DE10057295A1 - Oscillation damper comprises hollow body, support structure or casing, with hollow cavity filled with liquid and granular solids. - Google Patents
Oscillation damper comprises hollow body, support structure or casing, with hollow cavity filled with liquid and granular solids.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Körper beziehungsweise ein System, das Vibrationen oder Schwingungen dämpft.The invention relates to a body or a system that vibrates or dampens vibrations.
Vibrationen oder Schwingungen, die im Rahmen der Erfindung gedämpft werden sollen, können von verschiedenartigsten Quellen herrühren und sich meist sehr unangenehm bemerkbar machen. So können beispielsweise arbeitende Maschinen in Schwingung beziehungsweise Vibration geraten und diese Schwingungen und Vibrationen an ihre Umgebung abgeben, was vielfach unerwünscht ist. Andererseits können durch die Schwingungen der Maschine auch Arbeitsvorgänge, welche die Maschine zu leisten hat, gestört oder in ihrer Genauigkeit nachteilig beeinflusst werden.Vibrations or oscillations that are damped within the scope of the invention should come from a wide variety of sources and are usually very different make it uncomfortably noticeable. For example, working machines vibrate and this vibration and Emit vibrations to their surroundings, which is often undesirable. On the other hand, the vibrations of the machine can also Operations that the machine has to perform, disrupted or in its Accuracy can be adversely affected.
Eine weitere Möglichkeit ist, dass Schwingungen und Vibrationen von außen auf eine Vorrichtung oder einen Gegenstand einwirken und dort eine schädliche Wirkung entfalten. Hier ist es wünschenswert, die von außen kommenden Schwingungen und Vibrationen, die gegebenenfalls auch die Form von Schockwellen aufweisen können, abzuhalten beziehungsweise zu dämpfen.Another possibility is that vibrations and vibrations from the outside act on a device or an object and there a harmful Make an impact. Here it is desirable to come from outside Oscillations and vibrations, which may also take the form of Shock waves can have to hold back or dampen.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, Schwingungen und Vibrationen zu begrenzen und zu dämpfen. Eine der bekannten Möglichkeiten bei Maschinen ist es zum Beispiel die Masse der Maschinen beziehungsweise der einzelnen Maschinenteile zu vergrößern um somit das Schwingen zu verringern. Eine solche Lösung ist jedoch sehr teuer, arbeitsaufwendig und kann oft auch aus rein geometrischen Gegebenheiten, weil beispielsweise der zu Verfügung stehende Raum zu klein ist, nicht durchgeführt werden.There has been no lack of attempts to limit oscillations and vibrations and dampen. One of the known possibilities with machines is to For example the mass of the machines or the individual machine parts to enlarge to reduce the swing. Such a solution is however very expensive, labor intensive and can often also be purely geometrical Conditions because, for example, the available space is too small, not be carried out.
Bekannt sind auch magnetische Dämpfungssysteme, die im allgemeinen sehr aufwendig sind und darüber hinaus hohe Kosten verursachen.Also known are magnetic damping systems, which are generally very are complex and also cause high costs.
Weitere Möglichkeiten das Dämpfungsverhalten zu beeinflussen werden in den
folgenden Dokumenten offenbart:
So wird in der DE 32 06 735 A1 eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine
Schleifmaschine beschrieben, bei der wenigstens das Maschinenbett in
Schweißbauweise als Hohlkörper ausgebildet ist und bei der wenigstens Teile des
Hohlraums durch ein körniges und dauernd im Zustand einer losen Schüttung
bleibendes Schüttgut gefüllt sind.Further possibilities to influence the damping behavior are disclosed in the following documents:
DE 32 06 735 A1 describes a machine tool, in particular a grinding machine, in which at least the machine bed is constructed as a hollow body in a welded construction and in which at least parts of the cavity are filled with a granular bulk material that remains permanently in the state of a loose fill.
Als Schüttgut wird bevorzugt Quarzsand mit einer Korngröße von 0,5 bis 3 mm Durchmesser verwendet, jedoch läßt das Dämpfungsverhalten der Bauteile gemäß dieser Offenlegungsschrift zu wünschen übrig; auch treten Probleme beim Füllen der Hohlräume auf.Quartz sand with a grain size of 0.5 to 3 mm is preferred as bulk material Diameter used, however, the damping behavior of the components leaves this disclosure is unsatisfactory; there are also problems with filling of the cavities.
Diese Probleme treten auch mit Werkzeugmaschinen mit einem Maschinenbett auf, wie es in der WO 96/35548 beschrieben wird.These problems also occur with machine tools with a machine bed on as described in WO 96/35548.
Auch in der CH 638 880 A5 werden Werkzeugmaschinen beschrieben, bei denen Maschinenteile wie Rahmen, Gehäuse oder Grundplatten zwischen Wandungen befindliche Hohlräume aufweisen, die mit einem Gemenge aus Kies, Sand und einem als Bindemittel wirkenden Kunstharz sowie sonstigen Zuschlägen aufgefüllt sind. Die Füllung liegt als fester Block vor. Auch hier läßt das Dämpfungsverhalten zu wünschen übrig; ferner besteht die Gefahr, daß beim Aushärten des Harzes geometrische Veränderungen der Füllung auftreten.Machine tools are also described in CH 638 880 A5, in which Machine parts such as frames, housings or base plates between walls have cavities located with a mixture of gravel, sand and a synthetic resin that acts as a binder and other additives are filled. The filling is in the form of a solid block. This also leaves here Damping behavior left something to be desired; furthermore there is a risk that the Hardening of the resin will cause geometric changes in the filling.
Obwohl bereits zahlreiche Vorrichtungen beziehungsweise Systeme oder Körper bekannt sind, die zur Dämpfung von Vibrationen oder Schwingungen dienen, besteht noch ein Bedürfnis nach verbesserten Systemen beziehungsweise dämpfenden Körpern.Although numerous devices or systems or bodies already exist are known which serve to dampen vibrations or oscillations, there is still a need for improved systems respectively damping bodies.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein System oder einen Körper zur Verfügung zu stellen, mit dem sich Vibrationen oder Schwingungen dämpfen lassen und das universell einsetzbar ist. Aufgabe der Erfindung ist es ferner ein System beziehungsweise einen Körper zur Dämpfung von Vibrationen und Schwingungen zur Verfügung zu stellen, der einfach und preisgünstig hergestellt werden kann, der ohne weiteres mit Vibrationen oder Schwingungen erzeugenden Apparatenmaschinen integriert werden kann, Aufgabe der Erfindung ist es ferner entsprechende Systeme beziehungsweise Körper zur Verfügung zu stellen, die es erlauben, die Standzeiten und die Präzision von Maschinen zu verbessern und die vor allem im Hinblick auf Sicherheit optimal wirken.The object of the invention is therefore to provide a system or a body to provide, with which vibrations or oscillations can be damped and that is universally applicable. The object of the invention is also a system or a body to dampen vibrations and vibrations to make available that can be manufactured easily and inexpensively, the one that easily generates vibrations Apparatus machines can be integrated, it is also an object of the invention to provide appropriate systems or bodies that it allow to improve the service life and the precision of machines and the work optimally especially with regard to security.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Vibrationen oder Schwingungen dämpfenden Körper beziehungsweise dämpfendes System umfassend einen gefertigten Hohlkörper, dessen Hohlraum ganz oder teilweise mit einer Mischung aus einer Flüssigkeit und körnigen Feststoff gefüllt ist. Der Körper kann als Trägerkonstruktion ausgeführt sein, es ist auch möglich, dass der Körper als Ummantelungskonstruktion gefertigt ist. This problem is solved by a vibration or vibration damping Body or damping system comprising a manufactured one Hollow body, the cavity wholly or partly with a mixture of a Liquid and granular solid is filled. The body can be as Carrier construction to be carried out, it is also possible that the body as Sheathing construction is made.
Der Hohlkörper kann durch Schweißen, Nieten oder Gießen gefertigt werden, andere Herstellungsweisen sind möglich.The hollow body can be manufactured by welding, riveting or casting, other manufacturing methods are possible.
Als Material für den Hohlkörper ist ein metallischer Werkstoff, insbesondere Stahl oder rostfreier Stahl vorteilhaft.A metallic material, in particular, is used as the material for the hollow body Steel or stainless steel advantageous.
Die Trägerkonstruktion wird bevorzugt als Sockel, Podest, Fundament, Grundgestell, Grundplatte, Unterbau, Fußgestell, Aufstellvorrichtung, Konsole, Maschinenunterbau, Aggregateunterbau, Maschinenbett und dergleichen ausgeführt.The support structure is preferred as a base, pedestal, foundation, Base frame, base plate, substructure, base frame, stand-up device, console, Machine base, unit base, machine bed and the like executed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Körper als Umhüllung von Pumpen, Motoren, Triebwerken, Turbinen, Antriebselementen und dergleichen ausgeführt.In a further advantageous embodiment of the invention, the body is as Enclosure of pumps, motors, engines, turbines, drive elements and the like.
Die Mischung aus einer Flüssigkeit und einem körnigen Feststoff enthält als körnigen Feststoff bevorzugt Sand, insbesondere Quarzsand.The mixture of a liquid and a granular solid contains as granular solid prefers sand, especially quartz sand.
Der Quarzsand hat vorteilhaft eine Körnung von 0,01 bis 5 mm.The quartz sand advantageously has a grain size of 0.01 to 5 mm.
Als Flüssigkeit ist Öl besonders geeignet. Sehr vorteilhaft sind Flüssigkeiten, die biologisch abbaubar sind.Oil is particularly suitable as a liquid. Liquids that are very advantageous are biodegradable.
Das Gemisch aus Flüssigkeit und körnigem Feststoff kann vorteilhaft als Suspension, als Gelee vorliegen. Als Flüssigkeit kann ein Gemisch von Flüssigkeiten eingesetzt werden, desgleichen ist es möglich als körnigen Feststoff ein Feststoffgemisch einzusetzen.The mixture of liquid and granular solid can advantageously be used as Suspension, as a jelly. A mixture of Liquids are used, it is also possible as a granular solid use a solid mixture.
Vorzugsweise hat das Gemisch aus körnigem Feststoff und Flüssigkeit eine breiige Konsistenz. Es ist vorteilhaft, wenn das Gemisch aus körnigem Feststoff und Flüssigkeit weitere Additive, vorzugsweise ein Antikorrosionsmittel enthält. The mixture of granular solid and liquid preferably has one mushy consistency. It is advantageous if the mixture of granular solid and liquid contains further additives, preferably an anti-corrosion agent.
Das Dämpfungssystem beziehungsweise der dämpfende Körper kann so aufgebaut sein, dass die Baugruppen, Elemente, Maschinen und dergleichen, welche Vibrationen oder Schwingungen erzeugen, auf dem dämpfenden Körper angeordnet sind, es ist aber auch möglich eine seitliche Anbringung oder eine hängende Anbringung vorzusehen.The damping system or the damping body can be constructed in this way be the assemblies, elements, machines and the like, which Generate vibrations or oscillations on the damping body are arranged, but it is also possible for a side attachment or a to provide hanging attachment.
Welche der Möglichkeiten vorteilhaft ist, hängt ab von der speziellen Aufgabe und von dem Maschinen- beziehungsweise Baugruppentyp und dergleichen. So werden Werkzeugmaschinen, Motoren usw. vorzugsweise auf dem dämpfenden Körper angeordnet.Which of the options is advantageous depends on the specific task and of the machine or module type and the like. So machine tools, motors etc. are preferably on the damping Body arranged.
Pumpen können unter anderem seitlich angebracht werden.Pumps can be attached on the side, among other things.
Eine weitere Möglichkeit ist, den Körper als Ummantelungkonstruktion zu fertigen. Dabei kann die Ummantelung so ausgeführt sein, dass der Körper das Element, dessen Schwingungen und Vibrationen eher dämpfen soll, dicht oder berührend angeordnet ist. Dies ist z. B. bei Pumpen möglich. Es ist aber auch möglich das entsprechende Element in den Hohlkörper, wie in ein Gehäuse, einzubauen. Es versteht sich von selbst, dass die Ummantelungskonstruktion entsprechende Öffnungen aufweist um beispielsweise Energieleitungen durchzuführen und z. B. bei Pumpen Auslässe für die Leitungen, welche von und zur Pumpe führen, hindurch zu lassen. Bei Motoren, welche zum Antrieb dienen, sind selbstverständlich Öffnungen vorhanden, durch welche die Antriebsübertragungsmittel hindurchgeführt werden können, wie z. B. Bänder, Ketten, die zum Antrieb dienen.Another option is to use the body as a sheath construction finished. The casing can be designed so that the body Element whose oscillations and vibrations are supposed to dampen, dense or is arranged touching. This is e.g. B. possible with pumps. It is also possible the corresponding element in the hollow body, like in a housing, install. It goes without saying that the casing construction has corresponding openings around, for example, power lines perform and z. B. in pumps, outlets for the lines, which of and lead to the pump, let through. For motors that are used to drive there are of course openings through which the Drive transmission means can be passed, such as. B. tapes, Chains that serve to drive.
Es ist auch bei Ummantelungskonstruktionen möglich, das dieses Gemisch aus Flüssigkeit und körnigem Feststoff das zu dämpfende Objekt, z. B. Motoren oder Pumpen direkt umschließt. It is also possible with sheathing constructions that this mixture consists of Liquid and granular solid the object to be damped, e.g. B. engines or Pumps directly encloses.
Das Dämpfungssystem kann insbesondere aus gefügten Träger-, Rohrkonstruktionen oder sonstigen Konstruktionen bestehen, die geschweißt, genietet, geklebt, geklemmt, geschraubt usw. gegossen, gefalzt oder kombiniert sein können. Vorzugsweise bestehen die dämpfenden Körper aus metallischen Werkstoffen wie Stahl, insbesondere nicht rostenden Stählen. Sie können aber auch aus Holz, Kunststoff, Steinen und sonstigen Werkstoffen metallischer oder auch mineralischer Art gebaut sein. Der Körper kann aus einer oder mehreren Hohlkörpern beziehungsweise Kammern oder Hohlräumen bestehen, die gegebenenfalls untereinander in Verbindung stehen. Die Hohlkörper können ganz oder teilweise mit der Mischung aus Flüssigkeit und körnigem Feststoff gefüllt sein. Bei Konstruktionen mit mehreren Kammern ist es auch möglich, einzelne ausgewählte Kammern zu füllen. Zwischen den einzelnen Kammern können zur Stabilisierung der Konstruktion und zum Aufnehmen von Kräften Verstrebungen angebracht sein.The damping system can, in particular, consist of joined carrier, Pipe structures or other structures exist that are welded, riveted, glued, clamped, screwed etc. cast, folded or combined could be. The damping bodies are preferably made of metallic Materials such as steel, especially stainless steels. But you can also made of wood, plastic, stones and other materials made of metal or also be of mineral type. The body can consist of one or more Hollow bodies or chambers or cavities exist that may be related to each other. The hollow body can be completely or partially filled with the mixture of liquid and granular solid his. With constructions with several chambers it is also possible to use single ones to fill selected chambers. Between the individual chambers can Stabilization of the structure and struts to absorb forces to be appropriate.
Die Vibrationen oder Schwingungen dämpfenden Körper dienen aber nicht nur dazu die Schwingungen und Vibrationen zu dämpfen, welche von Vorrichtungen wie Maschinen, Pumpen, Motoren, Antriebselementen usw. erzeugt werden um diese Vorrichtungen sozusagen vor ihren eigenen Schwingungen zu schützen, das heißt zu dämpfen und deren Standfestigkeit und Standdauer zu verbessern und außerdem dazu beizutragen, dass die Schwingungen und Vibrationen nicht an die Umgebung weitergegeben werden, die Erfindung ist vielmehr auch dafür geeignet, Vorrichtungen, Einrichtungen und dergleichen vor Schwingungen und Vibrationen zu schützen, die von äußeren Quellen kommen, so dass auf diese Weise die Stabilität, die Laufruhe und auch die bauliche Sicherheit von entsprechenden Körpern gewährleistet wird.The vibrations or vibration damping bodies do not only serve to dampen the oscillations and vibrations caused by devices such as machines, pumps, motors, drive elements, etc. are generated to protect these devices from their own vibrations, so to speak means to dampen and to improve their stability and durability and also help to ensure that the oscillations and vibrations do not match the Be passed on environment, the invention is also suitable for Devices, devices and the like from vibrations and To protect vibrations that come from outside sources, so on this Show the stability, the smoothness and also the structural safety of corresponding bodies is guaranteed.
So ist es möglich unter anderem auch Fundamente von Gebäuden gemäß der Erfindung herzustellen, das heißt Hohlkörper zu erstellen, die als normales Fundament dienen und die im inneren mit dem Gemisch aus Flüssigkeit und körnigem Feststoff gefüllt sind. Auf diese Weise wird vermieden, dass Vibrationen oder Stoßwellen beispielsweise bei Erdstößen oder Erdbeben ungedämpft auf das auf dem Fundament befindliche Gebäude übertragen werden.So it is possible among other things also foundations of buildings according to the Making invention, that is, creating hollow body that as normal Serve foundation and the inside with the mixture of liquid and granular solid are filled. In this way it is avoided that Vibrations or shock waves, for example in the event of earthquakes or earthquakes transferred undamped to the building on the foundation.
Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 8 näher erläutert. So stellen Fig. 1
schematisch eine Rohrträgerkonstruktion dar, Fig. 2 eine Rohrträgerkonstruktion
mit Schnittdarstellungen, Fig. 3 eine Trägerkonstruktion in Flach- oder
Winkelbauweise, Fig. 5 eine Pumpe auf vibrationsdämpfender
Trägerkonstruktion, Fig. 6 Pumpe, hängend an vibrationsdämpfender
Trägerkonstruktion, Fig. 7 ein umschließendes, umhüllendes, umliegendes
Dämpfungssystem für innen liegende Aggregate wie Motoren,
Pumpenkonstruktionen, dynamische oder statische Baugruppen und
Komponenten, Fig. 8 unter I. ein umschließendes umhüllendes umliegendes
Dämpfungssystem für innen liegende Aggregate wie Motoren,
Pumpenkonstruktionen, dynamische und statische Baugruppen und Komponenten,
II. ein innen liegendes oder inneres einhüllendes ummantelndes
Dämpfungssystem für Aggregate wie Motoren, Pumpenkonstruktionen,
dynamische und statische Baugruppen und Komponenten, z. B. für Hohlräume
von Maschinen wie Drehmaschinen, Fräsmaschinen, Stanzmaschinen,
Schneidemaschinen, Biegemaschinen usw. Die einzelnen Bezeichnungen in den
Figuren haben folgende Bedeutung:
1 Dämpfungsgut z. B. in Form eines Breis oder einer Suspension
2 Rohr
3 Schweißnaht
4 Füllbohrung
5 Verschlussstopfen
6 Abschlussplatte
7 Trägerkonstruktion/Basiskonstruktion
8 Verstrebungen, Verstrebungsblech
9 Hohlraum
10 Durchbruch zum Füllen der Hohlräume
11 Verbindungsstelle (durch Schweißen, Kleben, Nieten usw.)
12 Beton
13 Pumpe
14 Doppel-T-Träger
15 Tauchpumpe mit umschließenden einhüllenden Dämpfungssystem
16 Tauchpumpe
17 Stütze, Trägersystem, Wand, Doppelwand, Ständer, Bett, Baugruppe,
Konstruktion
The invention is explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 8. Thus, FIGS. 1 schematically shows a pipe support structure, Fig. 2, a tubular support structure with cross-sectional views, Fig. 3 shows a support structure in a flat or angular design, Fig. 5 a pump vibration damping support structure, Fig. 6 pump suspended on vibration-damping support structure, Fig. 7 an enclosing, enveloping, surrounding damping system for internal units such as motors, pump constructions, dynamic or static assemblies and components, Fig. 8 under I. an enclosing enveloping surrounding damping system for internal units such as motors, pump constructions, dynamic and static assemblies and components , II. An internal or internal enveloping damping system for units such as motors, pump designs, dynamic and static assemblies and components, eg. As for cavities of machinery such as lathes, milling machines, punching machines, cutting machines, bending machines, etc. The individual designations in the figures indicate the following: z 1 Dämpfungsgut. B. in the form of a slurry or a suspension
2 pipe
3 weld seam
4 filling hole
5 sealing plugs
6 end plate
7 beam construction / basic construction
8 struts, strut plate
9 cavity
10 breakthrough to fill the cavities
11 connection point (by welding, gluing, riveting, etc.)
12 concrete
13 pump
14 double-T beams
15 Submersible pump with a surrounding, enveloping damping system
16 submersible pump
17 support, support system, wall, double wall, stand, bed, assembly, construction
Es war besonders überraschend, dass es mit Hilfe der Erfindung möglich ist die Probleme, welche bei Schwingungen und Vibrationen auftreten auf einfache Weise zu lösen und zwar mit Konstruktionen, die schnell, raumsparend und kostengünstig erstellt werden können und die ein erheblich verbessertes Dämpfungsverhalten gegenüber üblichen Dämpfungssystemen zeigen. Es sind auch tragende, hängende und umhüllende Konstruktionen miteinander kombinierbar.It was particularly surprising that it is possible with the aid of the invention Problems that arise with oscillations and vibrations on simple To solve with constructions that are fast, space-saving and can be created inexpensively and which is a significantly improved Show damping behavior compared to conventional damping systems. There are also load-bearing, hanging and enveloping constructions with each other combined.
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