WO1994002755A1 - Schwingungsdämpfer - Google Patents

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WO1994002755A1
WO1994002755A1 PCT/DE1993/000643 DE9300643W WO9402755A1 WO 1994002755 A1 WO1994002755 A1 WO 1994002755A1 DE 9300643 W DE9300643 W DE 9300643W WO 9402755 A1 WO9402755 A1 WO 9402755A1
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WO
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damping body
housing
damping
spring
vibration
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PCT/DE1993/000643
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Inventor
Dusan Delic
Original Assignee
Kaufmann, Peter
Müller, Horst
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Publication date
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Priority to KR1019950700244A priority patent/KR950702685A/ko
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/02—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of steel or of other material having low internal friction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G13/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers
    • B60G13/16—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dynamic absorbers as main damping means, i.e. spring-mass system vibrating out of phase
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2222/00—Special physical effects, e.g. nature of damping effects
    • F16F2222/12—Fluid damping

Definitions

  • the invention relates to a device for damping periodic movements of a body or a mass, in particular vibrations, with a housing fastened to this body or this hate, which contains a damping body that is movable relative to the housing and is under the action of spring force.
  • the known vibration dampers have in common that their movement can be calculated in a good approximation by means of a linear movement equation.
  • a vibration damper which consists of a closed cylinder, which is on the top ren and lower end each has a fixed spring.
  • a damping weight located in the cylinder is slidably movable between these two springs, whereby the direction of movement of the damping weight and its force absorption is determined in only this axial direction.
  • the object of the invention is to provide a vibration damper that can be produced in a simple construction and is capable of periodic movements of a body, be it an extension initiated by a single deflection from the rest position. vibrate, be it a continuous vibration, damped in a shorter time and more effectively than is possible with the conventional devices.
  • a device is proposed according to the invention, as described in the main claim. Due to the spring elements which are used and which are at least unfastened on one side, there is a margin between them and the end faces of the damping body and the inner walls of the front sides of the housing. This results in a temporal phase shift in each oscillation period, which can only be approximated by the nonlinear differential equation.
  • the advantage of this invention over the prior art is the possibility given by the non-linear equation of motion that the damping body receives a phase shift in each period of the vibration to be damped, which, with suitable adaptation, leads to almost complete antiphase every subsequent oscillation period and makes the vibration damper an active oscillator. With a suitably chosen ratio of the mass of the body to be damped to the damping mass, this means that the vibration is damped faster than in the prior art.
  • the device according to the invention When the device according to the invention is used as a shock absorber, not only is the vibration initiated by the force shock damped, but the first deflection is also reduced.
  • the non-linearity of the equation of motion of the damping body is ensured by the fact that the spring elements each on an end face of the damping body or on an inner wall. d ng are hinged to one end of the housing. The other end of the spring elements remains unsecured, so that in the middle position of the damping body there is a clearance between the spring elements on the one hand and the end faces of the damping body on the other hand, or the inner walls of the front sides of the housing. Depending on the width of this range, and thus the unsprung path of the damping body, there is a phase shift in each oscillation period.
  • the design of the spring elements as helical springs or leaf springs is expedient. Their guidance is unproblematic, and their inherent stability also allows a large margin between the spring and the damping body or the front face of the housing.
  • Another refinement of the invention consists in the fact that adjustable electrical or magnetic fields which serve as spring elements are used to produce energy-saving electrical vibration generators.
  • This enables an electronically controlled adaptation of the non-linear part of the equation of motion of the damping body, which ensures easy manipulation of the phase shift of the vibrating damping body even during each individual oscillation period and causes a faster and more effective reaction.
  • the special thing is that the energy required for this is obtained using the kinetic energy of the vibration exciter.
  • the housing of the device according to the invention is advantageously designed to be gas-tight and liquid-tight, so that the medium can have atmospheric pressure, negative pressure or positive pressure on one or both sides of the damping body. It is thereby achieved that a medium filling the housing interior is compressed by a movement of the damping body in the housing section lying in the direction of movement, and can expand in the housing section lying opposite to the direction of movement.
  • this medium is a liquid, preferably an oil, the pressure difference that forms has an advantageous damping effect on the vibration of the damping body.
  • the medium filling the interior of the housing consists partly of a liquid, preferably an oil, partly of a gas. Due to the different speeds of flow past or through the two partial media around or through the damping body, an additional non-linearity in the equation of motion is obtained in the case of large deflections of the damping body in which the gas is almost completely displaced on one side.
  • the aim is to keep the frictional forces between the parts of the device moving against one another to a minimum; in special cases, however, it can be expedient to design the surfaces of the damping body and the inner wall of the housing in such a way that the friction between the surfaces brings about additional, significant damping.
  • the damping body which is not accelerated from the outside or from the spring elements, is brought into the central position by a centering element and held there.
  • Another advantageous embodiment consists in the point or axisymmetric design of the device, so that the spring elements from the position point or the position point axis, i. H. the center or the center axis of the point or axis-symmetrical damping body are arranged starting from a beam.
  • Such a geometric shape makes it possible to dampen the movements of a body vibrating in several spatial directions with a single device according to the invention.
  • the space of the medium is expediently divided into individual, segment-like sections by pressure-tight bulkhead walls permitting the movement of the damping body, each of which is connected through or around the damping body to the diametrically opposite section.
  • a modified solution to the problem on which the invention is based consists in the use of the entire device according to the invention as a damping body of a direction arranged second device. It is thus also possible to achieve vibration damping which acts in several dimensions and is brought about by a uniform device.
  • FIG. 2 shows a section according to FIG. 1, the housing being partially filled
  • FIG. 3 shows a section through another embodiment of a rectangular vibration damper
  • FIG. 5 shows a section through a cuboidal vibration damper, the damping body of which is a further vibration damper.
  • the damping body 1 is located in the middle of the housing 2, as a result of which the clearance 6 between the spring elements 5 articulated on the end faces 4 and the inner walls of the housing end faces 7 is visible in both spring elements.
  • the medium 3 filling the interior of the housing can flow past the damping body through the gap 13.
  • the interior of the housing is largely filled with a liquid 9 in FIG. 2 and with a gas 8 for the rest.
  • the exemplary embodiment of the vibration damper according to the invention according to FIG. 3 contains only a spring element 5 which is articulated on the end face 4 of the damping body 1 and is attached to the end face of the housing 2 in such a way that there is a play space 6 for each direction of movement of the damping body 1 is available.
  • Fig. 4 shows an axisymmetric embodiment according to claim 12.
  • the damping body 1 and the housing 2 are circular disk or circular cylindrical shape; the circular-disk-shaped or circular-cylindrical shape can also have spherical or oval-shaped, center-centered curved end faces on both sides or on both ends.
  • the spring elements 5 are arranged radially starting from the center 10 (or central axis) of the damping body 1, the space of the medium 3 being divided by partition walls 11 into individual, segment-like sections 12 which are circular or rectangular or can have trapezoidal shapes.
  • the housing 2 with the damping body 1 and spring elements 5 as the second damping body 14 according to the invention is accommodated in a second housing 15 such that the respective directions of their damping effects are perpendicular to one another.
  • the second damping body 14 has a vibration-damping effect on the second housing 15.
  • FIG. 6 shows a numerically calculated path-time diagram of the decay behavior of two coupled, equally heavy oscillating masses, the movements of which are represented by curves 16 and 17.
  • Mass 17 is at rest at time t-0, mass 16 is deflected by 1 skt at time t-0. Any damping effects are neglected.
  • FIG. 7 shows a path-time diagram calculated analogously to FIG. 6, the mass 17 being provided with damping as an additional parameter.
  • FIGS. 6 and 7 show an example of the advantageous effect of the invention.
  • a decay behavior of two coupled, equally heavy oscillating masses 16 and 17 is shown, and as in FIGS. 6 and 7, the mass 17 is in its rest position at time t-0, the mass 16 but deflected by 1 skt.
  • the oscillation behavior of the mass 16 is described by a linear equation of motion, damping effects being neglected, the oscillation behavior of the mass 17 being different, in contrast to FIGS. 6 and 7, according to the invention described with a non-linear equation of motion.
  • the vibration of the mass 17 is damped as in FIG. 7.

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Abstract

Vorrichtung zur Dämpfung von periodischen Bewegungen eines Körpers oder einer Masse, insbesondere von Schwingungen, mit einem an diesem Körper oder dieser Masse befestigten Gehäuse (2), das einen relativ zum Gehäuse beweglichen, unter Federkrafteinwirkung stehenden Dämpfungskörper (1) enthält, bei welcher der Querschnitt des Dämpfungskörpers dem Innenraumquerschnitt des Gehäuses vergleichbar ist, sodass ein den Gehäuseinnenraum ausfüllendes Medium (3) nur mit einem nicht zu vernachlässigenden Widerstand am Dämpfungskörper vorbei-oder durch Öffnungen im Dämpfungskörper hindurchströmen kann, und bei welcher das durch die Rückstellkraft des oder der mindestens einem zwischen mindestens einer Stirnseite des Dämpfungskörpers und mindestens einer Innenwandung einer Gehäusestirnseite eingesetzten Federelemente (5) ergebende Schwingungsverhalten des Dämpfungskörpers relativ zum Gehäuse nur mit einer nicht linearen Bewegungsgleichung näherungsweise beschreiben lässt.

Description

Beschreibung
Schwlnqunqsdämpfer
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von pe¬ riodischen Bewegungen eines Körpers oder einer Masse, insbe¬ sondere von Schwingungen, mit einem an diesem Körper oder dieser Hasse befestigten Gehäuse, das einen relativ zum Ge- häuse beweglichen, unter Federkrafteinwirkung stehenden Dämpfungskörper enthält.
Es ist bekannt, dass Energie von einer Primärβchwingung auf ein angekoppeltes zweites schwingungsfähiges System und um- gekehrt übertragen wird. Dämpft man das zweite schwingungs¬ fähige System, so dämpft man indirekt auch die Primärschwing¬ ung.
Vorrichtungen, die nach diesem Prinzip arbeiten, sind seit langem und in vielerlei Ausführungen bekannt; insbesondere im Fahrzeugbau werden sie für die Dämpfung von Schwingungen sowohl der gefederten Massen, d.h. des Fahrzeugaufbaus, als auch der ungefederten Massen, d.h. der Räder und Achsen, ver¬ wendet.
Die bekannten Schwingungsdämpfer haben gemeinsam, dass ihre Bewegung in guter Näherung durch eine lineare Bewegungs¬ gleichung berechnet werden kann.
In der AS DE 1039851 ist ein Schwingungsdämpfer beschrieben, der aus einem geschlossenen Zylinder besteht, welcher am obe- ren und unteren Ende jeweils eine befestigte Feder aufweist. Ein im Zylinder befindliches Dämpfungsgewicht ist gleitend zwischen diesen beiden Federn bewegbar, womit die Bewegungs¬ richtung des Dämpfungsgewichts und seine Kraftaufnahme in nur dieser Achsrichtung festgelegt ist.
Das Problem bei den herkömmlichen Schwingungsdämpfern offen¬ bart sich vor allem bei Schockabsorbern, bei denen es von grösster Wichtigkeit ist, dass durch die einmalige Auslen- kung initiierte Ausschwingen in relativ zur Schwingungsperio¬ de kurzer Zeit abzudämpfen! Entweder benötigt der Schwin¬ gungsdämpfer einige Schwingungsperioden, bis die Schwingung zur Ruhe gekommen ist, oder die Dämpfung ist so gross, dass der aperiodische Kriechfall eintritt, wodurch es auch hier einer vergleichsweise langen Zeit bedarf, bis der Ruhezu¬ stand wieder erreicht ist; das Problem der im letzteren Fall gegebenen zu hohen Steifigkeit des Schockabsorbers ist hier¬ bei noch ausser Acht gelassen.
Aber auch kontinuierliche Schwingungen können mit den her¬ kömmlichen Schwingungsdämpfern nicht befriedigend gedämpft werdenι In der Summe erhält man ein System von gekoppelten, erzwungenen Schwingungen, die sich phasenverschoben überla¬ gern. Um einen guten dämpfenden Effekt bei kontinuierlichen Schwingungen zu erzielen, muss ein erheblicher Aufwand ge¬ trieben werden, wie z. B. mittels eines elektronisch gesteu¬ erten, dämpfenden Systems, wie in der OS DE 39 39 822 be¬ schrieben.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen in einfacher Bauweise herstellba¬ ren Schwingungsdämpfer zu schaffen, der in der Lage ist, pe¬ riodische Bewegungen eines Körpers, sei es ein durch eine einmalige Auslenkung aus der Ruhelage initiiertes Aus- schwingen, sei es eine kontinuierliche Schwingung, in kürze¬ rer Zeit und effektiver abzudämpfen, als mit den herkömmli¬ chen Vorrichtungen möglich.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäss eine Vorrich¬ tung vorgeschlagen, wie sie im Hauptanspruch beschrieben ist. Durch die eingesetzten und wenigstens einseitig unbefes¬ tigten Federelemente bleibt zwischen ihnen und den Stirnsei¬ ten des Dämpfungskörpers sowie den Innenwandungen der Gehäu- sestirnseiten ein Spielraum. Hieraus ergibt sich in jeder Schwingungsperiode eine zeitliche Phasenverschiebung, die auch durch nichtlineare Differentialgleichung nur annähernd zu bestimmen ist.
Der Vorteil dieser Erfindung gegenüber dem Stand der Technik besteht in der durch die nichtlineare Bewegungsgleichung ge¬ gebenen Möglichkeit, dass der Dämpfungskörper in jeder Perio¬ de der zu dämpfenden Schwingung eine Phasenverschiebung er¬ hält, was bei geeigneter Anpassung zur fast völligen Gegen- phaslgkeit in jeder folgenden Schwingungsperiode führen kann und den Schwingungsdämpfer zu einem aktiven Schwinger macht. Daraus folgt, bei einem passend gewählten Verhältnis der Mas¬ se des zu dämpfenden Körpers zur Dämpfungsmasse, eine gegen¬ über dem Stand der Technik schnellere Abdämpfung der Schwin- gung.
Beim Einsatz der erfindungsgemäsβen Vorrichtung als Schockab¬ sorber wird dabei nicht nur die durch den Kraftstoss initi¬ ierte Schwingung gedämpft, sondern auch schon die erste Aus- lenkung vermindert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Nichtlinearität der Bewegungsgleichung des Dämpfungskörpers dadurch sichergestellt, dass die Federelemente jeweils an einer Stirnseite des Dämpfungskörpers oder an einer Innenwan- d ng einer Gehäusestirnseite angelenkt sind. Das andere Ende der Federelemente bleibt jeweils unbefestigt, sodass in der Mittelstellung des Dämpfungskörpers ein Spielraum zwischen einerseits den Federelementen und andererseits den Stirnsei¬ ten des Dämpfungskörpers, bzw. den Innenwandungen der Gehäu¬ sestirnseiten bleibt. Abhängig von der Breite dieses Spiel¬ raums, und damit des ungefederten Weges des Dämpfungskör¬ pers, ergibt sich in jeder Schwingungsperiode eine Phasenver¬ schiebung.
Für eine leichte und schnelle Anpassung der erfindungsge äs- βen Vorrichtung an die zu dämpfenden Schwingungen ist es vor¬ teilhaft, den Spielraum an den freien Enden der Federelemen¬ te veränderlich einstellbar auszugestalten.
Zweckmässig ist dabei die Ausbildung der Federelemente als Schraubenfedern oder Blattfedern. Deren Führung ist unproble¬ matisch, und ihre Eigenstabilität erlaubt auch einen grossen Spielraum zwischen der Feder und dem Dämpfungskörper, bzw. der Gehäusestirnseite.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass als Federelemente regelbare elektrische oder magnetische Fel¬ der erzeugende energiesparende elektrische Schwingungserzeu- ger dienen. Das ermöglicht eine elektronisch gesteuerte An¬ passung des nichtlinearen Anteils der Bewegungsgleichung des Dämpfungskörpers, was eine leichte Manipulation der Phasen¬ verschiebung des schwingenden Dämpfungskörpers auch während jeder einzelnen Schwingungsperiode gewährleistet und eine schnellere und effektivere Reaktion hervorruft. Das Beson¬ dere daran ist, dass die hierfür nötige Energie unter Nut¬ zung der Bewegungsenergie des Schwingungserregers gewonnen wird. Vorteilhafterweise ist das Gehäuse der erfindungsge ässen Vorrichtung gas- und flüssigkeitsdicht ausgebildet, so dass das Medium ein- oder beidseitig des Dämpfungskörpers atmos¬ phärischen Druck, Unterdruck oder Überdruck aufweisen kann. Dadurch wird erreicht, dass ein den Gehäuseinnenraum ausfül¬ lendes Medium durch eine Bewegung des Dämpfungskörpers im in der Bewegungsrichtung liegenden Gehäuseabschnitt komprimiert wird, und im entgegen der Bewegungsrichtung liegenden Gehäu¬ seabschnitt expandieren kann.
Je nach Kompressibilität des Mediums und Eigenfrequenz der durch die Federelemente bedingten Schwingung ergibt sich da¬ raus eine zusätzliche, nutzbare rücktreibende Kraft. Ist die¬ ses Medium eine Flüssigkeit, vorzugsweise ein öl, so ergibt sich durch die sich bildende Druckdifferenz eine vorteilhaf¬ te dämpfende Wirkung auf die Schwingung des Dämpfungskör¬ pers.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das den Gehäuseinnenraum ausfüllende Me¬ dium zum Teil aus einer Flüssigkeit, vorzugsweise einem öl, zum anderen Teil aus einem Gas besteht. Durch die unter¬ schiedlichen Vorbei- oder Durchströmgeschwindigkeiten der beiden Teilmedien um oder durch den Dämpfungskörper erhält man bei grossen Auslenkungen des Dämpfungskörpers, bei denen das Gas auf einer Seite nahezu vollständig verdrängt wird, eine zusätzliche Nichtlinearität in der Bewegungsgleichung.
Im Allgemeinen wird angestrebt, die Reibungskräfte zwischen den sich gegeneinander bewegenden Teilen der Vorrichtung mi¬ nimal zu halten; in Sonderfällen kann es jedoch zweckmässig sein, die Oberflächen des Dämpfungskörpers und der Innenwan¬ dung des Gehäuses so auszubilden, dass die Reibung zwischen den Oberflächen eine zusätzliche, signifikante Dämpfung be- wirkt. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin¬ dung ist vorgesehen, dass der von aussen oder von den Feder¬ elementen unbeschleunigte Dämpfungskörper durch ein Zentrier¬ element in die Mittelstellung gebracht und dort gehalten wird.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht in der punkt- oder achsensymmetrischen Ausbildung der Vorrichtung, sodass die Federelemente vom Lagepunkt oder der Lagepunktachse, d. h. dem Mittelpunkt oder der Mittelachse des punkt- oder ach¬ sensymmetrischen Dämpfungskörpers, ausgehend strahlförmig an¬ geordnet sind.
Durch eine derartige geometrische Formung ist es möglich, mit einer einzigen erfindungsgemässen Vorrichtung die Bewe¬ gungen eines in mehreren Raumrichtungen schwingenden Körpers zu dämpfen.
Damit ein den Gehäuseinnenraum ausfüllendes Medium durch die Bewegungen des Dämpfungskörpers komprimiert wird, bzw. expan¬ dieren kann, uss sichergestellt sein, dass das Medium nur mit einem geringen bzw. zu vernachlässigenden Widerstand durch den Dämpfungskörper hindurch oder an ihm vorbei, je¬ doch nicht ohne nennenswerten Widerstand um ihn herumströmen kann. Deshalb wird der Raum des Mediums zweckmässigerweise durch druckdichte, die Bewegung des Dämpfungskörpers zulas¬ sende Schottwände in einzelne, segmentartige Abschnitte un¬ terteilt, die jeweils durch den oder um den Dämpfungskörper herum mit dem diametral gegenüberliegenden Abschnitt in Ver- bindung stehen.
Eine abgewandelte Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Verwendung der gesamten erfindungsge¬ mässen Vorrichtung als Dämpfungskörper einer um diese Vor- richtung herum angeordneten zweiten Vorrichtung. Damit ist es ebenfalls möglich, eine in mehreren Dimensionen wirkende, durch eine einheitliche Vorrichtung bewirkte Schwingungs¬ dämpfung zu erreichen.
Die folgenden Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung lassen wei¬ tere vorteilhafte Merkmale und Besonderheiten erkennen, die anhand der Abbildungen erläutert sind.
Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch einen quaderförmigen Schwingungs¬ dämpfer,
Fig. 2 einen Schnitt nach Fig. 1, wobei das Gehäuse teilwei¬ se befüllt ist,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausbildung eines qua¬ derförmigen Schwingungsdämpfers,
Fig. 4 einen Schnitt durch einen kreisscheibenförmigen Schwingungsdämpfer,
Fig. 5 einen Schnitt durch einen quaderförmigen Schwingungs- dämpfer, dessen Dämpfungskörper ein weiterer Schwin¬ gungsdämpfer ist.
Fig. 6 ein numerisch berechnetes Weg-Zeit-Diagramm,
Fig. 7 ein anderes numerisch berechnetes Weg-Zeit-Diagramm,
Fig. 8 ein weiteres numerisch berechnetes Weg-Zeit-Dia¬ gramm. In Fig. 1 befindet sich der Dämpfungskörper 1 in der Mitte des Gehäuses 2, wodurch der Spielraum 6 zwischen den an den Stirnseiten 4 angelenkten Federelementen 5 und den Innenwan¬ dungen der Gehäusestirnseiten 7 bei beiden Federelementen sichtbar ist. Das den Gehäuseinnenraum ausfüllende Medium 3 kann durch den Spalt 13 am Dämpfungskörper vorbeiströmen.
Der Gehäuseinnenraum ist in Fig. 2 zum grossen Teil mit einer Flüssigkeit 9, zum restlichen Teil mit einem Gas 8 ge- füllt.
Das AusfUhrungsbeispiel des erfindungsgemässen Schwingungs¬ dämpfers nach Fig. 3 enthält nur ein Federelement 5, das an der Stirnseite 4 des Dämpfungskörpers 1 angelenkt, und an der Stirnseite des Gehäuses 2 derart angebracht ist, dass für jede Bewegungsrichtung des Dämpfungskörpers 1 ein Spiel¬ raum 6 vorhanden ist.
Fig. 4 zeigt ein achsensymmetrisches Ausführungsbeispiel nach Anspruch 12. Dabei sind der Dämpfungskörper 1 und das Gehäuse 2 kreisscheiben- bzw. kreiszylinderförmig geformt; die kreisscheiben- oder kreiszylinderförmige Ausformung kann auch beidseitig oder beidendig kugel-oder ovalförmige, mit¬ telpunktzentriert ausgebildete gekrümmte Endflächen aufwei- sen. Dabei sind die Federelemente 5 sind vom Mittelpunkt 10 (bzw. Mittelachse) des Dämpfungskörpers 1 ausgehend strahlen¬ förmig angeordnet, wobei der Raum des Mediums 3 durch Schott¬ wände 11 in einzelne, segmentartige Abschnitte 12 unterteilt ist, die kreisscheiben- oder rechteck- bzw. trapezförmigen Formen haben können.
In Fig. 5 ist das Gehäuse 2 mit Dämpfungskörper 1 und Feder¬ elementen 5 als zweiter erfindungβge ässer Dämpfungskörper 14 in einem zweiten Gehäuse 15 derart untergebracht, dass die jeweiligen Richtungen ihrer dämpfenden Wirkungen senk¬ recht aufeinander stehen. Der zweite Dämpfungskörper 14 wirkt schwingungsdämpfend auf das zweite Gehäuse 15.
Fig. 6 zeigt ein numerisch berechnetes Weg-Zeit-Diagramm des Ausschwingverhaltens von zwei gekoppelten, gleichschweren schwingenden Massen, deren Bewegungen durch die Kurven 16 und 17 dargestellt sind. Dabei befindet sich Masse 17 zur Zeit t-0 in der Ruhelage, Masse 16 ist zur Zeit t-0 um 1 Skt ausgelenkt. Jegliche Dämpfungseffekte sind dabei vernachläs¬ sigt.
Fig. 7 zeigt ein analog zur Fig. 6 berechnetes Weg-Zeit-Dia¬ gramm, wobei als zusätzlicher Parameter die Masse 17 mit einer Dämpfung versehen ist.
Fig. 8 zeigt beispielhaft die vorteilhafte Wirkung der Erfin¬ dung. Wie in Fig. 6 und Fig. 7 ist ein Ausschwingverhalten von zwei gekoppelten, gleichschweren schwingenden Massen 16 und 17 dargestellt, und wie in den Fign.6 und 7 ist die Mas¬ se 17 zur Zeit t-0 in ihrer Ruhelage, die Masse 16 jedoch um 1 Skt ausgelenkt.
Das Schwingungsverhalten der Masse 16 ist durch eine lineare Bewegungsgleichung beschrieben, wobei Dämpfungseffekte ver¬ nachlässigt sind, das Schwingungsverhalten der Masse 17 dage¬ gen ist, im Unterschied zu den Fign. 6 und 7, erfindungsge- mäss mit einer nichtlinearen Bewegungsgleichung beschrieben. Die Schwingung der Masse 17 ist wie in Fig. 7 gedämpft.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Dämpfung von periodischen Bewegungen ei¬ nes Körpers oder einer Masse, insbesondere von Schwing¬ ungen, mit einem an diesem Körper oder dieser Masse befestig¬ ten Gehäuse, das einen relativ zum Gehäuse beweglichen, un- ter Federkrafteinwirkung stehenden Dämpfungskörper enthält,
gekennzeichnet durch
a) einen Querschnitt des Dämpfungskörpers (1), der dem In- nenraumquerschnitt des Gehäuses (2) vergleichbar ist, sodass ein den Gehäuseinnenraum ausfüllendes Medium (3) nur mit einem nicht zu vernachlässigenden Widerstand am Dämpfungskörper (1) vorbei- oder durch Öffnungen im Dämpfungskörper (1) hindurchströmen kann,
b) mindestens einem zwischen mindestens einer Stirnseite (4) des Dämpfungskörpers (1) und mindestens einer Innen¬ wandung einer Gehäusestirnseite (7) eingesetzten Feder¬ element (5), wobei sich das durch die Rückstellkraft des oder der Federelemente (5) ergebende Schwingungsverhal¬ ten des Dämpfungskörpers (1) relativ zum Gehäuse (2) nur mit einer nichtlinearen Bewegungsgleichung näherungswei¬ se beschreiben lässt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein an mindestens einer Stirnseite (4) des Dämpfungskörpers (1) angelenktes Federelement (5) in der Mittelstellung des Dämpfungskörperε (1) durch jeweils einen Spielraum (6) für jede Bewegungsrichtung des Dämpfungskör- pers von den Innenwandungen der Gehäusestirnseiten (7), oder mindestens ein an mindestens einer Innenwandung einer Gehäu- βestirnseite (7) angelenktes Federelement (5) in der Mittel¬ stellung des Dämpfungskörpers (1) durch jeweils einen Spiel¬ raum für jede Bewegungsrichtung des Dämpfungskörpers (1) von den Stirnseiten (4) des Dämpfungskörpers (1) beabstandet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spielraum (6) veränderlich einstellbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Federelemente regelbare elektrische oder magne¬ tische Felder erzeugende energiegespeiste elektrische Schwingungserzeuger dienen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (5) Schraubenfedern oder Blattfe¬ dern sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) gas- und flüssigkeitsdicht ausgebil¬ det ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium (3) eine Flüssigkeit oder ein Gas ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium (3) teilweise aus einem Gas (8), teilwei¬ se aus einer Flüssigkeit (9) besteht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit ein öl ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Dämpfungskörpers (1), sowie die Oberfläche der Innenwandung des Gehäuses (2) derart beschaf- fen sind, dass die Reibung zwischen Dämpfungskörper und In¬ nenwandung für die Dämpfung einer Schwingung des Dämpfungs¬ körpers (1) nicht vernachlässigbar klein ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zentrierendes Element für den Dämpfungskörper (1) angebracht ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) und der Dämpfungskörper (1) punkt- oder achsensymmetrisch ausgebildet, und die Federelemente (5) vom Fixpunkt, d. h. dem Hittelpunkt oder der Hittelachse (10) des Dämpfungskörpers (1). ausgehend strahlförmig ange¬ ordnet sind, wobei der Raum des Hediums (3) durch druckdich- te, die Bewegung des Dämpfungskörpers (1) zulassende Schott¬ wände (11) in einzelne, segmentartige Abschnitte (12) unter¬ teilt ist, die jeweils durch den Dämpfungskörper (1) und/ oder am Dämpfungskörper vorbei mit dem diametral gegenüber¬ liegenden Abschnitt in Verbindung stehen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mehr als einen Dämpfungskörper (1) beinhaltet.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mit dem unter Federkrafteinwirkung stehenden Dämpfungskörper (1) in einem zur Bewegungsrichtung des Dämpfungskörpers (1) im Winkel verlaufenden zweiten Ge¬ häuse (15) als unter einer getrennten Federkrafteinwirkung stehender zweiter Dämpfungskörper (14) ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hediu ein- oder beidseitig des Dämpfungskör¬ pers (1) atmosphärischen Druck, Unterdruck oder Überdruck aufweisen kann.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadruch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Dämpfungskörpers (1) sowie die Oberfläche der Innenwandung des Gehäuses (2) derart beschaf¬ fen sind, dass die Reibung zwischen Dämpf ngskörper und In- nenwandung für die Dämpfung einer Schwingung des Dämpfungs¬ körpers (1) vernachlässigbar klein ist.
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