DE3010520A1

DE3010520A1 - Antivibration mounting damping device - is unpressurised with high viscosity inside spring between plates with protruding damping plate

Info

Publication number: DE3010520A1
Application number: DE19803010520
Authority: DE
Inventors: Armin 6832 Hockenheim Jung
Original assignee: PHONOTHERM LAERM und ERSCHUETT
Current assignee: PHONOTHERM LAERM und ERSCHUETT
Priority date: 1980-03-19
Filing date: 1980-03-19
Publication date: 1981-09-24

Abstract

The damping device is for an antivibration mounting having a coil-type compression spring between two plates and a moving part working in a chamber containing a damping medium. The device is mounted inside the spring (1) and between the plates (2,3), being unpressurised, viscous and with high density. The moving part is a thin damping plate (11) protruding from one of the spring plates (2) and into a gap (6) between a chamber (4) and a further one (7), the chambers being joined by an opening (10) near the second spring plate (3).

Description

Titel: Dämpfungsvorrichtung zur SchwingungsisolierungTitle: Damping device for vibration isolation

von Maschinen Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung zur Schwingungsisolierung von Maschinen, mit einer zwischen zwei Druckplatten angeordneten Schraubendruckfeder und einem Dämpfer, bei dem ein Bewegungsteil in einer Dämpfungsmedium aufnehmenden Kammer bewegbar ist. of machines Description The invention relates to a damping device for vibration isolation of machines, with one between two pressure plates Helical compression spring and a damper, in which a moving part in a damping medium receiving chamber is movable.

Eine bekannte (DE-PS 12 96 116) Dämpfungsvorrichtung dieser Art dient zur Schwingungsisolierung eines Schmiedehammers, indem unter der Schabotte auf dem Fundament abgestützt eine Vielzahl von Schraubendruckfedern vorgesehen ist und dicht neben der Schabotte mehrere Dämpfer vorgesehen sind. Diese Dämpfer sind jeweils einerseits von oben auf der Schabotte und andererseits am Fundament abgestützt und als hydraulische Dämpfer ausgebildet. Hierbei ist in einem topfartigen Zylinderraum ein voller, den Querschnitt des Zylinderraumes füllender Kolben verschiebbar und gelangt über ein Rückschlagventil Flüssigkeit in den Zylinderraum, die aus diesem durch ein enges Ausströmloch verdrängt werden kann. Die Anordnung des hydraulischen Dämpfers oberhalb der Schraubendruckfeder erfordert einen beträchtlichen konstruktiven Aufwand und hat eine große Bauhöhe zur Folge. Die Dämpfungskraft dieses hydraulischen Dämpfers läßt sich auch wegen der komplizierten Dämpfungsoberfläche nicht exakt im voraus bestimmen, weshalb sie durch Versuche ermittelt werden muß. Wenn die Dämpfungskraft durch Ventile und veränderliche Querschnitte einstellbar ist, so ist ein beträchtlicher konstruktiver Aufwand erforderlich.A known (DE-PS 12 96 116) damping device of this type is used for vibration isolation of a forging hammer by placing under the bulkhead on the A large number of helical compression springs are provided and tightly supported on the foundation In addition to the bulkhead, several dampers are provided. These dampers are respectively supported on the one hand from above on the scabbard and on the other hand on the foundation and designed as a hydraulic damper. This is in a pot-like cylinder space a full, the cross-section of the cylinder space filling piston displaceable and Liquid enters the cylinder chamber via a non-return valve and flows out of it can be displaced through a narrow outlet hole. The arrangement of the hydraulic Damper above the helical compression spring requires a considerable design effort and results in a large overall height. The damping force of this hydraulic damper cannot be exactly in advance because of the complicated damping surface determine why it must be determined by experiment. When the damping force is adjustable by valves and variable cross-sections, so is a considerable constructive effort required.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Dämpfungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der verringerte Abmessungen, geminderter konstruktiver Aufwand und verbesserte Vorausberechenbarkeit der Dämpfungskraft vorliegen.It is therefore an object of the invention to provide a damping device To create of the type mentioned, in which reduced dimensions, reduced constructive effort and improved predictability of the damping force are available.

Die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer in die Schraubendruckfeder zwischen die beiden Druckplatten eingebaut ist und als drucklos arbeitender Viskose-Dämpfer hoher Leistungsdichte ausgebildet ist, indem das Bewegungsteil eine von der einen Druckplatte wegragende dünne Dämpfungsplatte ist, die in einen von der Kammer abgeteilten Spalt ragt, der über eine nahe der zweiten Druckplatte angeordnete Durchlaßöffnung in den übrigen Kammerraum übergeht.The damping device according to the invention is, solving this problem, characterized in that the damper in the helical compression spring between the built in on both pressure plates and higher as a non-pressurized viscose damper Power density is formed by the moving part one of the one pressure plate protruding thin damping plate, which is divided into a gap from the chamber protrudes through a passage opening arranged near the second pressure plate in passes over the rest of the chamber space.

Wegen der Anordnung des Dämpfers in der Schraubendruckfeder wird kein Platz für separate Dämpfer benötigt, der in vielen Fällen, besonders bei der Direktabfederung von Maschinen ohne Schwingfundamente, auch nicht zur Verfügung steht. Die geschwindigkeitsproportionale Dämpfung wird bei dem Viskose-Dämpfer zwischen geometrisch einfachen Flächen erzeugt und läßt sich exakt vorausberechnen. Die kleinen Abmessungen des Viskose-Dämpfers ermöglichen dessen Einbau in die Schraubendruckfeder. Die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung besitzt sehr geringe Abmessungen und ermöglicht z.B. die nachträgliche schwingungsisolierte Aufstellung von bisher starr gegründeten Schabottenhämmern mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand.Because of the arrangement of the damper in the helical compression spring, there is no Space is required for separate dampers, which in many cases, especially with direct suspension of machines without vibration foundations, is also not available. The speed proportional damping is generated in the viscose damper between geometrically simple surfaces and can be calculated exactly in advance. The small dimensions of the viscose damper allow its installation in the helical compression spring. The damping device according to the invention has very small dimensions and enables, for example, the subsequent vibration-isolated Installation of previously rigidly founded scabbard hammers with economically justifiable Expenditure.

Bedingt durch die kompakte Bauweise werden nur geringe Mengen der teuren Dämpfungsmasse benötigt. Die dünne Dämpfungsplatte ist in dem engen Spalt relativ zur Kammer in allen drei Raumrichtungen verschiebbar. Es werden also Dämpfungskräfte in allen drei Raumrichtungen wirksam. Die Durchlaßöffnungen zwischen Spaltraum und übrigem Kammerraum sind für die hohe Leistungsdichte, d.h. für die hohen Dämpfungskräfte auf kleinem Volumen entscheidend, die für den vorliegenden Anwendungsfall bei Maschinen, insbesondere bei Hämmern erforderlich ist.Due to the compact design, only small amounts of expensive damping mass is required. The thin damping plate is in the narrow gap Slidable in all three spatial directions relative to the chamber. So there are damping forces effective in all three spatial directions. The passage openings between the gap and remaining chamber space are for the high power density, i.e. for the high damping forces on a small volume, which is crucial for the present application in machines, is particularly necessary with hammers.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn die in der Kammer befindliche Dämpfungsmasse eine Viskosität von 50 000 cst, vorzugsweise von 150 000 cst, insbesondere von 300 000 cst bis zu 500 000 cst aufweist. Derartig hohe Viskositäten ermöglichen besonders hohe Leistungsdichten bei einfacher Konstruktion. Die Dämpfungsmasse ist z.B. Siliconöl oder Bitumen.It is particularly useful and advantageous if the in the chamber The damping compound located has a viscosity of 50,000 cst, preferably 150 000 cst, in particular from 300,000 cst to 500,000 cst. Such high Viscosities enable particularly high power densities with a simple construction. The damping compound is e.g. silicone oil or bitumen.

Wenn die Kammer zylindrisch ausgebildet ist und nahe der Wandung radial nebeneinander zwei abgeteilte Ringspalte aufweist, in die jeweils eine ringförmig gebogene Dämpfungsplatte taucht, dann ist die erwünschte hohe Leistungsdichte besonders einfach erreicht und der Raum in der Schraubendruckfeder besonders günstig ausgenutzt.When the chamber is cylindrical and near the wall radially has two divided annular gaps next to one another, in each of which one is annular curved damping plate, then the desired high power density is particularly important easily achieved and the space in the helical compression spring is used particularly favorably.

Wenn die Dämpfungsplatte entlang der sie tragenden Druckplatte geschlossen umläuft und Lüftungslöcher aufweist, dann kann die von der Dämpfungsmasse verdrängte oder angesaugte Luft ohne weiteres abgeführt bzw. zugeführt werden.When the damping plate is closed along the pressure plate supporting it runs around and has ventilation holes, then the displaced by the damping mass or sucked in air can be discharged or supplied without further ado.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn die Durchlaßöffnung und der Querschnitt des übrigen Kammerraumes so groß bemessen sind, daß der beim Eindrücken der Dämpfungsplatte aufgebaute Druck überall in der Dämpfungsmasse unter 1,5 bar absolut liegt und/oder daß der beim Herausziehen der Dämpfungsplatte entstehende Druck überall in der Dämpfungsmasse nicht unter 0,5 bar absolut liegt. In diesem Druckbereich läßt sich die erwünschte hohe Leistungsdichte günstig erzielen.It is also particularly expedient and advantageous if the passage opening and the cross section of the rest of the chamber space are dimensioned so large that the when Depressing the damping plate, taking pressure built up everywhere in the damping mass 1.5 bar absolute and / or that the resulting when pulling out the damping plate Pressure everywhere in the damping mass is not below 0.5 bar absolute. In this Pressure range, the desired high power density can be achieved inexpensively.

Insbesondere sinkt der absolute Druck in der Dämpfungsmasse im wesentlichen nicht unter deren Dampfdruck ab, so daß in der Dämpfungsmasse keine Blasen entstehen können, welche die Dämpfungskraft stark reduzieren.In particular, the absolute pressure in the damping mass decreases substantially not below their vapor pressure, so that no bubbles arise in the damping mass which greatly reduce the damping force.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigt Fig. 1 einen vertikalen Schnitt einer Dämpfungsvorrichtung zur Schwingungsisolierung von Maschinen und Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Dämpfungsvorrichtung gemäß Fig. 1.In the drawing is a preferred embodiment of the invention illustrated and shows Fig. 1 is a vertical section of a damping device for vibration isolation of machines and FIG. 2 shows a plan view of a part the damping device according to FIG. 1.

Die Dämpfungsvorrichtung gemäß Fig. 1 besitzt eine Schraubendruckfeder 1 aus Stahl, mit welcher hohe Isolierwirkungsgrade erzielt werden können. Ihre sehr geringe Eigendämpfung erfordert jedoch den Einsatz eines zusätzlichen Dämpfers, um Resonanzausschläge beim An- und Auslauf in erträglichen Grenzen zu halten und stoß artig angeregte Eigenschwingungen schnell zum Abklingen zu bringen. Die Schraubenfeder 1 ist nach oben an einer Druckplatte 2 abgestützt, auf der z.B. eine nicht gezeigte Schabotte eines Hammers steht. Die Schraubendruckfeder 1 ist nach unten auf eine Druckplatte 3 abgestützt, die z.B. auf einem nicht gezeigten Fundament liegt.The damping device according to FIG. 1 has a helical compression spring 1 made of steel, with which high insulation efficiencies can be achieved. Your very low intrinsic damping, however, requires the use of an additional damper, in order to keep resonance fluctuations during start-up and run-out within tolerable limits and To bring shock-like excited natural vibrations to die away quickly. The coil spring 1 is supported at the top on a pressure plate 2 on which, for example, a not shown The scabotte of a hammer is standing. The helical compression spring 1 is down on a Supported pressure plate 3, which is for example on a foundation, not shown.

Die untere Druckplatte 3 trägt innerhalb der Schraubendruckfeder 1 einen nach oben offenen Zylinder, der eine zylindrische Kammer 4 bildet, die bei entspannter Schraubendruckfeder mit Abstand von der oberen Druckplatte 2 endet und mehr oder weniger hoch mit zähviskoser Dämpfungsmasse -6 gefüllt ist. In der Kammer 4 sind konzentrisch zwei zylindrische Wandungen 6 mit Abstand voneinander angeordnet, die ebenso hoch wie die Kammerwand ragen und in der Kammermitte einen übrigen Kammerraum 7 in Form eines inneren Rohres begrenzen. Die zylindrischen Wandungen 6 enden unten mit Abstand von der unteren Druckplatte 3 und sitzen auf Blöcken 8 auf, die auf einem Kreis mit Abstand voneinander angeordnet sind Zwischen zwei benachbarten Blöcken 8 ist ein Dämpfungskanal 9 vorgesehen, der unterhalb der zylindrischen Wandungen 6 jeweils eine Durchlaßöffnung 10 bildet. In die beiden mittels der Wandungen 6 von der Kammer abgeteilten Spalte ragt von oben jeweils eine zylindrische Dämpfungsplatte 11, die kolbenartig wirkt. Jede dieser Dämpfungsplatten weist oben, oberhalb der zähviskosenDämpfungsmasse 5 Lüftungslöcher 12 auf.The lower pressure plate 3 supports the helical compression spring 1 an upwardly open cylinder which forms a cylindrical chamber 4, which at relaxed helical compression spring ends at a distance from the upper pressure plate 2 and is more or less filled with viscous damping compound -6. In the chamber 4 two cylindrical walls 6 are concentrically arranged at a distance from one another, which protrude as high as the chamber wall and a rest of the chamber space in the middle of the chamber 7 in the form of an inner tube. The cylindrical Walls 6 end at a distance from the lower pressure plate 3 and sit on blocks 8 that are spaced on a circle between two adjacent ones Blocks 8 a damping channel 9 is provided below the cylindrical walls 6 each forms a passage opening 10. In the two by means of the walls 6 a column divided by the chamber protrudes from above in each case a cylindrical damping plate 11, which acts like a piston. Each of these damping plates has above, above the viscous damping compound 5 ventilation holes 12.

Zwischen den Rohren 4, 6 der zylindrischen Kammer und den Rohren 11 des "Kolbens" sind enge Spalte gebildet, in welchen sich die zähviskose Dämpfungsmasse 5 befindet. Beim Eintauchen des Kolbens in die zylindrischen engen Spalte werden die Rohre 11 gegen die Rohre 4,5 verschoben. Die Dämpfungsmasse 5 setzt der Verschiebung eine geschwindigkeitsproportionale Kraft entgegen, welche durch die zähe Flüssigkeitsreibung in den engen Spalten hervorgerufen wird. Zugleich wird jedoch auch Dämpfungsmasse durch das Eintauchen des Kolbens verdrängt, was an und für sich wünschenswert ist, da hierdurch die Geschwindigkeit der Dämpfungsmasse in den Ringspalten und hiermit die Dämpfungskraft vergrößert wird. Beim Herausziehen des Kolbens entsteht jedoch an den Ringflächen 13 ein Unterdrucks welcher bei großer Dämpfungskraftunter den Dampfdruck der Dämpfungsmasse absinken kann. Hierdurch entstehen Blasen, welche die D"äinfim;gskraft stark reduzieren Diesem Nachteil wird dadurch begegnet, daß die Dämpfungsmasse über die Abflußkanäle 9 in das innere Rohr 7 abgeleitet wird. Die Dämpfungskanäle 9 und der Rohrinnendurchmesser 7 sind so dimensioniert, daß bei der maximalen Dämpfungskraft der absolute Druck nicht unter 0,5 bar absinkt. Die von der Dämpfungsmasse verdrängte/angesaugte Luft wird über die Lüftungslöcher 10 abgeführt/zugeführt. In Fig. 2 ist die zylindrische Kammer ohne Kolben und ohne Schraubendruckfeder dargestellt. Die Fließrichtung der Dämpfungsmasse beim Eintauchen des "Kolbens" in die Kammer ist durch Pfeile gekennzeichnet.Between the tubes 4, 6 of the cylindrical chamber and the tubes 11 Narrow gaps are formed in the "piston" in which the viscous damping mass is located 5 is located. When immersing the piston in the cylindrical narrow gap the tubes 11 moved against the tubes 4.5. The damping mass 5 sets the shift a force proportional to the speed, which is caused by the viscous fluid friction in the narrow crevices. At the same time, however, there is also damping mass by immersing the piston, what is desirable in and of itself is displaced, because this increases the speed of the damping mass in the annular gaps and herewith the damping force is increased. When pulling out the piston, however, arises a negative pressure on the annular surfaces 13 which, with a large damping force, is below the Vapor pressure of the damping mass can drop. This creates bubbles, which greatly reduce the sealing force This disadvantage is countered by that the damping mass is diverted into the inner tube 7 via the drainage channels 9. The damping channels 9 and the pipe inner diameter 7 are dimensioned so that at the maximum damping force, the absolute pressure does not drop below 0.5 bar. The air displaced / sucked in by the damping mass is passed through the ventilation holes 10 discharged / supplied. In Fig. 2 the cylindrical chamber is without a piston and without Helical compression spring shown. The direction of flow of the damping mass when immersed the "piston" into the chamber is indicated by arrows.

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Claims

Claims 1. Damping device for vibration isolation of machines, with a helical compression spring arranged between two pressure plates and a damper, in which a moving part in a damping medium receiving Chamber is movable, characterized in that the damper in the helical compression spring (1) is installed between the two pressure plates (2, 3) and works as a pressure-less Viscose damper high power density is formed by the moving part a from the one pressure plate (2) protruding thin damping plate (11), which in one of the chamber (4) divided (6) gap protrudes over a near the second Pressure plate (3) arranged passage opening (10) merges into the rest of the chamber space (7).

2. Damping device according to claim 1, characterized in that that the damping mass (5) located in the chamber (4) has a viscosity of 50 000 cst, preferably from 150,000 cst, in particular from 300,000 cst to 500,000 cst.

3. Damping device according to claim 1 or 2, characterized in that that the chamber (4) is at least cylindrical and radially close to the wall side by side two separated (6) Has annular gaps in each an annularly curved damping plate (11) is immersed.

4. Damping device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the damping plate (11) is closed along the pressure plate (2) carrying it and has ventilation holes (12).

5. Damping device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the passage opening (10) and the cross section of the rest of the chamber space (7) are dimensioned so large that the built-up when the damping plate (11) is pressed in Pressure everywhere in the damping mass is below 1.5 bar absolute.

6. Damping device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the passage opening (10) and the cross section of the rest of the chamber space (7) are dimensioned so large that the resulting when pulling out the damping plate (11) Pressure everywhere in the damping mass is not below 0.5 bar absolute.

7. Damping device according to one of the preceding claims, characterized marked that this has no seals so a shift of the Pressure plate (2) against the pressure plate (3) is possible in all three spatial directions.