DE3901737A1 - Metall-gummi-lager - Google Patents

Metall-gummi-lager

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DE3901737A1
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metal
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vibration
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Withdrawn
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DE19893901737
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English (en)
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Thomas Dipl Ing Tudrzierz
Peter Dipl Ing Hinsch
Gerhard Dipl Ing Strietzel
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Phoenix AG
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Phoenix AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K5/00—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
    • B60K5/12—Arrangement of engine supports
    • B60K5/1283—Adjustable supports, e.g. the mounting or the characteristics being adjustable
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/26—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/005—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion using electro- or magnetostrictive actuation means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2228/00—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence

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Description

Die Erfindung betrifft ein schwingungsdämmendes Metall-Gummi- Lager gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das weiterentwickelte Metall-Gummi-Lager weist ein vor- und/oder hintergeschaltetes aktives Stellglied (z. B. Piezoaktuator, magnetostriktiver Werkstoff) auf, welches zu dem eigentlichen Schwingungsverursacher (z. B. Motor) steuer- bzw. regelbar ist.
Die schwingungsisolierende Wirkung kommt dadurch zustande, daß die auftretenden Erregeramplituden noch vor Einleitung in das Metall-Gummi-Element durch das aktive Stellglied kompensiert werden. Der erreichbare Betrag dieser Kompensation hängt von der Leistungsfähigkeit des verwendeten Stellgliedes ab.
Bei Verwendung eines Piezoaktuators können ohne zusätzliche übersetzung Wege bis zu 80µm (= doppelte Wegamplitude) kompensiert werden. Mittels Übersetzung (z. B. durch ein Kraftübertragungselement) kann dieser Weg erhöht werden.
Im Rahmen des folgenden Versuches wurde die Aufgabe gestellt, die Federsteife des Lagers mit Hilfe eines Piezoaktuators aktiv zu steuern. Wichtig ist, daß die Frequenzen von Schwinger und Aktuator gleich auf die Phasen dieser Frequenzen zueinander verschiebbar sind. Hierzu wurde der Signalgenerator des Aktuators mit den Signalen des Schwingers synchronisiert und ein elektronischer Phasenschieber mit Hilfe von Operations­ verstärkern konzipiert, welcher in der Lage ist, das Ausgangssignal gegenüber dem Eingangssignal um annähernd 180° zu verschieben.
Die Messungen ergaben folgende Ergebnisse:
  • a) Bei gegenphasiger Anregung (70 Hz, X¹ = 0,03 mm, F = 300 N)
    dyn. Federsteife c dyn = 375 N/mm
    Verlustwinkel = 7°
    (siehe Fig. 1, 2),
  • b) bei gleichphasiger Anregung (70 Hz, X = 0,03 mm, F = 300 N)
    dyn. Federsteife c dyn = 160 N/mm
    Verlustwinkel = 45°
    (siehe Fig. 3, 4).
Zwischen den Meßwerten von a) und b) lassen sich mittels Potentiometer am Phasenschieber beliebige Federraten und Verlustwinkel einstellen.
Die Fig. 5 bis 8 stellen folgendes dar:
Fig. 5 Schwingungsverhalten eines Lagers ohne Stellglied
Fig. 6 Schwingungsverhalten eines Piezoaktuators
Fig. 7 Schwingungsverhalten eines Lagers mit vorgeschalteten Piezoaktuator
Fig. 8 Prinzipskizze eines Aktuatorlagers mit folgenden Teilen:
Piezoaktuator (1)
Aktuatorhalter (2)
Tragkörper (3)
Gummi-Feder (4)
Kern (5)
Buchse (6)

Claims (6)

1. Schwingungsdämmendes Metall-Gummi-Lager, z. B. für Motor­ und Maschinenlagerungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager ein vor- und/oder hintergeschaltetes aktives Stellglied aufweist, welches zu dem eigentlichen Schwingungsverursacher (z. B. Motor) steuer- bzw. regelbar ist.
2. Metall-Gummi-Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Stellglied ein Piezoaktuator ist.
3. Metall-Gummi-Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Stellglied ein magnetostriktiver Werkstoff ist.
4. Metall-Gummi-Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied keine zusätzliche Übersetzung aufweist.
5. Metall-Gummi-Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied eine zusätzliche Übersetzung aufweist.
6. Metall-Gummi-Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche übersetzung durch ein Kraftübertragungs­ element erfolgt.
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