DE644469C - Fluessigkeitsdaempfer fuer Maschinen- und Fundamentschwingungen - Google Patents

Description

Maschinen mit freien Massenkräften und freien Massenmomenten oder deren Fundamente werden bekanntlich auf Schwingungsdämpfer gesetzt, deren wirksamer Teil aus Wendelfedern besteht. Dadurch wird erreicht, daß die Maschinen bzw. die Fundamente niedrige Eigenfrequenzen erhalten, was die Voraussetzung für eine hohe Isolierwirkung darstellt. Wichtig ist dabei, daß die Eigenfrequenzen der Anlage unter der Maschinendrehzahl liegen. Beim Anlaufen der Maschinen und beim Stillsetzen werden dann die Eigenschwingungszahlen des Fundamentes durchfahren, was für die kurze Zeitdauer des Durchfahrens eine Fundamentunruhe auslöst. Normalerweise schadet diese Unruhe nichts, und es genügen die in den Schwingungsdämpfern vorgesehenen Bremsvorrichtungen vollkommen, um die Ausschlage während der kritischen Drehzahl genügend herabzusetzen. In Einzelfällen, insbesondere bei Maschinenanlagen mit stark schwankenden Betriebsdrehzahlen ist es erwünscht, eine besonders wirksame Dämpfung der kritischen Schwingungsausschläge zu erzielen. In solchen Fällen werden Flüssigkeitsdämpfer verwendet, bei denen Kolben in einem Zylinder entsprechend dem Schwingungsausschlag des Fundaments Flüssigkeit durch einen schmalen Kanal von der einen Kolbenseite auf die andere drücken. Solche Flüssigkeitsdämpfer sind auch bei der Automobilfederung bekannt, wo sie den Blattfedern parallel geschaltet werden, welche die eigentliche Stoßwirkung aufnehmen. Die Flüssigkeitsdämpfer verhindern hier lediglich ein Nachschwingen zwischen dem Wagenkasten und den Rädern. Die bisher bekanntgewordenen Flüssigkeitsdämpfer für die Dämpfung" von Schwingungsausschlägen wirken in einer Richtung. Diese Konstruktionsart ist auch in den meisten Fällen ausreichend, weil durch den ganzen Aufbau der Anlage Schwingungen in einer bestimmten Richtung auftreten. In dieser Richtung wird dann der Flüssigkeitsdämpfer eingebaut, und zwar fest oder gelenkig, je nachdem neben der geradlinigen Hauptbewegung noch seitliche Nebenbewegungen zu erwarten sind.

Bekanntgeworden sind bisher verschiedene Dämpfungseinrichtungen, die in der Weise wirken, daß in allseitig geschlossenen Zylindern ein Kolben mittels einer Kolbenstange beweglich angeordnet ist. Der Kolben wird durch die Kolbenstange gezwungen, die Bewegungen des zu bremsenden Gegenstandes mitzumachen. Die Dämpfungsgefäße sind mit Flüssigkeit, vornehmlich mit Öl verschiedenster Konsistenz, gefüllt. Die bekannten Flüssigkeitsdämpfer besitzen mitunter auch Vorrichtungen, die dafür sorgen, daß im Gebiet kleiner Schwingungsausschläge die Durchtrittsöffnungen für das Öl groß sind, so .daß hier die Dämpfungskräfte klein ausfallen, während im Gebiete größerer Schwingungsausschläge die Durchtrittsöffnungen zwangsläufig kleiner werden, so daß hier die Dämpfungskraft wächst. Auch Rückschlag-

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ventile werden benutzt, damit die Dämpfungsflüssigkeit in einem Richtungssinn der Bewegung keinen nennenswerten Widerstand^ findet, während in dem anderen Be\vegungfsfe; sinn das Rückschlagventil schliel.it und di Flüssigkeit gezwungen wird, durch die v(t?fi geschriebenen engen Kanäle zu treten, so dä'B⁵* in diesem Bewegungssinn der bremsende Widerstand wesentlich größer ist. Es ist auch versucht worden. Federung und Dämpfung so zusammenzulegen, daß die Federung durch symmetrische halbkreisförmig gebogene Federstahlbänder und die Dämpfung durch Schmierung der Berüh-•5 rungsstellen dieser Bänder erzeugt wird, wobei das Öl aus einer porösen Masse tritt, die sich in der aus den kreisförmigen Federstahlbändern gebildeten Kugel befindet. Eine ähnliche Art des Zusammenwirkens von ^a° Federung und Dämpfung ist auch bei einer Anordnung bekanntgeworden, bei welcher die dämpfende Kraft durch Flüssigkeitsreibung in porösen Körpern erzeugt wird, weiche durch die Schwingungen deformiert werden. Parallelschaltungen von Federungen und Dämpfungen in dieser Art weisen in dem Teil des dämpfenden Gliedes nicht die Kennzeichen eines geschlossenen Dämpfungszylinders auf, in welchem sich ein Kolben bewegt. Außer den verschiedensten Ölarten zur Erzeugung der Dämpfung in Dämpfungszylindern sind auch andere viskose Stoffe, wie Vogelleim oder zähflüssiger Teer, bekannt. Die Flüssigkeitsdämpfer nach der vorlie-•M gen den Erfindung unterscheiden sich gegenüber den vorstehend geschilderten bekannten Vorrichtungen dadurch, daß die dämpfende Kraft nicht nur in Richtung der Zylinderachse wirkt, wie es bei allen bisher bekanntgewordenen Dämpfungseinrichtungen der Fall ist, bei denen sich Kolben in Zylindern bewegen, sondern daß die dämpfende Kraft in allen Raumrichtungen gleichzeitig wirken kann. Es ist also möglich, mit diesem neuen Flüssigkeitsdämpfer Fundament- oder AIaschinenbewegungen abzubremsen, die beliebig im Raum gerichtet sind und die ihre Richtung im Raum jederzeit beliebig ändern können, wie es beispielsweise insbesondere bei Maschinenfundamenten mit mehreren Freiheitsgraden der Fall ist.

Die Abbildung zeigt einen Teil des beliebig schwingenden Fundaments I. Mit diesem Fundament ist an geeigneter Stelle ein Kreuzgelenk II verbunden. An dem Kreuzgelenk hängt eine Kolbenstange III, welche einen horizontalen Flügel IV und zwei vertikale Flügel V und VI besitzt. Die Kolbenstange führt in ein Gefäß VIl, das mit Flüssigkeit VIII gefüllt ist. Die Viskosität der Flüssigkeit richtet sich nach dem notwendigen Grad der zu erzielenden Dämpfung. Zwischen dem Gefäß V11 und den drei Flügeln _KIV, V und VI am unteren Ende der Kolbenange befindet sich ein Spielraum, der durch

größten auftretenden Schwingungsweg stimmt ist. Das Gefäß ist unten zweckmäßig geschlossen und oben durch einen Deckel verschlossen. Der Deckel ist zweiteilig (IX und X) und besitzt in der Mitte eine Kugel XI, durch welche die Kolbenstange III hindurchgeführt wird. Für einen dichten Abschluß der Kolbenstange in der Kugel sorgt eine Stopfbüchse XII mit der dazugehörigen Packung XIII. ·

Bei der Ausführung des Flüssigkeitsdämpfers in der beschriebenen Form kann das Fundament senkrechte Schwingungen und waagerechte Schwingungen in beliebiger Richtung ausführen. Bei senkrechten Schwingungen bewegt sich die Kolbenstange lediglich auf und ab. Bei waagerechten Schwingungen dreht sich die Kolbenstange im Kreuzgelenk II und vermittels der Kugel XI in dem zweiteiligen Deckel IX und X des Gefäßes XII. Bei jeder senkrechten und waagerechten Bewegung ist die Flüssigkeit gezwungen, von der einen Seite eines Flügels durch den schmalen Spalt auf die andere Seite zu treten. Dadurch entsteht eine erhebliehe Flüssigkeitsreibung, welche eine Bremsung der Schwingungsbewegungen bedeutet. Bei gleich großer Bemessung des waage-1 echten Flügels IX und der beiden senkrechten Flügel V und VI ist die dämpfende Wirkung für alle drei Raumrichtungen gleich. Soll die Schwingung in einer Richtung stärker gedämpft werden, so kann das durch Veränderung der Hebelarme vom Kreuzgelenk II zum Mittelpunkt der Kugel XI und von diesem Mittelpunkt zum Ansatz der Flügel geändert werden oder aber es werden die Flügel untereinander mit verschiedener Fläche ausgebildet. Je größer die Flügelfläche ist, desto größer ist die erzielte Wirkung.

Die Abbildung zeigt noch eine Sicherheitseinrichtung in Form eines Nebenzylinders XIV und eines darin beweglichen Kolbens XV, der durch eine Überwurfmutter XVI und eine Feder XVII unter Spannung ver- no setzt werden kann. Diese Sicherheitseinrichtung ist notwendig, weil die Kolbenstange mit Rücksicht auf die Biegungsbeanspruchungen stark ausgeführt werden muß. Wird dann bei einer senkrechten Schwingungsbewegung die Kolbenstange III in das Gefäß VII hineingedrückt, so verringert sich das für die Flüssigkeit VIII zur Verfügung stehende Volumen. Da aber alle Flüssigkeiten praktisch nicht zusammendrückbar sind, iao so würde das eine sehr hohe Materialbeanspruchung bedeuten, oder es würde sich die

Flüssigkeit sehr schnell durch die Stopfbüchse hindurch nach außen hinausdrücken. Sobald aber Hohlräume in der Flüssigkeit entstehen, ist die ganze Wirksamkeit des Flüssigkeitsdämpfers hinfällig, was jedem Autobesitzer hinlänglich bekannt ist.

Die beschriebene Sicherheitsvorrichtung ermöglicht den notwendigen Volumenausgleich. Wenn die Kolbenstange in die Flüssigkeit

ίο hineingedrückt wird, bewegt sich der Kolben gegenüber dem Federdruck um ein entsprechendes Volumen seitwärts. Der Federdruck wird so reguliert, daß auch bei stärkster Beanspruchung der Flüssigkeit durch die Bewegung der Dämpfungsflügel der durch den Kolben hervorgerufene Flüssigkeitsdruck größer als der durch die Flügel hervorgerufene Flüssigkeitsdruck ist.

Die Darstellung ist nur als Anhaltspunkt

zo für den Haupterfindungsgedanken zu betrachten. Wesentlich ist die drehbare Durchführung der Kolbenstange durch den Deckel des Dämpfungsgefäßes. An Stelle der drei Dämpfungsflügel in waagerechter und in den beiden senkrechten Richtungen kann auch ein geschlossener Kolbenkörper verwendet werden, und z\var als Quader, Würfel, Kugel o. dgl., der gegen die ähnlich ausgebildeten Wandungen des Dämpfungsgefäßes ein gewisses Spiel besitzt, welches größer ist als ,die größte zu erwartende Schwingung des Kolbens in dem Dämpfungsgefäß.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsdämpfer zum Abbremsen von Maschinen- oder Fundamentschwingungen oder von Schwingungen bei Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange des Dämpfungskolbens im Deckel des Dämpfungsgefäßes drehbar gelagert ist, so daß der Dämpfungskolben den Maschinen- oder Fundamentbe\vegungen in senkrechter als auch in den beiden waagerechten Bewegungen folgen kann.

2. Flüssigkeitsdämpfer, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Hauptgefäß ein Zylinder mit verschieblichem Kolben angeordnet ist, der unter elastischer Spannung durch Federkraft, Druckluft o. dgl. steht.

Hierzu ) Blatt Zeichnungen