DD272339A1

DD272339A1 - DEVICE FOR DAMPING THE OWN VIBRATIONS OF CYLINDRICAL SCREW SPRINGS

Info

Publication number: DD272339A1
Application number: DD31596888A
Authority: DD
Inventors: Ellen Jahn; Guenther Kunze; Thomas Zimmermann
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1988-05-16
Publication date: 1989-10-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Daempfung von Eigenschwingungen zylindrischer Schraubenfedern und ist insbesondere fuer Schraubenfedern anwendbar die in Schwingungsisolierungen eingesetzt sind um empfindliche Geraete vor schaedigenden Schwingungen zu schuetzen. Die Einrichtung, die im Innenraum der zu bedaempfenden Schraubenfedern bzw. Federpaketen angeordnet wird, ist eine Walzenbuerste, deren Borsten zwischen die Windungen der Schraubenfedern ragen und diese beruehren. An diesen Beruehrungstellen wird die in der Schraubenfeder gespeicherte Federenergie in Reibung umgewandelt und die Eigenschwingungen somit gedaempft. Fig. 1The invention relates to a device for damping natural oscillations of cylindrical coil springs and is particularly applicable to coil springs which are used in vibration isolations to protect sensitive equipment against schaedigenden vibrations. The device which is arranged in the interior of the coil springs or spring packs to be fed is a roller brush whose bristles project between the turns of the coil springs and contact them. At these contact points, the spring energy stored in the coil spring is converted into friction and thus the natural oscillations are damped. Fig. 1

Description

Title of the invention

Binriohtung zur DHmpfun? von Eigenschwingungen eylindrieoher SohraubenfedernBination for DHmpfun? of natural oscillations of eylindrieoher Sohraubenfedern

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft e*ne Einrichtung zur Dämpfung von Eigenschwingungen zylindrischer Schraubenfedern, die in Sohwingungeisolierungen an Meßgeräten, Mikroekopon und anderen felnmeohanisohen Qeräten eingesetzt werden.The invention relates to a device for damping natural oscillations of cylindrical helical springs which are used in vibration absorbing insulations on measuring instruments, micro-clones and other instrumental devices.

Characteristic of the bekannton state of Teohnik

Es ist bekannt, daß mit einer Anordnung von mindestens 3 Einzelfedern oder Federpaketen zwischen einem Gestell und einem vor schädigenden Schwingungen zu schützenden Gerät, unter Verwendung entsprechender Stoßdämpfer, Schwingungsisolierungen mit Systemeigenfrequenzen (in x-, y- und z-Richtung) kleiner 2Hz realisierbar sind. Bei diesen Schwinr.un» :?l»olierungen kommt es dazu, daß höherfrequentc Schwingungen die den Eigenfrequenzen der Federn entsprechen trotzdem noch Übertragen werden. Damit sioh diese Eigenschwingungen der Federn nicht auf die zu sohUtzenden Geräte auswirken, mUssen nie unterdrllokt bzw. gedämpft werden.It is known that with an arrangement of at least 3 individual springs or spring packs between a frame and a device to be protected from harmful vibrations, using appropriate shock absorbers, vibration isolations with system eigenfrequencies (in the x, y and z directions) less than 2Hz can be realized , In the case of these oscillatory oscillations, higher-frequency oscillations which correspond to the natural frequencies of the springs are still transmitted. So that these natural vibrations of the springs do not affect the equipment to be supported, they must never be suppressed or dampened.

In den SU-Schriften 1 231 300 und I 318 756 werden Stoßdämpfungsvorrichtungen beschrieben, die gleichzeitig die Eigenschwingungen der Schraubenfedern dämpfen. Hierbei werden geschlitzte Buchsen Über die bzw. in die Feder geschoben und mittels Federelementen, Federringen, Gummimanschetten oder dergleichen an die Windungen der Schraubenfedern gedruckt. Die Umwandlung der in der Schraubenfeder gespeicherten Federenergie erfolgt durch die Reibung der Federwindungen an der Buchse. Dio wesentlichsten Nachteile dieoer Lösungen liegenIn SU documents 1 231 300 and I 318 756 shock damping devices are described which simultaneously dampen the natural oscillations of the coil springs. In this case, slotted bushes are pushed over or into the spring and printed by means of spring elements, spring washers, rubber sleeves or the like to the turns of the coil springs. The conversion of the spring energy stored in the coil spring is effected by the friction of the spring coils on the socket. Dio most significant disadvantages dieoer solutions are

in dor Erhöhung der Federkonetante, eo daß ee zu einer Erhöhung der Systemeigenfrequenzen, vor allem in axialer Riohtung kommt und darin, daß bei Federpaketen Jede Feder eine derartige Dämpfungseinriohtung benötigt.in the increase of the spring constant, that ee leads to an increase of the natural frequencies of the system, above all in the axial direction, and that in spring packages every spring needs such a damping device.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist en, eine Einrichtung zur wirksamen Dämpfung der Eigenschwingungen von in Sohwingungoisoliorungen eingesetzten Sohraubenfedern zu sohaffen, die sich duroh eine breite Anwendbarkeit und einen einfachen, leioht realisierbaren . Aufbau auszeichnet und oine effektivere Dämpfung gewährleistet, ohne daß Ermüdungserscheinungen auftreten.The object of the invention is to provide a device for effectively damping the natural vibrations of soybean springs used in soot vibration isolations, which have a wide applicability and a simple, leioht feasible. Structure distinguishes and oine ensures more effective damping, without causing fatigue.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Dämpfung der Eigenschwingungen von Schraubenfedorn zu entwickeln, durch die die 3,>. cemeigonfrequen?. nicht erhöht wird und die fUr Zug- und Druckfedern sowie für Federpakete gleichermaßen anwendbar ist.The invention has for its object to develop a device for damping the natural vibrations of Schraubenfedorn, through which the 3,>. cemeigonfrequen ?. is not increased and which is equally applicable to compression and compression springs and spring packs.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit der Einrichtung zur Dämpfung von Eigenschwingungen zylindrischer Schraubenfedern, die in Schwingungsisolierungen eingesetzt sind, dadurch gelöst, daß die Dämpfungseinrichtung im Innenraum von Schraubenfedern bzw. im Zentrum eines radialsymmetrischen Federpaketes mit mindestens 3 Schraubenfedern angeordnet ist und daß die Dämpfungseinrichtung eine Walzenbürste ist, deren Borsten zwisohen die Windungen der Schraubenfeder ragen und diese berühren. Die Walzenbürste, daien Außendurchmesser mindestens so groß ist wie der der Schraubenfeder, ist so dimensioniert, daß sie weder im gedehnten noch im zusammengepreßten Zustand die mit den Schraubenfedern v^bundenen Bauteile berührt. Die Borsten der Walzenbürste haben einen Durchmesser, der im Verhältnis zum Durchmesser des Federdrahtes klein ist. Sie sind radial angeordnet und haben eine solche Steifigkeit, daß sich die Walzen-According to the invention with the device for damping natural vibrations of cylindrical coil springs, which are used in vibration isolation, achieved in that the damping device is arranged in the interior of coil springs or in the center of a radially symmetrical spring assembly with at least 3 coil springs and that the damping device is a roller brush whose bristles project between the windings of the coil spring and touch them. The roller brush, since the outer diameter is at least as large as that of the coil spring, is dimensioned so that it does not touch the components connected to the coil springs, neither in the stretched nor in the compressed state. The bristles of the roller brush have a diameter that is small in relation to the diameter of the spring wire. They are arranged radially and have such rigidity that the roller

bUrete eelbet in der Schraubenfeder hält. Mit der Erfindung wird eine Einrichtung zur wirksamen Dämpfung der Bigeneohwingungen von in Sohwingungeieolierungen eingesetzten eylindrißohen Sohraubenfedern eur Verfugung gestellt, die eloh durch eine breite Anwendbarkeit und einen einfaohen, leioht realisierbaren Aufbau auseeiohnet und eine effektivere Dämpfung gewährleistet, ohne daß Ermüdungserscheinungen auftreten .Keep the lever in the coil spring. With the invention, a device for effective damping of the Bigeneohwingungen of used in Sohwingungeieolierungen eylindissohen Sohraubenfedern eur made available, the eloh auseeiohnet by a broad applicability and a einfaohen, leioht feasible structure and ensures more effective damping, without fatigue phenomena occur.

AusfUhrungsbelspiel

Die Erfindung soll anhand einen AusfUhrun^sbeispie.ls näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zoigenThe invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the corresponding drawings zoigen

Fig. 1 Schraubeniugfeder with Dämpfungeeinrichtung

Fig. 2 Sohraubenzugfeder mit Dämpfungoeinriohtung '°>ohnitt A-A) undFig. 2 Sohraubenzugfeder with Dämpfungoeinriohtung '°> without A-A) and

Fig. 3 to 5 different spring packs with Dämpfungseinriohtung.

Pie Einrichtung zur Dämpfung von Eigenschwingungen zylindrischer Schraubenfeiern, die sioh im Innenraum der Schraubenfedern bzw. im Zentrum eines radialsymmetilüchrui Federpaketes mit mindestens 3 Schraubenfedern bofirulen, ist eine Walzenbürste 2, deren Borsten 2.2 zwischen die Windungen 3 der Sohraubenzugfeder 1 ragen und diese berühren. Die Walzenbürste 2 ist so dimensioniert, daß sie in keinem Zustand (zusammengepreßte oder gedehnte Feder) die mit den Schraubenzugfedern 1 verbundenen Bauteile (gestellfestes Bauteil '♦, Gerätetisch 5) berührt und die Außendurchinenser von Walzenbürste 2 und Schraubenzugfeder 1 mindestens gleich sind. Die Borstem 2.2, deren Durchmesser im Verhältnis zum Durchmesser des Fcdermaterialn klein ist, sind gleichlang, radial angeordnet und haben eine solche Steifigkeit, daß sich die Walzenbürste 2 selbst in der Schrauben, zugfeder 1 hält und zentriert.Pie means for damping vibrations inherent in cylindrical Schraubenfeiern that bofirulen sioh in the interior of the coil springs or in the center of a radiallysymmetilüchrui spring package with at least 3 coil springs, a roller brush 2, the bristles 2.2 between the turns 3 of Sohraubenzugfeder 1 protrude and touch them. The roller brush 2 is dimensioned so that it in no condition (compressed or stretched spring) connected to the Schraubenzugfedern 1 components (frame-fixed component '♦, device table 5) touched and the Außentrinenser of roller brush 2 and coil spring 1 are at least equal. The bristles 2.2, the diameter of which is small in relation to the diameter of the Fcdermaterialn are equal long, radially arranged and have such rigidity that the roller brush 2 itself in the screws, tension spring 1 holds and centers.

über die an einem Gestell oder einem gestellfesten Bauteil A befestigten Schraubenzugfedern 1 ist das als schwingende Masseabout the fixed to a frame or a frame-mounted component A Schraubenzugfedern 1 is as oscillating mass

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EU betraohtende Qerät oder der mUapreohende Qerätetieoh 5 sohwingungsisoliert Aufgehängt und mittels zusätzlicher Stoßdämpfung bedämpft. In der Sohraubenzugfeder 1 ist die WalzonbUrete 2 2ur Dämpfung deren Eigenschwingungen angeordnet. Diese besteht aus zwei zu einer Doppelwendel 2.1 verdrillton Drähten und einur Violeahl von Bersten 2.2, die zwisohen den verdrillten Drähten eingeklemmt sind. Tm vorliegenden AusfUhrungeboiepiel sind die Enden der Doppelwendel mit einer Kappe 2.3 versehen (aufgesteckt, -geklebt oder -vulkanisiert).EU-compliant device or mul tative device 5 Sohungsungsisoliert Suspended and attenuated by means of additional shock absorption. In the Sohraubenzugfeder 1 WalzonbUrete 2 2ur damping whose natural vibrations is arranged. This consists of two wires twisted into a double helix 2.1 and a burst of burst 2.2 wedged between the twisted wires. In the present embodiment, the ends of the double helix are provided with a cap 2.3 (plugged, glued or vulcanised).

Die in der Sohraubenzugfeder 1 gespeicherte Sohwingungsenergie, die sioh als Eigenschwingung äußert, wird an den BerUhrungeotellen der Pederwindungen 3 mit den Borsten 2.2 in Reibung umgewandelt unJ die Eigenschwingungen somit gedämpft. In den Figuren 3 bis 5 sind Federpakete mit mehr als 2 Federn dargestellt, bei denen dio Dämpfung der Eigenschwingungen aller Federn mit nur einer Walzenbürste erfolgoti kann. Dazu werden die Schraubenfedern radialsymmetriuch um die Walzenbürste, deren Borsten so lang sind, daß sie durch dlo gesamten Sohraubenfodern hindurohragen, angeordnet.The Sohwingungsenergie stored in the Sohraubenzugfeder 1, which expresses sioh as natural vibration is converted at the BerUhrungeotellen the Pederwindungen 3 with the bristles 2.2 in friction and the natural vibrations thus damped. In the figures 3 to 5 spring packs are shown with more than 2 springs, in which the dio shock absorption of the natural vibrations of all springs with only one roller brush can be successful. For this purpose, the coil springs are arranged radially symmetrically around the roller brush, the bristles of which are so long that they protrude through the entire base of the screw.

Die Einrichtung zur Dämpfung von Eigenschwingungen zylindrischer Sohraubenfedern ist Überall dort anwendbar, wo sich Eigenschwingungen auf irgendwelche Prozennr· ,.,lor üorHt« ntörend auswirken können. Insbesondere sind dieüe Einrichtungen für Schraubenfedern einsetzbar, die einzeln oder in Form von Federpaketen in Sohwingungsisolationen eingebaut sind. Die spezifischen Vorteile der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung liegen darin, daß sich die Blirste selbst in der Schraubenfeder hält und zentriert, d. h. es sind keine zusätzlichen Haltevorrichtungen notwendig, und dnß diese Dämpfungseinrichtungen eine breite Anwendung, beispielsweise fUr Zug- und Druckfedern sowie fUr Federpakete, wobei fUr ein Federpaket mit mehr als 2 Federn nur eine Dämpfungseinrichtung ausreicht, findet. Der wesentlichste Vorteil resultiert aus der Einfachheit der Dämpfungseinrichtung sowie aus der Tatsache, daß die Federkonstante der Feder bzw. des Federpaketes und somit die Systemeigenfrequenzen nicht verändert werden. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung erhält man,The device for damping the natural oscillations of cylindrical helical springs is applicable wherever natural oscillations can have a detrimental effect on any percentage. In particular, the means for helical springs are used, which are installed individually or in the form of spring packets in Sohwingungsisolationen. The specific advantages of the damping device according to the invention are that the Blirste keeps itself in the coil spring and centered, d. H. no additional holding devices are necessary, and these dampers are widely used, for example for tension and compression springs, as well as for spring packs, with only one damping device being sufficient for a spring pack with more than two springs. The most significant advantage results from the simplicity of the damping device as well as from the fact that the spring constant of the spring or of the spring assembly and thus the system natural frequencies are not changed. By using the damping device according to the invention, one obtains

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insbesondere bei Meß- und Kontrollgeräten in der Mikrolithographie, wo Schwingungen Jeder Art zu Beeinflueeungen fuhren, duroh verbesserte Qerttteparameter stabilere Meßergebnisee.in particular in measuring and control devices in microlithography, where oscillations of any kind lead to influences, improved quality parameters result in more stable measuring results.

Claims

claims

1. Binrlohtung for damping natural oscillations of cylindrical Sohraubenfedern, which are used in Sohwingungsisolierungen, daduroh characterized in that the Dämpfungseinllohtung is arranged in the interior of Sohraubenfedern or in the center of a radially symmetrisohen spring assembly with at least 3 Sohraubenfedern and that the Dämpfungseinriohtung is a roller brush (2), of the bristles (2.έ) between the windings (3) of the spring bolts protrude and touch them.

2. Binriohtung for damping na Anspruoh 1, characterized in that the roller brush (2) is dimensioned so that in no state touches the connected to the Sohraubenfedern components (4,5) touches and Außenenduronmesser of roller brush (2) and coil spring at least are gleioh.

3. Binriohtung for damping naoh claim 1, characterized in that the bristles (2.2) of V.'al ^ enbllrete (2), whose diameter is kloin in relation to Federerahtdurohmesser, are arranged radially, that the camouflage (2.2) continue Such rigidity aufwelöon that the roller brush (2) even in the coil spring hill t and centered.

- For this 1 sheet drawings -

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