FR2490306A1 - Dynamic vibration damper for machine tool - has moving mass suspended in frame with hydraulic damper between them - Google Patents
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Abstract
Description
Le principe de l'amortisseur dynamique de vibrations est bien connu : une structure étant le siège de vibrations genantes à une frequence déterminée, la théorie et la pratique ont montré qu'il suffisait de fixer élastiquement une masse à la structure au moyen d'un ressort pour supprimer lesdites vibrations, pour autant que la masse et la rigidité du ressort aient des valeurs telles que la fréquence de résonance de ladite masse soit égale à ladite frequence prédéterminée. Naturellement, il est, en outre, judicieux d'amortir les vibrations de la masse en complétant le système par un dispositif d'amortissement, généralement visqueux, souvent à fluide. The principle of the dynamic vibration damper is well known: a structure being the seat of annoying vibrations at a determined frequency, theory and practice have shown that it was sufficient to elastically fix a mass to the structure by means of a spring to suppress said vibrations, provided that the mass and stiffness of the spring have values such that the resonant frequency of said mass is equal to said predetermined frequency. Naturally, it is moreover judicious to dampen the vibrations of the mass by supplementing the system with a damping device, generally viscous, often fluid.
Les amortisseurs dynamiques connus sont généralement issus de conceptions integrées, de sorte que, dans le réservoir du fluide d'amortissement qu'ils comportent, évoluent non seùlement les éléments mobiles du dispositif d'amortissement, mais également la masse et le ressort. Les dimensions du réservoir sont, de ce fait, importantes ; des variations intempestives de la température du fluide conduisent à des instabilites du fonctionnement ; et enfin, l'absence d'accessibilité de I'expérimentateur à la masse, au ressort, et meme à l'amortisseur à fluide sont autant d'inconvénients. The known dynamic dampers generally come from integrated designs, so that, in the reservoir of the damping fluid which they comprise, not only evolve the mobile elements of the damping device, but also the mass and the spring. The dimensions of the tank are therefore important; untimely variations in the temperature of the fluid lead to operating instabilities; and finally, the lack of accessibility of the experimenter to mass, to the spring, and even to the fluid damper are all disadvantages.
L'invention entend remédier à cet état de chose en ayant donc pour objet un amortisseur dynamique de vibrations constitué par
- un bâti de fixation sur une structure susceptible de vibrer,
- une masse, mobile par rapport audit bâti,
- un organe élastique disposé entre la masse et le b - ti, et,
- un amortisseur à fluide disposé également entre la masse et le bâti et comprenant un réservoir empli de fluide à l'intérieur duquel évolue un dispositif de pistons.The invention intends to remedy this state of affairs by therefore having as its object a dynamic vibration damper constituted by
- a mounting frame on a structure liable to vibrate,
- a mass, movable relative to said frame,
- an elastic member placed between the mass and the b - ti, and,
- a fluid damper also disposed between the mass and the frame and comprising a reservoir filled with fluid inside which a piston device operates.
La masse est disposée en dehors dudit réservoir. The mass is arranged outside said tank.
En outre, les avantageuses dispositions suivantes sont, de préférence, adoptées
- le réseroir de l'amortisseur à fluide comprend un alésage interna et une face externe cylindriques, la masse étant munie d'un trou central traverse par ledit réservoir et étant, par ce moyen, disposee autour de ladite face externe
- un flasque, fixe par rapport au réservoir, s'étend perpendiculairemenit à l'axe de ce reservoir et constitue un support de la masse ;;
- la partie supérieure de la face externe du réservoir est filetée et coopère avec une rondelle taraudée à la fixation de la masse par. rapport au resersir
- le dispositif à pistons comprend une tige fixe par rapport au bâti, et, monté sur cette tige par un dispositif dtim- mobilisation, au moins un piston, dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre de l'alésage du réservoir de sorte qu'est ménagé entre ces deux pièces, un jeu de laminage du fluide contenu dans le réservoir ;
- le dispositif d'immobilisation comporte au moins une entretoise disposée entre l'extrémité de la tige fixée au bâti et un desdits pistons, un filetage disposé sur l'autre extrémité de la tige et un écrou de serrage de l'ensemble des entretoises et pistons, qui coopère avec ce filetage ;;
- le réservoir comporte une ouverture supérieure d'introduction du dispositif de pistons, cependant qu'un soufflet élastique est disposé entre le bord de cette ouverture et le dispositif à pistons et délimite avec ledit réservoir une enceinte isolée de la zone externe au réservoir ;
- le bâti est conformé en un boîtier, à l'intérieur duquel sont entièrement disposes la masse, l'organe élastique et l'amortisseur à fluide ;
- le bâti est conformé en un boîtier constitué par une enveloppe, qui s'étend verticalement et est fermée par des fonds superieur et inférieur, cependant que l'organe élastique est, lui-même, constitué par au moins deux ressorts disposés, l'un, entre le fond supérieur et le réservoir, l'autre, entre le fond inférieur et le réservoir ;
- le fond inférieur est vissé sur l'enveloppe.In addition, the following advantageous arrangements are preferably adopted
- the reservoir of the fluid damper comprises an internal bore and a cylindrical external face, the mass being provided with a central hole traversed by said reservoir and being, by this means, arranged around said external face
- A flange, fixed relative to the reservoir, extends perpendicularly to the axis of this reservoir and constitutes a support for the mass;
- The upper part of the external face of the tank is threaded and cooperates with a threaded washer to fix the mass by. relation to resersir
the piston device comprises a rod fixed relative to the frame, and, mounted on this rod by a mobilization device, at least one piston, the diameter of which is slightly less than the diameter of the bore of the reservoir so that is provided between these two parts, a rolling game of the fluid contained in the reservoir;
the immobilization device comprises at least one spacer disposed between the end of the rod fixed to the frame and one of said pistons, a thread disposed on the other end of the rod and a tightening nut for all of the spacers, and pistons, which cooperate with this thread;
- The reservoir has an upper opening for introducing the piston device, while an elastic bellows is disposed between the edge of this opening and the piston device and defines with said reservoir an enclosure isolated from the area external to the reservoir;
- The frame is shaped into a housing, inside which are entirely disposed the mass, the elastic member and the fluid damper;
- The frame is shaped into a housing consisting of an envelope, which extends vertically and is closed by upper and lower funds, while the elastic member is itself constituted by at least two springs arranged, the one, between the upper bottom and the tank, the other, between the lower bottom and the tank;
- the lower bottom is screwed onto the envelope.
L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemple. The invention will be better understood, and secondary characteristics and their advantages will appear during the description of an embodiment given below by way of example.
Il est entendu que la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. It is understood that the description and the drawing are given for information only and are not limiting.
Il sera fait référence au dessin annexé, dans lequel la figure unique est une coupe axiale d'un amortisseur dynamique conforme à l'invention. Reference will be made to the accompanying drawing, in which the single figure is an axial section of a dynamic damper according to the invention.
La disposition représentée est celle d'une structure 1 susceptible de vibrer dans une direction F à une fréquence gênante
N et d'un amortisseur dynamique de vibrations 2 qui est fixé à ladite structure par des vis 3 vissées dans son fond supérieur horizontal 4.The arrangement shown is that of a structure 1 capable of vibrating in a direction F at an annoying frequency
N and a dynamic vibration damper 2 which is fixed to said structure by screws 3 screwed into its horizontal upper bottom 4.
L'amortisseur dynamique 2 est constitué par
- une enceinte 5 délimitee par une enveloppe cylindrique 6 et par des fonds supérieur 4 et inférieur 7,
- une tige cylindrique 8, d'axe vertical 9, qui est vissée dans un trou taraudé 10 du fond superieur 4,
- deux entretoises ll et deux pistons 12 qui, munis de trous centraux 13, sont enfilés sur la tige 8, dans l'ordre suivant à partir du fond supérieur 4 : une entretoise, un piston, une entretoise, un piston. Un écrou 14 coopère avec le filetage 15 de l'extrémité libre de la tige 8 pour immobiliser ensemble des entretoises et pistons.The dynamic damper 2 consists of
an enclosure 5 delimited by a cylindrical envelope 6 and by upper 4 and lower 7 bottoms,
a cylindrical rod 8 with a vertical axis 9 which is screwed into a threaded hole 10 in the upper bottom 4,
- Two spacers ll and two pistons 12 which, provided with central holes 13, are threaded on the rod 8, in the following order from the upper bottom 4: a spacer, a piston, a spacer, a piston. A nut 14 cooperates with the thread 15 of the free end of the rod 8 to immobilize the spacers and pistons together.
L'amortisseur comprend également
- un réservoir 16 comportant un alésage cylindrique 17 et une face externe cylindrique 18, tous deux coaxiaux à l'axe 9, et, les pistons étant plongés à l'intérieur d'un fluide d'amortissement contenu dans l'alésage 17,
- un flasque 19, qui est situé à la partie inférieure de la face externe 18, est unitaire avec le réservoir 16 et s'étend perpendiculairement à l'axe 9,
- une masse 20, qui est cylindrique, munie d'un trou central traversant 21 permettant la mise en place de ladite masse autour de la face externe 18, et, qui repose sur la face supérieure 22 du flasque 19,
- une rondelle plane 23, qui est munie d'un taraudage 24 et est vissée sur un filetage 25, dont est munie l'extrémi- té supérieure de la face externe 18, réalisant ainsi la fixation de la masse 20 au réservoir 16,
- un ressort supérieur 26, disposé entre le fond su périeur 4 et le réservoir 16,
- un ressort inférieur 27, disposé entre le fond inférieur et le réservoir 16,
- un soufflet en caoutchouc 28, dont l'extrémité supérieure est fixée sur la tige 8, et dont l'extrémité inférieure prend appui sur le bord 29 de l'ouverture supérieure 30 de l'alé- sage 17, le soufflet délimitant ainsi avec l'alésage une enceinte 31 qui est isolée du reste de l'enceinte 5.The shock also includes
a reservoir 16 comprising a cylindrical bore 17 and a cylindrical external face 18, both coaxial with the axis 9, and, the pistons being immersed inside a damping fluid contained in the bore 17,
a flange 19, which is located at the lower part of the external face 18, is unitary with the reservoir 16 and extends perpendicular to the axis 9,
a mass 20, which is cylindrical, provided with a central through hole 21 enabling said mass to be placed around the external face 18, and which rests on the upper face 22 of the flange 19,
a flat washer 23, which is provided with a tapping 24 and is screwed onto a thread 25, which is provided with the upper end of the external face 18, thus achieving the fixing of the mass 20 to the tank 16,
an upper spring 26, disposed between the bottom of the top 4 and the reservoir 16,
a lower spring 27, disposed between the lower bottom and the reservoir 16,
- A rubber bellows 28, the upper end of which is fixed to the rod 8, and the lower end of which bears on the edge 29 of the upper opening 30 of the bore 17, the bellows thus delimiting with the bore an enclosure 31 which is isolated from the rest of the enclosure 5.
Les particularités suivantes peuvent être observées
- i'amortisseur dynamique présente une symétrie de révolution par rapport à l'axe 9 ;
- le fond supérieur 4 est unitaire avec l'enveloppe 6 ;
- le fond inférieur 7 est amovible, fixé sur l'envelop- pe 6 au moyen d'un filetage 32, dont il est muni, et qui coopère avec un taraudage 33, dont est munie l'enveloppe 6
- la rondelle 23 est munie de troïs trous 34 (un seul étant représente), qui sont disposés au sommet d'un triangle équilatéral centré sur l'axe 9 et qui permettent la mise en place d'une clef de serrage de ladite rondelle
- le fond inférieur 7 comporte un trou 35 centré sur l'axe 9, qui permet le passage d'une tige 36, dont une extrémité filetée 37 peut être vissée dans la face inférieur taraudée (38) du réservoir 16 ;
- le flasque 19 est également muni d'un taraudage 39 de fixation éventuelle d'un accéléromètre ;
- la totalise des éléments constituant l'amortisseur dynamique 2 est contenue dans l'enceinte fermée 5 ;
- le diamètre D12 de chacun des pistons 12 est légère- ment inférieur au diamètre D17 de l'alésage 17, de sorte qu'un jeu fonctionnel est menagé entre lesdits pistons et alésage, permettant le laminage du fluide contenu dans le réservoir 6 entre ces dites pieces ;;
- la fréquence propre de résonance de l'ensemble mobile constitué par la masse 20, le réservoir 16 et le flasque 19 qui en est solidaire, et, une partie des ressorts 26 et 27, monte élastiquement sur lesdits ressorts, a été choisie pour être égale à la fréquence gênante N des vibrations de la structure l. The following features can be observed
- The dynamic damper has a symmetry of revolution with respect to the axis 9;
- The upper bottom 4 is unitary with the envelope 6;
the lower bottom 7 is removable, fixed to the casing 6 by means of a thread 32, with which it is provided, and which cooperates with a tapping 33, with which the casing 6 is provided
- the washer 23 is provided with three holes 34 (only one being represented), which are arranged at the top of an equilateral triangle centered on the axis 9 and which allow the establishment of a tightening key of said washer
- The lower bottom 7 has a hole 35 centered on the axis 9, which allows the passage of a rod 36, one threaded end 37 of which can be screwed into the tapped lower face (38) of the tank 16;
- The flange 19 is also provided with a thread 39 for possible attachment of an accelerometer;
- the sum of the elements constituting the dynamic damper 2 is contained in the closed enclosure 5;
the diameter D12 of each of the pistons 12 is slightly less than the diameter D17 of the bore 17, so that a functional clearance is provided between said pistons and bore, allowing the fluid contained in the reservoir 6 to be laminated between these say pieces ;;
the natural resonance frequency of the mobile assembly constituted by the mass 20, the reservoir 16 and the flange 19 which is integral therewith, and, part of the springs 26 and 27, rises elastically on said springs, has been chosen to be equal to the annoying frequency N of the vibrations of the structure l.
Les avantages de la disposition décrite vont ressortir à l'occasion de l'exposé, qui va etre donné, du fonctionnement obtenu. The advantages of the arrangement described will emerge on the occasion of the presentation, which will be given, of the operation obtained.
Tout d'abord, le choix de la fréquence de résonance de l'amortisseur dynamique 2 est tel que sont effectivement amorties les vibrations de la structure 1, à la fréquence gênante N. First of all, the choice of the resonance frequency of the dynamic damper 2 is such that the vibrations of the structure 1 are effectively damped, at the annoying frequency N.
De plus, le déplacement relatif de l'alésage 17 par rapport au piston 12 provoque le transfert de fluide d'un côté à l'autre de chaque pison 12, à travers le jeu fonctionnel ménagé entre la péripherie cylindrique dudit piston et l'alésage 17. A cette occasion, se produit un laminage du fluide, créateur d'amortissement visqueux.In addition, the relative movement of the bore 17 relative to the piston 12 causes the transfer of fluid from one side to the other of each pison 12, through the functional clearance provided between the cylindrical periphery of said piston and the bore. 17. On this occasion, a rolling of the fluid takes place, creating viscous damping.
Les vibrations de la masse 20 sont donc, elles aussi, amorties.The vibrations of the mass 20 are therefore also damped.
Il convient alors de remarquer que les indispensables réglages, aussi bien de la fréquence de résonance, que de la valeur de l'amortissement visqueux de l'amortisseur dynamique 2 sont aisés à réaliser sur le lieu même où se trouve la structure 1. It should therefore be noted that the essential adjustments, both of the resonant frequency and of the viscous damping value of the dynamic damper 2 are easy to carry out on the very place where the structure 1 is located.
En effet
- par simple démontage du fond inférieur 7, l'expéri tentateur a accès à la masse 20, en faisant coulisser l'ensemble du réservoir 16 et de la masse 20 qui y est fixée vers le bas.Indeed
- By simple dismantling of the lower bottom 7, the experiential practitioner has access to the mass 20, by sliding the assembly of the reservoir 16 and of the mass 20 which is fixed there down.
Cette masse peut avantageusement être fragmentée en une pluralité de rondelles, et ainsi avoir une valeur d'ajustement facile ;
- les ressorts 26 et 27 ont un accès tout aussi simple, ce qui rend également aisé leur remplacement, notamment au moment du réglage de leurs valeurs, par d'autres ressorts de valeurs différentes ;
- la valeur de l'amortissement visqueux est, ellememe réglable par simple remplacement des pistons 12 par d'autres pistons de diamètre D12 et/ou de hauteur différents, procurant un laminage different du fluide.Il reste, en outre1 possible de choisir le nombre de pistons 12, en adoptant des entretoises de dimensions adaptées au nombre choisi,
On notera également
- 11 agrément de manipulation d'un amortisseur dynamique 2 se présentant extérieurement sous la forme d'un bolier fer mé, mais aussi la protection obtenue des éléments "mecaniques" de cet amortisseur dynamique 2, tous ces éléments étant protégés par ledit boîtier ;
- la possibilité de mesure des acdlérations et de la fréquence de vibrations obtenues par les branchements éventuels d1accéléromètressur le flasque 19 (taraudage 39), et/ou sur le réservoir 16 au moyen de la tige 36.This mass can advantageously be fragmented into a plurality of washers, and thus have an easy adjustment value;
- The springs 26 and 27 have an equally simple access, which also makes it easy to replace them, in particular when adjusting their values, by other springs of different values;
- the value of the viscous damping is, itself adjustable by simple replacement of the pistons 12 by other pistons of diameter D12 and / or of different height, obtaining a different rolling of the fluid. It remains, moreover1 possible to choose the number pistons 12, by adopting spacers of dimensions adapted to the number chosen,
We will also note
- 11 approval for handling a dynamic damper 2 which is externally in the form of a bolted iron bolier, but also the protection obtained from the "mechanical" elements of this dynamic damper 2, all of these elements being protected by said housing;
the possibility of measuring the accelerations and the frequency of vibrations obtained by the possible connections of an accelerometer on the flange 19 (tapping 39), and / or on the tank 16 by means of the rod 36.
L'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre, ni de son esprit. The invention is not limited to the embodiment described, but on the contrary covers all the variants which could be made to it without departing from its scope or its spirit.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8020092A FR2490306A1 (en) | 1980-09-18 | 1980-09-18 | Dynamic vibration damper for machine tool - has moving mass suspended in frame with hydraulic damper between them |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8020092A FR2490306A1 (en) | 1980-09-18 | 1980-09-18 | Dynamic vibration damper for machine tool - has moving mass suspended in frame with hydraulic damper between them |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2490306A1 true FR2490306A1 (en) | 1982-03-19 |
| FR2490306B1 FR2490306B1 (en) | 1984-12-21 |
Family
ID=9246056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8020092A Granted FR2490306A1 (en) | 1980-09-18 | 1980-09-18 | Dynamic vibration damper for machine tool - has moving mass suspended in frame with hydraulic damper between them |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2490306A1 (en) |
Cited By (1)
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| FR2490306B1 (en) | 1984-12-21 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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