DE4207957A1

DE4207957A1 - Viscous fluid type vibration damper - has facility to vary the flow cross=section during stroke to produce range of different damping force levers.

Info

Publication number: DE4207957A1
Application number: DE19924207957
Authority: DE
Inventors: Heinz Delam; Peter Dipl Ing Boye; Frank-Michael Dipl Phys Weber; Karl-Heinz Dr Ing Reinsch
Original assignee: GERB SCHWINGUNGSISOLIERUNGEN
Current assignee: GERB SCHWINGUNGSISOLIERUNGEN
Priority date: 1992-03-10
Filing date: 1992-03-10
Publication date: 1993-09-16

Abstract

A viscous fluid damper has a cylindrical housing (4) that contains a suitable fluid (6). Located coaxially in the housing is piston within a tube (3). Downwards movement of the tube and piston results in fluid being displaced in the space between the tube and the housing and a viscous damping force is generated. The force can be changed part way through the stroke by allowing a large cross-section piston (3a) to enter the fluid and so vary the fluid passage cross-section. An actuator may be used (7) to vary the point. The cross-section of the piston may also be varied to modify the damping action. USE/ADVANTAGE - For use in the attenuation of mechanical machine vibration. Allows damping action to be varied to suit conditions.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Ver fahren zum Betrieb eines derartigen Schwingungsdämpfers.The invention relates to a vibration damper Preamble of claim 1 specified type and a ver drive to operate such a vibration damper.

Viskose Schwingungsdämpfer werden u. a. im Maschinenbau zur Dämpfung elastisch gelagerter Maschinen eingesetzt. Viscous vibration dampers are u. a. in mechanical engineering Damping of elastically mounted machines is used.

Sie bestehen in ihrer einfachsten Bauform aus einem zylin drischen Dämpfergehäuse, das im Hubbereichs eines Dämp ferstempels mindestens teilweise mit einem hochviskosen Medium gefüllt ist. Das Dämpfergehäuse ist am unteren Ende mit einer Platte abgeschlossen, die auf einem Fundament befestigt ist. Der Dämpferstempel, der ebenfalls meist zy lindrisch ausgebildet ist, ragt mit einem Teil seiner für den Arbeitshub zur Verfügung stehenden Länge von oben in das Dämpfungsmedium hinein und ist mit einer oberen Ab schlußplatte an der schwingenden Maschine befestigt.In their simplest design, they consist of a zylin drischer damper housing that in the stroke range of a damper at least partially with a highly viscous Medium is filled. The damper housing is at the lower end completed with a plate that is on a foundation is attached. The damper stamp, which is also usually zy is lindrisch, protrudes with part of his for the working stroke available length from above in the damping medium into it and is with an upper Ab end plate attached to the vibrating machine.

Durch die Schwingungen der Maschine kommt es zu Relativbe wegungen zwischen Gehäuse und Stempel, die Scherungen und Verdrängung des Dämpfungsmediums zur Folge haben. Die sich ergebenden komplexen Zusammenhänge zwischen den innerhalb des Dämpfers stattfindenden Vorgängen lassen sich nur schwer mathematisch geschlossen formulieren, führen aber dazu, daß der Dämpfer für die vorgesehenen Betriebsbedin gungen nicht optimal ausgelegt werden kann, sondern "Reserven" aufweisen muß, die eine unnötige Vergrößerung der Herstellungskosten mit sich bringen.The vibrations of the machine lead to relative problems movements between housing and stamp, the shear and Displacement of the damping medium. Which resulting complex relationships between the inside events taking place on the damper can only difficult to formulate mathematically closed, but lead the damper for the intended operating conditions can not be optimally interpreted, but "Reserves" must have an unnecessary increase of the manufacturing costs.

Neben diesen konstruktiv veränderlichen Abhängigkeiten gibt es weitere Parameter, die die Dämpfung beeinflussen und dabei teilweise gegenseitig voneinander abhängen. Hierfür sollen die nachfolgenden Beispiele genannt werden:
Die verwendeten hochviskosen Medien sind bei genauer Betrachtung nicht rein viskos, sondern zeigen visko elastische Eigenschaften, die Viskosität des Mediums sowie elastische Parameter sind temperaturabhängig. In addition to these constructively variable dependencies, there are other parameters that influence the damping and in some cases depend on each other. The following examples should be mentioned:
On closer inspection, the highly viscous media used are not purely viscous, but show visco-elastic properties, the viscosity of the medium and elastic parameters are temperature-dependent.

Da der Dämpfer im Betrieb die Bewegungsenergie der schwingenden Maschine aufnimmt und in Wärme umsetzt, ändert sich die Temperatur und damit die Dämpfungs wirkung. Erst im Dauerbetrieb stellt sich dann ein thermodynamisches Gleichgewicht ein.Since the damper in operation the kinetic energy of the absorbing vibrating machine and converting it into heat, changes the temperature and thus the damping effect. Only then does it appear in continuous operation thermodynamic equilibrium.

Diese Abhängigkeiten haben zur Folge, daß herkömmliche viskose Schwingungsdämpfer nur mit relativ großen Toleran zen gefertigt werden können und sich ihre Eigenschaften im Betrieb teilweise erheblich ändern.These dependencies mean that conventional viscous vibration damper only with a relatively large tolerance Zen can be manufactured and their properties in Change operation significantly in some cases.

Im Bereich der Schwingungsisolierung einfacher Maschinen werden derartige Dämpfer dennoch seit Jahrzehnten erfolg reich eingesetzt, um unzulässig große Schwingungsampli tuden besonders beim Durchfahren der Resonanzen der ela stisch gelagerten Maschine zu vermeiden. Man legt die Dämpfer dabei konstruktiv meist so aus, daß sich erst im Dauerbetrieb eine optimale Systemdämpfung ergibt.In the area of vibration isolation of simple machines such dampers have nevertheless been successful for decades richly used to impermissibly large vibration ampli especially when driving through the resonances of the ela to avoid stably mounted machine. You put the Damper constructively usually so that only in Continuous operation results in optimal system damping.

Bei Betriebsbeginn der Maschine ist das schwingende System damit meist zu stark gedämpft, woraus folgt, daß die von der Maschine erzeugten Schwingungen in unzulässiger Größe auf das Fundament übertragen werden. Eine zufriedenstel lende Schwingungsisolierung ist erst dann zu erwarten, wenn das thermodynamische Gleichgewicht im Dämpfer er reicht, die Dämpfung also auf den gewünschten Wert zurück gegangen ist.When the machine starts operating, the vibrating system is mostly dampened too much, from which it follows that that of vibrations of an unacceptable size transferred to the foundation. A satisfied lending vibration isolation is only to be expected when the thermodynamic balance in the damper he is sufficient, so the damping returns to the desired value has gone.

Wird andererseits eine Anfangsdämpfung gewählt, die nied rig genug ist, um bei Betriebsbeginn eine ausreichende Schwingungsisolierung zu gewährleisten, kann die Dämpfung im Dauerbetrieb der Anlage auf unzulässig kleine Werte zu rückgehen, was zu zu großen Bewegungen der Maschine führen und eventuell sogar Schäden an der Maschine bewirken kann.If, on the other hand, an initial damping is selected that is low is rigorous enough to be sufficient at the start of operations To ensure vibration isolation, damping can towards unacceptably low values during continuous operation of the system decrease, which lead to large movements of the machine and may even cause damage to the machine.

Bei Anwendungen, bei denen auch kurzfristige Schwingungs übertragungen auf die Umgebung nicht zulässig sind, oder aus anderen Gründen eine möglichst konstante Dämpfung vor handen sein muß, sowie in Spezialfällen, wo das Bewegungs verhalten eines elastisch aufgestellten Körpers durch eine Variation der Dämpfung optimiert werden muß, sind die be kannten Dämpfer nicht einsetzbar.For applications where there is also short-term vibration transmissions to the environment are not permitted, or for other reasons, the damping should be as constant as possible must be available, as well as in special cases where the movement behavior of an elastic body by a Variation of the damping must be optimized, the be Known dampers cannot be used.

Um den besonderen Gegebenheiten bei einigen Anwendungsfäl len der Schwingungsdämpfung zu entsprechen, ist aus der DE 34 24 338 C2 bereits eine Dämpferanordnung bekannt, bei der in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung unterschied liche Dämpfungskräfte entwickelt werden. Hierbei weist der formkonstante Dämpferstempel unter anderem einen in Abhän gigkeit von seiner Länge variablen Querschnitt auf.To the special conditions in some applications len to match the vibration damping is from the DE 34 24 338 C2 already discloses a damper arrangement in which differed depending on the direction of movement damping forces are developed. Here, the shape-constant damper stamp including one depending cross-section depending on its length.

Eine derartige Lösung läßt sich aber dann nicht einsetzen, wenn es beispielsweise darum geht, das Dämpfungsverhalten bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen auch bewegungs richtungsunabhängig zu vergleichmäßigen.However, such a solution cannot be used when it comes to damping behavior, for example with different operating conditions also moving to equalize regardless of direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwin gungsdämpfer der eingangs genannten Gattung anzugeben, dessen Betriebsverhalten auch bei wechselnden Betriebsbe dingungen optimierbar ist. Weiterhin soll ein vorteilhaf tes Verfahren zu seinem Betrieb angegeben werden. The invention has for its object a pig to specify the generic damper of the type mentioned at the beginning, its operating behavior even with changing operating conditions conditions can be optimized. Furthermore, an advantageous procedure for its operation.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 18 gelöst.This task is carried out with the characteristic features of Claims 1 and 18 solved.

Mit den Maßnahmen der Erfindung ist in vorteilhafter Weise eine hohe zeitliche Konstanz der Dämpfung auf einem nahezu beliebigen Güteniveau zu erreichen.With the measures of the invention is advantageous a high temporal constancy of the damping on an almost to achieve any quality level.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß sich Dämp fereigenschaften auch während des Betriebs des hinsicht lich der erzeugten Schwingungen zu isolierenden Objekts auf vielfältige Weise verändern lassen, wobei die Wechsel wirkung zwischen Dämpferstempel und -gehäuse auf unter schiedliche Weise betroffen ist.The invention includes the finding that damping characteristics even during operation Lich the generated vibrations to isolate object can be changed in many ways, the change effect between damper stamp and housing on under is affected in different ways.

Hierbei sind insbesondere die folgenden Zusammenhänge maß gebend:
Der Dämpfer entwickelt Kräfte, die der Anregung ent gegengesetzt und in erster Näherung proportional zur Relativgeschwindigkeit zwischen Gehäuse und Stempel sind. Diese Kräfte wachsen mit steigender Viskosität des Dämpfungsmediums.
Wird das Medium zwischen zwei relativ zueinander be wegten Flächen geschert, so wachsen die dabei entste henden Scherkräfte mit abnehmendem Abstand dieser Flä chen.
Zusätzliche Kräfte entstehen dadurch, daß das Medium
- beispielsweise bei einer Vertikalbewegung unterhalb des Stempels - verdrängt werden muß. Die dazu notwen dige Kraft wächst ebenfalls mit zunehmendem Dämpfer querschnitt und sinkendem Abstand der beteiligten Flächen.The following relationships are particularly relevant:
The damper develops forces that are opposite to the excitation and, in a first approximation, are proportional to the relative speed between the housing and the punch. These forces grow with increasing viscosity of the damping medium.
If the medium is sheared between two surfaces that are moved relative to each other, the resulting shear forces increase with decreasing distance between these surfaces.
Additional forces arise from the fact that the medium
- For example, with a vertical movement below the stamp - must be displaced. The force required for this also grows with increasing damper cross-section and decreasing distance between the surfaces involved.

Um diese für das Dämpfungsverhalten maßgeblichen Kräfte zu verändern, werden erfindungsgemäß die geometrischen Abmes sungen des Dämpfers zeitabhängig variiert. Die Veränderung wird dabei vorzugsweise auf diejenige Position bezogen werden, die der Dämpferstempel im Ruhezustand des zu dämp fenden Objekts einnimmt. Diese Position entspricht in der Regel auch der Position, die der schwingende Dämpferstem pel im zeitlichen Mittel im Betrieb einnimmt.In order to apply these forces which are decisive for the damping behavior change, according to the invention, the geometric dimensions solutions of the damper varies depending on the time. The change is preferably related to that position to be damped by the damper stamp when the occupies the object. This position corresponds to the Usually also the position of the swinging damper system pel takes on average in the company.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen verändert wird jeweils das mit dem Dämpfungsmedium im zeitlichen Mittel in Wech selwirkung stehende geometrisch wirksame Volumen des Dämp ferstempels. Hierbei können sich seine diesbezüglichen geometrischen Abmessungen also auch in der Weise ändern, daß der Pegelstand des Dämpfungsmediums verändert wird oder auf andere Weise durch mechanische Mittel eine Verän derung der für die Dämpferwirkung maßgeblichen geometri schen Verhältnisse erzielt wird. Weiterhin kann auch der für die Dämpfungsverhältnisse maßgebliche mittlere geome trische Abstand zwischen den Oberflächenbereichen des Dämpferstempels und der Wandung bzw. dem Boden des Dämp fergehäuses verändert werden.The measures according to the invention are changed in each case that with the damping medium in averaged over time interacting geometrically effective volume of the damper stamp. Here, its related change geometric dimensions in such a way that the level of the damping medium is changed or otherwise by mechanical means change of the geometri relevant for the damper effect conditions is achieved. Furthermore, the mean geome relevant for the damping conditions trical distance between the surface areas of the Damper stamp and the wall or the bottom of the damper be changed.

In diesem Zusammenhang sind insbesondere Mittel vorgese hen, um den Querschnitt des Dämpferstempels zu verändern. Dazu gehören solche, die geeignet sind, mindestens ein Teilvolumen des Dämpferstempels in der Bewegungsachse (hin und her) zu verschieben. Die sich einstellenden Kraftver hältnisse lassen sich bevorzugt dadurch verändern, daß mindestens ein Teilvolumen des Dämpferstempels - bezogen auf eine vorgegebene Position und relativ zum Restvolumen des Dämpferstempels - von einer in das viskose Medium nicht eintauchenden in eine in das viskose Medium eintau chende Position bzw. umgekehrt verschiebbar ist. Hierdurch verändern sich die für die Dämpfung maßgebenden Kraftver hältnisse entsprechend der vorangehenden Darstellung.In this context, means are especially provided hen to change the cross section of the damper plunger. These include those that are suitable, at least one Partial volume of the damper plunger in the movement axis (towards to move). The Kraftver Ratios can preferably be changed in that at least a partial volume of the damper stamp - related to a given position and relative to the remaining volume of the damper stamp - from one into the viscous medium not immersed in one immersed in the viscous medium position or vice versa. Hereby change the Kraftver decisive for the damping Ratios according to the previous presentation.

Bevorzugt ist das, insbesondere axial, verschiebbare Teil volumen konzentrisch zur Achse des Dämpferstempels ange ordnet und insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildet.The, in particular axially, displaceable part is preferred volume concentric to the axis of the damper plunger arranges and in particular rotationally symmetrical.

Die technische Realisierung erfolgt dann in günstiger Wei se dadurch, daß das verschiebbare Teilvolumen als zylin drischer Hohlkörper ausgebildet ist.The technical implementation then takes place in an inexpensive way se in that the displaceable partial volume as zylin drischer hollow body is formed.

Wenn das verschiebbare Teilvolumen in Verschieberichtung unterschiedliche Querschnittsabmessungen aufweist, läßt sich die Wirkung der Veränderung pro Verschiebeweg des Teilvolumens des Dämpferstempels in Bezug auf den restli chen Stempelkörper beeinflussen und insbesondere lineari sieren. Hierzu können sich insbesondere die Querschnitts abmessungen des verschiebbaren Teilvolumens in Verschiebe richtung auch stufenweise verändern.If the displaceable partial volume in the direction of displacement has different cross-sectional dimensions the effect of the change per displacement of the Partial volume of the damper stamp in relation to the rest Chen influence stamp body and in particular linear sieren. The cross-section dimensions of the displaceable partial volume in displacements change direction gradually.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung sind die Mittel zur Veränderung des Volumens teleskopartig ausgebildet, so daß der Variationsbereich besonders groß ist. In a preferred further development, the means for Change in volume telescoped so that the range of variation is particularly large.

Anstelle eines veränderbaren Volumens des Dämpferstempels kann auch der Füllstand des viskosen Mediums bzw. das Fas sungsvermögen des Dämpfergehäuses für das viskose Medium veränderbar und insbesondere die Bodenplatte des das vis kose Medium aufnehmenden Teils des Dämpfergehäuses relativ zu seiner Seitenwandung verschieblich sein. In jedem Fall ergibt sich mit der Veränderung eine Beeinflussung der eingangs genannten für die Dämpfung maßgeblichen Kraftver hältnisse.Instead of a variable volume of the damper stamp can also the fill level of the viscous medium or the Fas capacity of the damper housing for the viscous medium changeable and in particular the bottom plate of the vis kose medium receiving part of the damper housing relative be slidable to its side wall. In any case with the change there is an influence on the Kraftver ratios.

Eine automatisierte Verstellung der Dämpferwirkung in Ab hängigkeit von weiteren diese beeinflussenden Größen im Sinne einer Ausgleichswirkung und Stabilisierung des Dämp ferverhaltens bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen läßt sich erreichen, wenn Stellmittel vorgesehen sind, welche mindestens eine der veränderbaren Größen in Abhän gigkeit von der Temperatur und/oder Viskosität des visko sen Mediums bzw. von der maximalen Bewegungsamplitude, von der maximalen Bewegungsgeschwindigkeit und/oder der maxi malen auf den Dämpferstempel wirkenden Kraft und/oder zeit abhängig beeinflussen.An automated adjustment of the damper effect in Ab dependence on other variables influencing this in the In order to balance and stabilize the damper behavior under different operating conditions can be achieved if positioning means are provided, which depends on at least one of the variable sizes ability of the temperature and / or viscosity of the visco medium or the maximum movement amplitude, from the maximum movement speed and / or the maxi paint force and / or time acting on the damper stamp influence dependent.

Anstelle einer eine Rückkopplungsschleife aufweisenden Re gelung kann bei bestimmten Ausführungsformen der erfin dungsgemäßen Dämpferanordnung auch beginnend mit dem Ein schalten des zu isolierenden Objekts oder der Maschine ei ne kontinuierliche Veränderung der Dämpfereinstellung in Richtung auf eine Heraufsetzung der sich mit der Erwärmung verringernden Dämpferwirkung erfolgen, bis das sich bei Dauerbetrieb einstellende thermische Gleichgewicht er reicht ist. Instead of a Re having a feedback loop In certain embodiments, the invention can be achieved inventive damper arrangement also starting with the one switch the object to be isolated or the machine ne continuous change of the damper setting in Towards an increase in dealing with warming reducing damper effect until the at Continuous thermal equilibrium is enough.

Bei einem vorteilhaften Verfahren zum Betrieb des erfin dungsgemäßen Schwingungsdämpfer werden die mechanischen Mittel derart verändert, daß sie den im Betrieb auftre tenden, das Dämpfungsverhalten beeinträchtigenden Verände rungen entgegenwirken, so daß letzteres während des Be triebs im wesentlichen konstant bleibt.In an advantageous method for operating the inventions vibration dampers according to the invention are the mechanical Modified agent so that it occurs in the company changes affecting the damping behavior counteract such that the latter during loading drive remains essentially constant.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachste hend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausfüh rung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen.Other advantageous developments of the invention are in the subclaims are marked or are next along with the description of the preferred embodiment tion of the invention with reference to the figures. Show it.

Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Dämpfers im Querschnitt, Fig. 1 shows a first preferred embodiment of to the invention OF INVENTION damper in cross-section,

Fig. 2 die Ausführungsform gemäß Fig. 1 wobei sich das Hubteil des Dämpferstempels gegenüber der vorigen Darstel lung in einer anderen Position befindet, Fig. 2 shows the embodiment of FIG. 1 wherein the lifting part of the damper piston opposite to the previous depicting lung in a different position,

Fig. 3 eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Dämpfers, Fig. 3 shows another preferred embodiment of to the invention OF INVENTION damper,

Fig. 4 eine dritte günstige Ausführungsvariante des er findungsgemäßen Dämpfers, Fig. 4 shows a third favorable embodiment of he inventive damper,

Fig. 5 eine vierte bevorzugte Bauform des erfindungsgemä ßen Dämpfers sowie Fig. 5 shows a fourth preferred design of the damper according to the invention and

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Regelanordnung zur selbsttätigen Anpassung des Dämpferverhaltens an unter schiedliche Betriebsbedingungen. Fig. 6 is a block diagram of a control arrangement for automatically adjusting the damper behavior to under different operating conditions.

Bei der in Fig. 1 im Schnitt dargestellten ersten bevor zugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dämpferan ordnung ist der vorzugsweise als zylindrischer Hohlkörper gestaltete Dämpferstempel 3 über eine Abdeckplatte 2 mit dem schwingenden Objekt (in der Zeichnung nicht darge stellt) verbunden und taucht an seinem unteren Ende in das mit einem viskosen Dämpfungsmedium 6 wenigstens teilweise gefüllte Dämpfergehäuse 1 ein.In the first before ferred embodiment of a damper arrangement according to the invention shown in section in FIG. 1, the damper stamp 3, preferably designed as a cylindrical hollow body, is connected via a cover plate 2 to the oscillating object (not shown in the drawing) and plunges into its lower end the damper housing 1, which is at least partially filled with a viscous damping medium 6 .

Das Dämpfergehäuse besteht aus der, ebenfalls vorzugsweise zylindrischen, Umlaufwand 4 und der unteren Abdeckplatte 5, die auf einem Fundament befestigt ist. Bei einer verti kalen Bewegung des Stempels 3 gegenüber der Umlaufwand 4 wird das Dämpfungsmedium 6 zwischen diesen Flächen auf Scherung beansprucht und liefert eine Dämpfungskraft, die der Viskosität des Mediums und der Größe der Scherflächen im wesentlichen direkt, dem Abstand dieser Flächen dagegen im wesentlichen umgekehrt proportional ist. Ein zusätzli cher Kraftanteil wird durch Verdrängung des Mediums im Be reich unterhalb des Dämpferstempels hervorgerufen.The damper housing consists of the, also preferably cylindrical, peripheral wall 4 and the lower cover plate 5 , which is attached to a foundation. With a verti cal movement of the plunger 3 relative to the peripheral wall 4 , the damping medium 6 between these surfaces is subjected to shear and provides a damping force which is essentially direct to the viscosity of the medium and the size of the shearing surfaces, but the distance between these surfaces is essentially inversely proportional is. An additional portion of the force is caused by displacement of the medium in the area below the damper plunger.

Der Stempel 3 ist weiterhin mit einem Hubteil 3a ausge stattet, das vertikal verschiebbar am Stempel angebracht ist und mittels eines Stellgliedes 7 längs der Vertikal achse des Stempels bewegt werden kann. Das Hubteil 3a ist koaxial zur Stempelachse angeordnet und umgibt den Stempel konzentrisch. Es bildet somit einen Teil des wirksamen Stempelvolumens und beeinflußt das Dämpfungsverhalten in seinen unterschiedlichen Höhenpositionen auf verschiedene Weise (jeweils in Wechselwirkung mit dem viskosen Medium) in das es - bei übereinstimmender Position des Stempels - unterschiedlich tief eintaucht. The stamp 3 is also equipped with a lifting part 3 a, which is mounted vertically displaceably on the stamp and can be moved along the vertical axis of the stamp by means of an actuator 7 . The lifting part 3 a is arranged coaxially to the punch axis and surrounds the punch concentrically. It thus forms part of the effective stamp volume and influences the damping behavior in its different height positions in different ways (in each case in interaction with the viscous medium) into which it is immersed at different depths if the stamp is in the same position.

Fig. 2 zeigt dieselbe Dämpferanordnung, wobei das Hubteil 3a in eine - Vergleich zu Fig. 1 - tiefere Position ver schoben ist. In dieser Stellung sind die wirkenden Dämp fungskräfte gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Posi tion wesentlich heraufgesetzt. Fig. 2 shows the same damper arrangement, the lifting part 3 a in a - compared to Fig. 1 - is pushed ver position. In this position, the effective damping forces are substantially increased compared to the position shown in FIG. 1.

Die Scherkräfte werden dabei in dieser Position hauptsäch lich zwischen dem äußeren Rand des Hubteils und dem Innen rand des Gehäuses erzeugt. Da die wirksamen Scherflächen gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Position erheblich größer sind und zusätzlich der Abstand der Scherflächen zueinander geringer ist, werden die Scherkräfte vergrö ßert. Zusätzlich wachsen auch die Verdrängungskräfte: Das unterhalb des Stempel befindliche Dämpfungsmedium wird bei einer angenommenen Abwärtsbewegung des Stempels durch den Spalt zwischen dem Hubteil und dem Gehäuse nach oben ge drückt. Da die Spaltbreite gegenüber Fig. 1 ebenfalls er heblich verringert wurde, muß auch dieser Anteil an der Dämpfungskraft größer werden.The shear forces are generated in this position mainly Lich between the outer edge of the lifting part and the inner edge of the housing. Since the effective shear surfaces are considerably larger than the position shown in FIG. 1 and the distance between the shear surfaces is smaller, the shear forces are increased. In addition, the displacement forces also increase: the damping medium located below the plunger is pushed upwards by an assumed downward movement of the plunger through the gap between the lifting part and the housing. Since the gap width compared to Fig. 1, he was also considerably reduced, this share of the damping force must be greater.

Mit Hilfe dieser Einrichtung ist es also durch eine Höhen verstellung des Hubteils auf einfache Weise möglich, die Größe der Dämpfungskraft stufenlos zu variieren. Als Stellglied kann beispielsweise ein hydraulische Hubeinheit oder eine Spindelverstellung eingesetzt werden.So with the help of this facility it is through a heights adjustment of the lifting part possible in a simple manner The size of the damping force can be varied continuously. As An actuator can be, for example, a hydraulic lifting unit or a spindle adjustment can be used.

Bei einer anderen bevorzugten und in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist der Durchmesser des Hubteils 3a in der Höhe variabel und vorzugsweise ebenfalls rotationssymme trisch ausgeführt. Mit Hilfe dieser in Stufen oder stufen los variablen Durchmesser ist es möglich, die Abhängigkeit der Dämpfungskraft von der vertikalen Position des Hub teils zu linearisieren bzw. beliebige andere vorgegebene Abhängigkeiten des Dämpfungsverhaltens in Abhängigkeit von der Einstellung durch das Stellglied 7 zu erzeugen. Somit kann also insbesondere erreicht werden, daß die Änderungen der Dämpfereigenschaften sich proportional mit dem Ver stellweg des Stellglieds ändern, so daß das "Ansprechen der Systems" auf eine Veränderung des Verstellglieds im wesentlichen gleichbleibend ist und somit die auszuführen den Verstellvorgänge durch eine Bedienungskraft einfach übersehbar bleiben. Aber auch das Verhalten eines automa tisierten Regelsystems wird durch eine derartige Ausge staltung verbessert.In another preferred and shown in Fig. 3 embodiment, the diameter of the lifting part 3 a is variable in height and preferably also rotationally symmetrical. With the help of this variable diameter in steps or steps, it is possible to partially linearize the dependence of the damping force on the vertical position of the stroke or to generate any other predetermined dependencies of the damping behavior depending on the setting by the actuator 7 . Thus, in particular, it can be achieved that the changes in the damper properties change proportionally with the adjustment path of the actuator, so that the "response of the system" to a change in the adjustment element is essentially constant and thus the adjustment operations to be carried out by an operator are easily overlooked stay. But the behavior of an automated control system is improved by such a design.

Bei der in Fig. 4 gezeigten weiteren bevorzugten Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Dämpferanordnung ist der Dämpferstempel 3 mit mehreren zusätzlichen Hubteilen 3a, 3b ausgestattet, die teleskopartig ineinander verschiebbar sind. Auf diese Weise ist es möglich, den Verstellbereich der Dämpfungskraft zusätzlich zu vergrößern. Bei sehr ho hen Bauweisen derartiger Dämpfer können dabei die Verdrän gungsanteile der Dämpfungskraft gegenüber den Scherungs komponenten vernachlässigt werden. Die Scherkraft ist dann überwiegend proportional zur Größe der Scherflächen und somit zur Länge der vom Medium 6 benetzten Flächen der Hubteile 3a, 3b und des Stempels 3. Damit ergibt sich ebenfalls eine bevorzugte im wesentlichen lineare Bezie hung zwischen der Größe der Dämpfungskraft und dem Ver stellweg des Stellgliedes 7.In the embodiment shown in Fig. 4 further preferred exporting the damper assembly according to the invention is approximate shape of the damper plunger 3 with several additional Hubteilen 3 a, 3 b provided, which are telescopically displaceable. In this way it is possible to additionally increase the adjustment range of the damping force. With very high designs of such dampers, the displacement components of the damping force can be neglected compared to the shear components. The shear force is then largely proportional to the magnitude of the shear surfaces and thus to the length of wetted by the medium 6 surfaces of the lifting parts 3 a, 3 b, and the punch. 3 This also results in a preferred substantially linear relationship between the magnitude of the damping force and the displacement path of the actuator 7 .

Eine andere bevorzugte Bauform ist in Fig. 5 dargestellt. Hier ist der Dämpfer mit einer zusätzlichen höhenverstell baren Platte 8 ausgestattet, wobei die Verstellung auch hier über das Stellglied 7 bewirkt wird, das in diesem Fall unterhalb der Platte 8 angeordnet ist.Another preferred design is shown in FIG. 5. Here the damper is equipped with an additional height-adjustable plate 8 , the adjustment also being effected here via the actuator 7 , which in this case is arranged below the plate 8 .

Bei einer Aufwärtsbewegung der Platte 8 steigt die Länge der vom Medium 6 benetzten Fläche des Stempels 3 - also dessen Eintauchtiefe - und damit die Größe der Scherkraft an. Andererseits sinkt der Abstand zwischen der Platte 8 und der unteren Abschlußfläche des Stempels 3, was einem Anstieg der Verdrängungskraft entpricht. Auf diese Weise ist ebenfalls eine Regelung der Dämpfungskraft möglich. Dabei weist diese Bauform den Vorzug auf, daß das Ver stellglied mit dem Fundament verbunden ist und nicht an dem schwingenden, zu dämpfenden Objekt - wie beispielswei se einer Maschine - befestigt ist. Dadurch ergibt sich bei vielen Anwendungen eine vereinfachte Installation.With an upward movement of the plate 8 , the length of the surface of the punch 3 wetted by the medium 6 - ie its immersion depth - and thus the size of the shear force increases. On the other hand, the distance between the plate 8 and the lower end face of the stamp 3 decreases, which corresponds to an increase in the displacement force. In this way, regulation of the damping force is also possible. This design has the advantage that the United actuator is connected to the foundation and not on the vibrating object to be damped - such as a machine - is attached. This results in a simplified installation for many applications.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten als Blockschaltbild dar gestellten Dämpfersystem 10 werden die Dämpfungseigen schaften durch eine Rückkopplungsschleife unabhängig von äußeren Störgrößen kompensiert. Hierzu ist ein Meßfühler 11 vorgesehen, welcher eine oder mehrere das System beein flussende Größen aufnimmt und einem Wandler 12 zuführt, der das Ausgangssignal des Meßfühlers in eine Eingangsgrö ße für den Regler 13 umwandelt. Für den Fall, daß der Reg ler als digital arbeitender Prozessor ausgebildet ist, handelt es sich bei dem Wandler 12 um einen Analog- Digital-Wandler. Der Regler 13 steuert seinerseits einen weiteren Wandler 14 an, der auf ein digitales Eingangssi gnal hin ein Ausgangssignal erzeugt, welches die zum An steuern des Stellglieds 7 notwendige Leistung aufweist. In the damper system 10 shown as a block diagram in FIG. 6, the damping properties are compensated by a feedback loop independently of external disturbances. For this purpose, a sensor 11 is provided, which receives one or more variables influencing the system and feeds a converter 12 , which converts the output signal of the sensor into an input variable for the controller 13 . In the event that the controller is designed as a digital processor, the converter 12 is an analog-digital converter. The controller 13 in turn controls a further converter 14 which, on a digital input signal, generates an output signal which has the power required to control the actuator 7 .

Der Meßfühler 11 spricht auf die Viskosität oder die Tem peratur des viskosen Mediums an. Bei nicht dargestellten weiteren Varianten können durch entsprechende Meßaufnehmer auch die Bewegungsamplitude oder Bewegungsgeschwindigkeit bzw. die auf den Stempel oder das Fundament wirkende mo mentane Kraft Eingangsgrößen für den Regler bilden. Bei einer anderen nicht näher dargestellten Ausführungsform wird dem Stellglied 7 ein zeitabhängiges Signal zugeführt, welches durch entsprechende Beeinflussung des Stellglieds jene Veränderungen des Dämpfungsverhalten des Systems kom pensiert, die aus vorangehenden Versuchsreihen zeitabhän gig ermittelt wurden. Hierbei handelt es sich typischer weise um die Vorgänge beginnend mit dem Einschalten einer Maschine bis zu dem sich im Dauerbetrieb einstellenden Dämpfungsverhalten des Systems. Zusätzlich zu den in der Zeichnung dargestellten Signalwegen kann gegebenenfalls über einen weiteren Eingang des Reglers 13 diesem anstelle eines (intern vorgegebenen) festen Sollwerts noch ein ent sprechender veränderbarer Wert von außen als Führungsgröße vorgeben werden, wenn das System eine entprechende Anpas sungsmöglichkeit erfordert.The sensor 11 responds to the viscosity or the temperature of the viscous medium. In the case of further variants, not shown, the movement amplitude or movement speed or the momentary force acting on the plunger or the foundation can also form input variables for the controller by means of corresponding measuring sensors. In another embodiment, not shown in detail, the actuator 7 is supplied with a time-dependent signal which, by correspondingly influencing the actuator, compensates for those changes in the damping behavior of the system which were determined as a function of time from previous test series. These are typically the processes starting with the switch-on of a machine up to the damping behavior of the system that occurs during continuous operation. In addition to the signal paths shown in the drawing, a corresponding changeable value from the outside can optionally be specified as a reference variable via a further input of the controller 13 instead of a (internally predetermined) fixed target value if the system requires a corresponding adaptation option.

Anstelle einer eine Rückkopplungsschleife aufweisenden Re gelung kann auch eine programmierte Steuerung in der Weise vorgesehen sein, daß - beginnend mit dem Einschalten des zu dämmenden Objekts oder der Maschine - eine kontinuier liche Veränderung der Dämpfereinstellung in Richtung auf eine Heraufsetzung der sich mit der Erwärmung verringern den Dämpferwirkung erfolgt, bis das sich bei Dauerbetrieb einstellende thermische Gleichgewicht erreicht ist. Instead of a Re having a feedback loop A programmed control can also be used in this way be provided that - starting with turning on the to be insulated object or the machine - a continuous change in the damper setting towards an increase in the decrease with warming the damper effect takes place until it is in continuous operation thermal equilibrium is reached.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not restricted in its implementation to the preferred embodiment given above game. Rather, a number of variants are conceivable which of the solution shown also in principle makes use of different types.

Claims

1. Vibration damper, in particular for damping vibrations of elastically mounted objects, consisting of a damper housing which is at least partially filled with an, in particular highly viscous medium, and a damper stamp which is at least partially immersed in the highly viscous medium, characterized in that that mechanical means ( 3 a, 3 b, 7 , 8 ) are provided to determine the geometric dimensions of the volume of the damper plunger ( 3 ) interacting with the viscous medium on average over time and / or of the volume filled with viscous medium and between the surface of the damper plunger and the wall ( 4 ) or the bottom ( 8 ) of the damper housing to change the spacing volume.

2. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the mechanical means ( 3 a, 3 b, 7 , 8 ) in the time average immersed in the viscous medium volume of the damper stamp, the sen mean immersion depth, its average distance to the wall and / or its average distance from the bottom ( 5 ) of the damper housing ( 4 ) can be changed.

3. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the damper plunger ( 3 ) can be changed by the mechanical means ( 3 a, 3 b, 7 ).

4. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that at least a partial volume ( 3 a) of the damper plunger ( 3 ) is displaceable in the direction of the movement axis by the mechanical means ( 3 a, 7 ).

5. Vibration damper according to claim 4, characterized in that at least a Teilvo lumen ( 3 a, 3 b) of the damper plunger ( 3 ) from a less immersed in the time average in the viscous medium ( Fig. 1) in a time average in the viscous medium deeper position ( Fig. 2), or vice versa, is displaceable.

6. Vibration damper according to one of claims 4 to 5, characterized in that the displaceable partial volume ( 3 a, 3 b) is arranged concentrically to the axis of the damper plunger ( 3 ).

7. Vibration damper according to one of claims 4 to 6, characterized in that the displaceable partial volume ( 3 a, 3 b) is formed rotationally symmetrically.

8. Vibration damper claims 6 to 7, characterized in that the displaceable partial volume is designed as a cylindrical hollow body ( 3 a, 3 b).

9. Vibration damper according to one of claims 4 to 7, characterized in that the sliding part ver volume in the displacement direction different Liche cross-sectional dimensions (3 a, Fig. 3).

10. Vibration damper according to claim 9, characterized in that the cross-sectional dimensions of the displaceable partial volume ( 3 a, Fig. 3) change gradually in the direction of displacement.

11. Vibration damper according to one of claims 4 to 11, characterized in that the damper ram ( 3 a in Fig. 4) is telescopic.

12. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the fill level of the viscous medium ( 6 in Fig. 5) is changeable.

13. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the capacity of the damper housing ( 4 in Fig. 5) is variable for the viscous medium.

14. Vibration damper according to one of claims 12 or 13, characterized in that the bottom plate ( 8 in Fig. 5) of the viscous medium receiving part of the damper housing wall is displaceable relative to its side.

15. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that adjusting means ( 12 to 14 ) are provided, which the mechanical means as a function of the temperature and / or viscosity of the viscous medium and / or of which is recorded by means of a corresponding sensor ( 11 ) , in particular maximum, movement amplitude; of the, in particular maximum, movement speed and / or the, in particular maximum, force acting on the damper ram and / or time-dependent.

16. Vibration damper according to claim 15, characterized characterized in that to influence the mechanical means a re containing a return Gelkreis is provided.

17. Vibration damper according to one of claims 15 or 16, characterized in that a programmed control or a feedback containing Regulation is provided in such a way that starting with switching on the object to be isolated or the Ma apparently by influencing the mechanical means, especially continuous, increasing the deal with the warming reducing damper effect takes place until the thermal equilibrium that arises during continuous operation weight is reached.

18. A method of operating a vibration damper according to any one of the preceding claims, characterized in that the geometric dimensions of the volume of the damper plunger ( 3 ) and / or the one filled with viscous medium and between which interacts with the viscous medium over time The surface of the damper plunger and the wall ( 4 ) or the bottom ( 8 ) of the damper housing spacing volume can be changed such that the damper effect remains constant, regardless of time.