DE2605476A1

DE2605476A1 - Aktive schwingungsdaempfung elastischer antriebselemente

Info

Publication number: DE2605476A1
Application number: DE19762605476
Authority: DE
Inventors: Johann Prof Dr I Kleinwaechter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-02-12
Filing date: 1976-02-12
Publication date: 1977-08-18

Description

Patentbeschreibung
Titel: "Aktive Schwingungsdämpfung elastischer Antriebselemente" Mechanische Bauelemente zur übertragung von Kräften und Bewegungen werden entweder nach ausreichender mechanischer Festigkeit oder nach zulässiger elastischer Deformation dimensioniert.
Bei schlanken Bauelementen, wie sie z.B. bei Hebezeugen verwendet werden, können auch bei ausraichenderBiegefestigkeit von Konstruktionsstäben deren Biegeschwingungen zu unerträglichenStörungen fuhren. Da derartige Biegeschwingungen wegen der guten Elastizität des Stabmaterials nur eine geringe Eigendämpfung aufweisen, stellen sich z.B. bei motorisch angetriebenen Mechanismen mit Positions- und Laufgeschwindigkeit oder Kraftrückführung bei grösserer Verstärkung des Regelkreises angefachte mechanische Schwingungen ein, die das Pegelsystemunbrauchbar machen.
Um schwingungsfähige elastische Bauelemente (1) aktiv zu bedämpfen, werden erfindungsgemäss Motore verwendet, die periodiscKräfte geeigneter Amplitude und Phase auf das schwingungsfähige Bauteil so ausüben, dass dem System Schwingungsenergie entzogen wird. Häufig lassen sich die Antriebsmotore (2) für die einzelnen Freiheitsgrade durch eine zusätzlich oszillierende Kraft gleichzeitig zum Antrieb und zur Schwingungsdämpfung benützen. Die oszillierende Kraft F darf dabei nicht mit der Durchfederung S in Phase sein, weil dies nur eine änderungder-Eigenfrequenz des Schwingungssystemes bewirken würde, da die mittlereOszillatorleistung L bei 90° Phasenverschiebung zwischen F und 5 ist.
Um dem System durch die oszillierende Kraft F Schwingungsenergie zu entziehen, muss F und 5 in Phase, d.h. F und S um 900 phasenverschoben sein.
Erfindungsgemäss sollen~mittels besonderer Sensoren Signale gewonnen werden, die mit 5 in Phase sind. Dies können z.B. sein: a) Geschwindigkeitssensoren (3), die im Schwingungsbauch des Konstruktionsstabes (1) montiert sind, und die direkt Signals proportional S liefern.
b) Beschleunigungssensoren -(4), die ebenfalls im Schwingungsbauch mon tiert sind und die 5 liefern.
c) Drehmomentensensoren (5), die das zu 6 proportionale Drehmoment im Schwingungsknoten messem.
Aus S muss in den Fällen b) und c) mittels Analogrechner ein zu 8 um 900 voreilendes und somit zu S in Phase schwingendes Signal gebildat werden. Da bei der Integration des messtechnisch zugänglichen S , nur bis auf eine unbestimmte Integrationskonstante definiert ist, kann das mit 5 gleichphasige Dämpfungssignal nur durch Differentiation von S erhalten werden. Somit ist das Regelverhalten dieser aktiven bedämpfen Schwingungssystemes durch eine Differentialgleichung 3.
nung beschrieben, dsrsn Lösungen nur für bestimmte Parameter gedämpft sind.

Claims

Patentansprüche zur Patentbeschreibung:tAktive Schwingungsdämpfung elastischer Antriebselemente" 1. Vorrichtung zu aktiver Schwingungsdämpfung slastischer Antriebselsmente, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mittels Motoren oszillierende Kräfte auf das elastische Bauteil ausgeübt werden, die die Schwingungsenergie den elastischen Bauteilen entziehen.
2. Vorrichtung zu aktiver Schwingungsdampfung elastischer Antriebsslements nach Anspruch 1), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Motoren gleichzeitig zum Antrieb und zur aktiven Schwingungsdämpfung benutzt werden.
3. Vorrichtung zu aktiver Schwingungsdampfuny elastischer Antriebselemente nach Anspruch 1) und 2), d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass die Signale für die schwingungsdämPfenden Kräfte von Geschwindigkeitssensoren, die vornehmlich im Schwingungsbauch der elastischen Bauteile angebracht sind, geliefert werden.
4. Vorrichtung zu aktiver Schwingungsdampfung elastischer Antriebselemente nach Anspruch 1) und 2), d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass die Signale für die schwingungsdämpfenden Kräfte von Beschleunigungssensoren, die vornehmlich im Schwingungsbauch der elastischen Bauteile angebracht sind, durch zeitliche Differentiation geliefert werden.
5. Vorrichtung zu aktiver Schwingungsdämpfung elastischer Antriebselemente nach Anspruch 1) und 2), d a d u r c h g e k e n n z e i c n e t, t, dass die Signale für die schNingungsdämpfendenKräfte von Drehmomentensensoren, die vornehmlich im Schwingungsknoten der elastischen Bauteile angebracht sind, durch zeitliche Differenzierung geliefert werden.