SE505406C2 - Dämpkropp av metall - Google Patents

Description

505 406 2 Till grund för denna föreslagna problemlösning med en porös eller med hålrum försedd dämpkropp ligger iakttagelsen att den observerade dämpningsminskningen vid tryckbelastning av en massiv dämpkropp förorsakas bl a genom uppkomsten av fleraxliga spänningstillstånd på grund av den förhindrade utvidgningen i tvärriktningen inuti dämpkroppen, vilket minskar den inre gränsskiktsfriktionen och därmed dämpverkan. Genom den föreslagna porositeten 'eller hålrumsfördelningen inuti dämpkroppen för- hindras uppkomsten av fleraxliga spänningstillstånd så att den inbördes rörligheten mellan de inre gränsytorna icke störs och dessa kan gnidas mot varandra. Lämpliga utföringsformer beträff- ande porositeten eller hålrumsfördelningen hos dämpkroppen har angivits i de osjälvständiga patentkraven 2-7.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 visar en tvärsektion genom en av formminneslegering sintrad dämpkropp med integrerad avlast- ningskropp vid ett exempel på ett dämpningsunderlägg för ett vändskär, fig. 2 visar en kraftigt förstorad detaljvy av sinterstrukturen i dämpkroppen enligt fig. 1, fig. 3 visar en av flera plåtar av formminneslegering lamellartat sammansatt dämpkropp vid ett exempel på en dämpfot för en tung maskin, fig. 4 visar en starkt förstorad detaljvy av lamelluppbyggnaden i dämpkroppen enligt fig. 3 och fig. 5-7 visar tre andra utförings- exempel på hålrumsförsedda dämpkroppar med olika utformning av hâlrummen.

Vid det i fig. 1 och 2 visade utföringsexemplet är den av en formminneslegering bestående dämpkroppen använd somcdämpnings- underlägg 4 till ett i ett svarvstål 1 medelst en spännskruv 3 fastspänt vändskär 2. För att undvika de vid höga påkänningar vanligtvis uppträdande fleraxliga spänningstillstånden, som inverkar menligt på en obehindrad glidningsrörelse mellan gränsytorna är dämpningsunderlägget 4 hopsintrat av metallkorn 7 av formminneslegering till bildande av en porös kropp med porer 8. Därigenom förefinns i det inre av dämpkroppen 4 ett flertal tätt intill varandra belägna, små och likformigt fördelade porer 8, som tillsammans utgör minst omkring 5% av dämpkroppens 4 totala volym och företrädesvis mellan 15 och 40% därav. På grund 505 406 3 av porerna eller de övriga hålrummen i de andra utföringsexemplen på dämpkroppar kan var och en av de bärande materialpartiklarna expandera eller dra ihop sig tvärs mot påkänningsriktningen 6 så att fleraxliga spänningstillstånd undviks i de enskilda material- partiklarna eller åtminstone kan begränsas mycket kraftigt. På grund. härav erhålls fortfarande den för enaxliga spännings- tillstånd höga dämpningsverkan hos formminnesmaterialet också i det fall då'vid massiva dämpkroppar utan hålrum en expansion tvärs emot påkänningsriktningen 6 skulle hindras på grund av en stor dimension hos tvärriktningen hos dämpkroppen.

Vid det i fig. 1 visade utföringsexemplet är dessutom ytterligare en åtgärd vidtagen för upprätthållande av dämpnings- egenskaperna hos formminneslegeringar trots stora påkänningar.

I kraftfältet för påkänningen av dämpkroppen är parallellt därmed anordnade flera elastiska avlastningskroppar, nämligen avlast- ningsstift 5, som är dimensionerade med hänvyn till en statisk andel. av påkänningen. .Avlastningsstiften 5 är integrerade i dämpkroppen 4 och kan bestå av ett vanligt metallmaterial, exempelvis konstruktionsstål. De fungerar såsom en styv tryck- fjäder och avlastar från dämpkroppen 4 en statisk andel av påkänningen så att dämpkroppen 4 i huvudsak endast belastas med den växlande delen av påkänningen. Inom det martensitiska området är storleken av dämpningen beroende enbart av amplituden hos den växlande spänningen, varvid emellertid vid höga spänningsmedel- värden krypning uppstår. Denna krypning kan också undvikas genom avlastningsstiften. Såsom tydliggöres vid utföringsexemplet enligt fig. 1 och 2 kan bägge åtgärdena, nämligen en porös utformning av dämpkroppen 4 och en integrering av avlastnings- stift 5 samtidigt komma till användning. Avlastningsstiften 5 eller också funktionellt ekvivalenta elastiska avlastningskroppar med annan utformning kan likaså bestå av en formminneslegering, varvid emellertid man genom lämpligt val av legeringstyp måste ta hänsyn till att däri föreligger en austenitisk struktur och därmed en stor hållfasthet och hög elasticitet inom hela arbetstemperaturintervallet.

Utföringsexemplet enligt fig. 3 visar en dämpfot 10 för uppbärande av en tung maskin 9, vid vilken en cylindrisk 505 406 4 dämpkropp 12 är anbragt skyddad i ett teleskopiskt rörligt hölje.

Den statiska grundbelastningsandelen av maskinens tyngd upptas av en rad tallriksfjädrar 11, som omger den cylindriska dämp- kroppen 12. Därigenom blir dämpkroppen 12 endast belastad med den växlande andelen av påkänningen, som verkar på dämpkroppen 12 i riktningen 6. Också 'vid utföringsexemplet enligt fig. 3 har använts bägge åtgärdena för undvikande av höga fleraxliga spänningstillstånd i dämpkroppen 12. Förutom de elastiska avlastningskropparna i form av tallriksfjädrar 11 är också anordnade ytterligare ett antal små, inuti dämpkroppen 12 likformigt fördelade hålrum. Dessa hålrum är bildade i dämp- kroppen 12 därigenom att den är formad av ett antal tunna plåtar 13 med hål 14, vilka plåtar består av formminneslegering och bildar ett hålrumsförsedd förband, exempelvis genom hoplödning eller -limning. Plåtarna sträcker sig vid det visade utförings- exemplet tvärs mot riktningen 6 för påkänningen på dämpkroppen 12. Det skulle också kunna vara möjligt att anordna plåtarna eller lamellerna parallellt med påkänningsriktningen 6.

Vid det i fig. 5 visade utföringsexemplet på en cylindrisk dämpkropp 15 är hålrummen bildade genom att denna dämpkropp 5 är sammansatt av ett flertal tunna runda små metallstavar 16 av formminneslegering till bildande av en hålrumsförsedd kropp, vilket kan ske exempelvis genom hopsintring, lödning eller limning. Därvid bildas mellan de runda små metallstavarna 16, som lämpligen är sammanfogade till ett hexagonalt mönster, parallellt med påkänningsriktningen 6 gående kilformiga utrymmen 21. Vid höga påkänningar på metallstavarna 16 kan dessa expandera i tvärriktningen in i utrymmena 21. I stället för en inbördes hopsintring av de små metallstavarna 16 kan dessa såsom nämnts också vara förenade genom mjuklod med varandra eller hoplimmade, varvid man dock måste ta hänsyn till att utrymmena 21 icke får fyllas med lod eller lim. Eventuellt kan såsom lim också användas en skumplast, som trots utfyllningen av utrymmet icke hindrar en expansion i tvärriktningen av materialet i de små stavarna in i utrymmet tack vare skumstrukturen. Det är också tänkbart att de små metallstavarna 16 endast hålls samman till en cylindrisk kropp genom en yttre ombindning. Metallstavarna 16 kan bildas 505 406 5 genom avkapning av en tråd av formminneslegering. Sedan de sammanfogats till ett hexagonalt mönster och hoppressats medelst en ombindning kan ändytorna av den på detta sätt framställda cylindriska kroppen slipas plana.

Den i fig. 6 visade dämpkroppen 17 kan framställas av en massiv fyrkantig platta av formminneslegering. I plattan är uppifrån utformade smala slitsar 18 på litet inbördes avstånd, vilka sträcker sig parallellt med påkänningsriktningen 6 och i djupled sträcker sig nästan ända fram till den motsatta plana sidan av plattan. I längdriktningen av slitsarna sträcker sig dessa tvärs över hela plattans utsträckning. På samma sätt kan från den i fig. 6 \dsade undre plana sidan likaså utformas slitsar 18', som sträcker sig tvärs emot slitsarna 18 på översidan och som i djupled likaså sträcker sig parallellt med påkänningsriktningen 6. På grund av detta korsvisa mönster av slitsar 18 och 18' blir den utsprungligen massiva plattan uppdelad i ett regelbundet mönster av vertikalt riktade kvadra- tiska pelare, som sammanhålls till en kropp medelst smala kvarlämnade liv. Genom de smala slitsarna har åstadkommits ett för tvärriktad expansion avsett hålrum, i vilket vid påkännings- riktningen 6 de enskilda pelarna kan expandera. Därigenom kan såsom nämnts fleraxliga spänningstillstånd inuti de enskilda bärande materialpartiklarna undvikas eller åtminstone minskas mycket kraftigt.

Vid den i fig. 7 visade parallellepipediska dämpkroppen 19 är hålrummen bildade inuti dämpkroppen genom ett mönster av tätt intill varandra belägna smala hål 20, som vid det visade utföringsexemplet sträcker sig parallellt med påkännings- riktningen 6. De mellan de intilliggande borrningarna 7 kvarstå- ende vertikala materialtvärsnitten verkar på sätt och vis som bärande pelare, vilka vid tryckpåkänningar kan expandera in i hålen 20. Andelen hålrum kan ökas genom att genom motsvarande rasterformning och lämplig diameter- och avståndsutformning hos hålen 20 utöver de vertikalt riktade hålen också utformas horisontellt, alltså tvärs mot påkänningsriktningen 6 gående hål i dämpkroppen 19, så att de kvarstående bärande tvärsnitten skärs av de horisontella hålen 20. På detta sätt kan av ett massivt

Claims (8)

505 406 6 block anbringas en relativt stor volymsandel i form av många, likformigt fördelade hålrum inuti dämpkroppen. Hålen kan framställas på vanligt sätt genom spånskärande bearbetning med roterande borrar eller också med hjälp av en energirik stråle, exempelvis en laserstråle. Laserborrningar eller laserslitsar kan anbringas på ett materialbesparande sätt och i trånga utrymmen och i små dämpkroppar. P a t e n t k r a v

1. Dämpkropp av metall för dämpning av periodiskt växlande påkänningar vid vilken det för dämpningen väsentliga materialet består av en formminneslegering, k ä n n e t e c k n a d a v att i det inre av dämpkroppen (4, 12, 15, 17, 19) är anordnade ett flertal tätt intill varandra belägna och likformigt fördelade hålrum (8, 14, 21, 18, 18', 20), som tillsammans utgör minst omkring 5% av dämpkroppens (4, 12, 15, 17, 19) totala volym.

2. Dämpkropp enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a V att andelen öppen volym av totalvolymen hos dämpkroppen (4, 12, 15, 17, 19) uppgår till ungefär 15-40%.

3. Dämpkropp enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att hålrummen i dämpkroppen (4) är bildade genom att den sistnämnda är sintrad av metallkorn (7) av formminneslegeringar till bildande av en med porer (8) försedd kropp (fig. 1 och 2).

4. Dämpkropp enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att hålrummen i dämpkroppen (12) är bildade genom att densamma är hopfogad av ett antal tunna och med hål (14) försedda samt tvärs eller parallellt med påkänningsriktningen (6) för dämpkroppen (12) riktade plåtar (13) av formminneslegeringar till en hålrumsförsedd kropp (fig. 3 och 4).

5. Dämpkropp enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att hålrummen i dämpkroppen (15) är bildade därigenom att kroppen är hopfogad av ett antal tunna, parallellt. med på- känningsriktningen (6) för dämpkroppen (15) riktade och före- trädesvis runda små metallstavar (16) av formminneslegeringar till bildande av en med hålrum (21) försedd kropp (fig. 5).

6. Dämpkropp enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d 505 4Û6 7 a v att hålrummen i dämpkroppen (17) är bildade genom ett raster av tätt intill varandra belägna smala slitsar (18, l8'), vars djupriktning sträcker sig ungefär parallellt med påkännings- riktningen (6) (fig. 6).

7. Dämpkropp enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att hålrummen i dämpkroppen (19) är bildade genom ett raster av tätt intill varandra belägna smala hål (20), varvid hålen (20) företrädesvis är riktade parallellt med dämpkroppens (19) påkänningsriktning (6) (fig. 7).

8. Dämpkropp enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att i kraftflödet är anordnade parallellt med påkänningen (6) i dämpkroppen (4, 12) belägna och för en statisk andel av påkänningen dimensionerade elastiska avlastningskroppar (5, 11), som från dämpkroppen (4, 12) avlastar den statiska andelen av påkänningen på sådant sätt att dämpkroppen (4, 12) i huvudsak endast belastas med den växlande andelen av påkänningen.