DE2600434A1

DE2600434A1 - Schwingungsdaempfer

Info

Publication number: DE2600434A1
Application number: DE19762600434
Authority: DE
Inventors: Gerard Maurice Gaspard Evrard
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1975-01-09
Filing date: 1976-01-08
Publication date: 1976-07-15
Also published as: FR2297360A1; US4033533A; GB1532054A; DE2600434C2; FR2297360B1

Description

V AT E. Ί TA M WX LT E

DR. E. WIEGAND DIPL.-ING. W. NIEMANN /D UU 4 O 4 DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

München Hamburg

2000 HAMBURG 50, 6. Jan. 1976

KONIGSTRASSE28 TELEFON: 381233 TELEGRAMME: KARPATENT TELEX: 212979 KARP D

W.26928/76 12/ko

Societe Nationale d'Etude et de Construction de Moteurs d'Aviation Paris (Frankreich)

Schwingungsdämpfer

Die Erfindung bezieht sich auf Schwingungsdämpfer, die dazu dienen, ein schwingendes Element und ein nicht schwingendes Element zusammenzubauen, beispielsweise an einem Träger, welcher der Gefahr von Schwingungen ausgesetzt ist, ein Organ zu befestigen, welches keine Schwingungen erleiden soll, und die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Befestigung von Organen kleiner Abmessungen, wie Regelorgane oder elektronische Bestandteile, an Bord eines Luftfahrzeuges.

Es sind Schwingung¹·^ fi£kannt, die einen Block aus Kautschuk oder aus anderem elastomeren Material, der zwischen zwei Außenplatten festgelegt ist, die durch eine rohrförmige Stange, Strebe oder dgl. miteinander verbunden sind, welche durch den Block hindurchgeht, und eine mittlere Platte aufweisen, deren

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BANK: DEUTSCHE BANK AG, HAMBURG (BLZ 20070000), KONTO NR. 65/18823 · POSTSCHECK: HAMBURG 1428*5-205

Innenrand in dem Block zwischen den beiden Außenplatten eingesetzt ist. Ein solcher Schwingungsdämpfer kann an einem der Elemente, beispielsweise an dem schwingenden Träger mittels eines Bolzens, Dübels oder dgl., der die rohrförmige Strebe oder Stange durchquert, befestigt sein, wobei das andere Element an der mittleren Platte befestigt ist.

Die relativen Verschiebungen der beiden Elemente rufen Verformungen des Blocks hervor, die ihrerseits in der Masse des Blocks innere Reibungen hervorrufen, welche die Schwingungen dämpfen. Diese Verformungen ändern abwechselnd die Druckbeanspruchung des elastomeren Materials auf den beiden Seiten der mittleren Platte, und, wenn die Verformungen eine gewisse Amplitude oder Größe erreichen, werden die Änderungen der Druckbeanspruchung, die sich daraus in gewissen Teilen des Blocks ergeben, oftmals von Zugbeanspruchungen und/oder Scherbeanspruchungen in anderen Teilen begleitet. Wenn jedoch das elastomere Material, beispielsweise Kautschuk, einen guten Widerstand gegen Druckbeanspruchungen hat, ist sein Widerstand gegen Zugbeanspruchung und gegen Scherbeanspruchung gering. Um die Gefahr eines Bruches oder eines Reißens zu verhindern, ist es demgemäß notwendig, dem Block aus elastomerem Material Abmes*- sungen zu erteilen, die viel größer als die Abmessungen sind, die benötigt würden, wenn der Block nur auf Druck beansprucht würde. Um andererseits die gewünschten Dämpfungseigenschaften zu erhalten, ist es erforderlich, zum Zeitpunkt der Montage des Dämpfers die Vorspannung des Blocks aus elastomerem Material genau auf einen Wert Null oder auf einen geringen WErt einzustellen. Praktisch kann diese Montage nur von spezialisiertem Personal und in einer mit Spezialausrüstung versehenen Werkstatt ausgeführt werden.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, Verbesserungen zu schaffen, welche die Herstellung von miniaturisierten Dämpfern ermöglicht, die beispielsweise dafür verwendet werden können, Regelungsbauteile oder elektronische Bauteile oder Bestandteile

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an Bord eines Luftfahrzeuges zu befestigen, wobei die Dämpfer an Ort und Stelle direkt an den zusammenzufügenden Elementen montiert werden können.

Ein Schwingungsdämpfer gemäß der Erfindung ist aus zwei Hälften gebildet, deren jede einen Ringkörper aus elastomerem Material aufweist, deren jeder einen rohrförmigen starren Tragkörper umgibt, der mit einem Endflansch versehen ist. Die Innenflächen der beiden elastomeren Ringkörper, d.h. diejenigen Flächen, die den starren Flanschen gegenüberliegen, sind beiderseits einer mittleren Platte, die einen Teil eines der zusammenzufügenden Elemente bilden kann, rund um eine in dieser Platte gebildete öffnung und mittels eines Zugorganes angeordnet, welches die rohrförmigen Tragkörper durchquert, um diese gegeneinander zu ziehen und aneinander festzulegen, wobei ermöglicht ist, das andere Element des auf diese Weise gebildeten Dämpfers zu befestigen.

Die beiden elastomeren Ringkörper sind mit der mittleren Platte nur durch Druckkräfte verbunden und sie können sich unabhängig voneinander verformen, wobei die relativen Verschiebungen großer Amplitude dieser Platte dazu führen, daß ein Teil der Platte sich von dem Flansch einer der Hälften des Dämpfers entfernt, so daß der entsprechende Teil des elastomeren Ringkörpers dieser Hälfte des Dämpfers sich entspannen und in den entspannten Zustand zurückkehren kann, wobei jedoch auf diese Hälfte keinerlei Zugbeanspruchung oder Scherbeanspruchung ausgeübt wird. Weiterhin wird die Vorspannung der elastomeren Ringkörper bei der Montage des Dämpfers automatisch geregelt zufolge der Tatsache, daß die auf die Ringkörper durch das Zugorgan ausgeübte Festlegekraft durch die starren Tragkörper begrenzt ist, deren rohrförmige Teile sich gegeneinanderlegen. Es ist demgemäß nicht erforderlich, den Dämpfer überzudimensionieren, und die Montage erfordert keinerlei.besondere Vorkehrungen.

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Wenn die beiden Dämpferhälften dazu vorgesehen sind, einen plattenförmigen Teil eines der zusammenzufügenden Elemente festzulegen, beispielsweise desjenigen Elementes, welches vor Schwingungen geschützt werden ^oll, wird der Dämpfer an diesem Element montiert. Das Zugorgan kann beispielsweise ein Schraubenbolzen sein, der dazu dient, den Dämpfer an dem anderen Element zu befestigen. Das Zugorgan ist allgemein ein Rohrstück, das in den beiden rohrförmigen Tragkörpern im Eingriff steht und beispielsweise mittels einer Verformung (Aufweiten) an den Außenenden der rohrförmigen Tragkörper gehalten ist, welche die Flansche bilden. Der Dämpfer kann auf diese Weise an dem zweiten Element mittels eines Dübels oder eines Schraubenbolzens befestigt werden, der das rohrförmige Zugorgan durchquert.

Wenigstens einer der elastomeren Ringkörper weist vorzugsweise eine Nabe und einen erweiterten Teil in Form eines Flansches auf, die an dem rohrförmigen Teil bzw. an dem Endflansch des starren Tragkörpers anhaften. Die Innenfläche dieses elastomeren Flansches und die Umfangsfläche der Nabe sind vorzugsweise mit Aussparungen versehen, die zwischen sich eine Mehrzahl von Vorsprüngen und/oder Rippen bilden, über die sie sich gegen eine der Flächen der mittleren Platte bzw. gegen den Rand der in der Platte gebildeten öffnung legen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Hälfte eines

Schwingungsdämpfers gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht nach Linie II-II der Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Halbschnittansicht nach Linie III-III der Fig. 1.

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Fig. 4 ist eine der Fig. 2 analoge Schnittansicht in kleinerem Maßstab eines Schwingungsdämpfer S₃ der aus zwei Hälften gebildet ist, die den Hälften gemäß den Fig. 1 bis 3 identisch sind.

Fig. 5 ist eine der Fig. 1 analoge Ansicht einer abgewandelten Ausfuhrungsform der Erfindung.

Fig. 6 ist eine der Fig. 2 analoge Ansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 5 im Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 5.

Fig. 7 ist eine der Fig. 1 analoge Ansicht einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 8 ist eine Schnittansicht nach Linie VIII-VIII

der Fig. 7-Fig. 9 ist eine Halbschnittansicht nach Linie IX-IX

der Fig. 7.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Dämpferhälfte weist einen Ringkörper 1 auf, der aus syntetischem elastomeren Material gebildet ist, welches um einen metallenen Tragkörper 2 herum geformt ist, der einen rohrförmigen Teil 2a aufweist, welcher mit einem Flansch 2b gebildet ist. Der elastomere Ringkörper 1 hat einen allgemein L-förmigen Querschnitt, dessen Schenkel an dem rohrförmigen Teil 2a bzw. an dem Flansch 2b des Metalltragkörpers 2 anhaften. Der an dem rohrförmigen Teil 2a anhaftende Schenkel bildet eine gezahnte Nabe la, die durch ein zylindrisches Volumen gebildet ist, das in Längsrichtung mehrere Nuten 3 aufweist, die zur Achse XX' des Tragkörpers 2 parallel verlaufen und um diese Achse XX' regelmäßig verteilt sind und zwischen denen eine entsprechende Anzahl von "Zähnen" U gebildet ist, die in der Art einer zylindrischen Getriebeverzahnung radial gerichtet sind. Bei der dargestellten Ausführungsform sind acht Nuten 3 vorhanden. Der andere Schenkel bildet an dem Metallflansch 2b einen elastomeren Flansch Ib, an welchem radiale Lamellen 5

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gebildet sind, deren jede auf einem der Zähne 4 angeordnet ist· und sich axial erstreckt bis zu einem Abstand d von dem dem Flansch 2b gegenüberliegenden Ende des Tragkörpers 2, wobei üie Endflächen aller Lamellen 5 ebene Flächen 5a bilden, die in einer zur Achse XX' rechtwinkligen Ebene liegen.

Die Dämpferhälfte, die in Fig. 4 mit 6 bezeichnet ist, soll mit einer anderen identischen Hälfte 7 einen Dämpfer bilden, mittels welchem an einem nicht dargestellten schwingenden Träger ein Organ befestigt v/erden soll, welches keine Schwingungen erleiden soll und von dem ein Teil in Form einer Platte bei 8 dargestellt ist. Die beiden Flächen 8a und 8b der Platte B sind derart bearbeitet ₃ daß die Dicke e der Platte 8 gleich 2 χ d plus Herstellungstoleranzen ist, wobei gewährleistet ist, daß diese Dicke nicht kleiner als die genannte Größe ist. In der Platte 8 ist rechtwinklig zu den Flächen 8a und 8b eine kreisförmige Öffnung 9 gebildet, deren Durchmesser gleich dem Durchmesser D der gezahnten Nabe la plus Herstellungstoleransen ist, wobei gewährleistet ist, daß der Durchmesser der öffnung 9 nicht größer als der letztere Durchmesser ist. Die gesahnten Naben la der beiden Dämpferhälften 6 und 7 sind in der öffnung 9 beiderseits der Platte 8 derart angeordnet, daß die beiden Innenenden 10a und 10b der beiden rohrförmigen Tragteile 2a, wie aus Fig. 4 ersichtlich, geringfügig über das entsprechende Innenende 11a bzw. 11b der Nabe vorragen und sich gegeneinander legen. Die beiden Dämpferhälften 6, 7 werden danach in dieser Lage mittels eines MetallrohrStückes 12 festgelegt, dessen Außendurchmesser gleich oder geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der rohrförmigen Tragkörper 2 ist, und dieses Rohrstück 12 wird in den rohrförmigen Tragkörper angeordnet und an den Enden 12a und 12b festgelegt.

Der auf diese Weise gebildete Dämpfer ist mit dem vor Schwingungen zu schützenden Organ verbunden, und der Dämpfer kann an dem nicht dargestellten schwingenden Träger befestigt

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werden, indem das Rohrstück 12 auf einem nicht dargestellten Zapfen, Bolzen, Dübel oder dgl. dieses Trägers angeordnet und dort beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Schraube festgelegt wird. Der plattenförmige Teil 8 des zu schützenden Organes ist ohne Spiel und sogar allgemein mit gewisser Vorspannung unter Berücksichtigung der oben erwähnten Herstellungs· toleranzen durch die elastomeren Ringkörper 1 der beiden Dämpferhälften 6, 7 abgestützt, wobei die Flächen 8a und 8b der Platte 8 sich mit den Endflächen 5a bzw. 5b der Lamellen 5 der beiden elastomeren Flansche Ib in Berührung befinden, und wobei die öffnung 9 sich mit den Teilen ^a und Hb der Zähne 4 in Berührung befindet, die zwischen den Endflächen 5a und 5b von radial äußeren Flächen in Form von Zylinderteilen der beiden elastomeren Naben la gebildet sind. Das zu schützende Organ ist demgemäß einzig durch eine gewisse Anzahl von Vorsprüngen (Zähne 4 und Lamellen 5) der aus elastomerem Material bestehenden Ringkörper 2 abgestützt und demgemäß mit einer Nachgiebigkeit abgestützt, die viel größer ist, als wenn das zu schützende Organ von massiven elastomeren Ringkörpern abgestützt wäre, wobei außerdem die Abstützung sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung vorhanden ist. Es ist zu bemerken, daß die Vorsprünge 4, 5 in einem üblichen Dämpfer, der einen einstückigen Block aus elastomerem Material aufweist, praktisch nicht verwirklicht werden können.

Wie oben beschrieben, arbeitet das elastomere Material einzig auf Druckbeanspruchung. Andererseits erfolgt, wie oben erläutert, das Festlegen der beiden Dämpferhälften einzig an Metallteilen, d.h. an den Innenden 10a und 10b der Tragkörper 2, so daß das elastomere Material nicht der Gefahr ausgesetzt ist, über die geringe Zusammendrückung hinaus vorgespannt zu werden, die sich gegebenenfalls aus Herstellungstoleranzen ergibt, wodurch die Resonanzfrequenz erhöht ist. Es ist weiterhin möglich, die Dämpferhälften 6 und 7 dazu zu verwenden, eine Platte zu montieren, die dicker als die Platte 8 ist, indem

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eine Metallscheibe zweckentsprechender Dicke zwischen den Innenenden 10a und 10b der Tragkörper 2 angeordnet wird.

In den Fig. 5 und 6, in denen diejenigen Bauteile, welche die gleiche Rolle wie bei der Ausfuhrungsform gemäß den Fig. 1 bis 4 bilden, mit gleichen Bezugszeichen, jedoch erhöht um hundert Einheiten, bezeichnet sind, ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Lamellen 105 sich radial zwischen den Zähnen 104 der Nabe 101a und einer Kreisrippe 13 erstrecken, deren Endfläche 13a sich in der gleichen Querebene wie die Endflächen 105a der Lamellen 105 befindet.

Die Gestalt, die Anzahl und die Anordnung der Vorsprünge der Nabe und des Flansches der elastomeren Ringkörper können praktisch nach Wunsch geändert werden. Beispielsweise sind gemäß den Fig. 7 bis 9, in denen die Bauteile, welche die gleiche Rolle wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 spielen, mit gleichen Bezugszeichen, jedoch erhöht um zweihundert Einheiten, bezeichnet sind, lediglich vier radiale Lamellen 205 vorgesehen, und die Nabe 201a weist acht Zähne 204 auf, wobei im übrigen die radialen Enden 14 der Lamellen 205 abgerundet sind. Es besteht somit die Möglich-keit großer Abwandlungen hinsichtlich der Gestalt und der Anordnung der elastomeren Ringkörper zwecks Anpassung des Dämpfers an die zu tragende Last. Es ist sogar möglich, für gewisse Anwendungen Dämpferhälften zu wählen,-die elastomere Ringkörper unterschiedlicher Härte oder unterschiedlicher Gestalt aufweisen, wobei beispielsweise die Dämpferhälfte 7 gemäß Fig. 4 durch die Dämpferhälfte gemäß den Fig. 5 und 6 oder durch die Dämpferhälfte gemäß den Fig. 7 bis 9 ersetzt werden kann. Es ist auch möglich, mehrere Dämpfer einander zu überlagern bzw. übereinander anzuordnen.

Im Rahmen der Erfindung sind weitere Änderungen möglich. Beispielsweise kann die gezahnte Nabe la einer der Dämpferhälften die mittlere Platte 8 vollständig durchqueren, wobei

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die andere Hälfte nur einen elastomeren Flansch wie den Flansch 2b, 5 aufweist. Anstelle einer Anformung oder einem Angießen an die Tragkörper können die elastomeren Ringkörper getrennt hergestellt und mittels Vulkanisation an den Tragkörpern befestigt werden.

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Claims

-ίο«

Patentansprüche

(1.JSchwingungsdämpfer zum Zusammenbau eines schwingenden Elementes und eines nicht schwingenden Elementes, mit zwei Hälften, deren jede einen Ringkörper aus elastomerem Material aufweist, der einen starren rohrförmigen Tragkörper umgibt, wobei die beiden elastomeren Ringkörper zwischen zwei Außenplatten beiderseits einer mittleren Platte um eine in dieser gebildeten Öffnung herum mittels eines Zugorganes unter Druck gesetzt sind, welches die Außenplatten und die rohrförmigen Tragkörper durchquert, dadurch gekennzeichnet, daß jede Außenplatte durch einen Flansch (2b bzw. 102b bzw. 202b) gebildet ist, der mit einem Ende des rohrförmigen Tragkörpers (2 bzw. 102 bzw. 202) einer der Dämpferhälften (6 oder 7) verbunden ist, und daß die elastomeren Ringkörper eine Mehrzahl von VorSprüngen und/oder Rippen (z.B. 4, 5 bzw. 104, 105 bzw. 204, 20b) aufweisen, mittels denen die elastomeren Ringkörper sich gegen die mittlere Platte (8) legen.
2. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der elastomeren Ringkörper (1 bzw. 101 bzw. 201) eine Nabe (la bzw. 101a bzw. 201a) und einen erweiterten Teil (Ib bzw. 101b bzw. 201b) in Form eines Flansches aufweist, die an dem rohrförmigen Abschnitt (2a bzw. 102a bzw. 202a) bzw. an dem Endflansch (2b bzw. 102b bzw. 202b) des Tragkörpers (2 bzw. 102 bzw. 202) anhaften.
3. Dämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (la bzw.. 101a bzw. 201a) eine gezahnte Nabe ist, die durch ein zylindrisches Volumen gebildet ist, welches am Umfang in Längsrichtung Nuten (3) aufweist, zwischen denen eine Mehrzahl von Zähnen (4 bzw. 104 bzw. 204) gebildet ist, die nach Art einer zylindrischen Getriebeverzahnung radial nach außen gerichtet sind.

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4. Dämpfer nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß an dem elastomeren Flansch (Ib bzw. 101b bzw. 201 b) eine Mehrzahl von radialen Lamellen (5 bzw. 105 bzw. 205) gebildet ist, deren jede aus einem der Zähne (4 bzw. 104 bzw. 204) liegt.und sich über einen Teil von dessen Länge erstreckt, und daß die Außenflächen (5a bzw. 105a bzw. 205a) der Lamellen ebene Flächen bilden, die in einer zur Achse (XX¹) des elastomeren Ringkörpers (1 bzw. 101 bzw. 201) rechtwinkligen Ebene liegen.
5. Dämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurcn gekennzeichnet, daß das Ende (10a bzw. 110a bzw,' 210a) des rohrförmigen Teiles (2a bzw. 102a bzw. 202a) des Tragkörpers (2 bzw. 102 bzw. 202) über das Ende der Nabe (la bzw. 101a bzw. 201a) des elastomeren Ringkörpers (1 bzw. 101 bzw. 201) vorragt.
6. Dämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugorgan ein Rohrstück (12) ist, welches in den beiden rohrförmigen Tragkörpern (2) angeordnet ist und beispielsweise durch Verformung oder dgl. (Aufweiten) an deren beiden Enden festgelegt ist (Fig. 4).
7. Dämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine starre Scheibe zwischen den Innenenden der beiden rohrförmigen Tragkörper angeordnet ist.
8. Dämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomeren Ringkörper der beiden Dämpferhälften unterschiedliche Härteeigenschaften haben.

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