DE69826221T2 - Abgestimmter, elastomerischer Schwingungsdämpfer - Google Patents

Abgestimmter, elastomerischer Schwingungsdämpfer Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betriff einen Vibrationsdämpfer, zum Beispiel für Vorrichtungen zum Entgegenwirken von Vibrationen in Bauteilen, wie zum Beispiel der Zelle eines Flugzeuges und derartige Vorrichtungen, welche dynamisch abgestimmt werden können, um ihr Verhalten an Änderungen der Vibrationsfrequenz anpassen zu können.
  • Flugzeugtriebwerke können eine deutliche Vibration in der Flugzeugzelle hervorrufen. Bei propellergetriebenen Flugzeugen erzeugen die Propellerblätter Luftdruckpulse, welche auf Außenflächen auftreffen, wodurch sie eine zeitperiodische Vibration der Struktur, beispielsweise bei 100 Hz, hervorrufen, wobei die Vibration auf andere Bauteile der Flugzeugzelle übertragen wird. Düsentriebwerke rufen ebenfalls Vibrationen in Halterungsteilen hervor. Umgehemmt belassen erzeugen die hervorgerufenen Vibrationen störenden Lärm in der Flugzeugkabine und können zu einer erheblichen Ermüdung der Flugzeugzelle führen.
  • Als Folge werden im gesamten Flugzeug an Bauteile Vibrationsdämpfer angebracht. Zum Beispiel trägt das Fokker 50 Turbo-Prop-Flugzeug 150 an der Zelle angebrachte Dämpfer. Diese Vorrichtungen sind typischerweise ein einfaches Feder-Masse-System, bei welchem eine Masse durch ein federndes Teil, welches als Feder dient, die es der Masse ermöglicht zu oszillieren, an der Flugzeugzelle angebracht ist. Als die Feder sind elastomere Blöcke und freitragende Metallarme eingesetzt worden. Das Feder-Masse-System wird fest darauf abgestimmt, bei der Frequenz der üblichen Vibration in dem Bauteil des Flugzeugs, an welchem der Dämpfer angebracht ist, mit zu oszillieren und absorbiert somit in optimaler Weise die Vibrationsenergie bei dieser Frequenz. Der Dämpfer weist in Resonanz eine große mechanische Impedanz auf, welche hauptsächlich auf einen hohen Gütefaktor Q zurückgeht. Die Absorption (mechanische Impedanz) bei anderen Frequenzen verschwindet als Funktion der Abweichung von der Resonanzfrequenz.
  • Ein Nachteil von fest abgestimmten Dämpfern ist, dass die Frequenz der Flugzeugzellenvibration, insbesondere bei einem düsengetriebenen Flugzeug mit der Triebwerksgeschwindigkeit variiert. Obwohl der Dämpfer auf die Vibrationsfrequenz abgestimmt werden kann, welche bei der nominellen Reisegeschwindigkeit des Flugzeugs auftritt, tritt bei anderen Geschwindigkeiten eine geringere als diese optimale Dämpfung auf. Zusätzlich ändert sich die Abstimmung von Dämpfern des elastomer Typs mit dem Alter und der Temperatur des federnden Materials.
  • Die vorliegende Erfindung ist bestrebt, einen Vibrationsdämpfer zum Reduzieren von Vibrationen in einem Vibrationskörper des in dem Dokument EP-A-0 676 559 offenbarten Typ, wie er in dem Oberbegriff von Anspruch 1 bezeichnet ist, bereitzustellen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Vibrationsdämpfer, bereitgestellt wie er in Anspruch 1 spezifiziert ist.
  • Das bevorzugte Ausführungsbeispiel kann ein Dämpfungssystem bereitstellen, welches dynamisch an Variationen der Vibrationsfrequenz und andere Faktoren anpassbar ist. Es kann zeitperiodische Vibrationen in einem Bauteil dämpfen, wobei das System in der Lage ist, sich automatisch an verschiedene Vibrationsfrequenzen anzupassen.
  • Vorzugsweise weist der Vibrationsdämpfer ein Masse-Feder-System mit einer Resonanzfrequenz, welche dynamisch angepasst wird, um Änderungen in der Frequenz der Vibration in dem Bauteil zu folgen, auf.
  • Das bevorzugte Ausführungsbeispiel sieht einen Vibrationsdämpfer vor, welcher eine Anbringung zum Anbringen an dem Vibrationskörpers aufweist. Eine Masse ist durch eine Feder, welche es der Masse ermöglicht, bezüglich der Anbringung zu oszillieren, an die Anbringung gekoppelt. Die Feder weist eine Steifheit auf, welche eine Resonanzfrequenz definiert, bei welcher die Masse oszilliert, und eine Vorrichtung stellt die Federsteifigkeit in Reaktion auf ein Steuersignal ein, wodurch die Resonanzfrequenz verändert wird. Ein erster Sensor erzeugt ein Signal, welches eine Vibration des Körpers anzeigt. Ein Steuerschaltkreis nimmt das Sensorsignal auf und erzeugt das Steuersignal, welches bewirkt, dass der Mechanismus die Federsteifigkeit einstellt, bis die Resonanzfrequenz auf die Vibrationsfrequenz abgestimmt ist.
  • Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Masse zwischen der Anbringung und einer Lastplatte durch ein paar von elastomeren Ringen gehaltert, welche es der Masse ermöglichen, in einer Ebene parallel zu der Anbringung und der Lastplatte zu oszillieren. Die elastomeren Ringe dienen als die Feder und die Federsteifigkeit ist eine Funktion einer Vorlast-Kompression der Ringe. Ein motorgetriebener Mechanismus variiert den Abstand zwischen der Lastplatte und der Anbringung, wodurch die Vorlast-Kompression der elastomeren Ringe verändert wird.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1 eine isometrische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Vibrationsdämpfers mit entfernter Abdeckung ist;
  • 2 eine longitudinale Querschnittsansicht durch den Vibrationsdämpfer mit der Abdeckung an Ort und Stelle ist;
  • 3 eine Explosionsansicht einer Unterbaugruppe in dem Vibrationsdämpfer ist; und
  • 4 ein schematisches Blockdiagramm eines Regelkreises zum Erfassen von Flugzeugzellenvibrationen und Einstellen der Resonanzfrequenz des Vibrationsdämpfers ist.
  • Zunächst auf 1 und 2 Bezug nehmend weist ein Vibrationsdämpfer 10 ein Gehäuse 12 auf, an welches an einer Seite ein Gleichstrom(DC)-Motor 14 angebracht ist. Das Gehäuse ist zylindrisch mit einer zentralen Öffnung, durch welche die Welle des Motors 14 durchgeführt ist. Die Welle 18 ist mit einem Harmonic-Drive 20 verbunden, an welchem über eine Vielzahl von Bolzen 24 eine Kurbel 22 angebracht ist.
  • Der Harmonic Drive ist ein 100 zu 1 Getriebereduzierer, welcher die Kurbel 22 für alle 100 Umdrehungen der Motorwelle 18 um eine Umdrehung dreht. Der Harmonic Drive 20 und ein Teil der Kurbel 22 stecken innerhalb einer Vertiefung 26 in der anderen Seite des Gehäuses 12, welche entfernt von der Seite ist, an welcher der Motor 14 angebracht ist. Jedoch sind der Harmonic Drive 20 und die Kurbel 22 von dem Gehäuse 12 beabstandet und in der Lage, innerhalb der Vertiefung um eine Achse 33 zu rotieren, wenn sie durch die Motorwelle 18 angetrieben werden. Die Baugruppe von Komponenten, an welche der Motor 14 angebracht ist, ist auch in einem explodierten Format auch in 3 dargestellt.
  • Eine scheibenförmige Lastplatte 28 ist durch Bolzen 30 an dem Ende des Gehäuses 12 angebracht, welches entfernt von dem Motor 14 ist. Ein Drucklager 32 ist zwischen einem ringförmigen Flansch der Kurbel 22 und der Oberfläche der Lastplatte 28 eingeschlossen. Wie nachfolgend beschrieben, ermöglicht es das Drucklager 32 der Kurbel, bezüglich der Lastplatte zu rotieren, während eine axiale Kraft auf die Lastplatte ausgeübt wird. Die Lastplatte 28 weist eine zentrale Öffnung 34 auf, und ein rohrförmiger Vorsprung 36 erstreckt sich von einem scheibenförmigen Abschnitt der Kurbel 22 durch diese zentrale Öffnung 34. Der Kurbelvorsprung 36 weist Außengewinde auf, welche mit Innengewinden in einer Öffnung 37 innerhalb eines Halses 38 einer Anbringung 40 in Eingriff gebracht sind. Die Außenfläche des Halses 38 weist zwei diametral gegenüberliegende Keilnuten 42 auf, welche an den zwei diametral gegenüberliegenden Keilnuten 44 in der Öffnung 38 durch die Lastplatte 28 ausgerichtet sind. Ein Paar von Keilen ist in den ausgerichteten Keilnuten 42 und 44 angeordnet, um die Lastplatte 28 und die Anbringung 40 gegenüber Rotation zu sperren. Die Keilnuten 44 sind Schlitze, welche eine axiale Bewegung der Lastplatte 28 entlang der Keile und somit bezüglich der Anbringung 40 ermöglichen.
  • Die Anbringung 40 weist einen scheibenförmigen Abschnitt 48 auf, von welchem sich der Hals 38 erstreckt. Die Hauptfläche 50 eines scheibenförmigen Abschnitts, welcher der Lastplatte 28 zugewandt ist, ist abgeschrägt, so dass die Außenkante der Hauptfläche 50 weiter von der Lastplatte 28 entfernt ist als der Abschnitt der Hauptfläche, welcher benachbart zu dem Hals 38 ist. In ähnlicher Weise ist die Fläche 52 der Lastplatte 28, welche der Anbringung 40 zugewandt ist, abgeschrägt, so dass die Außenkante weiter von der Anbringung 40 entfernt ist als der Abschnitt der Fläche, welcher am nächsten an der Mitte der Lastplatte ist. Die abgeschrägten Oberflächen 50 und 52 der scheibenförmigen Elemente 48 und 28 sind kegelstumpfförmige Flächen. Wie es aus der Darstellung in 2 ersichtlich ist, bilden die abgeschrägten Flächen 50 und 52 der Anbringung 40 und der Lastplatte 28 eine allgemein V-förmige Rille, welche sich um die Achse 33 des Vibrationsdämpfers 10 erstreckt.
  • Ein schwere ringförmige Abstimmungsmasse 54, welche aus Wolfram hergestellt ist, befindet sich in der Rille zwischen der Anbringung 40 und der Lastplatte 32 und weist eine zentrale runde Öffnung auf, durch welche sich der Hals 38 der Anbringung frei erstreckt. Die Endflächen 56 und 58 der Abstimmungsmasse 54 verjüngen sich nach innen in Richtung der Mitte, so dass die Dicke der Abstimmungsmasse am Innendurchmesser geringer ist als die Dicke am Außendurchmesser. Speziell sind die zwei Endflächen 56 und 58 parallel zu den entsprechenden abgeschrägten Flächen 50 bzw. 53 der Anbringung 40 und der Lastplatte 28 abgewinkelt. Ein erster elastomerer Ring 60 ist zwischen der abgeschrägten Fläche 50 der Anbringung 40 und der Endfläche 56 der Abstimmungsmasse 52 eingeschlossen. Die Oberflächen des ersten elastomeren Rings 60 sind parallel verjüngt, damit sie der Verjüngung der entsprechenden Kontaktflächen entsprechen. Ein identischer zweiter elastomerer Ring 62 ist zwischen der abgeschrägten Fläche 52 der Lastplatte 28 und der anderen Endfläche 53 der Abstimmungsmasse 54 eingeschlossen. Beide elastomere Ringe 60 und 62 können zum Beispiel aus Gummi hergestellt sein. Während des Zusammenbaus der Vibrationsdämpfers 10 wird der rohrförmige Vorsprung 36 der Kurbel 22 in die Öffnung in dem Hals 38 der Anbringung 40 geschraubt, so dass die Kurbel 22 eine axiale Kraft über das Drucklager 32 auf die Lastplatte 28 ausübt, wodurch die zwei elastomeren Ringe 60 und 62 zwischen der Anbringung 40 und der Lastplatte 28 gegen die Abstimmungsmasse 52 zusammengedrückt werden.
  • Die von dem Hals 38 entfernte Seite der Anbringung 40 weist einen mit einem Gewinde versehenen Anbringungsansatz 65 auf, welcher in eine Öffnung in dem Bauteil, welches zu dämpfende Vibrationen aufweist, eingeschraubt wird. Die Vorrichtung 10 dämpft Vibrationen, welche entlang von Achsen auftreten, welche senkrecht zu der Achse 33 sind, wie es noch beschrieben wird.
  • Eine becherförmige Außenhülle 64 erstreckt sich um den Motor und die Kante der Anbringung 40, wodurch sie Komponenten des Dämpfers 10 einschließt. Die Hülle ist durch ein paar von Stiften 66 angebracht, welche durch Presspassung in Löchern in dem Gehäuse 12 befestigt sind. Ein elektrischer Verbinder 68 ist an der Hülle 42 angebracht, um eine Verbindung zu der internen Elektronik und anderen Komponenten des Vibrationsdämpfers 10 bereitzustellen.
  • Durch die Elastizität wirken die elastomeren Ringe 60 und 28 als Federn, welche es der Abstimmungsmasse 54 ermöglichen, senkrecht zu der longitudinalen Achse 33 des Vibrationsdämpfers zu oszillieren. Daher wird der Vibrationsdämpfer 10 derart an der Flugzeugzelle angebracht, dass eine longitudinale Achse 33 senkrecht zu der Ebene ist, in welcher die zu absorbierenden Vibrationen auftreten. Weil die elastomeren Ringe 60 und 62 symmetrisch um die longitudinale Achse 33 sind, reagiert der Vibrationsdämpfer auf Vibrationen, welche Komponenten entlang zweier orthogonaler Achsen, welche senkrecht zu der longitudinalen Achse 33 sind, aufweisen. Die abgeschrägten Grenzflächen der elastomeren Ringe 60 und 62 zu der Abstimmungsmasse 54, der Anbringung 40 und der Lastplatte 28 erzeugen in den Ringen sowohl Kompressions- als auch Scherspannungen, wenn die Abstimmungsmasse oszilliert. Die Abstimmungsmasse oszilliert bei einer Resonanzfrequenz, welche eine Funktion ihrer Masse und der Elastizität der elastomeren Ringe 60 und 62, d. h. der Federsteifigkeit, ist. Wenn die Resonanzfrequenz mit der Vibrationsfrequenz der Flugzeugzelle übereinstimmt, findet eine optimale Absorption von Vibrationsenergie durch die Oszillation der Abstimmungsmasse statt.
  • Der DC-Motor 14 ist bidirektional, was es der Kurbel 22 ermöglicht, in und aus dem Hals 38 an der Anbringung 40 gedreht zu werden, wodurch bewirkt wird, dass die Lastplatte 28 und die Anbringung sich aufeinander zu und voneinander weg bewegen. Wie es noch beschrieben wird, verändert diese Bewegung die Elastizität der elastomeren Ringe 60 und 62 und somit die Steifigkeit der durch diese Ringe gebildeten Feder. Dies ermöglicht es, die Resonanzfrequenz des Vibrationsdämpfers 10 dynamisch auf verschiedene Vibrationsfrequenzen in der Flugzeugstruktur abzu stimmen, und gleicht Abstimmungsverschiebungen aufgrund von Alter und Temperaturveränderungen aus.
  • Unter Bezugnahme auf 4 wird die Federsteifigkeit für den Vibrationsdämpfer 10 durch einen Regelkreis 80 in Abhängigkeit von den erfassten strukturellen Vibrationen in der Flugzeugzelle variiert. Ein Flugzeugzellen-Geophon 81, wie zum Beispiel Model GS14-L9, hergestellt von Geospace Corporation, Houston, Texas, USA, wird an der Anbringung 40 befestigt, um eine in einer Ebene senkrecht zu der Achse 33 (2) auftretende Vibration der Flugzeugzelle zu erfassen. Alternativ kann das Flugzeugzellen-Geophon 81 direkt auf dem Flugzeugzellenteil, an welchem die Anbringung befestigt ist, angeordnet werden. Das Geophon weist eine Resonanz nahe 28 Hz auf und dient oberhalb dieser Resonanzfrequenz, d. h. in dem Bereich der Vibrationsfrequenz, als Geschwindigkeitssensor. Das Ausgangssignal des Flugzeugzellen-Geophons 81, welches die strukturelle Vibration repräsentiert, wird an einen Eingang eines ersten Vorverstärker- und Filterschaltkreises 64 angelegt, welcher das Signal bei der Anregungsfrequenz des Geophons extrahiert und das exrahierte Signal in eine Rechteckwelle konvertiert. Dieses Rechteckwellensignal FG1, welches durch den ersten Vorverstärker- und Filterschaltkreis 64 erzeugt wird, wird an einen Eingang eines Phasenmessungsschaltkreises 83 angelegt.
  • Wie in 2 dargestellt, ist ein weiteres Geophon 84 an der Abstimmungsmasse 54 befestigt, um die Vibration der Abstimmungsmasse des Dämpfers senkrecht zu der Achse 33 zu erfassen. Beschleunigungsmesser könnten anstelle der zwei Geophone 81 und 84 verwendet werden. Das Ausgangssignal von dem Massengeophon 84 wird in einen zweiten Vorverstärker- und Filterschaltkreis 86 eingespeist, welcher das Signal bei der Anregungsfrequenz des Massengeophons extrahiert und das resultierende Signal in eine Rechteckwelle konvertiert. Dieses Rechteckwellensignal FG2 von dem zweiten Vorverstärker- und Filterschaltkreis 86 wird an einen weiteren Eingang des Phasenmessungsschaltkreises 83 angelegt.
  • Der Phasenmessungsschaltkreis 83 bestimmt die Phasendifferenz zwischen den zwei gefilterten Geophonsignalen FG1 und FG2. Wenn die Resonanzfrequenz des Vibrationsdämpfers 10 mit der Frequenz der Flugzeugzellenvibration übereinstimmt, befinden sich die zwei Geophonsignale in Quadratur bzw. sind um 90° phasenverschoben. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der Phasenmessungsschaltkreis 83 einen Ausgangsspannungspegel V90, welcher die Quadraturbeziehung anzeigt; zum Beispiel kann der V90-Pegel die Hälfte der Versorgungsspannung des Phasenmessungsschaltkreises betragen. Die Phasenverschiebung der zwei Geophonsignale aus der Quadratur führt zu einer Abweichung der Ausgangsspannung des Phasenmessungsschaltkreises von dem Quadraturspannungspegel V90. Das Abweichungsausmaß kennzeichnet die Größe der von der Quadratur abweichenden Phasendifferenz und die Abweichungsrichtung kennzeichnet die Richtung der Phasenverschiebung zwischen den zwei Geophonsignalen.
  • Der Ausgang des Phasenmessungsschaltkreises 83 wird über eine Leitung 88 an einen Steuerlogikschaltkreis 90 angelegt. Aufgrund eines RC-Netzwerks, welches das Phasenbeziehungssignal in dem Phasenmessungsschaltkreis integriert, kann das Ausgangssignal jedoch eine leichte Welligkeit aufweisen. Um eine fehlerhafte Einstellung der Resonanzfrequenz des Dämpfers zu vermeiden, beinhaltet der Steuerlogikschaltkreis 90 einen Fensterkomperator, welcher einen Spannungsbereich definiert, z. B. 2 V, weicher um den Quadraturspannungspegel V90 zentriert ist. Wenn die Ausgangsspannung des Phasenmessungsschaltkreises innerhalb dieses Bereichs von 2 V ist, erzeugt die Steuerlogik 90 ein wahres DISABLE-Signal, während ansonsten ein unwahres DISABLE-Signal erzeugt wird. Wie es noch beschrieben wird, unterbindet ein wahres DISABLE-Signal den Betrieb des DC-Motors 14 und somit eine Veränderung der Federsteifigkeit für den Vibrationsdämpfer. Wenn die Geophonsignale deutlich von der Quadratur abweichen, wird das Signal 88 außerhalb des Bereichs von 2 V liegen, was daher zu einer Aktivierung des DC-Motors 14 führt.
  • Die Steuerlogik 90 erzeugt auch ein wahres DISABLE-Signal abhängig von einem Amplitudenmonitor 92, welcher das gefilterte Flugzeugzellen-Geophonsignal FG1 aufnimmt. Die Amplitudenmonitorausgabe führt zu einem wahren DISABLE-Signal, wenn das Signal von dem Flugzeugzellengeophon 81 zu klein ist, um eine zuverlässige Abstimmung des Vibrationsdämpfers 10 zu gewährleisten.
  • Die Steuerlogik 90 reagiert auch auf die Richtung der Phasenverschiebung zwischen den zwei Geophonsignalen, indem sie ein DIRECTION-Signal erzeugt, welches anzeigt, in welcher Richtung der DC-Motor 14 betrieben werden sollte, um den Vibrationsdämpfer abzustimmen.
  • Wenn die Resonanzfrequenz des Vibrationsdämpfers 10 richtig auf die Frequenz der Flugzeugzellenvibration abgestimmt ist, befinden sich die Signale von den Geophonen 81 und 84 in Quadratur. Dieser Signalzustand bewirkt, dass der Steuerschaltkreis 80 ein wahres DISABLE-Signal erzeugt, welches den Motortreiber 96 davon abhält, den Motor 14 zu betreiben. Wenn der Vibrationsdämpfer 10 nicht richtig abgestimmt ist, befinden sich die Signale von der Flugzeugzelle und der Abstimmungsmassengeophone 81 und 84 nicht in Quadratur. Dieser Zustand führt dazu, dass das Ausgangssignal des Phasenmessungsschaltkreises außerhalb des Bereichs von 2 V liegt, welcher durch den Fensterkomperator in der Steuerlogik 90 bestimmt ist. Als Folge erzeugt die Steuerlogik 90 ein unwahres DISABLE-Signal, welches bewirkt dass der Motortreiber 84 ein Treibersignal für den DC-Motor 14 erzeugt. Dieses Treibersignal bewirkt, dass der Motor sich in die durch das DIRECTION-Signal von der Steuerlogik 90 bestimmte Richtung bewegt.
  • Auf 2 Bezug nehmend ist die Welle 18 des Motors 14 über den 100-zu-1-Harmonic-Drive 20 an die Kurbel 22 gekoppelt. Wenn sich die Motorwelle dreht, schraubt sich der mit einem Gewinde versehene Vorsprung 36 an der Kurbel in oder aus dem Hals 38 an der Anbringung 40. Diese Maßnahme zieht die Kurbel 22 entlang der longitudinalen Achse 33 in Richtung oder von der Anbringung weg. Diese Bewegung der Kurbel 22 übt über das Drucklager 32, welches es der Kurbel ermöglicht, sich zu drehen, ohne die Lastplatte zu drehen, eine Kraft auf die Lastplatte 28 aus. Eine Bewegung der Lastplatte 28 in Richtung der Anbringung 40 erhöht die Kompression der zwei elastomeren Ringe 60 und 62, während eine Bewegung der Lastplatte von der Anbringung 40 weg diese Kompression verringert.
  • Ein Verändern der Kompression der elastomeren Ringe 60 und 62 ändert die Steifigkeit der Feder, welche durch diese Ringe gebildet ist, was wiederum die Resonanzfrequenz des Vibrationsdämpfers 10 variiert. Die Kompression wird verändert, bis die Resonanzfrequenz auf die Vibrationsfrequenz in dem Flugzeugzellen-Bauteil, an welchem der Vibrationsdämpfer 10 befestigt ist, abgestimmt ist. Wenn diese Abstimmungsübereinstimmung auftritt, befinden sich die Geophonsignale in Quadratur, was dazu führt, dass der Steuerschaltkreis 80 ein wahres DISABLE-Signal erzeugt, wodurch der Betrieb des Motors 14 unterbrochen wird.
  • Auf diese Weise wird die Resonanzfrequenz des Vibrationsdämpfers 10 verändert, um Variationen in der Vibrationsfrequenz, welche aus Änderungen in der Flugzeugtriebwerksgeschwindigkeit resultieren, zu folgen. Eine Einstellung der Dämpferabstimmung erfolgt auch, um Effekte aufgrund von Temperaturänderungen und Alterung des elastomeren Materials auszugleichen.

Claims (9)

  1. Vibrationsdämpfer, umfassend eine Halterung (40) zur Anbringung an einem vibrierenden Körper, eine Masse (54), welche mit der Halterung (40) gekoppelt ist, und einen Motor (14), welcher einen Motorrahmen und eine Achse beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse (54) zwischen der Halterung (40) und einer Lastplatte (28), welche an den Motorrahmen gekoppelt ist, angebracht ist, wobei der Motor bewirkt, dass die Lastplatte (28) und die Halterung (40) sich aufeinander zu und voneinander wegbewegen, und dass ein erster Ring (60) aus elastomerem Material, zwischen der Masse (54) und der Halterung (40), und ein zweiter Ring (62) aus elastomerem Material, zwischen der Masse (54) und der Lastplatte (28), als Feder wirken, welche als Funktion einer mit dem Abstand zwischen der Lastplatte (28) und der Halterung (40) variierenden Kompressionsvorspannung eine Resonanzfrequenz definiert, mit welcher die Masse vibriert.
  2. Vibrationsdämpfer wie in Anspruch 1 dargestellt, wobei die Halterung (40) einen Hals (38) mit Schraubengewinden daran beinhaltet, und eine Kurbel (22) ein mit Gewinden versehenes Teil zum Eingreifen in die Schraubengewinde an dem Hals (38) beinhaltet und durch Kopplung an die Achse gedreht wird, wenn sich der Motor (14) dreht, wobei die Masse (54) zwischen der Halterung (40) und der Lastplatte (28) lokalisiert ist und eine Öffnung beinhaltet, durch welche sich mindestens eines von dem Gewindeteil der Kurbel (22) und dem Hals (38) der Halterung (40) erstreckt, und wobei mindestens eines von dem Gewindeteil der Kurbel und dem Hals der Halterung (40) sich durch eine Öffnung der Lastplatte (28) erstreckt, wobei die Lastplatte an die Kurbel (22) gekoppelt ist, um eine Bewegung der Lastplatte (28) zu bewirken.
  3. Vibrationsdämpfer wie in Anspruch 1 oder 2 dargestellt, umfassend: einen ersten Sensor (81), welcher dazu betreibbar ist, ein Vibration des Körpers anzeigendes Signal zu erzeugen; und einen Regelkreis (80), welcher dazu betreibbar ist, das Signal von dem Sensor (81) zu empfangen und eine Energiezuführung zu dem Motor (14), welcher die Bewegung der Lastplatte (28) bezüglich der Halterung (40) erzeugt, zu regeln, wodurch die Kompression des ersten und zweiten Rings (60, 62) und die Resonanzfrequenz variiert wird.
  4. Vibrationsdämpfer, wie in Anspruch 3 dargestellt, umfassend einen zweiten Sensor (84), welcher dazu betreibbar ist, ein Vibration der Masse (54) anzeigendes Signal zu erzeugen; und wobei der Regelkreis (80) auch dazu betreibbar ist, das Regelsignal als Antwort auf das Signal von dem ersten Sensor (81) zu erzeugen.
  5. Vibrationsdämpfer wie in einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4 dargestellt, wobei die Kurbel (22) durch ein Drucklager an die Lastplatte (28) gekoppelt ist.
  6. Vibrationsdämpfer wie in einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5 dargestellt, wobei der Hals (38) der Halterung eine erste Keilnut (42) beinhaltet, und die Öffnung der Lastplatte (28) eine zweite Keilnut (44) beinhaltet; wobei der Vibrationsdämpfer einen Keil (46) in sowohl der ersten als auch der zweiten Keilnut umfasst, welcher dazu betreibbar ist, eine Drehbewegung zwischen der Lastplatte (28) und der Halterung (40) zu verhindern, während er eine Linearbewegung dazwischen ermöglicht.
  7. Vibrationsdämpfer wie in einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6 dargestellt, wobei die Halterung (40) eine erste ringförmige Fläche (50) beinhaltet, welche der Lastplatte (28) gegenüberliegt und die Lastplatte eine zweite Fläche (52) beinhaltet, welche der ersten Fläche der Halterung (40) gegenüberliegt; wobei die erste und zweite ringförmige Fläche (50, 52) abgewinkelt sind, um eine allgemein V-förmige, ringförmige Rille zwischen der Halterung (40) und der Lastplatte (28) zu bilden, mit einer Kombination des ersten Rings (60), des zweiten Rings (62) und der Masse (54), welche innerhalb der V-förmigen, ringförmigen Rille lokalisiert ist und an der ersten und zweiten ringförmigen Oberfläche (50, 52) anliegt.
  8. Vibrationsdämpfer wie in Anspruch 7 dargestellt, wobei die Masse (54) ringförmig mit der Öffnung in der Mitte ist und entgegengesetzte Endwände (56, 58) aufweist, welche sich nach innen verjüngen, so dass ein Abstand zwischen den Endwänden (56, 58) in Richtung der Mitte gehend abnimmt.
  9. Vibrationsdämpfer wie in Anspruch 8 dargestellt, wobei jeder von dem ersten Ring (60) und dem zweiten Ring (62) eine erste Endfläche, welche abgeschrägt ist, um zu einer Verjüngung einer Endwand (56, 58) der Masse (54) zu passen, und eine zweite Endfläche, welche abgeschrägt ist, um zu einem Winkel von einer der ersten und zweiten ringförmigen Flächen (50, 52) zu passen, beinhaltet.
DE69826221T 1997-12-09 1998-12-09 Abgestimmter, elastomerischer Schwingungsdämpfer Expired - Fee Related DE69826221T2 (de)

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DE69826221D1 DE69826221D1 (de) 2004-10-21
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