NO128725B - - Google Patents

Description

Regulerbar dempningsanordning, særlig

for borstenger og lignende.

Denne oppfinnelse angår en regulerbar dempningsanordning som særlig er beregnet for borstenger og lignende verktøyholdestenger som brukes i verktøymaskiner. Dempningsanordningen kan også tenkes anvendt til dempning av svingninger i andre maskinelementer eller hele maskinér, eventuelt aggregater, f.eks. kompressorer, slipe-maskiner, dreibenker, fresemaskiner og andre verktøymaskiner.

En ytterligére mulighet består i at dempningsanordningen kan ut-føres for løsbar befestigelse på eller anlegg mot et arbeids-stykke, f.eks. ved utvending dreiing av lange aksler, som er ut-satt for uønskede vibrasjoner. Anordningen er av den type som omfatter et dempelegeme anbragt i en aksiell boring i borstangen og Kfr. kl. 49a-29/02 koblet til denne gjennom ett eller flere fjærelementer i form av f.eks. skiver eller ringer av eftergivende materiale, så som gummi. Det kan eventuelt være innført et fluidum i mellomrommet mellom dempelegemet og boringen for å bidra til dempevirkningen.

En dempningsanordning av ovenfor angitte generelle type er f.eks. kjent fra norsk patent 120Q609. Foreliggende oppfinnelse går ut på en forbedring av slike dempningsanordninger, særlig med sikte på å forbedre reguleringsmulighetene slik at borstangen i praksis på mest mulig hensiktsmessig måte kan justeres inn for oppnåelse av gunstigste dempningsvirkning under de aktuelle forhold. Det er meget viktig at slike dempningsanordninger for borstenger kan re-guleres lettvint og raskt av maskinoperatøren, da de skadelige eller generende svingninger som kan oppstå, vanligvis ikke kan forut-beregnes, slik at det er nødvendig å foreta relativt hyppige jus-teringer for til enhver tid å oppnå en-tilstrekkelig god dempningsvirkning.

Den regulerbare dempningsanordning ifølge oppfinnelsen er for oppnåelse av det nevnte formål karakterisert ved at det er utformet en i det vesentlige konisk endeflate på minst ett fjærelement og/eller på ett eller begge tilstøtende anleggspartier, slik at det mellom hvert fjærelement og minst ett tilstøtende anleggsparti dannes en spalt med tilnærmet kileformet tverrsnitt.

Denne utformning av de virksomme flater resulterer i at såvel dempningskraften som fjærkraften blir kontinuerlig regulerbare, herunder også slik at dempningskraft og fjærkraft samtidig kan varieres for på en fordelaktig måte å oppnå de gunstigste betingelser for dempningsanordninger under de forskjellige vibrasjons- eller svingningsforhold som kan opptre. Når det ovenfor er angitt at det skal være tilstede én i det vesentlige konisk endeflate, er dette ment å omfatte også flater som er i hovedsaken koniske, men kan avvike mer eller mindre fra den rent koniske form, f.eks.

ved å være trappeformet, konkavt eller konvekst buet eller stykke-vis konisk med forskjellige konisiteter.

I en foretrukken utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen har fjærelementet rektangulært tverrsnitt og dempelegemet har en tilstøtende konisk endeflate.'Med en slik utformning av de samvirkende, stort sett aksielt mot hverandre vendende flater på henholdsvis fjaerelementene og dempelegemet eller endebegrens-ningsflater i boringen, vil regulering ved aksiell sammenpresning av fjærelementene føre til at anleggsflaten mellom disse og de til-støtende anleggspartier øker, hvilket fører til sterkere dempningsvirkning som forklart nedenfor. Det er klart at den nødvendige konisitet kan være utformet på en eller flere av de samvirkende flater avhengig av hvilken grad av progressivitet i dempnings-virkningen som ønskes, og andre forhold,'så som fremstillings-tekniske hensyn osv.

Selv om dempningsanordningen ifølge oppfinnelsen i første rekke er basert på hel eller delvis fylling av et dempningsfluidum i mellomrommet mellom boringen og dempelegemet, er det uten videre klart at oppfinnelsen ikke er begrenset til slike utførelser. Den smøringsvirkning som et fluidum eventuelt innebærer kan imidlertid være fordelaktig for effekten av den varierende anleggsflate mellom fjærelementene og vedkommende anleggsparti, f.eks. på dempelegemet.

I forbindelse med den særlige utformning av samvirkende flater på fjærelementene og tilstøtende anleggspartier, er det ifølge en spesiell utførelsesform av oppfinnelsen oppnådd særlige fordeler ved at det i spor i overflaten av dempelegemet er anordnet langstrakte støtte-lister av eftergivende materiale, f.eks. gummi, innrettet til å

ligge tettsluttende an mot boringen. Disse støttelister blir for-trinnsvis anordnet aksielt forløpende på overflaten av dempelegemet og hensiktsmessig over det vesentlige av dempelegemets lengde.

Det vil innsees at de langstrakte støttelister av eftergivende materiale også vil kunne anbringes på andre måter enn aksielt forløpende, f.eks. sirkulært rundt omkretsen i form av sammen-hengende ringer. I denne sistnevnte utførelse vil det være fordelaktig å forsyne støttelistene med tverrgående utsparinger som til-later passasje av fluidum fra den ene til den annen side av støtte-listen. Slike utsparinger vil også kunne være til nytte ved andre arrangémenter av støttelistene.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen hvor: Figur 1 viser et delvis lengdesnitt gjennom en borstang forsynt med en dempningsanordning ifølge en foretrukken ut-førelsesform av oppfinnelsen,

figur 2 viser et tverrsnitt efter linjen A-A på figur 1,

figur 3 viser et delvis snitt av en modifisert utførelse av

anordningen på figur 1 og

figur 4 viser et snitt av en alternativ utførelse for pneumatisk eller hydraulisk regulering av dempningsanordningen.

1

Borstangen/pa figur 1 har en aksiell boring 6 innrettet til a oppta et dempelegeme 2 hvis opphengning eller understøttelse i hovedsaken besørges av ringformede fjærelementer 4a og 4b ved hver sin ende av dempelegemet 2. Disse ringer som f.eks. kan være laget av gummi eller et annet tilsvarende eftergivende materiale, er innrettet til å samvirke med endetapper, henholdsvis 5a og 5b med redusert diameter ved hver ende av dempelegemet 2. Gummiringene 4a og 4b ligger med sin ytre omkrets an mot boringen 6 og understøttes videre i aksiell retning ved den ytre ende av borstangen 1 ved hjelp av den innadvendende flate på et forstykke 7, og ved den indre ende av en klemskive 8 som er regulerbar i aksiell retning ved hjelp av en reguleringsstang 9 som påvirkes av en reguleringsskrue 10 ved den innerste eller høyre ende av borstangen 1 som vist på figur 1„

Figur 4 viser en alternativ utførelse hvor reguleringen av stangen

9 foretas pneumatisk eller hydraulisk. Til dette formål er det istedenfor skruen 10 ved den indre ende av borstangen 1 utformet en sylinder 40 i hvilken et stempel 41 er innrettet til å forskyves under innvirkning av et penumatisk eller hydraulisk trykk-fluidum som tilføres gjennom en passasje 42 i enden av borstangen. Passasjen 42 ..-an eventuelt være forbundet méd det ytre fluidum-system gjennom en roterbar kobling, hvilket muliggjør regulering under drift av en roterende borstang. En utluftningspassasje 43 er vist ved den indre ende av boringen 40. Videre er det vist en skruefjær 44 som sammenpresses mellom bunnen av boringen 40

og den indre ende av stempelet 41. Denne fjær tjener til å lette den tilbakegående eller avlastende reguleringsbevegelse. Det vil innsees at den på figur 4 viste pneumatiske eller hydrauliske reguleringsinnretning medfører driftsmessige og funksjonsmessige

fordeler.

Forstykket 7 omfatter organer for montering av en verktøyholder, f.eks. et passende gjenget hull. Som også vist på figur 2, er det i spor i overflaten av dempelegemet 2 anbragt støttelister 11-15 som kan være laget av gummi og er innrettet til å ligge tett-sluttende an mot boringen 6. Som det fremgår av figur 1, strekker støttelistene 11-15 seg over i det vesentlige hele lengden av dempelegemet 2. På figur 2 er det vist hvordan støttelistene 11-15 fordeler seg rundt omkretsen av dempelegemet 2 når antallet av støttelister er fem. Ved valg av et ulike antall støttelister vil en jevn fordeling av disse rundt omkretsen medføre at støtte-listene ikke vil bli liggende diametralt overfor hverandre.

Figur 2 viser forøvrig en delvis fylling av fluidum 3 i mellomrommet mellom dempelegemet 2 og veggen i boringen 6. Det fremgår av dette at støttelistene 11-15 ikke bare vil gi den innlednings-vis nevnte støttevirkning for å holde dempelegemet 2 sentrisk i boringen 3, men vil også ha betydelig innvirkning på strømnings-forholdene for fluidumfyllingen 3 under svingningsbevegelser når borstangen er i bruk.

På figur 1 er gummiringene 4a og 4b utformet med et rektangulært tverrsnitt hvorav tre sider er innrettet til å ligge tett-sluttende an mot tilstøtende flater i anordningen, nemlig boringen 6, endetappene 5a og 5b og henholdsvis endeflaten 23 på forstykket 7 og endeflaten av klemskiven 8. Som vist på figur 1 for gummiringen 4a, ligger den innadvendende endeflate 22 av denne ikke i sin helhet tettsluttende an mot den tilst"øtende endeflate 21 på dempelegemet 2, da denne endeflate 21 er utformet konisk. En tilsvarende utformning er vist ved den annen ende av dempelegemet 2. Denne spesielle utformning har sammenheng med den reguleringsmulighet som klemski<y>en 8 sammen med reguleringsstangen 9 og reguleringsskruen 10 innebærer.

Ved innskruing av reguleringsskruen 10 forskyves klemskiven 8 innad i boringen 6 og klemmer sammen gummiringene 4a og 4b. Med den viste koniske form av endeflatene på dempelegemet 2 vil det herunder skje en deformasjon av det rektangulære tverrsnitt av gummiringene slik at disse får en økende anleggsflate mot endeflaten av dempelegemet. Dette medfarer ved bevegelse av amplitudeavhengig og mo-notont økende, motrettet friksjonskraft som gir en forsterket dem-pevirkning som i det minste delvis blir antatt å skrive seg fra den nevnte økning av anleggsflaten mellom gummiringén og dempelegemets endeflater. Trykket på overflaten av gummien i denne anleggsflate øker fra en verdi omtrent lik null ytterst til en maksi-mal verdi sannsynligvis innerst ved tappene 5a og 5b, og med øknin-gen av anleggsflaten vil den totale friksjonskraft bli større, hvorved dempevirkningen forsterkes.

Samtidig med den ovenfor beskrevne regulering av dempningskraften vil det også skje en endring av fjærkraften som følge av den stør-re grad av innkapsling av fjærelementet når dette klemmes sammen mellom boringen 6, endeflaten og endetappen på dempelegemet og klemskiven 8, henholdsvis endeflaten 23 på forstykket 7.

Figur 3 viser en modifisert utførelse hvor den nettopp beskrevne virkning er oppnådd på litt annen måte. Gummiringén på figur 3

har således et trapesformet tverrsnitt med to koniske sideflater 32 og 34 innrettet til å samvirke med en plan endeflate 31 på dempelegemet 2, og på den annen side med en plan flate 33 på den innadvendende ende av forstykket 37. Som følge av de to koniske

flater 32 og 34 på gummiringén på figur 3 vil sammenpresning av den der viste gummiring ved regulering som omtalt ovenfor, kunne medføre en sterkere progressiv økning av dempevirkningen av gummiringén enn i den ovenfor beskrevne utførelse. Denne virkning kunne eventuelt

ytterligere aksentueres ved'å utforme koniske anleggsflater også på enden av dempelegemet og/eller forstykket.

I en praktisk utførelse av dempningsanordningen er'den'særlige løsning med langstrakte støttelister 11-15 i kombinasjon méd de spesielt utformede såmvirkendé flater' på gummiringene, henholdsvis endeflatene av dempelegemet og klemskiven 8 såmt forstykket 7, funnet å gi meget gode resultater ved arbeide méd borstenger som utsettes for svingninger, særlig borstenger beregnet for rotasjon under arbeide.

Det ér i tilknytning; til tegningen ovenfor omtalt en cjorstarig omfattende ett eneste dempelegeme med et fjærelemeirt ved hver ende.

De løsninger som foreliggende oppfinnelse angir, kan selvsagt

også utnyttes i.dempningsanordninger hvor det inngår flere enn ett dempelegeme, og disse dempelegemer kan eventuelt ha felles mellomliggende f jaer element er. Ved bruk av bare ett dempelegeme kan det videre tenkes utførelser hvor dette er opphengt ved hjelp

av bare ett fjærelement. Også andre modifikasjoner av den viste utførelse er mulige, f.eks. kan de viste tapper 5a og 5b som stik-ker inn i fjærelementene 4a og 4b, utelates, hvilket ville gi en mindre sterk økning i fjærelementenes fjærkraft ved sammenpresning under regulering. Særlig når det er anordnet langstrakte støtte-lister 11-15 er den sentreringsvirkning som endetappene 5a og 5b utøver, ikke lenger så nødvendig.

Endelig er det i en utførelse for borstenger og med f.eks. to fjærelementer, hvorav bare ett er regulerbart, hensiktsmessig å la dette være det ytterste, dvs. det som utsettes for de største, svingnings-amplituder.

Claims (5)

1. Regulerbar dempningsanordning, særlig for borstenger og lignende, omfattende et dempelegeme (2) anbragt i en aksiell boring (6) i borstangen (1) og koblet til denne gjennom ett eller flere ringformede fjærelementer (4a, 4b) av eftergivende materiale, f.eks. gummi, hvilke fjærelementer er innrettet til å sammenpresses aksielt på regulerbar måte mellom anleggspartier ved hver ende av dempelegemet for derved å variere stivheten i fjærelementene, og mellomrommet mellom dempelegemet og boringen eventuelt inneholder et fluidum som bidrar til dempevirkningen, karakterisert ved at det er utformet en i det vesentlige konisk endeflate (32,34) på minst ett fjærelement og/eller på ett eller begge til-støtende anleggspartier (31,33; 21), slik at det mellom hvert fjærelement og minst ett tilstøtende anleggsparti dannes en spalt med tilnærmet kileformet tverrsnitt.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at fjærelementet (4a, 4b) har rektangulært tverrsnitt og dempelegemet (2) har en tilstøtende konisk endeflate (21).

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at dempelegemet (2) er utformet med en endetapp (5a,5b) innrettet til å stikke inn i et samvirkende fjærelement (4a,4b).

Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det i spor i overflaten av dempelegemet (2) er anordnet langstrakte støttelister (11-15) av eftergivende materiale, f.eks. gummi, innrettet til å ligge tettsluttende an mot boringen (6).

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at det er anordnet et ulike antall støttelister.