DE2304850A1

DE2304850A1 - DAMPING DEVICE

Info

Publication number: DE2304850A1
Application number: DE19732304850
Authority: DE
Inventors: Theodor Prof Dr Ing Gast
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-02-01
Filing date: 1973-02-01
Publication date: 1974-08-08
Also published as: FR2216481B3; JPS49105074A; FR2216481A1; IT1007166B

Description

Ve/Lm R. 1 3 1
16.1.1973Ve / ch row 1 3 1
January 16, 1973

AnIa ge zurAppendix to

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Gebrauclismusterliilfs-^AnnieldunSGebrauclismusterliilfs- ^Annieldun S

ROBERG? BOSCH GMBH, 7 StuttgartROBERG? BOSCH GMBH, 7 Stuttgart

Damping device

Ede Erfindung betrifft eine Dämpf ungseinrichtung, insbesondere zur pneumatischen oder hydraulischen Dämpfung von Bewegungen bzw. Schwingungen in mechanischen oder elektromechanischen Messeinrichtungen, mit einer mit dem zu dämpfenden System fest verbundenen Achse, die mit einer in einem Hohlkörper nahezu spaltfrei und leicht verschiebbar geführten Dämpfungsplatte gekuppelt ist.Ede invention relates to a damping device, in particular for pneumatic or hydraulic damping of movements or vibrations in mechanical or electromechanical Measuring devices, with an axis firmly connected to the system to be damped, which is connected to one in one Hollow body is coupled almost gap-free and easily slidably guided damping plate.

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Bobert Bosch GmbH
StuttgartBobert Bosch GmbH
Stuttgart

Bei vielen mechanischen oder- elektromechanischen Messeinrichtungen mit schwingungsfähigen Systemen werden pneumatische oder hydraulische Dämpfungsglieder angewandt, um den Einschwingvorgang zu optimieren. Handelt es sich um I'eder-Masse-Systeme mit kleinen Massen und Direktionskräften_t so werden hierfür üblicherweise Dämpfer verwendet, bei denen die KoI-ben oder Flügel mit einem gewissen, meist konstanten Wandabstand in einem Hohlraum bewegt werden. Oberhalb einei' gewissen Grosse dieser Kräfte v/erden dann allerdings die Abmessungen deip Dämpfungsglieder zu gross oder die Spaltweiten zn klein, am mit verminitigern Aufwand an Material unä. Esu.m oder an Präzision bei erwünschter Störungssicherheit wirksam dämpfen, zn können* In solchen Fällen werden dann unslttelbaj? berührende Flügel oder Kolben verwendet. Für manche iiawendungszwecke war« allerdings der Anteil der Couloabacheai Beiöiaag an der Eräftebilanz zu hoch.In many mechanical or electromechanical measuring devices with systems that can vibrate, pneumatic or hydraulic damping elements are used to optimize the transient process. In the case of spring-mass systems with small masses and directional forces _t , dampers are usually used for this, in which the piston or wings are moved in a cavity with a certain, mostly constant distance from the wall. Above a certain size of these forces, however, the dimensions of the damping elements are too large or the gap widths are too small, with a reduced amount of material and the like. Esu.m or in terms of precision with the desired security against interference, zn can touching wings or pistons used. For some purposes, however, the share of the Couloabacheai Beiöiaag in the balance sheet was too high.

Der BriinäMüg liegt die Aufgabe zugrunde, eine x'ichtixng für grössere Kräfte su entwickeln und gleiciizeitig bei unmittelbar berührenden Flügeln oder Kolben die Coulombsciie Seibung lierabzusetzen» Auch die im GleicJigewielrüs— zustand bestehende, durch Eelbungskräfte bedingte Unsicherheit soll weitgehend verhindert werden, The purpose of the BriinäMüg is to develop an x'ichtixng for larger forces and at the same time to remove the Coulombsciie sibling when the wings or pistons are in direct contact with each other .

Biese Aufgabe wird erfindungsgeaäss äadureJi gelöst,,dass zur Kupplung übt Äclise mit der BaBpfungsplatte zwei fest mit der Achse verlsiaideiie Stellkorpex¹ Torgesehen sind, durch die abwechselnd, in Abliängigfceit iron der BewegungsrichtBiig der^ Achse, die zwischen ihnen angeordnete Dämpfungsplatte verschiebbar ist und dass der Abstand der beiden Stellkörper voneinander grosser ist als die Dicke der Bampfangsplatte,Piping object is erfindungsgeaäss dissolved äadureJi ,, that the coupling exerts Äclise with the BaBpfungsplatte two fixed with the axis verlsiaideiie Stellkorpex ¹ Torge consider are, in Abliängigfceit iron of BewegungsrichtBiig the ^ axis which is arranged between them damping plate is alternately moved through and that the The distance between the two adjusting bodies is greater than the thickness of the Bampfangsplatte,

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson-The advantages achieved with the invention consist in particular

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dere darin, dass für grössere zu dämpfende Kräfte im Dämpfungsglied eine geringe Reibung bei minimalen Spaltweiten erreicht wird. Es darf vorausgesetzt werden, dass den vom Messvorgang hervorgerufenen Verschiebungen der Welle stets kleine Störschwingungen überlagert sind, deren Amplitude ausreicht, um den Kraftfluss zwischen den Stellkörpern und der Dämpfungsplatte vorübergehend zu unterbrechen. Dies wird sich insbesondere bei Annäherung an die Gleichgewichtslage des Systems auswirken können, da hier die Geschwindigkeit sehr klein ist und folglich die pneumatischen Kräfte auf die Platte verschwinden. Eine solche Unterbrechung lässt die radialen Reibungskräfte zwischen den Stellkörpern und der Platte auf O abnehmen. Diese wird nunmehr höchstens noch durch ihre Gewiclitskraft an die Wand des Dämpfungshohlkörpers gedrückt. Dadurch wird auch die axiale Reibungskraft zwischen Dämpfungsplatte und Hohlkörperwand ausserordentlich klein. Der Messwert stellt sicii somit nahezu unabhängig von Reibungskräften exakt ein.more in the fact that for larger forces to be damped in the attenuator low friction is achieved with minimal gap widths. It can be assumed that the measuring process caused displacements of the wave are always superimposed with small interfering oscillations, the amplitude of which is sufficient, to temporarily interrupt the flow of force between the actuators and the damping plate. This will be particular when approaching the equilibrium position of the system, since the speed is very low here and consequently the pneumatic forces on the plate disappear. Such an interruption leaves the radial frictional forces between the actuators and the plate O decrease. This is now at most due to its weight pressed against the wall of the damping hollow body. This also reduces the axial frictional force between the damping plate and hollow body wall extremely small. The reading makes sicii almost independent of frictional forces exactly one.

Z\irei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. -Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below. -

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für Bewegungen der Achse in axialer Richtung,1 shows a first exemplary embodiment for movements of the axis in the axial direction,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel für Drehbewegungen der Achse,2 shows a second exemplary embodiment for rotary movements of the axis,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie HI-III nach Fig. 2.FIG. 3 shows a section along the line HI-III according to FIG. 2.

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Die Achse ΊΟ des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels wird axial beweglich durch zwei Lager 11 geführt. Das eine Ende der Achse 10 ist mit dem zu dämpfenden System, bestehend aus einer Schwingmasse 12, die durch zwei Federn 13 mit einem in der Fig. 1 nicht dargestellten Gehäuse verbunden ist, verbunden. Das andere Ende der Achse 10 ist mit einer als Scheibe 14 ausgebildeten Dämpfungsplatte 15 gekuppelt. Die Dämpfungsscheibe 14- ist in einem Zylinder 16 axial frei beweglich. Die Spaltweite zwischen der Dämpfungsscheibe 14 und dem Zylinder 16 ist so eng gewählt, dass unterhalb einer vorgegebenen, im Betrieb nicht erreichten Temperaturgrenze gerade noch kein Festsitz eintritt. Zur Verminderung der Reibung besteht die Dämpfungsscheibe 14 aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten (z.B. Teflon) und die Innemrandung ofes Zylinders 16 ist poliert. Zur Kupplung der Achse 10 mit der Dampfungsscheibe 14 sind am Ende der Achse 10 zwei als Stellringe 17 ausgebildete Stellkörper 18 in einem bestimmten Abstand voneinander vorgesehen, der so bemessen ist, dass die dazwischen liegende Dampfungsscheibe 14 etwas Spiel hat. Die Achse 10 ragt durch eine Zentralbohrung 19 in der Dämpfungsscheibe 14 hindurch. Die Bohrung 19 hat einen grösseren Durchmesser als der der Achse 10 und ist so bemessen, dass durch Toleranzen in der Lagerung oder durch Schwingungen die Achse 10 niemals die Dampfungsscheibe 14 berühren kann. Durch Variation des Durchmessers einer kleinen Bohrung 20 im einseitig geschlossenen Zylinder 16 oder in der Scheibe ist der Dämpfungsfaktor des Systems■einstellbar.The axis ΊΟ of the first embodiment shown in FIG is guided axially movably by two bearings 11. One end of the axle 10 is to be damped System consisting of an oscillating mass 12, which is supported by two springs 13 with a not shown in FIG Housing is connected, connected. The other end of the axle 10 is configured as a disk 14 Damping plate 15 coupled. The damping washer 14- is axially freely movable in a cylinder 16. The gap width between the damping disk 14 and the cylinder 16 is chosen so closely that there is barely any below a specified temperature limit that is not reached during operation Tight fit occurs. To reduce friction, the damping disk 14 is made of a material with a low coefficient of friction (e.g. Teflon) and the inner rim of the cylinder 16 is polished. For coupling the axle 10 with the damping disk 14, two adjusting rings are provided at the end of the axle 10 17 formed adjusting body 18 provided at a certain distance from each other, which is dimensioned so that the between the damping disk 14 has some play. the Axis 10 protrudes through a central bore 19 in damping disk 14. The hole 19 has a larger one Diameter than that of the axis 10 and is dimensioned so that the axis 10 can never touch the damping disk 14 due to tolerances in the storage or due to vibrations. By varying the diameter of a small bore 20 in the cylinder 16, which is closed on one side, or in the disk the damping factor of the system is ■ adjustable.

Da die Achse 10 die Dampfungsscheibe 14 nicht berühren kann, können keine direkten radialen Kräfte übertragen werden. Diese würden bei starrer Verbindung der Achse 10 mit derSince the axis 10 cannot touch the damping disk 14, no direct radial forces can be transmitted. This would with a rigid connection of the axis 10 with the

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Dämpfungsscheibe 14 als Folge von Teiletoleranzen oder Schwingungen auftreten. Die Abdichtung der Bohrung 19 erfolgt während der Bewegung der Achse 10 dadurch, dass einer der beiden Stellringe 17 gegen den Rand der Bohrung 19 gedruckt wird. Die Dämpfungsscheibe 14 stellt zusammen mit den beiden Stellringen 17 eine Labyrinthdichtung dar, die einen hohen Strömungswiderstand bietet. Durch Überlagerung von kleinen Storschwingungen bei Verschiebungen der Welle durch beispielsweise einen Messvorgang wird der Kraftfluss zwischen den Stellringen 17 und der Dämpfungsscheibe 14 vorübergehend unterbrochen, insbesondere bei Annäherung an die Gleichgewichtslage des Systems, da hier die Geschwindigkeit sehr klein ist und folglich die pneumatischen Kräfte auf den Kolben verschwinden. Bei Stillstand der Bewegung ist das System in der Grössenordnung des Spiels zwischen der Achse 10 und der Dämpfungsscheibe 14 dämpfungslos.Damping disk 14 as a result of part tolerances or Vibrations occur. The bore 19 is sealed during the movement of the axis 10 in that one of the two adjusting rings 17 is pressed against the edge of the bore 19 will. The damping disk 14 is together with the two adjusting rings 17 represent a labyrinth seal which offers a high flow resistance. By overlaying of small disturbance vibrations when the shaft is displaced by means of a measuring process, for example, the flow of force between the adjusting rings 17 and the damping disk 14 temporarily interrupted, especially when approaching the equilibrium position of the system, since the speed is here is very small and consequently the pneumatic forces on the piston disappear. When the movement has stopped the system is of the order of magnitude of the play between the axis 10 and the damping disk 14 without damping.

Das in den beiden Figuren 2 und 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel stellt ein Dämpfungssystem für eine sich drehende Achse 10 dar. Im radialen Zentrum des als halbzylindrisches Gehäuse 21 ausgebildeten Hohlkörpers ist die Achse 10 drehbar gelagert. Im Innenraum des Halbzylinders 21 verläuft die Achse 10 durch ein Führungsrohr 22, welches mit dem Gehäuse 21 fest verbunden ist. Die Dämpfungsplatte 15 führt in dem konzentrisch zylindrischen Halbraum zwischen dem Führungsrohr 22 und dem Gehäuse eine Schwenkbewegung aus, wenn sich die Achse dreht. Für Material, Beschaffenheit und Toleranzen der Dämpfungsplatte 15 und des Halbzylinders 21 gilt das in der Beschreibung zu Fig. 1 Gesagte. Die Achse 10 ist durch zwei mit ihr starr verbundene, L-förmige, als Hebel 23 ausgebildete Stellkörper 18 mit der Dämpfungsplatte 15 gekuppelt. Die Hebel 23 sind zu beiden Seiten der Dämpfungsplatte 15 so angeordnet, dass diese mit einem ge-The second embodiment shown in the two Figures 2 and 3 represents a damping system for a rotating axis 10. In the radial center of the as a semi-cylindrical Housing 21 formed hollow body, the axis 10 is rotatably mounted. Inside the half cylinder 21, the axis 10 runs through a guide tube 22 which is firmly connected to the housing 21. The damping plate 15 leads in the concentric cylindrical half space between the guide tube 22 and the housing pivot when the axle rotates. For material, texture and tolerances of the damping plate 15 and the half cylinder 21, the statements made in the description of FIG. 1 apply. The axis 10 is by two rigidly connected to it, L-shaped, as Lever 23 formed adjusting body 18 with the damping plate 15 coupled. The levers 23 are on both sides of the Damping plate 15 arranged in such a way that it is

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wissen Spiel radial gehalten wird und greifen kräftemässig etwa im Stossmittelpunkt der Dämpfungsplatte 15 an. Zwei Bohrungen 20 dienen analog Fig. 1 der Einstellung des Dämpfungsgrades. Anstelle der beiden Bohrungen 20 kann auch eine einzige Bohrung in der Dämpfungsplatte 15 vorgesehen sein.know game is held radially and act in terms of force approximately in the center of impact of the damping plate 15. Two Bores 20 are used analogously to FIG. 1 to set the degree of damping. Instead of the two bores 20 can also be one single hole in the damping plate 15 can be provided.

Nennensiirerte. Reibungskräfte sviischen der Dämpfungsplatte und dem halbsylindrisehen Gehäuse 21 sowie dem Führungsrohr 22 können nur solange auftreten, als zwischen den Berührungsflächen der Dämpfungsplatte 15 und cLer Hebel 23 Kräfte wirken, d.h. ein pneumatisches Drehmoment auf die Dämpfungsplatte 15 ausgeübt wird. Geht dieses bei Annäherung an den Gleichgewichtszustand gegen 0, so verschwindet auch die Reibungskraft* Bei Verschiebungen der Welle auftretende kleine Störschwingungen wirken sich analog wie bei dem in Fig. beschriebenen Ausführungsbeispiel aus.Mentioned. Frictional forces sviischen the damping plate and the semi-cylindrical housing 21 and the guide tube 22 can only occur as long as forces 23 between the contact surfaces of the damping plate 15 and the lever act, i.e. a pneumatic torque is exerted on the damping plate 15. Does this go when approaching the When the state of equilibrium approaches 0, the frictional force also disappears Interfering vibrations have an analogous effect as in the case of the one in Fig. described embodiment.

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Claims

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Expectations

f LyDamping device, in particular for pneumatic or hydraulic damping of movements or vibration. in mechanical or electromechanical measuring devices, with an axis firmly connected to the system to be damped, which is coupled to a mounting plate which is guided in a hollow body with almost no gap and is easily displaceable, characterized in that for coupling the axis (10) to the damping plate (15 ) has two rigidly connected to the axis control body (18) \ ^r esigned are through which, in response to the movement direction of the axis (10) which is arranged between them damping plate (15) can be displaced alternately and in that the spacing of the two adjusting members (18 ) is greater than the thickness of the damping plate (15)

2. Damping device according to claim 1, characterized in that that when the axis (10) moves axially, it is mounted twice that the one designed as a disk (14) Damping plate (15) perpendicular to the axial direction is arranged that the axis (10). through a hole (19)

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in the damping disc (14) protrudes and that the The diameter of the hole (19) is larger than that of the axis (10) to allow radial contact between the axis (10) and the Avoid damping washer (14).

J. Damping device according to claim 2, characterized in that that the on both sides of the damping washer

(14) provided adjusting body (18) are designed as adjusting rings (17).

4. Damping device according to claim 1, characterized in that that when the axis (10) rotates, the damping plate (15) is arranged parallel to the axis direction is that the adjusting body (18) are designed as a lever (23) and that thereby the damping plate (15) at a point remote from the axis (10), in particular in the center of impact of the damping plate (15)? drivable is.

5 damping device according to one of the preceding claims, characterized in that the damping plate

(15) consists of a material with a low coefficient of friction, in particular Teflon.

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6. damping device according to one of the preceding claims, characterized in that the inner surface of the hollow body (16, 21), on which the damping plate (15) moves past, is polished.

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