DE2758083A1 - Frequenzabhaengig wirkender schwingungsdaempfer - Google Patents
Frequenzabhaengig wirkender schwingungsdaempferInfo
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Description
STABILUS GmbH, KOBLENZ-NEUENDORF
PATENT- UND GEBRAUCHSMUSTER-HILFSANMELDUNG
"Frequenzabhängig wirkender Schwingungsdämpfer11
Die Erfindung betrifft einen frequenzabhängig wirkenden Schwingungsdämpfer,
insbesondere für eine Waschmaschine, bestehend aus einem zumindest teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder, in welchen
ein, an einer Kolbenstange befestigter und mit Dämpfeinrichtungen
versehener Kolben verschiebbar geführt ist, während zur Umgehung der im Kolben befindlichen Dämpfeinrichtungen die Kolbenstange
eine Axialbohrung besitzt, in die mindestens eine, im wesentlichen
radial verlaufende öffnung mündet, in deren Bereich eine über ein··
Feder mit der Kolbenstange bzw. dem Kolben verbundene Masse verschiebbar auf der Kolbenstange angeordnet ist.
Bei federnd aufgehängten Systemen ist zwischen dem System und dem Maschinengehäuse eine schwingungsdämpfende Einrichtung vorgesehen,
um die Schwingungs-Amplituden des mit mehreren Drehzahlen zu betreibenden Systeme in Grenzen zu halten. Beispielsweise ist es bei
Waschmaschinen bekannt, dass das federnd aufgehängte Tromnelaggre-
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gat unter dem Einfluss des Gewichtes und der Unwucht der Wäsche im Bereich der kritischen Drehzahl eine hohe Dämpfwirkung erfordert,
jedoch die über der kritischen Drehzahl liegenden Schwingungen praktisch ungedämpft bleiben sollen. Dabei kommt es häufig vor, dass
die auf der Kolbenstange axial bewegliche Masse bei einer bestimmten Frequenz am Kolben bzw. an der Kolbenstangenführung anschlägt.
Dieses Anschlagen verursacht nicht nur starke Geräusche, sondern führt auch zu Funktionsstörungen des Schwingungsdämpfers.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile dieser
bekannten Konstruktionen zu vermeiden und einen frequenzabhängig wirkenden Schwingungsdämpfer zu schaffen, der eine einwandfreie
Dämpfung des Federmassesystems ab einer vorbestimmten Auslenkung gewährleistet, keine Anschlaggeräusche verursacht, einfach im Aufbau
ist und eine hohe Funktionssicherheit aufweist.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Begrenzung
der axialen Bewegung der Masse mindestens eine hydraulisch wirkende Dämpfeinrichtung vorhanden ist, wobei die Masse selbst ein
Teil dieser Dämpfeinrichtung ist. Dadurch wird nicht nur eine einwandfreie
Dämpfung des Federmassesystems ab einer vorbestimmten Auslenkung gewährleistet, sondern die hydraulisch wirkende Dämpfeinrichtung
vermeidet jegliche Anschlaggeräusche, ist einfach im Aufbau und besitzt eine hohe Funktionssicherheit.
Wie ein weiteres Merkmal der Erfindung zeigt, weist die Dämpfeinrichtung
einen fest mit der Kolbenstange verbundenen Dämpfkörper auf. Die Lage des Dämpfkörpers auf der Kolbenstange kann somit einfach
entsprechend der vorbestimmten Auslenkung des Federmassesystems gewählt sein bzw. es können auch die radialen öffnungen der Kolbenstange
in entsprechendem Abstand zum Kolben angeordnet sein. Erfindungsgemäss wird ein sehr einfacher Aufbau der Dämpfeinrichtung
erhalten, indem der Dämpfkörper durch einen zur Masse hin offenen Dämpftopf gebildet wird, während die Masse einen Ansatz aufweist.
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Mit diesem Ansatz greift die Masse in den Dämpftopf ein und verdrängt
die darin befindliche Flüssigkeit durch den zwischen Dämpftopf und Ansatz vorhandenen Kreisringspalt. Der Spalt-Querschnitt
ist massgebend für die Dämpfwirkung.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung wird durch eine zweite Dämpfeinrichtung
geschaffen, die die Schwingbewegung der Masse in der anderen Bewegungsrichtung dämpft. Dies wird auf einfache Weise dadurch
erreicht, dass die Kolbenstangenführung einen in den Arbeitsraum ragenden Verdrängerkörper aufweist, während die Masse eine
diesem Verdrängerkörper angepasste Aussparung besitzt.
Eine wegabhängige Dämpfwirkung wird,wie ein weiteres Merkmal der
Erfindung zeigt, erhalten, indem der auf der Kolbenstange befestigte Dämpftopf eine leicht konisch verlaufende, zum Topfrad hin mit
grösserem Durchmesser versehene Innenfläche aufweist. Eine solche Ausführung des Dämpftopfes hat weiterhin den Vorteil, dass die
Fertigungs- und Montagetoleranzen relativ gross gehalten werden können, denn die Masse bildet zum oberen Dämpftopfrand hin beim
Einfahren einen relativ breiten Ringspalt, der erst mit zudringender Eindringtiefe geringer wird.
Der Dämpftopf selbst dient, wie ein Merkmal der Erfindung zeigt, zur Befestigung der Feder und weist hierfür eine Nut auf. Ausserdem
bildet der Dämpftopf die Anschlagfläche in axialer Richtung für
die Kolbeneinheit, so dass dieser Dämpftopf nicht nur Dämpfelement
für die Masse ist, sondern auch zur Befestigung der Feder und des Kolbens dient.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von AusfÜhrungsbeispielen noch
ausführlicher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 einen Längsschnitt durch den Schwingungsdämpfer
mit einer Dämpfeinrichtung für die Masse des
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Federmassesystems und
Figur 2 einen Längsschnitt durch den Schwingungsdämpfer
mit zwei Dämpfeinrichtungen.
Der in Figur 1 dargestellte Schwingungsdämpfer besteht aus dem Zylinder
1, der grösstenteils mit Dämpfflüssigkeit gefüllt ist. Fest mit der Kolbenstange 2 ist der die Dämpfventile 6 tragende Kolben 5 verbunden.
Zur überbrückung der im Kolben angeordneten und aus den Bohrungen und Dämpfventilplatten 6 bestehenden Dämpfventilen ist
in der Kolbenstange 2 eine Axialbohrung 3 vorgesehen, die in radial verlaufende öffnungen h mündet. Axial auf der Kolbenstange 2 verschiebbar
ist die mit der Feder 8 verbundene Masse 7 angeordnet, wobei die Feder 8 mit ihrem anderen Ende in die Nut Io des Dämpftopfes
9 eingreift und dadurch über diesen Dämpftopf 9 mit der Kolbenstange fest verbunden ist, denn dieser Dämpftopf 9 wird durch einen in einer
Nut der Kolbenstange 2 befindlichen Sicherungsring in axialer Richtung auf der Kolbenstange fixiert. Ferner besitzt der Dämpftopf 9 die Anschlagfläche
11, gegen welche die aus Kolben 5 und Dämpfventilplatte 6 bestehende Kolbeneinheit mittels der am Ende der Kolbenstange befindlichen
Befestigungsmutter verspannt ist. Die Masse 7 ist an ihrem unteren Ende mit dem Ansatz 12 versehen, der im Durchmesser und in
der axialen Ausdehnung dem Hohlraum des Dämpftopfes 9 angepasst ist.
Bei der in Figur 1 gezeigten Stellung der Masse 7 auf der Kolbenstange
2 erfolgt die Dämpfung bei Relativbewegung der Kolbenstange zum Zylinder 1 über die im Kolben 5 angeordneten Dämpfeinrichtungen. Beim
Ausziehen der Kolbenstange 2 aus dem Zylinder 1 übernehmen die unteren Dämpfventilplatten 6 die Dämpfung, während beim Einfahren der Kolbenstange
in den Zylinder die oberen Dämpfventilplatten 6 für die Dämpfwirkung massgebend sind. Diese Stellung der Masse 7 auf der Kolbenstange
2 entspricht auch dem Zustand, wenn beispielsweise das Trommel-Aggregat einer Waschmaschine den kritischen Drehzahlbereich durchläuft.
Die Masse 7 und die Feder 8 sind so aufeinander abgestimmt,
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dass die Masse 7 in diesem Drehzahlbereich nicht zu Schwingungen angeregt wird, wodurch die radial verlaufenden Öffnungen 4 durch
die Masse 7 abgedeckt werden und die Dämpfung in diesem Bereich durch die am Kolben 5 angeordneten Dämpfventilplatten 6 übernommen
wird. Da die Durchfluss-Querschnitte der Dämpfventile im Kolben
relativ klein sind, besteht in diesem Betriebszustand eine hohe Dämpferleistung.
Wird beispielsweise beim Hochfahren in die Schleuderdrehzahl bei einer Waschmaschine der kritische Drehzahlbereich durchfahren, so
schwingt die Masse 7 in ihrem Resonanzbereich und öffnet die radial verlaufenden Bohrungen 4 für den ungehinderten Durchfluss der im
Zylinder 1 befindlichen Dämpfflüssigkeit. Hierbei strömt die Dämpfflüssigkeit
aus dem Raum unterhalb des Kolbens über die Axialbohrung 3 und die radial verlaufenden Öffnungen 1I in den Raum oberhalb des
Kolbens und umgekehrt, ohne dass eine nennenswerte Dämpfwirkung vorhanden ist. In diesem Betriebszustand kommt es häufig vor, dass die
auf der Kolbenstange 2 befindliche Masse 7 sehr stark aus der Normallage ausgelenkt wird, so dass der Ansatz 12 in die Aussparung des
Dämpftopfes 9 eingreift und dadurch eine hydraulische Dämpfung der Masse 7 geschaffen wird, deren Dämpfwirkung abhängig ist von der
Breite des Ringspaltes, der sich zwischen der Aussenflache des Ansatzes
12 und der Innenfläche des Dämpftopfes 9 ergibt.
Die Ausführungsform nach Figur 2 unterscheidet sich von der nach Figur 1 im wesentlichen dadurch, dass die Kolbenstangenführung
mit einem Verdrängerkörper 1Ί versehen ist. Die Masse 7 besitzt
zum Eingriff des Verdrängerkörpers 11 die Aussparung 15, so dass die
Masse 7 beidseitig im überkritischen Bereich eine hydraulische Dämpfeinrichtung
besitzt. Der Dämpftopf 9 ist ausserdem mit einer konisch verlaufenden Innenfläche 16 versehen, so dass beim Eintauchen des
Ansatzes 12 in den Dämpftopf 9 der Ringspalt in seiner Breite bei zunehmender Eintauchtiefe abnimmt.
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Der in Figur 2 mit der Kolbenstangenführung 13 einstückig ausgeführte
Verdrängerkörper 1Ί bzw. die Aussparung 15 der Masse 7
kann ebenfalls mit leicht konischer Aussen- bzw. leicht konischer Innenfläche versehen sein.
TIPP-I Be/Sk-1711.
1977
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Claims (8)
- PATENTANSPRÜCHE.( l.yPrequenzabhängig wirkender Schwingungsdämpfer, insbesondere für eine Waschmaschine, bestehend aus einem zumindest teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder, in welchem ein an einer Kolbenstange befestigter und mit Dämpfeinrichtungen versehener Kolben verschiebbar geführt ist, während zur Umgehung der im Kolben befindlichen Dämpfeinrichtungen die Kolbenstange eine Axialbohrung besitzt, in die mindestens eine im wesentlichen radial verlaufende öffnung mündet, in deren Bereich eine über eine Feder mit der Kolbenstange bzw. dem Kolben verbundene Masse verschiebbar auf der Kolbenstange angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Begrenzung der axialen Bewegung der Masse (7) mindestens eine hydraulisch wirkende Dämpfeinrichtung vorhanden ist, wobei die Masse (7) selbst ein Teil dieser Dämpfeinrichtung ist.
- 2. Frequenzabhängig wirkender Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfeinrichtung einen fest mit der Kolbenstange (2) verbundenen Dämpfkörper aufweist.
- 3. Frequenzabhängig wirkender Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfkörper durch einen zur Masse (7) hin offenen Dämpftopf (9) gebildet wird, während die Masse (7) einen Ansatz (12) aufweist.
- 4. Frequenzabhängig wirkender Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangenführung (13) einen in den Arbeitsraum ragenden Verdrängerkörper (IM) aufweist, während die Masse (7) eine diesem Verdrängerkörper (I1O ange-$09827/0221passte Aussparung (15) besitzt.
- 5. Frequenzabhängig wirkender Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz (12) bzw. die Aussparung (15) der Masse (7) zylindrisch ausgebildet ist.
- 6. Frequenzabhängig wirkender Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der Kolbenstange (2) befestigte Dämpftopf (9) eine leicht konisch verlaufende, zum Topfrand hin mit grösserem Durchmesser versehene Innenfläche (16) aufweist.
- 7· Frequenzabhängig wirkender Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpftopf (9) zur Befestigung der Feder (8) eine Nut (lo) aufweist.
- 8. Frequenzabhängig wirkender Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpftopf (9) die Anschlagfläche (11) in axialer Richtung für die Kolbeneinheit (Kolben 5, Dämpfventilplatten 6) bildet.TIPP-I Be/Sk-17. 11. 1977909827/0221
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