DE864178C - Einrichtung zur Verminderung mechanischer Schwingungen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Verminderung mechanischer Schwingungen Die Schwingungsweite (Amplitude) eines Maschinen- oder Gebäudeteiles, der durch eine periodisch' wirkende Kraft erregt wird, kann bekanntlich durch den Anbau eines Schwingers, der sich in Resonanz mit der erregenden Kraft befindet, wesentlich herabgesetzt werden.
• Der Schwinger besteht in seiner einfachsten Form aus einer Masse, die durch eine Feder mit dem schwingenden Bauteil verbunden ist. An StePleeiner Feder, die als Spira'l-. Blatt- oder Schraubenfeder ausgebildet sein kann, können mehrere parallel wirkende Federn treten, die Federkraft kann auch d'urc'h die Schwerkraft oder bei rotierenden Bauteilen durch die Fliehkraft ersetzt werden.
• Allen diesen oder ähnlichen Ausführungsarten ist gemeinsam, daß der Schwinger nur einen .einzigen Freiheitsgrad aufweist. Hat der Bautei!1 mehrere Freiheitsgrade, so bedeutet dies, daß ebenso viele Schwinger anzubringen sind, als Freiheitsgrad vorhanden, da jeder Schwingungsform dies Baut-eiles ein besonderer Schwinger zugeordnet werden muß. Dies führt schon bei einfachen Bauteilen, z. B. bei einem Balken, der zwei Biege- und eine TorsionsschwIngung ausf'ü'hren kann, zu einem solchen konstruktiven Aufwand, daß hierdurch die praktis,che Anwendung dieser Schwingungstilgung verhindert wird.
• Erfindungsgemäß wird diese Schwierigkeit dadurch vermieden, d.aß man den Schwinigungstill!ger mit zwei oder mehr Freiheitsgraden ausstattet, derart, daß jedem Freiheitsgrad ,dies Bauteiles ein ebensolcher des Schwingers zugeordnet ist und @d'aß jede Teilsichwingu.ng des Tilgers in Resonanz zur erregenden Kraft ist. Ein einfaches Mittel zur Verwirklichung dieses Gedankens ist ein Schwinger, dessen Feder aus einem einseitig eingespannten, auf Biegung beanspruchten Rundstab (Vollstab oder Rohr) besteht. Er kann Schwingungen in zwei Ebenen und eventuell auch Torsionsschwingungen ausführen.
• Bei der Einspannung eines solchen Rundstabes= entsteht allerdings eine doppelte Schwierigkeit. Einersieits überträgt der schwingende Stab auf die Einspannstelle nicht nur die erwünschte Querkraft, sondern zugleich ein unerwünschtes Biegemorrient; andererseits kann idie Einspannung nicht so starr ausgeführt werden, daß sich die Eigenschwin.gungszahil des Schwingers genau vorausberechnen bzw. einstellen läßt. Diese Schwierigkeit läßt sich vermeiid'en, wenn man an .der Einspannstelle zwei gleiche Schwinger in entgegengesetzter Richtung anbringt, derart, @daß sich ihre Biegemomente stets aufheben.
• Bei einem (Doppel-)Schwinger dieser Art läßt sidh 'eine außerordentliche 'konstruktive Vereinfachung dadurch erzielen; daß man die übliche Auftei,liung in Feder und Masse aufgibt, 4h. daß man den federnden Rundstab- so bemaßt, daß seine (niederste) Eigenschwingungszahl ahne jedeZus;atzmas@se mit idererregenden Kraft in Resonanz ist. Aus dem Schwinger wird so einglattes Rohrstück bzw. Rundstab, glas in -der Mitte an den schwingenden Bauteil angeheftet und so bemessen ist, d'aß sich die freien Schwingungen jeder Hälfte, jeweils: als einseitik eingespannter Stab betrachtet, in Resonanz mit der Erregung befinden. Ein solcher Schwinger ist nicht nur leicht herzustellen, er läßt sich auch mit hoher Genauigkeit für jede Resonanzhage vorausberechnen, so @däß Messungen und, Nacharbeitens überflüssig sind (Abb. i).
• Wird ein schwingender ulken mi.t einem derartigen Schwingungstilger versehen, so kann der Balken keine Biegeschwingungen, sondern nur noch Drehschwingungen um die Achse `des Tilgers ausführen. Um auch diese zu unterdrücken, ist ein zweiter gleicher Tilger =zubringen, wobei es zweckmäßig isst, beide Tilger in möglichst großem Abstand und, symmetrisch zur Achse des Balkens' anzubringen (Abb. a) .
• Andertsich die Frequenz der erregenden Kraft innerhalb gewisser ,Grenzau, so kann es zweckmäßig sein, den Trabger mit innerer Reibung zu versehen, wodurch zwar die hemmende Wirkung in dser Resonanzlage des Tilgers abnimmt, aber bei benachbarten Frequenzen zunimmt. Eine sd'bche innere Reibung kann bei einem Tilger nach Abb. i @daidhrch erreicht werden, daß im Innern des Rohres ein zweites Rohx oder ein Stab mit tieferer Eigenschwingungszahl gleichfalls in der Mitte eingespannt, und,der enge Zwischenraum mit einer zähen oder schweren Flüssigkeit oder einer körnigen Substanz gefüllt wird (Abb. 3).
• Sämtliche Überlegungen können auch dann sinngemäß angewendet werden, wenn die einzelnen Schwilngungsformen des schwingenden Bauteiges mit Kräften verschiedener Frequenz erregt werden. In diesem Fall können die verschiedenen zugeordneten Schwingungsformen des Tilgers ohne Schwierigkeit einzeln auf Resonanz mit den erregenden Kräften abgestimmt werden, wozu z. B. an Stelle eines Rundstabes ein Stab von rechteckigem Querschnitterforderlich wäre.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Herabsetzung von Schwingungen an Bauteilen, die durch periodische Kräfte von konstanter oder annähernd konstanter Frequenz erregt werden, aus einem Schwinger bestehend, der tsich in Resonanz zur ,erregenden Kraft befindet, dadurch gekennzeichnet, daß,der Schwinger mehrere Freiheitsgrade aufweist, die den Freiheitsgraden des Bauteiles paarweisse zugeordnet sind und sich jeweils in Resonanz mit,der erregenden Kraft befinden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als federndes Element des Schwingers ein auf Biegung und -eventueilll auf Verdrehung beanspruchter voller oder hohler Rundls.tab oder ein prismatischer Stab verwendet ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schwurger jezveils so vereinigt sind, daß ;an der Einspannstelle -der Federelemente keine B'iegungsmomente übertragen werden. q.. Ei@nridhtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Masse und Feder des Schwingers in einem prismatischen Stab vereinigt sind. Einrichtung nach Anspruch 2 bis q., dadurch, gekennzeichnet, daß im Innern des auf Resonanz abgestimmten höhlen Schwingers ein prismatischer Stab mit tiefer Eiigenfrequenz unterge'brac'ht und der Zwischenraum mit einem körnigen Medium bzw.einer zähen oder schweren Flüss,igk.eit gefü'll't ist.