kann die Verbindungsleitung 47 zwei getrennte Druckregelventile enthalten, um die Innendrücke der oberen und unteren pneumatischen Federn getrennt einzustellen. Insbesondere dann, wenn die beiden Gewichte 7a und 7b sehr schwer sind und so liegen, daß sie in vertikaler Richtung schwingen, müssen die unteren pneumatischen Federn 6a und 6b die großen Massen der beiden Gewichte 7a und 7b abstützen. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, daß die Innendrücke der beiden unteren pneumatischen Federn 6a und 6b auf einem höheren Niveau gehalten werden als die Innendrücke der oberen Federn 5a und 5b. Um dieser Forderung zu genügen, müssen zwei dem Ventil 50 vergleichbare Druckregelventile so angeordnet sein, daß eine getrennte Einstellung der Innendrücke der oberen und unteren pneumatischen Federn möglich ist.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Anordnung gemäß den Fig. 6 bis 8 beschriebene

Wenn die Maschine 1a in Betrieb genommen wird, fängt die Welle 18 an zu rotieren, wodurch auch die Exzenterscheibe 35 in Rotation versetzt wird. Aufgrund der Rotation der Exzenterscheibe 35 wird die an die Exzenterscheibe 35 angeschlossene Anschlußstange 36 in vertikaler Richtung zu einer Hin- und Herbewegung angetrieben. Die Hin- und Herbewegung der Exzenterscheibe 35 führt zu . .' abwechselndaa Expansions- und Kontraktionsbewegung des Gummibalges 33, so daß Druckluft entweder aus der Leitung 41 in den Gummibalg 33 oder aus dem Gummibalg 33 in die Leitung 41 strömte Diese wechselseitigen Strömungen der Druckluft verändern die Innendrücke der unteren pneumatischen Federn 6a und 6b, wodurch Schwingbewegungen der beiden Gewichte 7a und 7b hervorgerufen werden. Während

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des Betriebes der Maschine 1a müssen die beiden Drosselventile 45 und 46 geschlossen sein, nachdem die Innendrücke innerhalb der Leitungen 41 und 42 in der notwendigen Weise einreguliert worden sind. Die Eigenfrequenzen der beiden Gewichte 7a und 7b hängen von der Höhe der Innendrücke der oberen und unteren pneumatischen Federn 5a, 5b bzw_o 6a, 6b und der Masse der beiden Gewichte 7a und 7b ab. Wenn die Eigenfrequenzen der Gewichte 7a und 7b der beiden dynamischen Absorber B gleich der Drehzahl der Welle 18 ist, liegen die Schwingungen der beiden dynamischen Absorber B in Resonanz mit der Schwingung der Maschine 1a, so daß die Schwingungsamplituden der beiden Gewichte 7a bzw. 7b Höchstwerte erreichen. Die Größe der Öffnung der beiden Strömungsregelventile 54 und 55 und die Kapazität des Luftspeichers 40 bestimmen außerdem die Differenzgröße zwischen den Bewegungsphasen des Gummibalges 33 und der Veränderung des Innendruckes innerhalb der Leitung 41 und der unteren pneumatischen Federn 6a und 6b. Außerdem bestimmt auch die Winkellage der Exzenterscheibe 35 auf der Welle 18 die Größe der Differenz zwischen den Schwingungsphasen der Maschine 1a und der Bewegung des Gummibalges 33. Wenn die Schwingungsbewegungen der beiden Gewichte so justiert sind, daß sie um 180° außer Phase mit der Schwingung der Maschine 1a liegen, indem die oben beschriebenen veränderlichen Größen in der geeigneten Weise eingestellt worden sind, wie die Öffnungsgröße der beiden Strömungsregelventile 54 und 55, die Kapazität des Luftspeichers 40 und die Winkelstellung der Exzenterscheibe, und wenn die Amplitudengröße der Schwingungen der Gewichte 7a und 7b so eingestellt sind, daß die absolute Größe der Kraft, die aus den auf die beiden Gewichte 7a und 7b ausgeübten Einzelkräfte zusammengesetzt ist, gleich der in der Maschine 1a erzeugten schwingungserregenden Kraft ist, indem auch die Öffnungsgröße der Strömungsregelventile 54 und 55 in Abhängigkeit von den Expansions- und Kontraktionsbewegungen des Gummibalges eingestellt worden ist, wird die Schwingung der Maschine 1a durch die Schwingungen der Gewichte 7a und 7b der beiden dynamischen Absorber B aufgehoben bzw. ausgeglichen. Während des schwingungsabsorbierenden

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Betriebes dieser in den Fig. 6 bis 8 dargestellten Ausführungsform, läßt man die Druckluft aus dem System nicht in die Atmosphäre ab, da die beiden Drosselventile 45 und 46 beim Betrieb der dynamischen Absorber vollständig geschlossen sind. Die vorhandene Druckluft bleibt somit erhalten. Eine derartige Erhaltung der Druckluft ist insbesondere dann sehr vorteilhaft, wenn die Bereitstellung von Druckluft schwierig ist. Der bei der an Hand der Fig. 6 bis 8 beschriebenen Ausführungsform verwendete Gummibalg 33 kann durch andere hinsichtlich des Volumens veränderliche Einrichtungen wie beispielsweise Luftzylinder, Membrananordnungen od_odgl. ersetzt werden. Die Expansions- und Kontraktionsbewegungen des Gummibalges können weiterhin auch direkt durch irgendwelche hin- und herbewegende Teile der Maschine 1 erzeugt werden. Es ist möglich, auf den Luftspeicher 40 zu verzichten, wenn eine Abänderung in der Weise vorgenommen wird, daß die Expansionsund Kontraktionsbewegungen des Gummibalges 33 durch irgendein anderes Maschinenteil hervorgerufen werden, dessen Bewegung in geeigneter Weise außer Phase mit der Schwingung der Maschine 1a ist. Die Schwingungsamplituden der Gewichte 7a und 7b lassen sich auch in anderer Weise als mittels der Strömungsventile 54 und 55 einregulieren. Gemäß einer weiteren abgewandelten Ausführungsform kann der an die unteren pneumatischen Federn 6a und 6b angeschlossene Gummibalg 33 auch an die oberen pneumatischen Federn 5a und 5b angeschlossen sein, wenn ein weiterer Gummibalg, dessen Expansionsund Kontraktionsbewegungen um 180° außer Phase mit den Bewegungen des Gummibalges 33 sind, zwischen dem Gummibalg 33 und die oberen pneumatischen Federn 5a und 5b zwischengeschaltet wir.d. Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 6 bis 8 wird der als hinsichtlich des Volumens veränderliche Teil wirkende Gummibalg 33 von der Welle 18 der Maschine 1a über die Anschlußstange 36 betätigt. Der Gummibalg 33 kann jedoch auch von irgendeinem anderen sich bewegenden Teil betätigt bzw. angetrieben werden, wenn die Bewegung dieses anderen sich bewegenden Teiles mit der Bewegung der Maschine synchronisiert . ist.

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Im folgenden wird die Steuerung bzw. Regelung der Schwingungsamplitude des Gewichtes eines erfindungsgemäßen dynamischen Absorbers beschrieben. In Fig. 9 ist eine Ausführungsform eines Systems zur Steuerung bzw. Überwachung der Schwingungsamplitude des erfindungsgemäßen dynamischen Absorbers beschrieben. Gemäß Fig. 9 weist ein dynamischer Absorber C ein Gehäuse 4c, zwei in dem Gehäuse 4c untergebrachte pneumatische Federn 5c und 6c und ein Gewicht 7 c auf, das zwischen den beiden pneumatischen Federn 5c und 6c abgestützt ist.

Den pneumatischen Federn 5c und 6c wird Druckluft über die Leitungen 21c bzw. 22c zugeführt, und diese Leitungen 21c und 22c dienen auch zum Entlüften der Federn 5c bzw. 6c. Das Gewicht 7c ist in seinem mittleren Bereich mit einem Vorsprung 56 versehen. An der Innenwand des Gehäuses 4c sind zwei Richtungsregelventile 57 und 57' befestigt. Diese Regelventile 57 und 57' sind mit Betätigungselementen 58 bzw. 58' versehen, die so angeordnet sind, daß dann, wenn die Schwingungsamplitude des Gewichtes 7c des dynamischen Absorbers C über einen bestimmten Wert ansteigt, der zusammen mit dem Gewicht 7c schwingende Vorsprung 56 auf die Betätigungselemente 58, 58' einwirken kann, wodurch das öffnen und Schließen der beiden Richtungsventile 57 und 57' gesteuert werden kann. Die beiden Richtungsregelventile 57 und 57' dienen nur dazu, einen Kanal für die Druckluft zu öffnen oder zu schließen. Die beiden Leitungen 21c und 22c sind über die beiden Richtungsregelventile 57 und 57' durch zwei in Fig. 9 dargestellte Verbindungsleitungen miteinander verbunden. Wenn eines der beiden Betätigungselemente 58 oder 58' der Ventile 57 bzw* 57* durch den Vorsprung 56 des Gewichtes 7c während der Schwingung des Gewichtes 7c betätigt wird, dann werden die beiden Leitungen 21c und 22c über die beiden dann geöffneten Ventile 57 oder 57' miteinander verbunden. Wenn die beiden Betätigungsventile 58 und 58' sich jedoch in der in Fig. 9 dargestellten neutralen Position befinden, ist die Verbindung zwischen den beiden Leitungen 21c und 22c durch die dann geschlossenen Ventile 57 und 57' unterbrochen. Die beschriebene Verbindung

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is

zwischen den beiden Leitungen 21c und 22c führt zu einer Abnahme der Druckdifferenz zwischen den oberen und unteren pneumatischen Federn 5c und 6c während der Schwingung des Gewichtes 7c, indem ein Druckabbau von der unter höherem Druck stehenden Feder zu der unter niedrigerem Druck stehenden Feder stattfindet. Auf diese Weise nimmt die Kraft, die das Gewicht 7c zu der Schwingbewegung zwischen den beiden pneumatischen Federn 5c und 6c antreibt ab. Auf diese Weise wird die Schwingungsamplitude des Gewichtes 7c kleiner. Es ist somit ersichtlich, daß das Amplitudensteuerungssystem gemäß Fig. 9 einer Begrenzung der Schwingungsamplitude des Gewichtes 7c des dynamischen Absorbers C erzeugten Schwingungskraft gesteuert bzw. reguliert werden kann. Es versteht sich, daß das Steuersystem gemäß Fig. 9 bei sämtlichen oben beschriebenen Arten von dynamischen Absorbern anwendbar ist. Bei dem Amplitudensteuerungssystem gemäß Fig. 9 können die beiden mit den Betätigungselementen 58 und 58' versehenen Richtungsregelventile 57 und 57' durch eine Kombination von üblichen elektromagnetischen Ventilen und Grenzschaltern ersetzt werden. So können die Richtungsregelventile 57 und 57^! durch elektromagnetische Ventile und die Betätigungselemente 58 und 58' durch Grenzschalter ersetzt werden. "Kenn im Fall der an Hand der Fig. 3 bis 5 beschriebenen Ausführungsform zwei übliche Grenzschalter so angeordnet sind, daß dann, wenn die Schwingungsamplituden der beiden Gewichte 7a und 7b auf eine bestimmte Größe anwachsen, die Grenzschalter abwechselnd von irgend einem Teil des Gewichtes betätigt werden, wird eine Regelung der Schwingungsamplituden der Gewichte dadurch erzielt, daß die Öffnungsgrößen der Strömungsregelventile 25 und 31 durch von den Grenzschaltern herkommende Signale reguliert werden. Bei der an Hand der Fig. 6 bis 8 beschriebenen dritten Ausführungsform läßt sich eine praktisch identische Steuerung der Schwingungsamplituden der Gewichte 7a und 7b der beiden dynamischen Absorber dadurch erreichen, daß die Öffnungsgrößen der beiden Strömungsregelventile 54 und 55 einreguliert werden_o

* auf eine bestimmte Größe ermöglicht, wodurch die Größe der von dem dynamischen Absorbers C

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In den Fig. 10 bis 12 ist eine vierte Ausführunsform der Anwendung der erfindungsgemäßen, pneumatischen Federn aufweisenden dynamischen Absorber dargestellt. Diese vierte Ausführungsform kann jedoch auch als eine Modifizierung bzw. Abwandlung der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten zweiten Ausführungsform verstanden werden, da der hauptsächliche Unterschied zwischen diesen Ausführungsformen darin liegt, daß bei der vierten Ausführungsform die Innendrücke der pneumatischen Federn des dynamischen Absorbers automatisch einstellbar sind. Die pneumatischen Federn der beiden dynamischen Absorber sind bei der vierten Ausführungsform ebenso wie bei der zweiten Ausführungsform an die gleichen Leitungen 21 und 22 angeschlossen, wobei der Verlauf der Leitungen 21 und 22 der gleiche ist wie in Fig. 5 dargestellt. Gemäß Fig. 11 sind jedoch die Druckluftleitungen 27 und die Ausströmleitung 23 an ein Vierwege-Dreistellungs-Elektromagnetventil 59 angeschlossen, und zwar unter Zwischenschaltung von Druckmessern 24 und 30 und Strömungsregel vent ilen 25 und 31. Das Elektromagnetventil 59 ist an die Druckluftquelle 28 anschließbar. In der ersten Stellung des Elektromagnetventiles 59 steht die Druckluftversorgungsleitung 27 mit der Druckluftquelle 58 in Verbindung, während die Ausströmleitung 23 durch das Ventil 59 unterbrochen ist. In der zweiten Stellung des Ventils 59 sind die Druckluftversorgungsleitung 27 und die Ausströmleitung 23 beide durch das Ventil 59 unterbrochen. In der dritten Stellung ist die Druckluftversorgungsleitung 27 unterbrochen, während die Ausströmleitung 23 über das Ventil 59 zur Atmosphäre hin offen ist. In den Figo 10, 13 und 14, die in vergrößerter Darstellung Schnittansichten der Details E und F von Fig. 10 zeigen, betätigt ein Vorsprung 60 des Gewichtes 7a einen Grenzschalter LS1 in die Stellung "Ein", wenn das Gewicht 7a sich in seiner Mittelstellung befindet. Der Grenzschalter LS1 ist am Gehäuse 4a befestigt und mit einem Betätigungselement

68 versehen, das eine Rolle 68a hat, die in der Lage ist, mit dem Vorsprung 60 des Gewichtes 7a zusammenwirken. Der Grenzschalter LS1 ist außerdem mit elektrischen Anschlußdrähten

69 versehen. Ein Arm 63 wird von einer oberen Feder 61 und einer

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.as.

unteren Feder 62 abgestützt, die mit ihren oberen bzw. unteren Enden an dem Gewicht 7a befestigt sind. Der Arm 63 ist um die an dem Gehäuse 4a angebrachte Achse 64 schwenkbar. Die Schwenkbewegung des Armes 63 wird durch zwei Anschläge 65 und 66 begrenzt, die ebenfalls an dem Gehäuse 4a befestigt sind_o Ein äußeres freies Ende des Armes 63 liegt gegen ein kolbenartiges Betätigungselement 70 eines an dem Gehäuse 4a befestigten Grenzschalters LS2 an, der elektrische Drähte 71 aufweist. Der Grenzschalter LS2 liegt innerhalb einer Abdeckhaube 72. Wenn das Gewicht 7a vibriert bzw. schwingt, schwenkt der Arm 63 um seine Achse 64. Dadurch wird das kolbenartige Betätigungselement 70 des Grenzschalters LS2 von dem freien Ende des Armes 63 eingedrückt, und der Grenzschalter LS2 gelangt in den Zustand "Ein", wenn sich das Gewicht 7a während seiner Schwingbewegung aus der zentralen Mittelstellung nach oben bewegt. Auf der in Fig. 10 dargestellten Welle 18 ist eine Nockenscheibe 67 befestigt, die sich jedoch von der Nockenscheibe 15 gemäß Fig. 5 unterscheidet. Auf einer senkrecht zur Achse der Welle 18 liegenden Linie sind auf diametral gegenüberliegenden Punkten zwei Grenzschalter LS3 und LS4 mittels Trägern 73 bzw. 74 an der Maschine 1a befestigt. Während jeder Halbdrehung der Nockenscheibe 67 werden die Grenzschalter 73 und 74 abwechselnd von der Nockenscheibe 67 betätigt, so daß die Grenzschalter abwechselnd die Stellung "Ein" einnehmen. In Fig. 12, die die elektrische Schaltung der vierten Ausführungsform wiedergibt, sind die oben erwähnten vier Grenzschalter LS1 bis LS4 parallelliegend zueinander angeordnet. Gemäß Fig. 12 umfaßt die Schaltung weiterhin Relais R1 bis R4 und X1 bis X4, sowie außerdem Erregerspulen V. und

V _ für das oben erwähnte Elektromagnetventil 59. Wenn die aus

Erregerspule V^_n erregt wird, gelangt das Elektromagnetventil in die oben erwähnte erste Stellung, während das Ventil 59 bei Erregung der Erregerspule ν_,,_ die dritte Stellung ein-

SXiS

nimmto Wenn beide Erregerspulen V.„ und V_,,„ stromlos gern aus

macht werden, bleibt das Elektromagnetventil 59 in seiner zweiten Position, in der die Druckluftversorgungsleitung 27 und die Ausströmleitung 23 in der bereits beschriebenen Weise

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durch das Ventil 59 unterbrochen sind. Wenn die Eigenfrequenz des Gewichtes 7a kleiner ist als die Schwingungsfre- ; _: quenz der Maschine 1a, d.h. wenn die Innendrücke der pneumatischen Federn 5a und 5b unter dem vorgegebenen Druckwert liegen, ist die Schwingung des zwischen den beiden pneumati- i sehen Federn 5a und 6a gehaltenen Gewichtes 7a im allgemeinen | um 180° außer Phase zur Phase der Schwingungskraft, die von den beiden pneumatischen Federn ausgeübt wird, wenn die i Drehung der Welle 18 der Maschine 1a abwechselnd eine Versorgung der beiden pneumatischen Federn 5a und 6a mit Druckluft bewirkt. Wenn andererseits die Innendrücke der pneumatischen Federn 5a und 6a höher sind als der vorgeschriebene Wert, dann ist die Schwingungsphase des Gewichtes 7a im wesentlichen gleich der Phase der oben erwähnten Schwingungskraft. Wenn die Schwingung des Gewichtes 7a in Resonanz liegt mit der Schwingung der Maschine 1a, beträgt der Phasenunterschied zwischen den beiden Schwingungen 90°. Wenn bei der vierten Ausführungs-i form die Winkelstellung der Nockenscheibe 67 auf der Welle 18 in der geeigneten Weise ausgewählt worden ist, und wenn die Anordnung der beiden Grenzschalter LS3 und LS4 richtig ist, dann ist es möglich, einen solchen Zustand zu erhalten, daß die beiden Grenzschalter LS2 und LS3 gleichzeitig die Stellung, "Ein" einnehmen, wenn die Schwingung des Gewichtes 7a um 180° phasenversetzt zur Phase der Schwingungskraft ist, die von den; pneumatischen Federn 5a und 6a ausgeübt wird, denen in Abhängigkeit von der Rotation der Welle 18 der Maschine 1a abwechselnd Druckluft zugeführt wird; die beiden Grenzschalter LS2 und LS4 nehmen ihrerseits rechtzeitig die Position ^MEin^w ein, wenn die Phase der Schwingung des Gewichtes 7a gleich der Phase der oben erwähnten Schwingungskraft ist· Wenn der zuletzt beschriebene Zustand erreicht ist, ist die Schwingung des Gewichtes 7a in Resonanz mit der Schwingung der Maschine 1a, wobei die beiden Grenzschalter LS1 und LS3 beide die Stellung "Ein" einnehmen, da der Grenzschalter LS1 infolge Betätigung durch den Vorsprung 60 in die Stellung "Ein¹¹ gelangt, wenn das Gewicht 7a sich in seiner zentralen Mittel- ■ stellung befindet. j I

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Wenn ein Fall angenommen wird, bei dem die Innendrücke der pneumatischen Federn 5a und 6a abgesenkt werden, so daß die Eigenfrequenz des Gewichtes 7a beträchtlich unter der Schwingungsfrequenz der Maschine 1a ist, werden der von dem Arm 63 betätigte Grenzschalter LS2 und der von der Nockenscheibe 67 betätigte Grenzschalter LS3 in den Zustand "Ein" I gebracht, während das Gewicht 7a sich aus seiner zentralen ;

Position nach unten bewegt. >

I Wenn die beiden Grenzschalter LS2 und LS3 die Stellung "Ein" ■ einnehmen, sind die zugeordneten Relais R2 und R3 erregt, so , daß auch das Relais X1 erregt ist. Dadurch ist die Erreger- j spule V\j erregt, so daß sich das Elektromagnetventil 59 in seine erste Position bewegt, in der Druckluft von der Druckluftquelle 28 in die Druckluftversorgungsleitung 27 strömt. Auf diese Weise werden die pneumatischen Federn 5a und 6a ihrerseits durch die Druckluftversorgungsleitung 27 mit Druckluft versorgt, so daß ihre Innendrücke ansteigen. Durch das Ansteigen der Innendrücke der beiden pneumatischen Federn 5a und 6a wird auch die Eigenfrequenz des Gewichtes 7a erhöht, wobei die Eigenfrequenz des Gewichtes 7a unter Umständen auf die Schwingungsfrequenz der Maschine 1a abgestimmt! wird. Als Ergebnis davon ist die Rotation der an der Welle der Maschine 1a befestigten Nockenscheibe 67 um 90° phasenver- ; setzt zur Schwingungsbewegung des Gewichtes 7a. Es tritt j daher ein Zustand ein, bei dem, wenn der Grenzschalter LS1 j in die Stellung "Ein¹¹ gebracht wird, der Grenz schalter LS3

j gleichzeitig in die Stellung ¹¹EIn" gebracht wird· Auf diese j Weise werden die einander zugeordneten Relais R1 und R3 j gleichzeitig erregt, so daß auch das Relais X3 erregt wird. Durch die Erregung des Relais X3 wird die Erregung der Errej gerspule V^_n aufgehoben, so wie es sich aus Flg. 12 ergibt. ; Als Ergebnis davon bewegt sich das Elektromagnetventil 59 ι in seine zweite Position, in der sowohl die Druckluftversorgungsleitung 27 als auch die Ausströmleitung 23 zusammen von dem Ventil 59 unterbrochen sind« Wenn der Fall eintritt, bei dem die Innendrücke der pneumatischen Federn 5a und 5b aus

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irgendeinem Grunde übermäßig hoch sind, wird die Schwingungsphase des Gewichtes 7a gleich der Rotationsphase der Nockenscheibe 67, die an der Welle 18 der Maschine 1a befestigt ist.

Wenn daher der Grenzschalter LS2 in die Stellung "Ein¹¹ gelangt, gelangt auch der Grenzschalter LS3 in die Stellung "Ein". Dadurch werden die einander zugeordneten Relais R2 und R4 gleichzeitig erregt, so daß auch das Relais X2 erregt wird. Die Erregung des Relais X2 führt zu der Erregung der Erregerspule

V« ,*,» so daß das Elektromagnetventil 59 in seine dritte Stelaus

lung verstellt wird, in der die Ausströmleitung 23 über das Ventil 59 zur Atmosphäre hin offen ist. Das Öffnen der Ausströmleitung 23 führt zu einer Verringerung der Innendrücke der pneumatischen Federn 5a und 6a. Wenn die Innendrücke der pneumatischen Federn 5a und 6a abnehmen, bis die Schwingung des Gewichtes 7a in Resonanz kommt mit der Schwingung der Maschine 1a, wird das Elektromagnetventil 59 wieder in seine zweite Position bewegt, in der, wie oben erwähnt, die Druckluftversorgungsleitung 27 und die Ausströmleitung 23 zusammen durch das Ventil 59 unterbrochen sind. Wenn die Schwingung des Gewichtes 7a aus irgendeinem Grund außer Resonanz mit der Schwingung der Maschine 1a ist, dann wird der Grenzschalter LS3 in die Stellung "Ein" verstellt, während der Grenzschalter LS1 in die Stellung "Aus" gebracht wird. Während das Relais R1 dabei entregt wird, wird das Relais R3 erregt. Dieses führt zu einer Erregung des Relais X4, wodurch eine Entregung des Relais X3 hervorgerufen wird. Wenn das Relais X3 entregt ist, kommt entweder die Erregerspule V. oder die Erregerspule V_,,_

xn aus

in einen erregbaren Zustand, so daß das Elektromagnetventil entweder in seine erste Position oder in seine dritte Position verstellt wird. Wenn während eines Stillstandes des dynamischen Absorbers B Druckluft aus den pneumatischen Federn 5a und 6a ausleckt, bewegt sich das Gewicht 7a aus seiner zentralen Position nach unten. Wenn dann der dynamische Absorber in Betrieb genommen wird, gelangt der Grenzschalter LS2 in die Stellung "Ein", so daß unmittelbar damit begonnen wird, die pneumatischen Federn 5a und 6a mit Druckluft zu versorgen,

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und zwar in der gleichen Weise wie in dem oben beschriebenen Fall von zu niedrigen Innendrücken der pneumatischen Federn. Das Auslecken von Druckluft aus den pneumatischen Federn kann alternativ auch durch in geeigneter Weise angeordnete Druckschalter festgestellt und angezeigt werden. Aus dem obigen Ergebnis sieht man, daß bei der vierten Ausführungsform die Innendrücke der pneumatischen Federn 5a und 6a automatisch einreguliert werden, so daß die Schwingung der Gewichte 7a stets in Resonanz gehalten wird mit der Schwingung der Maschine 1a.

Die obigen Ausführungen beziehen sich auf die automatische Einstellung der Innendrücke der pneumatischen Federn des in Fig. 10 auf der linken Seite dargestellten dynamischen Absorbers B. Die gleiche automatische Einstellung der Innendrücke der pneumatischen Federn ist auch bei dem in Fig. 10 auf der rechten Seite dargestellten dynamischen Absorber B vorgesehen. Eine ähnliche automatische Einstellung bzw. Justierung der Innendrücke der pneumatischen Federn kann auch bei den dynamischen Absorbern verwendet werden, wie sie in Verbindung mit der ersten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform beschrieben sind. Im Bereich des in den Fig. 11 und 12 dargestellten Leitungsverlaufes und der elektrischen Schaltung sind verschiedene Abwandlungen möglich.

Aus der obigen Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen bzw. Anordnungen des erfindungsgemäßen dynamischen Abso-rbers lassen sich im wesentlichen die folgenden Vorteile ableiten:

1. Das Einregulieren der Eigenfrequenz und der Schwingungs- amplitude dee erfindungsgemäßen dynamischen Absorbers

erfolgt in einfacher Weise durch Einregulieren der Druckgröße und der Strömungsmenge der Luft, die den pneumati schen Federn des dynamischen Absorbers zugeführt wird·

2_O Das Eineteilen der Eigenfrequenz und der Schwingungsamplitude läßt sich von einem von dem dynamischen Absorber entfernt liegenden Platz durchführen,

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3d jJie Einfachheit des Einsteilens der Eigenfrequenz und der Schwingungsamplitude des dynamischen Absorbers ermöglicht die unmittelbare Überführung des erfindungsgemäßen dynamischen Absorbers von einer Maschine zu einer anderen Haschine. Aus diesem Grund läßt sich ein erfindungsgemäßer Absorber für eine Vielzahl von unterschiedlichen Maschinen verwenden. Dadurch erhöht sich die Anwendungsmöglichkeit des dynamischen Absorbers, so daß eine Massenproduktion möglich wird, was zu einer Reduzierung der Herstellungskosten führt.

4. Da die Schwingung des erfindungsgemäßen dynamischen Absorbers durch abwechselnde Zuführung von Druckluft zu den pneumatischen Federn hervorgerufen werden kann, ist ein solcher dynamischer Absorber auch zum Dämpfen der Schwingung von Maschinen geeignet, die starr auf den Boden oder auf einem Fundament installiert sind.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Dynamischer Absorber zum Dämpfen oder Aufheben einer

.-" Maschinenschwingung, die durch eine in der Maschine erzeugte schwingungserregende Kraft hervorgerufen ist, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens ein Paar im Abstand voneinander liegende pneumatische Federelemente (5, 6 bzw. 5a, 6a bzw» 5b, 6b bzw. 5c, 6c), die entlang einer vorgegebenen Linie eine Federung bewirken und zwischen denen ein entlang der vorgegebenen Linie schwingfähiges Gewicht (7, 7a, 7b, 7c) gelagert ist, und ein Luftleitungssystem aufweist, durch das der dynamische Absorber (A,B, C) zur Versorgung mit Druckluft an eine Druckluftquelle (28) angeschlossen ist, und daß das Luftleitungssystem mindestens ein Druckregelventil (19, 29, 50) enthält, um vorzugsweise von fern den Druck der dem dynamischen Absorber zugeführten Druckluft einstellen bzw. einregulieren zu können.

2. Dynamischer Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens ein in das Leitungssystem eingeschaltetes Richtungsregelventil umfaßt, das die abwechselnde Zufuhr von Druckluft zu den pneumatischen Federelementen steuert, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um das Richtung sregelventil mit einer Frequenz zu betätigen, die der Frequenz der in der Maschine erzeugten schwingungserregenden Kraft entspricht, so daß das Gewicht mit einer Frequenz schwingt, die der Frequenz der in der Maschine erzeugten schwingungserregenden Kraft entspricht, und daß Einrichtungen vorhanden sind, um die Schwingung des Gewichtes so einzustellen, daß diese Schwingung um 180° außer Phase zur Schwingung der Maschine ist₀

3. Dynamischer Absorber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er Einrichtungen umfaßt, um eine bestimmte Größe der Schwingungsamplitude des Gewichtes während der Schwingung dieses Gewichtes zu erfassen und anzuzeigen, und daß

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außerdem Einrichtungen vorgesehen sind, die bei Auftreten der vorgegebenen Größe der Schwingungsamplitude des Gewichtes eine Abnahme der Druckdifferenz zwischen dem Paar der Federelemente und damit eine Abnahme der Schwingungsamplitude des Gewichtes bewirken.

4. Djmamischer Absorber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die eine Abnahme der Druckdifferenz bewirkt, zwei Richtungsregelventile umfaßt, die abwechselnd betätigbar sind, umgwischen dem Paar von pneumatischen Federelementen in Abhängigkeit von dem Auftreten der vorgegebenen Größe der Schwingungsamplitude des Gewichtes wirksam zu werden.

5. Dynamischer Absorber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine hinsichtlich ihres Volumens veränderliche Einrichtung (33) aufweist, die an mindestens eines der das Paar bildenden pneumatischen Federelemente angeschlossen ist, um eine abwechselnde Veränderung des Innendruckes des an dem hinsichtlich des Volumens veränderliche Einrichtung angeschlossenen pneumatischen Federelementes hervorzurufen, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um eine Volumenveränderung der hinsichtlich des Volumens veränderlichen Einrichtungen mit der Frequenz zu bewirken, die der Schwingungsfrequenz der Maschine entspricht, um das Gewicht mit einer Frequenz zum Schwingen zu bringen, die der Schwingungsfrequenz der Maschine entspricht , und daß Mittel vorgesehen sind, um die Schwingung des Gewichtes derart einzustellen, daß diese Schwingung

um 180° phasenversetzt zur Schwingung der Maschine ist.

6. Dynamischer Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Einrichtungen umfaßt, um eine vorgegebene Größe der Schwingungsamplitude des Gewichtes zu erfassen, und daß Mittel vorgesehen sind, um in Abhängigkeit vom Auftreten der vorgegebenen Schwingungsamplitude des Gewichtes eine Abnahme der Druckdifferenz zwischen dem Paar pneumatischer

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Federelemente zu bewirken.

7. Dynamischer Absorber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verringerung der Druckdifferenz zwei Richtungsregelventile umfaßt, die abwechselnd betätigbar sind, um bei Auftreten der vorgegebenen Größe der Schwingungsamplitude des Gewichtes zwischen dem Paar der pneumatischen Federelemente wirksam zu werden.

8. Dynamischer Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine erste Meßeinrichtung zum Feststellen der Schwingungsphase des Gewichtes, eine zweite Meßeinrichtung zum Feststellen der Bewegungsphase eines Elementes, das sich in einem bestimmten Verhältnis mit der Schwingung der Maschine bewegt, und Mittel umfaßt, um selektiv eine Erhöhung und Verringerung der Innendrücke der pneumatischen Federelemente in Abhängigkeit von der von den ersten und zweiten Meßeinrichtungen festgestellten Phasendifferenzen zu bewirken.

9. Dynamischer Absorber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum selektiven Erhöhen und Verringern der Innendrücke der pneumatischen Federelemente ein elektromagnetisch betätigtes Richtungsregelventil umfassen, das mindestens zwei VentilStellungen einzunehmen vermag, um jeweils einem pneumatischen Federelement von der Druckluftquelle zuzuführen und das jeweils andere Federelement zu entlüften.

10. Dynamischer Absorber nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetisch betätigbare Richtungsregelventil zusätzlich zu den zwei VentilStellungen in der Lage ist, eine weitere Ventilstellung einzunehmen, um zu verhindern, daß dann, wenn das Ventil diese weitere Ventilstellung einnimmt, die Innendrücke der pneumatischen Federelemente verändert werden, wenn die von den ersten und zweiten Meßeinrichtungen festgestellte Phasendifferenz einen be-

stimmten Wert hat.

11. Dynamischer Absorber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßeinrichtung mehrere in bestimmten Stellungen angeordnete und der Bewegungsbahn des Gewichtes zugeordnete Grenzschalter umfaßt, und daß die zweite Meßeinrichtung mehrere in bestimmten Stellungen und der Maschine benachbart angeordnete Grenzschalter umfaßt, und daß die Grenzschalter der ersten und der zweiten Meßeinrichtung elektrisch einer Erregerschaltung für das elektromagnetisch betätigte Richtungsregelventil zugeordnet sind.

12. Verfahren zur Verwendung eines dynamischen Absorbers nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Dämpfen oder Aufheben einer Maschinenschwingung, die durch eine in der Maschine erzeugte schwingungserregende Kraft hervorgerufen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Linie ermittelt wird, entlang welcher die schwingungserregende Kraft der Maschine wirkt, und daß der dynamische Absorber so der Maschine zugeordnet wird, daß eine vorgegebene Linie, entlang welcher das Gewicht des dynamischen Absorbers schwingt, in der gleichen Linie liegt wie die Linie, in der die schwingungserregende Kraft der Maschine wirkt.