DE60306618T2

DE60306618T2 - Einstellbarer massendämpfer

Info

Publication number: DE60306618T2
Application number: DE60306618T
Authority: DE
Inventors: S. Toren Peoria DAVIS
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2023-01-09
Also published as: US6681908B2; WO2003058090A1; AU2003202923A1; US20030127295A1; WO2003058090B1; EP1463894B1; DE60306618D1; EP1463894A1

Description

HINTERGRUND
Ein Dämpfer mit abstimmbarer Masse (TMD – tuned mass damper) sorgt für verbesserte Dämpfung für Strukturen und Vorrichtungen bei einer einzigen Frequenz, indem die Eigenfrequenz des Dämpfers so abgestimmt wird, dass sie bei oder nahe der einzigen Frequenz liegt. TMDs sind an einer effektiven Stelle, in der Regel am Schwingungsbauch, an der Struktur befestigt, um der Schwingung der Vorrichtung entgegenzuwirken. Die Schwingung stimuliert den TMD dazu, um 180 Grad phasenverschoben unabhängig zu oszillieren, wodurch die Schwingung der Vorrichtung verringert wird.
Ein TMD wird in der Regel im Werk eingestellt, indem Federn ausgetauscht werden oder Material von der Schwingmasse entfernt wird, wobei die zu dämpfende Frequenz der Vorrichtung geschätzt wird. Ein typischer TMD umfasst eine Masse, eine Feder und ein Dämpfungsmittel, die ein System mit einer spezifischen Eigenresonanzfrequenz bilden, und aufgrund dieser Struktur ist es schwierig, die Frequenz abzustimmen.
Die Schrift US-A-2685822 zeigt einen Dämpfer mit abstimmbarer Masse, der eine Masse und eine Feder und eine Windungen der Feder aufnehmende Hülse aufweist.
KURZDARSTELLUNG
Ein TMD gemäß der Erfindung ist durch Verwendung einer Einstellschraube, die zurückgezogen oder vorgerückt wird, wobei die Anzahl aktiver Windungen in einer eine Dämpfungsmasse in einem abgedichteten TMD in Eingriff nehmenden Feder geändert wird, einstellbar. Durch die Schraubenverstellung wird die Federkonstante und die Eigenfrequenz der Feder-Massen-Kombination geändert, die Feder aber nicht komprimiert.
Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen für einen Fachmann aus der Zeichnung und der folgenden Beschreibung hervor.
Ein Dämpfer mit abstimmbarer Masse gemäß der Erfindung wird in Anspruch 1 definiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Zeichnung ist ein Querschnitt eines röhrenförmigen, einstellbaren Dämpfers mit abstimmbarer Masse, der die vorliegende Erfindung darstellt.
BESCHREIBUNG
Der in der Zeichnung gezeigte TMD 10 umfasst eine röhrenförmige Struktur, die durch einen Halter 12 an einer Vorrichtung oder Struktur 14 befestigt ist, die Schwingungen unterworfen ist, die durch den TMD 10 gedämpft werden. Der TMD 10 weist zwei entfernbare Endplatten 16, 17 auf, die Zugang zum Inneren des TMDs gewähren, wo sich eine zylindrische Masse 18 in einer zylindrischen Kammer 19 befindet und durch mehrere Kugellager 20 gestützt wird, die in in Längsrichtung entlang der Masse (Pfeil A1) verlaufenden Nuten 22 gehalten werden, um eine ausreichende Lateralbewegung zu ermöglichen, damit die Masse hin und her schwingen kann (Pfeil A1). Der Gasstrom, Pfeil, über die Masse 18 dämpft diese Schwingungen, während sie sich in der Kammer 19 bewegt.
Eine Primärschraubenfeder 24 ist zwischen einem Ende der Masse 18 und der Innenwand 10a der Kammer 19 angeordnet. Eine Schraube 26 ist in einen Gewindedurchgang 10b geschraubt und tritt in die Mitte der Feder 24 ein, wo sie eine oder mehrere der Federwindungen ergreift, die die gleiche Gewindesteigung aufweisen wie die Einstellschraube 26, wenn während der Einstellung keine Bewegung der Masse 18 erwünscht ist. Durch Drehen der Schraube 26 werden die Federsteife und dadurch die Eigenresonanzfrequenz der Kombination aus der Masse 18 und der Feder 24 geändert. Durch Drehen der Schraube 26 wird die Feder jedoch nicht verschoben. Sie ergreift nur eine oder mehrere Windungen und macht sie praktisch starr. Ein Ende des TMDs ist gegen die Atmosphäre abgedichtet, wenn die Endplatte 16 durch nicht gezeigte Schrauben oder Nieten befestigt ist. Die andere Endplatte 17 ist auf ähnliche Weise befestigt, um die Seite mit der Schraube 26 abzudichten, enthält aber auch einen kleinen Durchgang 17a, der durch einen (nicht gezeigten) entfernbaren Stopfen verschlossen ist und durch den die Einstellschraube 26 gedreht werden kann. Zwischen der Wand 10a und der Schraube 26, zum Beispiel an Stelle 10c, kann ein Verriegelungs- und Abdichtungsmaterial enthalten sein, das eine Schraubreibverriegelung erzeugt und des Weiteren das Innere der Kammer 19 durch das Schraubgewinde gegen die Atmosphäre abdichtet.
Obgleich die Erfindung in ihrem grundlegendsten Sinne ein manuelles Drehen der Einstellschraube 26 vorsieht, ist es auch möglich, den Prozess durch Befestigung eines Schraubenstellglieds, wie zum Beispiel eines Motors mit geringer Drehzahl, am Gehäuse 10 mit einer sich durch den Durchgang 17a zur Einstellschraube 26 erstreckenden Welle zu automatisieren. Bei dieser Variation der Erfindung kann die Feder durch eine Erfassungsvorrichtung, wie zum Beispiel einen Beschleunigungsmesser, automatisch an der Vorrichtung 14 eingestellt werden, um den TMD im Betrieb feinabzustimmen, wodurch die Schwingungen der Vorrichtung 14 weiter verringert werden.

Claims

Dämpfer mit abstimmbarer Masse (10), der Folgendes umfasst: eine abgedichtete Kammer (19) mit einem Dämpfungsgas, wobei die abgedichtete Kammer (19) eine erste Wand (10a) und eine zweite Wand (16) umfasst, wobei die erste Wand (10a) einen Gewindedurchgang (10b) umfasst und das Gewinde des Durchgangs (10b) eine Steigung aufweist; eine Masse (18), die in der abgedichteten Kammer (19) zwischen der ersten Wand (10a) und der zweiten Wand gleitet, wobei die Masse ein zur ersten Wand der Kammer (19) weisendes Ende aufweist; eine zylindrische Schraubenfeder (24), die zwischen der ersten Wand (10a) der Kammer (19) und dem ersten Ende der Masse (18) angeordnet ist, wobei die zylindrische Schraubenfeder (24) mit dem ersten Ende der Masse in Eingriff steht und axial auf den Durchgang (10b) der ersten Wand (10a) ausgerichtet ist, wobei die zylindrische Schraubenfeder (24) Windungen (24a) umfasst, wobei die Windungen der zylindrischen Schraubenfeder (24) die gleiche Steigung wie das Gewinde des Gewindedurchgangs (10b) in der ersten Wand aufweisen; und eine zylindrische Einstellschraube (26), die ein Gewinde umfasst, wobei das Gewinde die gleiche Steigung wie die zylindrischen Windungen (24a) der zylindrischen Schraubenfeder (24) und das Gewinde des Durchgangs (10b) aufweist, wobei die zylindrische Einstellschraube (26) durch den Durchgang (10b) in der ersten Wand (10a) und in die Windungen (24a) der zylindrischen Schraubenfeder (24) geschraubt ist, wobei das Gewinde der zylindrischen Einstellschraube (26) die Anzahl aktiver Windungen (24a) der zylindrischen Schraubenfeder (24) ändert.
Dämpfer mit abstimmbarer Masse (10) nach Anspruch 1, der weiterhin ein Verriegelungs- und Abdichtungsmaterial im Gewinde des Durchgangs (10b) in der ersten wand (10a) umfasst.
Dämpfer mit abstimmbarer Masse nach Anspruch 1, der weiterhin eine Endplatte (17) umfasst, die zur Abdichtung der Schraube (26) gegen die umliegende Umgebung betätigbar ist und eine Bohrung (17a) zur Aufnahme eines Stopfens und Bereitstellung von Zugang zur Schraube (26) umfasst.