DE2610212A1

DE2610212A1 - Schwingungstilger zur daempfung von breitbandigen koerperschallschwingungen

Info

Publication number: DE2610212A1
Application number: DE19762610212
Authority: DE
Inventors: Michael Saalfeld
Original assignee: MUELLER BBM GmbH
Current assignee: MUELLER BBM GmbH
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1976-03-11
Publication date: 1977-09-22
Also published as: DE7607516U1

Description

Schwingungstilger zur Dämpfung von breitbandigen
Körperschallschwingungen Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungstilger zur Dämpfung von breitbandigen Körperschallschwingungen, bei dem mehrere Massen über Federelemente an der schwingungszudämpfenden Struktur befestigt sind, wobei die Größen der Massen und die Federkonstanten der Federelemente zum Erhalt einer breitbandigen Dämpfung auf die mechanische Impedanz der Struktur abgestimmt sind.
Ein Einmassen-Schwingungstilger, auch dynamischer Schwingungsabsorber oder akustischer Egel genannt, ist im Prinzip ein Resonanzsystem, das auf einer schwingenden Struktur bzw.
Masse angebracht wird und den Schwingungen der Struktur entgegenwirkt. Durch das Anbringen des Schwingungstilgers nimmt der Übertragungsfaktor in der Resonanzfrequenz stark ab. Mit wachsender Frequenzabweichung steigt der Ubertragungsfaktor wieder an, was sich in zwei rechts und links auftretenden Ubertragungsmaxima äussert. Stimmt die Anregefrequenz mit der Resonanzfrequenz überein, so werden die Ubertragungsspitzen nicht angeregt.
Der Abstand der Übertragungsmaxima hängt von der Masse des Tilgers ab. Für die praktische Anwendung ist es ausreichend, wenn der Absolutbetrag der Massenimpedanz des Tilgers und der Absolutbetrag der Strukturimpedanz gleich sind.
Die Höhe der Übertragungsspitzen hängt von der Masse und von der Dämpfung des Absorbers ab,- wobei durch die Dämpfung die Übertragungsspitzen am stärksten beeinflußt werden können, aber auch die Dämpfung des Feder-Masse-Systems oder der Struktur wirkt sich auf die Übertragungsspitzen aus.
Das Prinzip eines Einmassen-Schwingungstilgers kann allgemein nur dann wirksam angewendet werden, wenn die Schwingungen lediglich eine Hauptfrequenzkomponente enthalten. Ein Mehrmassen-Schwingungstilger dagegen kann eine breitbandige Schwingungsdämpfung bewirken. Die einzelnen Tilgermassen und ihre Federelemente werden so abgestimmt, daß sich ihre Ansprechfrequenzbereiche überdecken. Die Wirkung eines Mehrmassen-Schwingungstilgers kann dadurch erhöht werden, daß die einzelnen Tilgermassen in mehreren Freiheitsgraden schwingen.
Aus der DT-OS 2 163 798 sind Schwingungstilger der eingangs genannten Art bekannt geworden, die nach dem Prinzip eines Mehrmassen-Schwingungstilgers arbeiten und mit denen bei periodischen Erregerkräften gleichzeitig Grund- und Oberschwingungen gedämpft werden können und die auch zur Reduzierung aperiodischer Schwingungen eingesetzt werden können.- Dabei soll bei minimalem Gewicht des Resonanzabsorbers eine günstige Massenausnutzung in dem interessierenden Frequenzbereich erhalten werden. Verwirklicht wird der bekannte Absorber durch Schwingelemente, z.B. Stäbe, Saiten, Platten und dgl., bei denen durch Formgebung, durch Zusatzmassen, durch Einkerbungen die Eigenwerte so eingestellt werden, daß möglichst viele Eigenfrequenzen in den interessierenden Frequenzbereich fallen. Nachteilig bei den bekannten Konstruktionen ist, daß sie aufwendig und sperrig sind und die Ankopplung des Absorbers an die zu dämpfende Struktur in einem relativ großen Flächenbereich über ein die Schwingungselemente aufnehmendes Gehäuse erfolgen muß.
Erwünscht ist, auch bei einem Mehrmassen-Schwingungsabsorber eine möglichst punktförmige Ankopplung an die Struktur in dem Bereich zu ermöglichen, in dem die über einen weiten Frequenzbereich verteilten Schwingungen entstehen.
Der Erfindung liegt danach die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungstilger der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß er bei einfachem Aufbau für eine Massenfertigung geeignet ist und eine möglichst punktförmige Ankopplung an die schwingungszudämpfende Struktur ermöglicht. Dadurch sollen die Schwingungen möglichst sofort im Bereich ihrer Entstehung gedämpft werden.
Erfindungsgemäss wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß die Massen am Umfang eines säulenförmigen, das Federelement für alle Massen bildenden Gummikörpers befestigt sind. Ein solcher Schwingungstilger erfüllt alle an ihn gestellten Forderungen. Es ist eine kompakte und für die Massenfertigung geeignete Bauweise verwirklicht. Es ist auf einfache Weise eine Abstimmung des Federelementes durch Auswahl des Gummis und der Form und der Größe des säulenförmigen Gummikörpers möglich.
Das Gummi erlaubt gleichzeitig eine optimale Dämpfung für das Federelement. Die am Umfang angeordneten Massen sind durch ihre Form und Größe sowie Wahl des Materiales (spezifisches Gewicht) variierbar, so daß auf einfache Weise eine Abstimmung für den jeweiligen Verwendungszweck möglich ist. Die Ausbildung des Federelementes als säulenförmiger Gummikörper erlaubt darüber hinaus das Schwingen der Tilgermassen in mehreren Freiheitsgraden, so daß der Tilger relativ unabhängig von der Befestigungsorientierung gegenüber der Struktur ist.
Zweckmässige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Insbesondere die Ausführungsform nach Unteranspruch 6 ermöglicht es trotz Anordnung eines einzigen säulenförmigen Gummikörpers als Federelement, den einzelnen.
Massenkörpern eine unterschiedliche Charakteristik des Federelementes zuzuordnen.
Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Schwingungstilgers; Fig. 2 eine zweite Ausführungsform in perspektivischer Ansicht; Fig. 3 eine dritte Ausführungsform in perspektivischer Ansicht; Fig. 4 eine Ausführungsform entsprechend derjenigen nach Fig. 2 in einer gedachten anderen Anbringungslage gegenüber der Struktur; Fig. 5 eine weitere Ausführungsform in perspektivischer Ansicht.
In sämtlichen Figuren ist durch einen Doppelpfeil die Hauptschwingungsrichtung der zu dämpfenden Schwingungsbewegung der Struktur angedeutet. Danach sollen die Ausführungsformen nach Fig. 1, 2 und 3 im wesentlichen Schwingungen dämpfen, die in Richtung der Längsmittelachse des säulenförmigen Gummikörpers liegen und mit den Ausführungsformen nach Fig. 4 und 5 Schwingungen, die quer zur Mittelachse des säulenförmigen Gummikörpers liegen. Ersichtlich ist kein grundsätzlicher konstruktiver Unterschied in der Ausbildung des Schwingungstilgers für die Dämpfung von Schwingungen in Richtung oder quer zur Richtung der Mittelachse des säulenförmigen Gummikörpers gegeben, was die relative Unabhängigkeit des erfindungsgemässen Schwingungstilgers von der Anbringungsorientierung an die Struktur zeigt.
Im folgenden sind in allen Figuren funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht gesondert erläutert.
Gemäss Fig. 1 sind um einen säulenförmigen Gummikörper 1 von im wesentlichen kreiszylindrischer Form Massenkörper 2 angeordnet, die als prismatische Ringsektoren ausgebildet sind.
Diese sind auf geeignete Weise mit dem Gummikörper 1 fest verbunden. Der Gummikörper 1 trägt an seiner in Fig. 1 nicht sichtbaren Stirnseite einen Befestigungsteller 3, über welchen der Schwingungstilger an der schwingungszudämpfenden Struktur befestigt werden kann.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 - 5 ist in den säulenförmigen Gummikörper 1 eine zylindrische Hülse 4 einvulkanisiert, über welche die Befestigung des Tilgers an der Struktur erfolgt.
Bei der Ausführung nach Fig; 3 sind die Massenkörper 5 quaderförmig ausgebildet, da es für bestimmte Anwendungsfälle zweckmässig ist, einen rechteckigen Umriss der Massenkörper des Tilgers zu haben. Aus den Fig. 1-3 ist an der Stelle 6 ersichtlich, daß der säulenförmige Gummikörper 1 eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform hat, so daß die einzelnen Massenkörper 2 bzw. 5 einen unterschiedlichen Abstand von der Mittellinie des Gummikörpers bzw. der Mittelachse der Hülse 4 haben.
Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist die Form des Tilgers an den zur Verfügung stehenden Platz angepasst. Der säulenförmige Gummikörper 7 ist zu einem Halbzylinder (wenn keine Hülse 4 vorgesehen ist) bzw. zu einem Ringsegment mit eingelassener Hülse 4 zur Befestigung an der Struktur entartet.

Claims

Ansprüche allschwingungen, bie d 1. schwingungstilger zur Dämpfung von breitbandigen Körperschallschwingungen, bei dem mehrere Massen über Federelemente an der schwingungszudämpfenden Struktur befestigt sind, wobei die Größen der Massen und die Federkonstanten der Federelemente zum Erhalt einer breitbandigen Dämpfung auf die mechanische Impedanz der Struktur abgestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Massen (2) am Umfang eines säulenförmigen, das Federelement für alle Massen bildenden Gummikörpers (1) befestigt sind.
2. Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der säulenförmige Gummikörper (1) an einer seiner Stirnseiten mit einem auf der Struktur befestigbaren Befestigungsteller (3) verbunden ist.
3.Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der säulenförmige Gummikörper (1) eine einvulkanisierte Hülse (4) zur Aufnahme einer stabförmigen Struktur aufweist.
4. Schwingungstilger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Massen aus prismatischen Körpern (2; 5) bestehen, die in etwa gleicher Höhe um den säulenförmigen Gummikörper (1) herum angeordnet sind.
5. Schwingungstilger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der säulenförmige Gummikörper (1) ein Kreiszylinder ist.
6. Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der säulenförmige Gummikörper (1) eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform hat, derart, daß die einzelnen Massenkörper (2; 5) einen unterschiedlichen Abstand von der Mittellinie des Gummikörpers haben.
7. Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß die prismatischen Massenkörper als Ringsektoren (2) ausgebildet sind.
8. Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß die prismatischen Massenkörper die Form von Quadern (5) haben mit einer der Säulenumrißform angepassten konkaven Ausnehmung.