NO830820L - Svingningsdemper - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en svingningsdemper av den i hovedkravets innledning angitte art samt en anvendelse av samme'ifølge patentkrav 13.

Svingningsdempere for forminskning av vibrasjonsenergi ved slag- og boreverktøy er tidligere kjent. Et eksempel på dette finnes i britisk publikasjon GB-A 1 421 032. I en boring av f. eks. borestenger eller i hulrommet av et hus som skal festes på vedkommende maskin eller apparat, er et dempeelement slik avstøt-tet med fjærer mot boringens vegg at disse både berører dempeele-mentet og de overfor hverandre beliggende endevegger av boringen eller hulrommet. Videre finnes det midler til aksial kompresjon av fjærelementene på innstillbar måte for forandring av elemente-nes stivhet. I det minste en av de overfor hverandre beliggende endevegger eller overflaten av det ikke komprimerte fjærelement er utformet konisk og danner uten en kompresjonskraft en kilefor-met spalte.

Ved hjelp av denne formgivning skal både dempekraften og fjærkraften være innstillbar. Mens teoretisk sett oppfinnelsen synes å være i orden, fører den tekniske utførelse til visse van-skeligheter fordi bruken av kautsjuk for fjærelementene forårsa-ker friksjon mellom støtflaten og fjærelementets overflate, som-fører til nedslitning av fjærelementet. Denne friksjon kunne i det minste unngås ved smøring, hvilket imidlertid ikke er tilla-telig ved visse elastomerer. På den annen side kunne polybutadien komme i betraktning som et egnet materiale med hensyn til deformeringsevne under dynamisk påvirkning, men materialet er ikke oljebestandig.

En forbedring i denne henseende ble foreslått i det tyske publikasjon DE-A 26 06 943, og går ut på at ved et elastisk dempe-ledd som er innsatt mellom et svingende verktøy og et håndtak og som er forsynt med lufttilførende kanaler, er det anordnet en oljebestandig i ett stykke utført elastisk utforing på veggene til de nevnte kanaler. Dermed forhindres at oljen som rives med av trykkluften, kommer i berøring med kautsjukmaterialet i dempeleddet. Dessuten benyttes utforingen på begge sider av dempeleddet til tetning av lufttilførselskanalene.

En slik anordning kan gi gunstige resultater for visse anven-delsesområder, men spesielt i de områder hvor dempeleddet hhv. fjærleddet er festet på begge sider og hvor ingen relativbevegelse kan forekomme mellom svingeren og fjærleddet på den ene side og likeså lite mellom fjærleddet og håndtaket på den annen side, slik tilfelle må være mellom verktøyet og håndtaket.

Like overfor dette skal man ifølge oppfinnelsen tilveiebrin-ge en svingningsdemper, hvor vibrasjonsenergien ikke absorberes av et fjærelement, men gjennom et sådant overføres til en stiv dempemasse, slik at denne kan anspores til en egen svingning og dermed blir i stand til å dempe vibrasjonen virksomt.

Ifølge oppfinnelsen er denne hensikt oppnådd ved hjelp av de i hovedkravets karakteristiske del angitte trekk. En særlig fordelaktig anvendelse av denne svingningsdemper erkarakteriserti krav 13.

Denne svingningsdemper danner et fjær-masse-system, hvor

egensvingningen kan tilpasse seg den frembrakte svingning. Dele-ne som tjener som fjærer, danner med hensyn til den dynamiske de-formeringsoppførsel kuleaktige legemer, slik at en overproporsjo-nal kraft-vei-karakteristikk oppstår.

Ved anvendelse av et mykt elastisk materiale for fjærelementene, som er i besittelse av stor tilbakestøtelastisitet og/eller en minst mulig dynamisk egendemping, kan en stor energiandel over-føres til svingningslegemet. Et slikt materiale er kautsjuk hhv. en elastomer, såsom polybutadien.

For minskning av friksjonen mellom fjærelementet og støt-flaten på den ene side og mellom fjærelementet og dempemassen på den andre side kan det være anordnet en omhylling som danner be-skyttelse mot mekanisk og/eller kjemisk påvirkning på fjærelementene, slik at smøring for minskning av friksjonen blir mulig.

Som hensiktsmessig materiale for omhyllingen kan benyttes kloroprenkautsjuk. Fortrinnsvis er omhyllingens veggtykkelse mindre enn 10% av fjærelementets tykkelse i svingeretningen.

Denne omhylling kan på sin side være forsynt med hensikts-messige fremspring, såsom tapper eller membranlignende flateut-forminger, med hvilke utforminger fjærelementene kan være festet enten til huset eller til dempemassen for å kunne holde fjærelementene på plass under deformeringsprosessen. Det kunne også være innstøpt gjengemuttere eller strenger i materialet, hvilke egner seg til fastgjøring ved hjelp av skruer eller ved innklem-ning.

Oppdelingen i et fjærelement som kan velges ut material-messig med tanke på gode dempeegenskaper, og en omhylling som kan velges med hensyn til motstandsevne like overfor smøremidler og mekanisk slitasje, er oppdelingen dessuten fordelaktig ved at/utformingen av fjærelementet er fritt valgbar innenfor vide grenser, hvis den har en form som svarer til dynamisk deforme-ringsoppførsel av kuleformede legemer.

For slike fjærelementer kan således kuler, ringer eller rør være brukbare utforminger. Til forbedring av den tilstrebe-de oppførsel kan også støtflatene av det vibrerende legeme på den ene side og av dempemassen på den andre side trekkes inn i dempeforløpet for derved å forme berøringen punktformet, linje-formet eller flateformet.

Omhyllingen må ikke utføres slik at den legger seg tett inntil fjærelementet, men kan omgi fjærelementet løst. Viktig ved denne omhylling er det bare at fjærelementet er fullstendig innelukket eller innkapslet mot skadelig og ødeleggende innvirk-ning.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av eksempler og under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser i tverrsnitt en første utførelse av en svingningsdemper ifølge oppfinnelsen, fig. 2A-2C viser i tverrsnitt forskjellige varianter av føringer for dempemassen, og fig. 3 viser et tverrsnitt av en annen anordning av fjærelementene.

Fig. 4A-4E viser snitt gjennom forskjellige fjærelementer,

fig. 5A-5C viser skjematisk snitt som illustrerer forskjellige berøringsflater mellom støtflater og fjærelementer, fig. 6A-6E Viser skjematisk snitt gjennom fjærelementer som er omgitt av omhyllinger og med forskjellig utformede fester til omhyllingen, og fig. 7A-7D viser likeså skjematisk snitt gjennom fjærelementer som er omgitt av omhyllinger og som illustrerer deres innbyrdes stillinger.

Fra det vibrerende legeme 10 som kan være en pneumatisk ' betjent hammer, er det bare vist et bakre parti med svingningsdemperen 20. Legemet 10 kan f.eks. være et slagverktøy som lig-ner det som er beskrevet i den nevnte publikasjon DE-A 26 06 943.

Svingningsdemperen 20 består av en i et hus 21 anbrakt dempemasse 30 og to fjærelementer 40 og 50 som på den ene side ligger an mot flater 21,32 av dempemassen 30 og på den annen si-de en støtflate 22 av huset og en støtflate 23 av det vibrerende legeme 10. Dempemassen 30 har en gjennomgangsboring 33 med glidehylser 33a,33b som glir på en i huset 20 og i det vibrerende

legeme 10 fastholdt føringsstang 24.

I dette utførelseseksempel er fjærelementene 40,50 utformet som kulefjærer 41,51 som er innleiret i en omhylling 42,52. Omhyllingen 42,52 er forsynt med en påformet tapp 43,53 som er fastholdt i en annen gjennomgangsboring 34 ved hjelp av en stillskrue 35,36.

Kulefjærene 41,51 består av en elastomer, såsom polybutadien, og omhyllingen 42,52, som fortrinnsvis har en tykkelse på maksimalt 10% av kulediameteren, består av en slitefast og mine-raloljebestandig kloroprenkautsjuk.

Dermed er det mulig å benytte for kulefjærene mykelastisk materiale som er best egnet til svingningsdempning og for omhyllingen et oljebestandig materiale, slik at de beste forhold med hensyn til slitasje og aldring oppnås. Fig. 2A-2C viser tre forskjellige utførelser av føringen for dempemassen 30 i huset 20. Ifølge fig. 2A er to glideringer 37a, 37b anordnet rundt dempemassen 30 og glir på innerveggen av hu-, set 20. Fjærelementene 40,50 er antydet som kuler. Ifølge fig. 2A er dessuten støtflaten 22 anordnet innstillbar i forhold til støtflaten 23 ved hjelp av en stillskrue 25, hvorav fremgår at fjærelementene 4 0,50 kan forspennes på denne måte. En sådan inn-stilling kan selvfølgelig også være anordnet ved alle de etter-følgende utførelsesformer uten at det spesielt skal henvises til dette. Fig 2B viser derimot en sentrisk i huset 20 anordnet fø-ringsstang 24, hvor gjennomgangsboringen 33, som på fig. 1 var vist utenfor midtaksen, nå ligger på dempemassens 30 midtakse. Også her er glidehylser 33a,33b anordnet. Da den sentrale stilling er inntatt av føringsstangen 24, må fjærelementene 40,50 være anordnet utenfor midten som vist for kulefjærene 40a,40b og 50a,50b. Fig. 2C viser enda en variant for føringen av dempemassen 30 med to føringsstenger 24a,24b som utenfor midtaksen er ført gjennom dempemassen 30 og ligger i glidehylser 33a, 33b. Som på fig. 1 kan også her hver av kulefjærene 4 0,50 være anordnet sentrisk.

Ifølge fig. 3 er et ulikt antall kulefjærer tenkt plassert på støtflatene 22, 23 av huset 20 og det vibrerende legeme samt dempemassens 30 støtflater 31,32. Denne utførelse er særlig ak-tuell i forbindelse med føringsanordningen ifølge fig. 2A.

Fjærelementene 40,50 kan ifølge fig. 4A-E også være utført som toroidlegemer, som rotasjonslegemer av en lemniskate, som flersegmentkulelegemer med f.eks. seks i retning av de kartheiske koordinater eller som sylindre med konveks hvelvede bunn- og toppflater. Viktig er det bare at den betingelse er oppfylt at fjærelementene har en form som tilsvarer den dynamiske oppførsel av kuleformede legemer. For å kunne variere formen av fjærelementene enda mer, kan støtflatene 22,23 hhv. 31,32 formes ut til-svarende. Fig. 5A viser en kombinasjon av konveks og konkav flate, fig. 5B to konvekse flater og fig. 5C en konveks og en plan flate. Fjærelementene kan da være sammensatt av rette og hvelvede flater fordi virkningen av den kuleaktige utforming med støtflaten oppnås.

Hvis det er bestemt at fjærelementene 40,50 skal fikseres i forhold til huset 20 eller i forhold til dempemassen, skjer dette fordelaktig ved spesiell utforming av omhyllingen. Således kan fastgjøringen skje ved hjelp av en tapp ifølge fig. 6A på dempemassen 30 eller i støtveggene 22,23 i huset 20 henholds-vis det vibrerende legeme 10, eller to diametralt anordnede tapper kan benyttes som vist på fig. 6B og som kan innsettes enten i husets sidevegger eller i de rett overfor hverandre beliggende

•tilstøtende støtvegger. Omhyllingen kan også danne membranakti-ge bånd ifølge fig. 6C for opphengning av fjærelementene i side-veggene av huset. Ytterligere varianter ifølge fig. 6D omfatter en innstøpt skruemutter for fastskruing av fjærelementet med en

skrue i størflaten. En enklere holder kan oppnås ved innstøping av en tråd ifølge fig. 6E.

Endelig viser fig. 7A-7E forskjellige utforminger av omhyllinger som ifølge fig. 7A kan ligge tett inntil fjærelementet eller ifølge fig. 7B kan gripe løst om fjærelementet. Istedenfor en massiv tapp ifølge fig. 7C kan også omhyllingen være utført flateformet og i form av en vulstende være presset inn i en boring. Under anvendelse av to flateutførelser ifølge fig. 7D, kan en lignende befestigelse av fjærelementet oppnås som ifølge fig. 6C, men i dette tilfelle holdes fjærelementet fritt bevege-lig.

Mens forskjellige anordninger er omtalt hver for seg med hensyn til formen av fjærelementet, formen av støtflatene og festemåten samt utformingen av omhyllingen er det klart at forskjellige hensiktsmessig kombinasjoner kan fremstilles.

Claims (17)

1. Svingningsdemper med en dempemasse (30) som med minst to fjærelementer (40,50;40a,40b,50a,50b) fastholdes i et i det minste delvis lukket hus (20), karakterisert ved at fjærelementet har en utforming som svarer til den dynamiske de-formeringsoppførsel av kuleformede legemer, at videre midler (24,24a,24b,33,33a,33b;37a,37b) er til stede for å føre dempemassen (30) rettlinjet på i det minste slaget av svingningen og at fjærelementene i det minste tilnærmet er anordnet symmetrisk i forhold til dempemassens (30) svingeakse.

2. Svingningsdemper ifølge krav 1, karakterisert ved at fjærelementene (40,50;40a,40b;50a,50b, Fig. 4A -E) er av et materiale med stor tilbakestøtelastisitet og/eller med liten dynamisk egendempning.

3. Svingningsdemper ifølge krav 2, karakterisert ved at materialet er en elastomer.

4. Svingningsdemper ifølge krav 3, karakterisert ved at materialet er polybutadien.

5. Svingningsdemper ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at dempemassen (30) er sentrert i hvilestilling ved fra begge sider på dempemassen innvirkende fjærelementer (40, 50,40a,40b,50a,50b, fig. 3).

6. Svingningsdemper ifølge krav 5, karakterisert ved at fjærelementene består av en kjerne (41,51) av et materiale som har fjæregenskaper samt en i det vesentlige delvis lukket omhylling (42,52) av et materiale som beskytter kjernen mot mekaniske og/eller kjemiske påvirkninger.

7. Svingningsdemper ifølge krav 6, karakterisert ved at omhyllingen (42,52) er festet på huset (20).

8. Svingningsdemper ifølge krav 6, karakterisert ved at omhyllingen (42,52) er festet til dempemassen (30).

9. Svingningsdemper ifølge krav 6, karakterisert ved at omhyllingen (42,52) er forsynt med en tappformet forsats (43,53) for inngrep i en boring (34) i dempemassen (30), og at dempemassen (30) har midler (35,36) til klemmende å holde for-satsen .

10. Svingningsdemper ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at dempemassen (30) holdes i sentrert stilling med på begge sider anordnede fjærelementer (40,50)og hver har form av en torus (fig. 4B) hvis rotasjonsakse ligger på svinge-aksen av svinglegemet.

11. Svingningsdemper ifølge krav 10, karakterisert ved at tomsen består av et materiale med fjæregenskaper og har en i det vesentlige delvis lukket omhylling som består av et overfor mekaniske og/eller kjemiske påvirkninger motstandsdyktig materiale.

12. Svingningsdemper ifølge krav 11, karakterisert ved at torusen er festet ved hjelp av omhyllingen på huset (20).

13. Svingningsdemper ifølge krav 11, karakterisert ved at torusen er festet ved hjelp av omhyllingen til dempemassen (30) .

14. Svingningsdemper ifølge et av kravene 5-13, karakterisert ved at omhyllingen er av kloropren-kautsjuk.

15. Svingningsdemper ifølge et av kravene 1-14, karakterisert ved at midler (60,61) til begrensning av dempemassens (30) svingebevegelsevei er anordnet mellom støtflatene (22,23) av huset (21) og det vibrerende legeme (10) på den ene side og stø tflatene (31,32) av dempemassen (30).

16. Svingningsdemper ifølge krav 15, karakterisert ved at de nevnte midler (60,61) er elastiske bufferter.

17. Anvendelse av svingningsdemper ifølge krav 1 for minsking av vibrasjon som innvirker på hånden/armen ved pneumatisk eller mekanisk drevne hammere.