DE2718347A1 - VIBRATION DAMPER FOR A ROTOR - Google Patents

VIBRATION DAMPER FOR A ROTOR

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DE2718347A1
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DE
Germany
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damping
vibration damper
ring
container
damper according
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Withdrawn
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DE19772718347
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German (de)
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Pieter Johannes Alberti Bakker
Waltherus Josephus Thom Luyten
Willem Hendrik Tazelaar
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Ultra Centrifuge Nederland NV
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Ultra Centrifuge Nederland NV
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/08—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement primarily for axial load, e.g. for vertically-arranged shafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B9/00—Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/12—Suspending rotary bowls ; Bearings; Packings for bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B9/00—Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/14—Balancing rotary bowls ; Schrappers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einem Dämpfungsbehälter, der zur Dämpfung von Schwingungen eines Rotors bestimmt ist, der über ein oder mehrere Lagerungen abgestützt ist und sich schnell um seine Achse dreht. Ein Lager ist mit einem Dämpftingselement verbunden, das sich entgegen der radialen Rückstellkräfte bewegen kann und das von einem Dämpfungsspalt umgeben ist, wobei das Dämpfungsglied im Innenraum des Dämpfungsbehälters, der mit einem Dämpfungsmedium aufgefüllt ist, angeordnet ist. Diese Lagerung ist mit dem Dämpfungsbehälter so verbunden, daß sie eine axiale Verschiebebewegung ausführen kann, und das Dämpfungselement ist mit dem Boden des Dämpfungsbehälters über wenigstens ein dünnes, stab-The invention relates to a vibration damper with a damping container which is used for damping vibrations a rotor is determined, which is supported by one or more bearings and rotates quickly around its axis turns. A bearing is connected to a damping element, which can move against the radial restoring forces and which is surrounded by a damping gap, wherein the damping element is arranged in the interior of the damping container, which is filled with a damping medium is. This storage is connected to the damping container in such a way that they perform an axial displacement movement can, and the damping element is with the ground of the damping container via at least one thin, rod-

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förraige Glied verbunden, das sich federnd nachgiebig zur Seite radial bewegen kann.Förraige member connected, which is resilient to the side can move radially.

Derartige Dämpfer sind beispielsweise in der CH-PS 457 984 beschrieben. Diese Dämpfer weisen den Nachteil auf, daß sie nur auf eine Frequenz ansprechen.Such dampers are described in CH-PS 457 984, for example. These dampers have the disadvantage that they only respond to one frequency.

Erfindungsgemäß soll insbesondere dieser Nachteil überwunden werden, indem das Dämpfungselement wenigstens einen flachen Metallring aufweist, der wenigstens teilweise frei übersteht und starr an den Dämpfungselementen koaxial und senkrecht zu der Drehachse des Rotors angebracht ist, wobei der Ring wenigstens örtlich in einem Magnetfeld angeordnet ist, dessen Feldrichtung quer zur Ebene des Ringes verläuft.According to the invention, this disadvantage is to be overcome in particular by the damping element at least one flat Has metal ring which protrudes at least partially free and is rigidly attached to the damping elements coaxially and perpendicular to the axis of rotation of the rotor, the ring at least is arranged locally in a magnetic field, the field direction of which is transverse to the plane of the ring.

Der zuvor beschriebene Dämpfer ermöglicht eine Dämpfungswirkung teilweise infolge eines in Jedem Metallring während der Bewegung dieses Ringes im magnetischen Feld induzierten Wechselstroms. Der Ring wird vorzugsweise derart abgeflacht, daß die Richtung der Abflachung auf die Schwingungsbewegung zuweist und zu dieser ausgerichtet ist. Das Dämpfungselement kann sich somit vollständig in einem Spalt bewegen, in dem das Magnetfeld konstant bleibt.The damper described above enables a damping effect due in part to one in each metal ring during the Movement of this ring in the magnetic field induced alternating current. The ring is preferably flattened so that assigns the direction of the flat to and aligns with the vibratory motion. The damping element can thus move completely in a gap in which the magnetic field remains constant.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet sich das freie magnetische Feld in einem kreisringförmigen Spalt, der den flachen Metallring mit nur geringem Spiel umgibt. Somit wird ermöglicht, daß in dem Dämpfungselement ein Hohlraum ausgebildet werden kann, der nach einem Ende hin offen ist, in dem sich ein zweiter zylindrischer Dämpfungsspalt bildet, der an ein Bauteil grenzt, das starr mit dem Dämpfungsbehälter verbunden und innerhalb des Hohlraums angeordnet ist.According to a preferred embodiment of the invention, the free magnetic field is formed in an annular shape Gap that surrounds the flat metal ring with little play. It is thus made possible that in the damping element Cavity can be formed, which is open towards one end, in which a second cylindrical damping gap is formed, which adjoins a component that is rigidly connected to the damping container and is arranged within the cavity.

Hierdurch wird die Dämpfungswirkung verstärkt, der abgeflachte Metallring zusammen mit dem schmalen Spalt zwischen den Magnetpolen als eine Flüssigkeitsdichtung wirkt, so daßThis increases the damping effect, the flattened metal ring together with the narrow gap between acts as a liquid seal on the magnetic poles so that

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die Räume für die Dämpfungsflüssigkeit an beiden Seiten des abgeflachten Metallringes praktisch voneinander bezüglich der dynamischen Bewegung der Flüssigkeit abgeteilt sind. Hierdurch wird die Dämpfungswirkung wesentlich verbessert, da die Dämpfungsflüssigkeit sich nicht von einem Dämpfungsraum zum anderen bewegen kann.the spaces for the damping fluid on both sides of the flattened metal ring are practically separated from each other with respect to the dynamic movement of the liquid. Through this the damping effect is significantly improved because the damping fluid does not move from a damping space to the can move others.

Mit einem solchen Dämpfer läßt sich leicht eine Anpassung an Frequenzbereiche erzielen, die gedämpft werden sollen. Bei der ersten Ausführungsform erhält man dies dadurch, daß getrennte Dämpfungsringe für jede Frequenz vorgesehen sind. Es ist ebenfalls möglich, längs des Umfanges eines Dämpfungsringes eine Anzahl von geringfügig unterschiedlich ausgebildeten Magneten anzuordnen, wobei die Magnete den Frequenzen zugeordnet sind, und zwar einer Frequenz, während die anderen Magnete zur Dämpfung der Folgefrequenzen dienen.With such a damper, an adaptation to frequency ranges that are to be damped can easily be achieved. In the In the first embodiment this is achieved by providing separate damping rings for each frequency. It is also possible, along the circumference of a damping ring, a number of slightly differently designed magnets to be arranged, whereby the magnets are assigned to the frequencies, namely one frequency, while the other magnets serve to dampen the repetition frequencies.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Figur näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the single figure.

Von dem Rotor ist nur der Abschnitt 1 gezeigt, dessen Unterseite in einem Achslager 2 abgestützt ist. Der Achszapfen ist am Ende als eine Spurkugel 3 ausgebildet, die in einem Hohlraum eines Lagerblockes 4 ruht. Der Lagerblock 4 ist in einem Dämpfungselement 5 angeordnet, das an der Außenseite eine zylindrische Umfangsflache aufweist. Die Lagerschale 7, in der zur Schmierung des Zapfenlagers ein Schmiermittel zirkulieren kann, ist an der Oberseite durch einen zylindrischen Abschnitt 8 begrenzt, der starr mit dem Dämpfungselement 5 verbunden ist. Der zylindrische Abschnitt ist über eine Membrane 9 mit dem Gehäuse 10 des Dämpfers verbunden.Only section 1 of the rotor is shown, the underside of which is supported in an axle bearing 2. The stub axle is at the end designed as a track ball 3, which is in a cavity a bearing block 4 rests. The bearing block 4 is arranged in a damping element 5, which has a cylindrical on the outside Has circumferential surface. The bearing shell 7, in which a lubricant circulates to lubricate the journal bearing is limited at the top by a cylindrical section 8 which is rigidly connected to the damping element 5. The cylindrical section is connected to the housing 10 of the damper via a membrane 9.

Die Membrane 9 kann wellenförmig ausgebildet sein, wie dies in der Figur dargestellt ist, jedoch kann diese Membrane 9 auch vollständig flach ausgebildet sein. Sie ermöglicht, daß dasThe membrane 9 can have a wave-shaped design, as shown in the figure, but this membrane 9 can also be completely flat. It enables that

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Dämpfungselement Schwingungsbewegungen um den Mittelpunkt 11 der Membrane derart ausführen kann, daß der Punkt, um den sich die Schwingungen bilden, bezüglich der Wandung 12 des Dämpfungabehälters gleichbleibt.Damping element can perform vibrational movements around the center 11 of the membrane in such a way that the point around which form the vibrations with respect to the wall 12 of the damping container remains the same.

Das Dämpfungselement 5 ist auf der Unterseite auf einem dünnen, stabförmigen Glied 13 abgestützt, das an beiden Enden festgelegt ist. Das Oberteil ist in dem Boden 14 des Dämpfungselementes 5 gelagert und das untere Ende in dem Boden 15 des Dämpfungsbehälters. Das dünne, stabförmige Glied 13 ist ausreichend federnd nachgiebig, so daß das Dämpfungselement 5 Querbewegungen ausführen kann, während der Abstand zum Boden des Dämpfungsbehälters unverändert konstant bleibt.The damping element 5 is on the underside on a thin, rod-shaped member 13 is supported, which is fixed at both ends is. The upper part is in the bottom 14 of the damping element 5 stored and the lower end in the bottom 15 of the damping container. The thin rod-shaped member 13 is sufficient resiliently resilient, so that the damping element 5 can perform transverse movements, while the distance to the bottom of the Damping container remains unchanged constant.

Eine sogenannte Wirbelstromscheibe 16 ist starr durch einen Haltering 17 am unteren Ende 18 des Dämpfungselementes 5 eingespannt. Die Unterseite des Dämpfungselementes 5 1st mit einem Hohlraum 20 versehen, in dem ein ortsfester Dämpfungskörper 21 angeordnet ist, der mit dem Boden 15 des Dämpfungsbehälters verbunden ist. Ein zylindrischer Dämpfungsspalt 19 ist zwischen dem Körper 21 und der Wandung 22 des Hohlraums 20 ausgebildet.A so-called eddy current disk 16 is rigid by a retaining ring 17 clamped at the lower end 18 of the damping element 5. The underside of the damping element 5 is with a Cavity 20 is provided in which a stationary damping body 21 is arranged, which is connected to the bottom 15 of the damping container connected is. A cylindrical damping gap 19 is between the body 21 and the wall 22 of the cavity 20 formed.

Am unteren Ende der zylindrischen Wandung 12 ist ein Ringmagnet 23 angeordnet, der im Querschnitt ungefähr hufeisenförmig ausgebildet ist. Zwischen den Polen 24 und 25 bildet sich ein Magnetfeld, welches die Metallplatte 16 senkrecht durchzieht. Die Spalte 26 und 27 verhindern zum großen Teil die Verschiebung der Dämpfungsflüssigkeit von dem Dämpfungsspalt 19 zu dem Dämpfungsspalt 28 und umgekehrt.At the lower end of the cylindrical wall 12, a ring magnet 23 is arranged, which is approximately horseshoe-shaped in cross section is. A magnetic field is formed between the poles 24 and 25, which perpendicularly traverses the metal plate 16. the Gaps 26 and 27 largely prevent the displacement of the damping fluid from the damping gap 19 to the Damping gap 28 and vice versa.

Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form kann der Körper axial verstellbar angeordnet sein, d.h. in der gezeigten Figur in vertikaler Richtung verstellbar. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erzielen, daß man das in der Mitte liegende dünne, stabförmige Glied 13 durch eine Anzahl von getrennten dünnen,According to a preferred embodiment, the body can be arranged to be axially adjustable, i.e. in the figure shown in FIG adjustable in vertical direction. This can be achieved, for example, by the thin, rod-shaped member 13 by a number of separate thin,

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stabförmigen Gliedern ersetzt, die an der Unterseite des Halteringes 17 und. am anderen Ende am Boden 15 des Dämpfungsbehälters befestigt sind. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Körper 21 sich nach oben oder unten bewegen, indem man das mittlere stabförmige Glied 13 drehbar um die Längsachse lagert, und indem man ein Innengewinde in dem Körper 21 vorsieht. Dieser Körper 21 ist derart angeordnet, daß er sich axial bewegen , jedoch nicht drehend bewegen kann. Hierdurch läßt sich der Dämpfungsring von außen beeinflußen und verstellen.Rod-shaped links replaced those on the underside of the retaining ring 17 and. at the other end on the bottom 15 of the damping container are attached. According to a development of the invention, the body 21 can move up or down by the central rod-shaped member 13 is rotatably mounted about the longitudinal axis and by providing an internal thread in the body 21. This body 21 is arranged to move axially but not to rotate can. This allows the damping ring to be influenced and adjusted from the outside.

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Claims (6)

-•fr-- • fr- PatentansprücheClaims chwingungsdämpfer mit einem Dämpfungsbehälter, der zur Dämpfung von Schwingungen eines Rotors dient, der über ein oder mehrere Lagerungen abgestützt Ist und sich schnell um seine Achse dreht, mit einem Lager, das mit einem Dämpfungselement verbunden ist, das sich entgegen der radialen Rückstellkräfte bewegt und das von einem Dämpfungsspalt umgeben ist und das innerhalb des Dämpfungsbehälters, welcher mit einem Dämpfungsmedium aufgefüllt ist, angeordnet ist, wobei das Lager mit dem Dämpfungsbehälter so verbunden ist, daß axiale Verschiebebewegungen zulässig sind, und bei dem das Dämpfungselement mit dem Boden des Dämpfungsbehälters über wenigstens ein dünnes, stabförmiges Glied verbunden ist, das federnd nachgiebig seitlich in radialer Richtung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (5) wenigstens einen flachen Metallring (16) aufweist, der frei wenigstens von einem Teil übersteht und der starr mit dem Dämpfungselement (5) koaxial und senkrecht zu der Drehachse des Rotors verbunden ist, und daß der Ring (16) wenigstens örtlich in einem Magnetfeld in dessen Feldrichtung quer zur Ebene des Ringes verläuft.vibration damper with a damping container, which is used to Damping of vibrations of a rotor is used, which is supported by one or more bearings and which turns around quickly its axis rotates, with a bearing that is connected to a damping element that counteracts the radial restoring forces moved and surrounded by a damping gap is and that inside the damping container, which with a damping medium is filled, is arranged, wherein the bearing is connected to the damping container so that axial displacement movements are permitted, and in which the damping element with the bottom of the damping container over at least one thin, rod-shaped member is connected, the resiliently resiliently movable laterally in the radial direction is, characterized in that the damping element (5) has at least one flat metal ring (16) which protrudes free from at least one part and which is rigid with the damping element (5) and coaxial perpendicular to the axis of rotation of the rotor, and that the ring (16) is at least locally in a magnetic field in whose field direction is transverse to the plane of the ring. 2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld einen kreisringförmigen Spalt (26,27) bildet, der den flachen Metallring (16) mit geringem Spiel umgibt.2. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the magnetic field has an annular gap (26,27) forms the flat metal ring (16) with little play surrounds. 3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Dämpfungselement (5) ein zweiter zylindrischer Dämpfungsspalt (19) angrenzend an ein Bauteil (21) ausgebildet ist, das starr mit dem Dämpfungsbehälter (15) verbunden und innerhalb des Dämpfungselementes (5) angeordnet ist.3. Vibration damper according to claim 2, characterized in that that in the damping element (5) a second cylindrical Damping gap (19) formed adjacent to a component (21) is, which is rigidly connected to the damping container (15) and is arranged within the damping element (5). 709846/0846709846/0846 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED 4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dämpfungsspalt (19) kleiner als der erste
ist.4. Vibration damper according to claim 31, characterized in that the second damping gap (19) is smaller than the first
is. 5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung verschiedener Schwingungsfrequenzen unterschiedliche Magnetfeldstärken vorgesehen sind. 5. Vibration damper according to claim 1, characterized in that that different magnetic field strengths are provided for damping different oscillation frequencies. 6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein Ring (16) vorgesehen ist, wobei jeder Ring zur Dämpfung einer anderen Schwingungsfrequenz bestimmt
ist.6. Vibration damper according to claim 1, characterized in that more than one ring (16) is provided, each ring intended for damping a different vibration frequency
is. 709846/0846709846/0846
DE19772718347 1976-04-28 1977-04-25 VIBRATION DAMPER FOR A ROTOR Withdrawn DE2718347A1 (en)

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