DE3006778C2

DE3006778C2 -

Info

Publication number: DE3006778C2
Application number: DE3006778A
Authority: DE
Inventors: Dennis Ray Halwes; William Allen Tarrant Tex. Us Simmons
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Textron Inc
Priority date: 1979-02-26
Filing date: 1980-02-22
Publication date: 1989-08-17
Also published as: AR221527A1; US4236607A; CA1134870A; JPS55159348A; IL59459A0; GB2051301A; JPS6329136B2; IT1147038B; AU531620B2; ES488949A1; FR2449826A1; DE3006778A1; IT8047999A0; MX6706E; BR8001118A; GB2051301B; FR2449826B1; IL59459A; AU5585480A

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der FR-PS 20 60 392 ist ein Schwingungs- oder Stoßdämpfer für Eisenbahnwagen oder Flugzeug-Fahrgestelle bekannt, der im wesentlichen aus einem Innenzylinder und einem den Innenzylinder teilweise umgebenden Außenzylinder gebildet ist. Die beiden Zylinder werden durch eine Elastomerfeder miteinander verbunden. Der Boden des Außenzylinders ist geschlossen und bildet dadurch eine Kammer für die Aufnahme einer Dämpfungsflüssigkeit. Der Innenzylinder besitzt ebenfalls einen geschlossenen Boden zur Bildung einer weiteren Kammer, die über eine Drosselbohrung mit der ersten Kammer in Verbindung steht. Zwischen beiden Kammern kann eine Dämpfungsflüssigkeit hin und her strömen, wobei die Strömungsverbindung in einer Ausführungsform durch ein Rückschlagventil beschränkt wird. Durch die verhältnismäßig starke Drosselwirkung der Verbindung zwischen den beiden Kammern treten unerwünschte Dämpfungswirkungen durch Mündungseffekte auf.

Aus der US-PS 30 91 307 ist ein Schwingungsdämpfer bekannt, bei dem zwei miteinander fluchtende Tauchkolben in einen Zylinder ragen und gegeneinander verschiebbar sind. In dem Zylinder befindet sich ein weiterer Kolben, der unter Zwischenschaltung von je einer Druckfeder auf einen zugehörigen Tauchkolben wirkt. Stoßkräfte werden daher von einem Tauchkolben über die Druckfeder auf den schwimmenden Kolben und von diesem über die weitere Druckfeder auf den anderen Tauchkolben übertragen. Da der schwimmende Kolben eine größere Masse als die Tauchkolben hat, bewirkt er zusätzlich zu den Druckfedern eine sogenannte passive Schwingungsdämpfung. Derartige Schwingungsdämpfer haben jedoch den Nachteil, daß die richtige Dämpfungsamplitude, Frequenz und Phase nur schwer einstellbar sind. Allgemein gibt es drei Grundformen von passiven Schwingungsdämpfern. Diese sind: Federdämpfer, Reibungsdämpfer und Massendämpfer. Die Federdämpfer verringern die Schwingungskräfte dadurch, daß ein Federglied zwischen dem schwingenden Körper und dem schützenden Körper vorgesehen ist. Nur bei Schwingungsfrequenzen, die gegenüber der Grundfrequenz des Systems relativ hoch sind, arbeiten die Federdämpfer zufriedenstellend. Dies ist darauf zurückzuführen, daß eine Feder Kraft auf den zu schützenden oder isolierten Körper überträgt, die dem Produkt aus der Federkonstanten multipliziert mit der Relativbewegung der beiden Körper entspricht. Da bei hohen Frequenzen die Relativbewegung klein ist, ist die übertragene Kraft ebenfalls klein. Aufgrund der Federeigenschaften kann der schwingende Körper stärker schwingen, so daß seine eigene Masse die zusätzlichen Kräfte dämpft. Reibungsdämpfer dämpfen Schwingungskräfte durch Reibungs- oder Viskoskräfte, die der Relativgeschwindigkeit zwischen schwingendem Körper und isoliertem Körper proportional sind. Bei niederen Frequenzen sind diese Dämpfungskräfte deswegen klein, weil die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Körpern klein ist. Bei größerer Beschleunigung des schwingenden Körpers wird zusätzlich Kraft absorbiert, die Dämpfungseinrichtung besitzt jeodch keine statische Festigkeit. Massendämpfer reduzieren hingegen die auf den isolierten Körper übertragenen Schwingungskräfte durch Einführung einer zusätzlichen Masse in das System. Dadurch wird die Beschleunigung des isolierten Körpers verringert. Zusätzlich zu diesen drei Grundformen gibt es zahlreiche Mischformen von Schwingungsdämpfern. Hierzu gehören beispielsweise Feder-Reibungsdämpfer wie bei Fahrzeugaufhängungen, Massen-Reibungsdämpfer wie ein flüssigkeitsgekoppeltes Schwungrad, Feder-Massendämpfer wie Absorber, Zentrifugalpendel oder Bifilardämpfer.

Es ist bereits ein passiver Feder-Massendämpfer bekannt, mit dem eine Trägheitsmomentenverstärkung und eine Kräfteauslöschung erfolgt. Dabei wird von den Prinzipien einer harmonischen Schwingung Gebrauch gemacht, nach der die Beschleunigung eines Körpers von dessen Verschiebung aus der Ruhelage abhängt. Die von einer an einem isolierten Körper angebrachten Feder erzeugten Schwingungskräfte lassen sich daher teilweise oder vollständig durch Kräfte ausschalten, die von der Beschleunigung einer dritten Körpermasse erhalten werden, falls dessen Bewegung proportional der Auslenkung von schwingendem Körper und isoliertem Körper ist. Diese erzwungene Bewegung läßt sich durch Kombinationen von Trägern, Hebeln und Lagern erreichen, die die Bewegung der dritten Masse, der sogenannten Abstimmasse, im Sinne von hohen Beschleunigungen verstärken, und zwar in einem Maße, daß die von seinem Trägheitsmoment abgeleiteten Kräfte groß genug sind, um die Federkräfte auszugleichen. Eine Schwingungsdämpfung durch Schwingungsknotenbildung legt beispielsweise die Befestigungsstellen des isolierten Körpers auf einen flexiblen Träger, - die Feder, und zwar derart, daß die von den Abstimmassen an den Enden des Trägers erzeugten Schwingungsknoten oder Nullpunkte damit zusammenfallen. Die bekannten Schwingungsknotenträger wie DAVI und IRIS sind jedoch äußerst kompliziert und platzaufwendig.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Schwingungsdämpfer zu schaffen, der über einen großen Bereich von Schwingungen funktionsfähig ist. Insbesondere soll der zu schaffende Schwingungsdämpfer klein und relativ einfach aufgebaut sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs mit den im Kennzeichen angegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist demnach ein passiver Schwingungsdämpfer des Typs Feder-Masse, wobei außerdem Gebrauch von hydraulischen und dynamischen Eigenschaften gemacht wird. Eine Trägheitsverstärkung der Abstimmasse wird unter Anwendung von Hydraulikgesetzen anstelle von Hebeln und/oder Trägern erreicht, da bei einer Hydraulik ein Kolben von großer Bohrung und geringem Hub einen Kolben kleiner Bohrung über einen großen Hub bewegen kann. Als Fluid wird ein hochdichtes, unzusammendrückbares Fluid mit geringer Viskosität und hoher Oberflächenspannung verwendet, das sowohl als Hydraulikfluid als auch als Abstimmasse eingesetzt ist. Durch die Verwendung eines derartigen Fluides werden Reibungsdämpfung und Mündungseffekte oder eine Kombination der beiden ausgeschaltet. Das Abstimmfluid liefert Trägheitskräfte, die hydraulisch verstärkt werden und die den Schwingungskräften entgegenwirken und diese neutralisieren. Bevorzugte Verwendung findet die Schwingungsdämpfungseinrichtung zum Neutralisieren von Schwingungskräften, die eine weitgehend konstante Frequenz besitzen. Der Schwingungsdämpfer läßt sich für zahlreiche Anwendungsfälle verwenden und besitzt eine geringere Größe, ein geringeres Gewicht sowie verbesserte Dämpfungs- und Arbeitseigenschaften als bislang bekannte Dämpfungseinrichtungen.

Gemäß der Erfindung besitzt der zwischen einen schwingenden Körper und einen zu isolierenden Körper einzuschaltende Schwingungsdämpfer ein Außengehäuse und ein Innengehäuse, wobei das Außengehäuse an einen der beiden Körper und das Innengehäuse an den jeweils anderen anzuschließen ist. Zwischen dem schwingenden Körper und dem isolierten Körper ist eine Feder vorgesehen. Diese Feder liegt entweder in dem Schwingungsdämpfer oder außerhalb davon. Das Innengehäuse wirkt als Kolben und besitzt eine Mittelbohrung, die in Richtung der zu entkoppelnden Schwingung verläuft. Im Außengehäuse liegen im Abstand zueinander angeordnete und durch die Mittelbohrung des Innengehäuses verbundene Kammern. Als Abstimmasse füllt ein hochdichtes, inkompressibles Fluid die Kammern und die Mittelbohrung. Aufgrund der Relativbewegung von Innengehäuse und Außengehäuse wird das Fluid hydraulisch durch die Mittelbohrung gefördert und erzeugt verstärkte Trägheitskräfte, die auf das Innen- und Außengehäuse wirken und den Schwingungskräften der den schwingenden Körper mit dem isolierten Körper verbindenden Feder entgegenwirken.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführung eines Schwingungsdämpfers;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Schwingungsdämpfer gemäß Fig. 1, und zwar entlang der Linie 2-2;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 2 entlang der Linie 3-3;

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch eine andere Ausführung der Erfindung;

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführung des Schwingungsdämpfers;

Fig. 6 einen Vertikalschnitt durch eine dritte Ausführung des Schwingungsdämpfers;

Fig. 7 einen Vertikalschnitt durch eine vierte Ausführung des Schwingungsdämpfers;

Fig. 8 einen Horizontalschnitt durch einen Schwingungsdämpfer in einer fünften Ausführung;

Fig. 9 eine Hubschrauber-Getriebeaufhängung mit einem Schwingungsdämpfer gemäß Erfindung;

Fig. 10 eine zweite Hubschrauber-Getriebeaufhängung unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers;

Fig. 11 eine automatische Waffe mit einem Schwingungsdämpfer;

Fig. 12 einen in einer Motor- und Pumpeneinheit eingesetzten Schwingungsdämpfer; und

Fig. 13 eine Dämpfungscharakteristik des Schwingungsdämpfers.

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen Schwingungsdämpfer 10 in einer ersten Ausführung der Erfindung. Der Schwingungsdämpfer 10 ist an einen in Richtung der Pfeile 12 gemäß Fig. 2 schwingenden Körper anschließbar, wobei an seinem anderen Ender der schwingungsmäßig zu isolierende Körper anzubringen ist. Der Schwingungsdämpfer 10 weist einen Zylinder oder ein Außengehäuse 14 und einen Kolben oder ein Innengehäuse 16 auf. Das Außengehäuse 14 ist segmentiert aufgebaut und hat im wesentlichen Zylinderform. Es besitzt ein Mittelteil 18, das mit Deckeln 20 und 22 verschraubt ist. O-Ringdichtungen 24 und 26 liegen zwischen den Deckeln 20 und 22 und dem Mittelteil 18 des Außengehäuses 14 und verhindern Fluidaustritt aus dem Inneren des Gehäuses. Das Außengehäuse 14 ist demnach innen hohl. Ein lösbarer Stopfen 28 verschließt den oberen Deckel 20, so daß das Außengehäuse 14 befüllbar ist.

Das Innengehäuse 16 ist im Außengehäuse 14 federnd aufgehängt. Es besitzt eine Abstimmbuchse oder einen Abstimmzylinder 30, der im Außengehäuse 14 axial verschiebbar ist. Der Abstimmzylinder 30 ist an eine zwischen der Außenfläche des Innengehäuses 16 und der Innenfläche des Mittelteils 18 des Außengehäuses 14 verankerten Elastomerfeder 32 angebracht. Der Abstimmzylinder 30 ist kürzer als das Außengehäuse 14, so daß er darin axial verschiebbar ist. Die Elastomerfeder 32 wirkt als Rückstellfeder sowie als Dichtung. Mehrere Fortsätze 34 sind unmittelbar an dem Innengehäuse 16 angebracht und ragen durch in der Elastomerfeder 32 und dem Mittelteil 18 vorgesehene Längsschlitze nach außen. Die Fortsätze 34 dienen als Befestigungselemente für den Anschluß des Innengehäuses 16 an einen schwingenden Körper oder an einen zu isolierenden Körper. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Fortsätze 34 an Beinen 36 befestigt, die in einer Platte 38 verankert sind. Die Beine 36 und die Platte 38 bilden somit eine Basis für die Befestigung eines der beiden zuvor erwähnten Körper am Innengehäuse 16 des Schwingungsdämpfers 10. In Fig. 2 sind die Platte 38 und das Innengehäuse 16 als an eine Basisplatte oder an ein Bodenbauwerk angeschlossen dargestellt, es ist dem Fachmann jedoch klar, daß sowohl das Innengehäuse 16, als auch das Außengehäuse 14 an jedem anderen schwingenden Körper befestigbar sind, so daß dann die Wirkung des Schwingungsdämpfers 10 umgekehrt ist.

Gemäß Fig. 2 und 3 sind zwei im Abstand zueinander liegende Kammern 40 und 42 im Inneren des Schwingungsdämpfers 10 zwischen den Endene der Gehäuse 14 und 16 vorgesehen. Die Kammern 40 und 42 haben praktisch gleiche Querschnittsflächen, jedoch veränderliche Volumen, und zwar aufgrund der Verschiebung des Innengehäuses 16. Eine durch den Abstimmzylinder 30 verlaufende Mittelbohrung 44 verbindet die Kammern 40 und 42. Die Querschnittsfläche der Mittelbohrung 44 ist kleiner als die der Kammern 40 und 42. Die Enden der Mittelbohrung 44 sind abgeschrägt, um eine leichtere Fluidströmung zwischen den Kammern 40 und 42 zu erreichen und damit Strömungsreibung zu verringern.

Die Kammern 40 und 42 des Schwingungsdämpfers 10 sind mit einer flüssigen Abstimmasse gefüllt. Als Abstimmflüssigkeit ist eine dichte und praktisch inkompressible Flüssigkeit von hoher Oberflächenspannung und geringer Viskosität geeignet. Als besonders geeignet hat sich hierzu flüssiges Quecksilber erwiesen. Wird flüssiges Quecksilber als Abstimmflüssigkeit verwendet, dann sollten die starren Teile des Schwingungsdämpfers 10 aus rostfreiem Stahl oder schutzbeschichtetem Stahl bestehen, um Korrosionen durch Quecksilber zu unterbinden. Als Abstimmflüssigkeit ist auch ein Schlamm verwendbar, beispielsweise ein Schlamm aus Metallpulver und Hydraulikfluid.

Die Verwendung einer Flüssigkeit als Abstimmasse stellt einen einzigartigen Schritt dar. Zum leichteren Verständnis lassen sich das Außengehäuse 14 als Zylinder und das Innengehäuse 16 als Kolben betrachten. Werden Schwingungskräfte auf den Schwingungsdämpfer 10 übertragen, dann erfolgt eine Relativbewegung von Kolben 16 und Zylinder 14. Dies verändert das jeweilige Volumen der Kammern 40 und 42 im Sinne einer abwechselnden Verkleinerung und Vergrößerung beim Hin- und Herpumpen der Abstimmflüssigkeit. Das Pumpen erfolgt durch den Kolben. Die durch die Mittelbohrung 44 strömende Flüssigkeit unterliegt praktisch keinen Öffnungs- oder Mündungseffekten im Abstimmzylinder, weil sie nur eine geringe Viskosität besitzt. Ferner tritt praktisch keine Strömungsreibung während des Durchströmens der Mittelbohrung 44 auf. Das Trägheitsmoment der Abstimmasse wird durch das Verhältnis von Kolbenquerschnitt zu Mittelbohrungsquerschnitt verstärkt. Bei manchen Frequenzen werden diese Trägheitskräfte gleich groß und entgegengesetzt gerichtet zu der auf den Kolben wirkenden Kraft der Elastomerfeder 32, so daß eine Neutralisierung erfolgt. Gemäß Erfindung werden somit die Abstimmasse beschleunigt und die Feder mit der gleichen Frequenz verschoben, um Kräfte gleicher Amplitude, jedoch entgegengesetzter Phasenlage wie die Schwingungskräfte zu schaffen. Dadurch werden Schwingungen weitestgehend reduziert.

Die nachfolgende Beschreibung liefert ein besseres Verständnis der Erfindung. Ein schwingender Körper M₁ ist an einem Deckel 20 befestigt und trägt einen isolierten Körper M₃, der mittels einer Feder K an der Platte 38 befestigt ist. In der Mittel- oder Abstimmbohrung 44 ist eine Abstimmasse M₂ eingeschlossen. Die um schwingenden Körper M₁ erzeugte Schwingungs- oder Anregungskraft läßt sich als F sin ω t ausdrücken, die in Richtung der Linie 12 wirkt. Letztere ist die X-Koordinate. In den nachfolgenden Gleichungen bezeichnen die Indices jeweils Körper oder Massen der gleichen Art. Die Striche stellen die mathematische Ableitung der Auslenkung X nach der Zeit dar, d. h. X′ ist die Geschwindigkeit und X″ die Beschleunigung.

F _H ist die auf einen bestimmten Körper ausgeübte Hydraulikkraft;
b gibt die Querschnittsfläche der Kammern 40 und 42 an;
a ist die Querschnittsfläche der Abstimmbohrung 44.

Die Gleichgewichtsbedingungen für die Massen M₁, M₂ und M₃ sind:

M₁X′′₁=-F _{H 1}-K(X₁-X₃)+F sin ω t

M₂X′′₂=F _{H 2}

M₃X′′₃=F _{H 3}+K(X₁-X₃)

Darin ist K die Federkonstante der zwischen dem schwingenden Körper M₁ und dem isolierten Körper M₃ liegenden Feder 32.

Aus der Strömungslehre folgt zwangsläufig

X₁=(bX₃+aX₂)/(b-a)

Die Dynamikgleichungen für harmonische Schwingungen des angenommenen Systems lauten folgendermaßen:

Auslenkung X _i=X _i sin ω t

Beschleunigung X _i′′=-l²X _i

mit ω =2π f,

worin f die Frequenz der Schwingung und X _i die Amplitude der Schwingung sind.

Die Dynamikgleichungen für die Auslenkung der Massen M₁, M₂ und M₃ lassen sich folgendermaßen angeben:

X₂=-F[-M₃ω ²(b-a) -ka]/D

X₃=F[M₂ω ²(b/a)(b-a)-ka)/D

X₁=(bX₃+aX₂)/(b-a)

mit der folgenden Determinante D:

Zur Isolation ist keine Auslenkung des Körpers M₃ gewünscht und im Nenner der Dynamikgleichung für X₃ läßt sich 0 einsetzen. Die für die Neutralisierung der Kräfte bei der Trennfrequenz erforderliche Größe von M₂ läßt sich dann bestimmen. M₂ läßt sich folgendermaßen ausdrücken:

Ist die Masse M₂ bestimmt, dann ermittelt man die Länge der erforderlichen Abstimmbohrung 44, mit der der Dämpfer auf die gewünschte Frequenz f einstellbar ist:

worin σ die Dichte der Abstimmflüssigkeit ist.

Da M₁ und M₃ für die natürliche oder Grundfrequenz sehr groß werden, läßt sich die Grundfrequenz dadurch bestimmen, daß man D =0 setzt und nach f _n auflöst:

f _n ist dabei die Grundfrequenz des Systems.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung des Schwingungsdämpfers 10. Dieser weist einen zweiten Kolben 46 als zusätzliche Abstimmasse auf. Der Kolben 46 ist in der Mittelbohrung 44 des Abstimmzylinders 33 verschiebbar. Vorzugsweise besteht der Kolben 46 aus einem Schwermetall, beispielsweise Wolfram. Der übrige Teil der Mittelbohrung 44 ist ebenso wie die Kammern 40 und 42 mit Hydraulikfluid befüllt. Der Schwingungsdämpfer verwendet als Abstimmasse somit eine Kombination aus einem Festkörper und einer Flüssigkeit.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführung eines Schwingungsdämpfers 50 mit einem Außengehäuse 52, das ein Oberteil 54 und ein Unterteil 56 besitzt. Das Außengehäuse 52 ist an dem vom schwingenden Körper zu trennenden Körper befestigt. Eine Elastomerfeder 58 ist zwischen einem Innengehäuse 60 und dem Außengehäuse 52 verankert. Zumindest ein Fortsatz 62 ist am Innengehäuse 60 angebracht und erstreckt sich durch einen in der Elastomerfeder 58 und dem Außengehäuse 52 vorgesehenen Längsschlitz. Der Fortsatz 62 wird vorzugsweise mit dem schwingenden Körper verbunden. Der Schwingungsdämpfer 50 weist im Abstand zueinander liegende Kammern 64 und 66 auf, die durch eine Mittelbohrung 68 strömungsmäßig miteinander verbunden sind. Die Mittelbohrung 68 ist in einem Abstimmzylinder 60 vorgesehen. Eine ähnlich wie in Verbindung mit dem Schwingungsdämpfer 10 beschriebene schriebene Abstimmasse füllt die Kammern 64 und 66 sowie die Mittelbohrung 68 aus. Der Schwingungsdämpfer 50 arbeitet im übrigen gleich wie der Schwingungsdämpfer 10.

Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführung des Schwingungsdämpfers 70. Dieser besitzt ein Außengehäuse 72, in dem ein Innengehäuse 74 mittels einer Elastomerfeder 76 federnd aufgehängt ist. Zu mindest zwei Fortsätze 78 ragen vom Innengehäuse 74 in ent gegengesetzte Richtungen durch in der Elastomerfeder 76 und dem Außengehäuse 72 vorgesehene Längsschlitze nach außen. Das Außengehäuse 72 wird vorzugsweise an den zu isolierenden Körper angeschlossen, während die Fortsätze 78 über einen Gabelkopf 80 an den schwingenden Körper anzuschließen sind. Der Schwingungsdämpfer 70 weist zwei im Abstand zueinander liegende Kammern 82 und 84 auf, die durch eine das Innengehäuse 74 durchsetzende Bohrung 86 verbunden sind. Zwei konische Vor sprünge 88 und 90 sind an den Deckelinnenwänden des Außenge häuses 72 vorgesehen, um die Fluidströmung in die und aus den Kammern 82 und 84 leitend zu unterstützen. Die Kammern 82 und 84 sowie die Mittelbohrung 86 sind wiederum mit der zuvor be schriebenen Abstimmflüssigkeit befüllt. Im übrigen arbeitet der Schwingungsdämpfer 70 wie die zuvor beschriebenen Ausfüh rungen.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführung eines Schwingungsdämpfers 100 mit einem Außengehäuse 102, in dem ein Innengehäuse 104 mit Hilfe einer Elastomerfeder 106 aufgehängt ist. Das Innengehäuse 104 ist mit angeformten Fortsätzen 108 versehen, die sich aus dem Außengehäuse 102 nach außen erstrecken. Die Fortsätze 108 werden entweder an den schwingenden Körper oder an den isolier ten Körper angeschlossen. Das Außengehäuse 102 weist einen weiteren Fortsatz 110 auf, der an dem jeweils anderen Körper zu befestigen ist. Im Gehäuse sind Kammern 112 und 114 durch eine Mittelbohrung 116 verbunden, die sich im Innengehäuse 104 in axialer Richtung erstreckt. Konische Vorsprünge 118 und 120 erstrecken sich von den Deckeln des Außengehäuses 102 nach innen und erleichtern die Fluidströmung zwischen den Kammern 112 und 114. Die Kammern 112 und 114 sowie die Mittelbohrung 116 sind mit einer Abstimmflüssigkeit gefüllt, beispielsweise einer Flüssigkeit, wie sie in Verbindung mit dem Schwingungs dämpfer 10 beschrieben ist. Auch im übrigen funktioniert der Schwingungsdämpfer 100 wie der zuvor beschriebene Schwingungs dämpfer.

Fig. 8 zeigt einen Horizontalschnitt durch eine weitere Aus führung eines Schwingungsdämfpers 140, der gemäß Fig. 10 montierbar ist. Der Schwingungsdämpfer 140 besitzt wiederum ein Außengehäuse 142, in dem ein Innengehäuse mittels einer Elastomerfeder 146 federnd aufgehängt ist. Der Schwingungs dämpfer 140 hat keinen kreisförmigen Querschnitt und besitzt zwei Abstimmbohrungen 148. Die beiden Abstimmbohrungen 148 er leichtern die Befestigung eines Haltefortsatzes 150 in der Mitte des Innengehäuses 144.

Bei Schwingungsdämpfern mit mehr als einer Mittelbohrung wird die Summe der Querschnittsflächen aller Mittelbohrungen 148 gleich groß gewählt wie die Querschnittsfläche eines entsprechen den, eine einzige Mittelbohrung aufweisenden Schwingungsdämpfers. Die zur Abstimmung verwendete Flüssigkeitsmenge ist daher gleich groß wie bei einem der zuvor erwähnten Schwingungsdämpfer und arbeitet auch auf gleiche Weise.

Die Fig. 9 bis 12 zeigen vier Einsatzmöglichkeiten für einen Schwingungsdämpfer. In Fig. 9 wird ein Hubschraubergetriebe 122 von vier Schwingungsdämpfern 124 getragen, von denen nur drei erkennbar sind. Das Getriebe 122 treibt einen senkrecht stehen den Mast 126 eines Hubschrauberrotors, wobei die Kraftübertra gung von einer Antriebswelle 128 über das Getriebe verläuft. Bei zweiflügeligen Hubschraubern treten verhältnismäßig starke Vertikalschwingungen zweimal je Rotorblattumdrehung auf. Da Hubschrauber normalerweise mit verhältnismäßig konstanter Rotor drehzahl fliegen, läßt sich die Frequenz dieser dominanten harmonischen Schwingung genau vorhersagen und mit Hilfe eines Schwingungsdämpfers 124 unterdrücken. Gemäß Fig. 10 ist ein Hubschraubergetriebe 160 an zwei Schwingungsdämpfer 162 der Ausführung gemäß Fig. 8 aufgehängt. Die Schwingungsdämpfer 162 sind über Gestänge 166 an der Hubschrauberzelle 164 befestigt. Wie bei der Ausführung gemäß Fig. 9 isolieren die Schwingungs dämpfer 162 die Hubschrauberzelle gegenüber den von der Rotor blattumdrehung erzeugten Vertikalkräfte. Fig. 11 zeigt zwei Schwingungsdämpfer 130, die zur Rückstoßunterdrückung in einer automatischen Waffe 132 eingesetzt sind. Automatische Waffen arbeiten üblicherweise mit festgelegter Schußfolge, so daß sich die zu unterdrückende Schwingung verhältnismäßig genau ermitteln läßt. Fig. 12 zeigt eine Motor- und Kompressor einheit 170, die in vier Schwingungsdämpfern 172 aufgehängt ist. Man erkennt nur drei der Schwingungsdämpfer 172. Diese sind beispielsweise mit dem Gehäuseboden eines zur Aufstel lung der Einheit dienenden Gehäuses verbunden. Da der Motor und der Kompressor üblicherweise mit konstanter Frequenz laufen, lassen sich die zu unterdrückenden Schwingungen zuvor festlegen und mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schwingungs dämpfer zuverlässig neutralisieren. Man erkennt also, daß sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers praktisch alle unveränderlichen Schwingungsfrequenzen einfach und zu verlässig neutralisieren lassen.

Fig. 13 zeigt die Dämpfungscharakteristik des Schwingungs dämpfers mit flüssiger Abstimmasse. Ist ein schwingender Körper an den Schwingungsdämpfer angeschlossen und ändert sich die Frequenz seiner störenden Schwingungskräfte, dann stellt die Kurve 136 die Charakteristik für den islierten Körper M₃ dar. Die Kurve 138 gehört zu einem entsprechenden starren Körper. Gute Isolation wird bei der gewählten Isolationsfrequenz dann erreicht, wenn ein scharfes Anti-Resonanztal auftritt. Bei der Isolationsfrequenz ist daher nur eine geringe Schwingungs kraftübertragung zwischen den Körpern M₁ und M₃ zulässig.

Man erkennt aus dem Vorstehenden, daß mit Hilfe der Abstimm flüssigkeit Trägheitskräfte verstärkt und Schwingungskräfte neutralisiert werden. Die Abstimmasse wird dabei nur eine kurze Wegstrecke zwischen inneren, veränderlichen Kammern verschoben, was zu einem kompakteren und besser wirkenden Schwinungsdämpfer führt. Der Schwingungsdämpfer besitzt darüber hinaus eine sehr geringe Reibungsdämpfung, wodurch die Trägheitskräfte die Federkräfte praktisch vollständig neutralisieren können, wobei nur äußerst geringe Geschwindig keitskräfte erzeugt werden. Ferner besitzt der Schwingungs dämpfer eigene interne Anschläge.

Claims

1. Schwingungsdämpfer mit

- einem Außengehäuse;
- einem in dem Außengehäuse axial hin und her bewegbaren Innengehäuse, das einen Kolben bildet und mit dem Außengehäuse über eine Elastomerfeder verbunden ist;
- zwei in axialem Abstand zueinander liegenden, von axial gerichteten Seiten des Innengehäuses begrenzten Kammern;
- einer die Kammern verbindenden, das Innengehäuse durchsetzen den Mittelbohrung; und mit
- einer Abstimmasse, die eine Flüssigkeit aufweist und die die Mittelbohrung und die Kammern ausfüllt;

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Kammern (40, 42; 64, 66; 82, 84; 112, 114) an die einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Innengehäuses (16; 30; 60; 74; 104) angeordnet und durch die Elastomerfeder (32; 58; 76; 106; 146) gegeneinander abgedichtet sind,
- daß sich die Mittelbohrung (44; 68; 86; 116) über die axiale Länge des Innengehäuses (16; 30; 60; 74; 104) erstreckt, wobei den eingeleiteten Schwingungskräften im wesentlichen durch die Trägheitskräfte der Abstim masse beim Durchströmen entgegengewirkt wird, während Reibungsdämpfung und Dämpfungswirkung durch Mündungsef fekte weitgehend ausgeschaltet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmflüssigkeit flüssiges Quecksilber ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Mittelbohrung (44) ein starrer Kolben (46) verschiebbar eingesetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (40, 42; 64, 66; 82, 84; 112, 114) einen vorgegebenen und gegenüber der Mittelbohrung (44; 68; 86; 116) größeren Querschnitt besitzen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmflüssigkeit ein Schlamm aus Metallpulver und Hydraulikfluid ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Innengehäuse (16; 30; 60; 74; 104) ein sich durch einen Längsschlitz im Außengehäuse (14; 52; 72; 102; 142) der Elastomerfeder (32; 58; 76; 106; 146) erstrecken der Befestigungsfortsatz (34; 62; 78; 108) angreift.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß die Kammern (40, 42) durch mehr als eine Mittelbohrung (148) miteinander in Strömungsverbindung stehen.