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Reibungsdämpfer.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Reibungsdämpfer zum Dämpfen von
Schwingungsvorgängen bei angetriebenen, unter der Einwirkung von Unwuchten stehenden
Aggregaten, z H, eines im Gehäuse einer Waschmaschine aufgehängten Waschaggregates
mit Schleudergang, bestehend aus einer am freien Ende eine Anlenkstelle aufweisenden
Kolbenstange und aus einem die Kolbenstange mit dem Reibungskolben führenden Stahlrohrgehäuse
mit ebenfalls einer am kolbenstangenfreien Stirnende vorgesehenen Anlenkstelle.
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Derartige Reibungsdämpfer können lediglich Schwingungen dann wirkungsvoll
dämpfen, wenn diese in Richtung ihrer LiEngsmittelachae verlaufen. Demgemäß müssen
die Reibungsdämpfer bei dem jeweiligen zu dämpfenden Aggregat mit ihrer Längsachse
immer im Achsverlauf des Schwingungssystems an<r>eordnet werden, da die Reibunt'sdämpfer
keine weiteren Stabilisierungseigenschaften aufweisen. Beispielsweise treten beim
Durchfahren der kritischen Drehzahlen im Schleudergang des angetrieberlen Waschaggregates
einer Waschmnsetline Taumeikräfte auf, die durch Unwuchten Ln
der
Waschtrommel infolge Wäschezusammenballuhgen verursacht werden können. Diese Taumelkräfte
bedingen beim Erreichen der kritischen Drehzahlen erhebliche Vibrationen, welche
die Standfestigkeit der Waschmaschine ungünstig beeinflussen. Sie sind um eine gedacht.
lotrechte Achse durch das Schwingungssystem in oder gegen den Uhrzeigersinn in Form
von Verdrehbewegungen wirksam.
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Um diese Störkräfte auszuschalten, sind bisher in der Rotationsmitte
des Waschaggregates beiderseits von dessem lotrechter Längsmittelelebene Je ein
Reibungsdämpfer angeordnet worden. Beide Reibungsdänpfer nennen diese Störkräfte
auf, s daß das Tauneln des angetriebenen Waschaggregates vernieten wird. Bein Bau
der Waschmaschinen hat sich Jedoch herausgestellt, daß diese Reibungsdämpfer infolge
anderer Einbauten nicht immer in der Schwingungsmitte angebracht werden können.
Sie nüssen häufig seitlich versetzt werdön und dieses oft sogbr nach verschiedenen
Richtungen. Bei einer solchen Anordnung der Reibungsdämpferkönnen diese aber nit
ihrer zylindrischen Kolbenstange den un die gedachte lotrechte Achse Verdrehbewegungen
verursachenden Störkraften nicht mehr wirksam entgegentreten, da sich die Kolbenstange
relativ zum Stahlrohrehäuse der Reibungsdämpfer verdrehen kann. Die Anlenkstellen
bzw. die Lageraugen sind nicht nehr lagebestimmt.
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Durch die Erfindung soll daher die Aufgabe gelöst werden,
den
eingangs im ersten Absatz erläuterten Reibungsdämpfer so weiterzubilden, daß dieser
nicht nur in seiner Längsmittelebene auftretenden Schwingungen, sondern auch von
Taumeikräften verursachten Verdrehs chwingungen aufnehmen und gedämpft z B. auf
ein Gestell, Fundament od.dgl. weiterleiten kann.
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Erfndungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die axial verschiebbare,
den Reibungskolben aufweisende Kolbenstange undrehbar und die axial unverschiebbare
Führung für die Kolbenstange radial drehbar im Stahlrohrgehäuse des Reibungsdämpfers
gelagert sowie mit einer Dämpfungsvorrichtung für auftretende Verdrehschwingungen
versehen ist0 Im Einzelnen kann hierbei die Ausbildung in vorteilhafter Weise so
durchgeführt werden, daß die Bohrung in der Führung für die Kolbenstange in dem
einen Stirnende des Stahl rohrgehäuses eine polygonale Umrißform und die Kolbenstange
einen dieser Umrißform angepaßten Querschnitt aufweist.
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Vorzugsweise wird die Fithrung für die Kolbenstange von einer zwischen
zwei Schrägwandungen des Stahlrohrgehäuses drehbar gelagerten ein-bzw. mehrteiligen
Biichse gebildet, die zwischen den Schrägwandungen, gegebenenfalls mehrere Hingnuten
zur Aufnahme der Dämpfungsvorrichtung aufweiCt.
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liierbei wird die Dämpfungsvorrichtung in einer Ringnut der Führung
von einem etwa radial nach außen federndeii
Druckorgan, z.B. Schraubenfeder,
Spiralfeder, Schaunstoffring od.dgl. gebildet, welches außen von zylindrischen,
den Innenmantel des Stahlrohrgehäuses zwischen den beiden Schrägwqndungen angepaßten
Bremsschalen unnaptelt ist.
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Schließlich kann der Reibungskolben beispielsweise von halbzylinderförmigen,
mit der Kolbenstange nut-und federartig in Eingriff stehenden und paarweise sich
ergänzenden Kolbenkörpern gebildet werden, zwischen den einander zugeordneten Kolbenkörpern
schraubenförmige, die Kolbenkörper an den Innennantel des Stahlrohrgehäuses pressende
Druckfedern angeordnet sind.
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Durch diese Maßnahmen wird ein Reibungsdänpfer geschaffen, durch welchen
die Aufgabe in besonders günstiger Weise gelöst wird, da hierzu gegenüber der bisherigen
Ausführungsform eines Reibungsdänpfers lediglich ein praktisch nicht ins Gewicht
fallender Konstruktionsmehraufwand notwendig ist. Insbesondere können nunmehr die
übrigen einbauten einer Waschmaschine stets an der für sie günstigsten Stelle angeordnet
werden, so daß insgesamt die Herstellung der Waschmaschine wirtschaftlicher ausführbar
ist0 Die erfindungsgenäß ausgebildeten Reibungedämpfer können nämlich beliebig seitlich
der Rotationsachse für die die Verdrehschwingungen verursachenden Störkräfte angeordnet
werden, ohne daß dabei die Störkräfte bzw. die die Taunelbewegungen des Waschaggregates
verursachenden Querkräfte frei werden und die Standsfestigkeit der Waschmaschine
beeinträchtigen.
Sie werden vielmehr durch die geleistete Dämpfungsarbeit
in der die Kolbenstange aufnehmenden, drehbaren Führung des Stahlrohrgehäuses bis
zu einem beliebig klein festsetzbaren Wert geschwächt, so daß die allein noch verbleibenden
und zu übertragenden Restkräfte gering sind und daher die Standfestigkeit der Waschmaschine
praktisch nicht mehr beeinflußen können. Durch die Ausbildung eines Reibungsdämpfers
gemäß der Erfindung hat letzterer Stabilisierungseigenschaften erhalten, die eine
entsprechend vielseitige Anwendung des deibungsdämpfers gewährleisten ohne hierbei
das angetriebene Gesamtaggregat zu verteuern.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Reibungsdämpfers schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Längs
schnitt durch einen Reibungsdämpfer mit einer verdrehfest geführten Kolbenstange,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Reibungsdämpfer nach der Linie IT-II in Fig.1
Jeder iteibungsdämpfer wird von einem Stahlrohrgehäuse 1 gebildet, das an einem
Stirnende vollständig abgeschlossen und mit einer Anlenkstelle 2 bzw. mit einem
Lagerauge versehen ist. Im anderen Stirnende ist eine Führung 3 angeordnet, in wolcher
eine axial verschiebbare Kolbenstange 4
Undrehbar geführt ist. Hierzu
hat die Bohrung der Führung 3 ine polygonale Umrißform und die Kolbenstange 4 einen
dieser Umrißform angepaßten Querschnitt. An den aus den Stahlrohrgehäuse 1 herausragenden
Ende der Kolbenstange ist ebenfalls eine Anlenkstelle 5 vorgesehen, wogegen das
innere Ende einen gegebenenfalls mehrteiligen Reibungskolben 6 aufweist.
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Bein gewählten Ausführungsbeispiel besteht der Reibungskolben aus
vier einander gleich ausgebildeten Kolbenkörpern 7, die mit der Kolbenstange 4 nut-und
federartig im Eingriff sind Als Werkstoff für die Kolbenförper 7 kann beispielsweise
Gußeisen, Kunststoff od.dgl. verwendet werden. Wesentlich ist nur, daß der gewählte
Werkstoff einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist. Jeder Kolbenkörper 7 wird
von einer etwa halbzylinderförmigen Schale von einer bestisnten Länge gebildet,
deren halbkreisförnigen Stirnwände sy letrisch zu der längs laufenden Zylinderachse
halbkreisförnig ausgespart sind, wobei der Durchmesser Jeder Aussparung dem Durchmesser
des Bodens von entsprechenden, auf der Kolbenstange 4 eingedrehten Ringnuten entspricht.
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Die Ausbildung ist so durchgeführt, daß genäß Fig. 1 die vier auf
die Kolbenstange nut-und federartig aufgesteckten Kolbenkörper einen einheitlichen
Zylinder bilden, der in der Quernitte lediglich eine Eindrehung 9 aufweist und dessen
Aubenmantel an dlamettal einander gegenüberliegen<jen Stellen und zwar parallel
zu seinen Mlntellinien unterteilt ist.
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Damit ein derart gestalteter Reibungskolben Längskräfte bzw.
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in Längsrichtung des Reibungsdämpfers auftretende Schwingungen wirksam
dämpfen kann* werden je zwei sich au einem kurzen Zylinder ergänzende Kolbenkdrper
7 mittels vorwiegend zweier eingebauter Druckfedern 10 auseinander und damit gegen
den Innenmantel des Stahlrohrgehäuses 1 gedrückt.
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Als Druckfedern 10 sind vorzugsweise Schraubenfedern vorgesehen, die
unter Vorspannung in einander gegenüberliegenden topfförmigen Ausnehmungen 11 der
beiden jeweils zusammenwirkenden Kolbenkörper 7 eingebracht sind.
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Ein solcher Reibungsdämpfer hat Stabilisierungseigenschaften und kann
sowohl den in seiner Längsrichtung als auch den um eine in der Querrichtung dazu
verlaufende Rotationsachse wirksam werdende Taumelkräfte entgegenwirken, da sich
die Kolbenstange bei der bis jetzt erläuterten usfiihrungsform relativ zum StahlrohrgehEuse
nicht verdrehen kann, so daß in diesem Falle beide Anlenkstellen bzw.
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Lageraugen des Reibungsdämpfers lagebestimmt sind. Er setzt Jedoch
in dieser Ausführungsform diesen Taumelkrften einen mehr oder weniger harten Widerstand
entgegen, da Elastizität nur durch die Verformungsmöglichkeit der Gunnilager (Silentblocs)
in den Anlenkstellen bzw. Lagsrl augen gegeben ist. Dadurch wird jedoch nur eine
geringe Eigendänpfung ereicht. Die auftretenden Querkräfte werden lediglich um diese
geringe Verformarbeit geschwächt z*B.
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auf die ein liegendes Wasohaggr.gat aufweisende Waschmaschine übertragen
und versuchen letztere UF die lotrechte
Achse zu verdrehen. Sie
stören damit die Standfestigkeit der Waschmaschine um diese lotrechte Achse.
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Um diesen harten Widerstand des Reibungsdämpfers gegen die erläuterten
Taumelkräfte zu dämpfen, wird die axial unverschiebbare Führung 3 für die Kolbenstange
4 im Stahlrohrgehäuse 1 radial drehbar gelagert und mit einer Dämpfungsvor richtung
12 für die auftretenden Verdrehschwingungen versehen. Hierzu wird die Führung 3
von einer Büchse 13 gebildet. An ihren Stirnseiten wird sie zwischen zwei Schrägwandungen
14 des zwischen diesen Schrägwandungen einen größeren Durchmesser aufweisenden Stahlrohrgehäuses
1 axial unverschiebbar und zugleich radial drehbar gehaltert.
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Vorzugsweise wird die Büchse in Längsrichtung in zwei gleich große
Hälften geteilt. Die Büchse 13 hat zwischen den Schrägwandungen 14 vorzugsweise
mehrere Ringnuten 15, deren offene Seite gegenüber dem äußeren Mantel der Büchse
um die Dicke einer Bremsschale 16 ztirückgesetzt sind. Die Ringnuten 15 dienen zur
Aufnahme der Dämpfungsvorrichtung 12. Die Dämpfungsvorrichtung in einer bzw. in
Jeder Ringnut 15 wird von einem etwa radial nach außen federnden Druckorgan, z.B.
von Schraubenfedern 17, Spiralfedern0 Schaumstoff od.dgl. gebildet. Die Schraubenfedern
17 können in Jeder Ringnut 15 radial angeordnet werden. Sie werden mit jorspannung
eingesetzt und drücken die zylindrischen Bremsschalen 16 gegen den Innenmantel des
Stahlrohrgehäuses. Hierbei sind die zylindrischen Bremeschalen dem
Innenmantel
des Stahlrohrgehäuses 1 im Brreich zwischen den beiden Schrägwandungen 14 angepaßt
und mit einer Länge versehen, die etwas größer ist als der Gesamtbreite der Ringnuten
15 einschließlich der Dicke ihrer Zwischen~ wände entspricht.
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Anstelle von drei im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Ringnuten können
auch mehr Ringnuten in der Führung 3 angeordnet werden. Auch kann die Führungsbüchse
13 für die Kolbenstange 4 nur eine einzige Ringnut zur Aufnahme einer Spiralfeder,
eines Schaumstoffringes od.dgl. als Druckorgan aufweisen. Lediglich wegen der Deutlichkeit
sind nur in zwei Ringnuten Schraubenfedern 17 eingezeichnet worden.
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Diese können normalerweise in jeder Ringnut radial und dicht nebeneinander
angeordnet werden. In den Ringnuten können aber auch Radialwände vorgesehen sein,
so daß gegebenenfalls jede Schraubenfeder in einer besonderen Kammer untergebracht
ist. Auch kann der Reibungskolben 6 beliebig ausgebildet sein. So kann beispielsweise
der Reibungskolben von einem zwischen zwei Metallscheiben mitteils einer Schraubmutter
zusammendrückbaren Ring aus geschäumten Kunststoff gebildet werden. Die Bremsschalen
16 können aus einem Bremsmaterial, Kunststoff od.dgl. be-5 tetien.