DE102005014376A1

DE102005014376A1 - Vorrichtung zum Befestigen eines Körperschall übertragenden Bauelements

Info

Publication number: DE102005014376A1
Application number: DE102005014376A
Authority: DE
Inventors: Andrzej Metelski
Original assignee: Leica Microsystems Schweiz AG
Current assignee: Leica Instruments Singapore Pte Ltd
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-09-28
Also published as: US7823691B2; JP2006266500A; JP4907204B2; US20060250685A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Befestigen eines Körperschall übertragenden Bauelements beschrieben. Dem Bauelement (1) ist ein Körperschalldämpfer (2) mit wenigstens einem Distanzstück aus Bremsbelagmaterial (3) zugeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen eines Körperschall übertragenden Bauelements, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Befestigungen zum vibrationsfreien Halten von Bauteilen, insbesondere von Bauteilen, die aufgrund ihrer Beschaffenheit Geräusche per Luftschall und Körperschall übertragen bzw. erzeugen, müssen verschiedene Anforderungen erfüllen. Bei der Körperschallübertragung treten auch akustische Verstärkungen auf, die beispielsweise einen großen Körper bzw. ein Gehäuse zum Schwingen anregen und so die unerwünschte Geräusche erzeugen.
Einerseits sollen diese Befestigungen keine Geräusche übertragen bzw. diese Geräusche minimieren, andererseits soll das Bauteil sicher und dauerhaft befestigt bzw. gehalten werden. Vibrations- bzw. Körperschallübertragung tritt immer dann verstärkt auf, wenn zwischen dem Schallerzeuger und einem Gehäuse eine metallische Verbindung besteht.
Zum sicheren Halten sind Lösungen bekannt, die über eine aufwendige Dämmung und eine Gummilagerung des Bauelements die Geräuschentwicklung minimieren. Dazu ist jedoch ein großer Raumbedarf notwendig.
Steht dieser Raum jedoch nicht Verfügung und muss beispielsweise ein Elektromotor auf engem Raum sicher und vibrationsfrei bzw. körperschallgedämpft gehalten werden, sind die bekannten Lösungen unbrauchbar.
Im Bereich der Operationsmikroskope werden eine Vielzahl von Klein-Elektromotore im zugehörigen Mikroskopstativ bzw. dem Mikroskop eingebaut um u.a. auch den X-Y-Fokussiertrieb zu steuern. Dieser Fokussiertrieb ist im Operationsmikroskop jedoch an einer Stelle eingebaut, die in der Nähe des Einblickokulars für den Operateur liegt. Durch diese Nähe werden auch geringste Vibrationen und Geräusche vom Operateur wahrgenommen. Bei mehrstündigen Operationen können die Störungen zu einer Konzentrationsschwäche beim Operateur führen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Körperschall übertragende Bauteil sicher und vibrationsfrei bzw. körperschallgedämpft zu befestigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass dem Körperschall übertragenden Bauelement ein Körperschalldämpfer mit wenigstens einem Distanzstück aus Bremsbelagmaterial zugeordnet ist. Das Distanzstück besteht aus einem handelsüblichen Material für Bremsbelege, wie es beispielsweise auch im Automobilbereich verwendet wird. Der Erfinder hat erkannt, dass dieses Material zur vibrationsfreien Halterung sehr gut geeignet ist und eine hohe Körperschalldämpfung gewährleistet.

Es zeichnet sich auch dadurch aus, dass es einer hohen Druckbelastbarkeit standhält. Damit können eventuell verwendete Befestigungsschrauben mit einem hohen Drehmoment angezogen werden. Ferner zeichnet sich der Bremsbelag auch dadurch aus, dass eine hohe Formstabilität gewährleistet ist. Durch die hohe Formstabilität und die hohe Druckbelastbarkeit wird eine sichere Schraubverbindung erreicht.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Bauelement über das Distanzstück aus Bremsbelagmaterial an einem Gehäuse befestigt. Dabei wird gewährleistet, dass kein metallischer Kontakt zwischen dem Bauelement und dem Gehäuse exsistiert und somit keine Schall- und Vibrationsübertragung auf das Gehäuse erfolgt.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Bauelement als elektrischer Antrieb, insbesondere als Klein-Elektromotor, ausgebildet. Derartige Antriebe lassen sich platzsparend unterbringen, benötigen jedoch eine Halterung, die die Übertragung der beim Elektromotor auftretenden Vibrationen und/oder Geräusche vermeidet.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse als Teil eines Stativs ausgebildet ist, wobei das Stativ ein Operationsmikroskop trägt. Es liegt natürlich im Rahmen der Erfindung, die Befestigungsvorrichtung auch im Operationsmikroskop anzuordnen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind dem Bauelement zwei gegenüberliegend angeordnete Distanzstücke aus Bremsbelagmaterial zugeordnet und beide Distanzstücke sind kraftschlüssig mit einem Anschlussflansch des Gehäuses verbunden.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die kraftschlüssige Verbindung mindestens eine Schraube auf, wobei die Schraube durch die beiden Distanzstücke und den Anschlussflansch geführt und mit dem Bauelement verbunden ist. Durch diese Anordnung besteht zwischen dem Anschlussflansch des Gehäuses und dem Bauelement auch keine direkte metallische Verbindung über die Schraube, so dass kein vom Bauelement erzeugter Körperschall auf das Gehäuse übertragen wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Schraube und dem Halter wenigstens ein O-Ring zur Schwingungsisolierung angeordnet. Damit wird erreicht, dass die Schraube über den O-Ring vom Halter isoliert wird. Damit ist auch hier gewährleistet, dass zwischen einem oder mehreren Schrauben und dem Halter bzw. dem Gehäuse keine metallische Verbindung besteht.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Distanzstück als Distanzring aus Bremsbelagmaterial mit einem Durchmesser von 32 mm ausgestattet. Bei dem Distanzstück bzw. dem Distanzring kann es sich beispielsweise um einen Bremsbelag mit der Handelsbezeichnung „F1045" der Firma „Furka Reibbelege AG, Schweiz" handeln.

In einer Weiterbildung der Erfindung hat das Distanzstück bzw. der Distanzring eine Dicke von mindestens 0.5 mm, vorzugsweise 1 mm, so dass eine ausreichende Körperschalldämpfung bei geringer Bauform gewährleistet ist.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird die Vorrichtung mit dem Distanzstück bzw. mit dem Distanzring aus Bremsbelagmaterial zusammen mit einem Klein-Elektromotor in einem Stativ eines Operationsmikroskops und/oder in einem Mikroskop verwendet.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die beschriebene Vorrichtung in einem Gerät mit lärmgeminderten Eigenschaften verwendet. Die Vorrichtung kann überall dort sinnvoll eingesetzt werden, wo mit Elektromotoren hohe Drehzahlen erreicht bzw. wo die Elektromotore direkt mit einem Gehäuse verbunden sind und so Vibrationen bzw. Körperschall auf das Gehäuse übertragen und dort zusätzlich verstärkt werden.

Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele mit Hilfe der schematischen Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1: eine Schnittdarstellung durch den Anschlussflansch mit den Distanzringen und dem Elektromotor mit Vorschaubring
2: eine Ansicht des Distanzrings aus Bremsbelagmaterial
3: eine Schnittdarstellung durch den Anschlussflansch mit den Distanzringen und dem Elektromotor ohne Vorschaubring
Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Anschlussflansch 7 mit zwei Distanzstücken 3, die hier als Distanzringe aus Bremsbelagmaterial ausgebildet sind. Der Anschlussflansch 7 ist an einem Gehäuse 4 angeordnet und trägt ein Bauelement 1, das als elektrischer Antrieb 5 bzw. als Klein-Elektromotor 6 mit einer Antriebswelle 12, die sich durch eine zentrale Öffnung 18 erstreckt, und mit einem Getriebe 13 ausgebildet ist. Dabei kann das Getriebe 13 auch eine elastische Kupplung umfassen.
Der Klein-Elektromotor 6 ist zylindrisch ausgebildet und über einen Vorschraubring 14 und einen O-Ring 11 in einer runden Öffnung in den Anschlussflansch 7 zentriert eingesetzt. Dazu ist der Anschlussflansch 7 im Bereich des O-Rings 11 konisch zulaufend ausgebildet.
In den Konus wird der O-Ring 11 eingelegt und der Klein-Elektromotor 6 eingesetzt. Über den Vorschraubring 14 wird der O-Ring 11 in die konischen Ausnehmung 15 des Anschlussflansches 7 gepresst und legt sich dabei um die Stirnseite des Klein-Elektromotors 6. Dabei ist sichergestellt, dass der Innendurchmesser des Vorschraubringes 14 größer dimensioniert ist als der Außendurchmesser des Klein-Elektromotors 6, so dass zwischen dem Vorschraubring 14 und dem Klein-Elektromotor 6 ein Luftspalt 16 besteht. Durch die seitliche Gummilagerung des Klein-Elektromotors 6 über den O-Ring 11 ist sichergestellt, dass kein metallischer Kontakt zwischen dem Körperschall erzeugenden Bauelement 1, hier Klein-Elektromotor 6, und dem Gehäuse 4, hier Anschlussflansch 7, besteht.
Der Körperschalldämpfer 2 weist ferner die zwei gegenüberliegend angeordneten Distanzringe 3a, 3b aus Bremsbelagmaterial mit einer Bohrung 9 auf, durch die sich eine Schraube 8 erstreckt und mit dem Klein-Elektromotor 6 verbunden ist. Die Bohrung 9 erstreckt sich auch durch den Anschlussflansch 7, so dass beim Anziehen der Schraube 8 die beiden Distanzringe 3a und 3b den Anschlussflansch 7 beidseitig klemmen und so den Klein-Elektromotors 6 an dem Anschlussflansch 7 befestigen. Dabei ist die Bohrung 9 so dimensioniert, dass zwischen der Schraube 8 und dem Anschlussflansch 7 bzw. den Distanzringen 3 eine Aufnahme für einen O-Ring besteht.
Zur sicheren Befestigung ist zwischen dem Distanzring 3b und dem Kopf der Schraube 8 ein metallischer Befestigungsring 17 angeordnet, der natürlich auch als Unterlegscheibe ausgebildet sein kann. Um die Schraube 8 sicher vom Anschlussflansch zu entkoppeln bzw. einen Kontakt auszuschließen, sind in der Bohrung 9 des Anschlussflanschs 7 zwei O-Ringe 10 angeordnet, so dass auch hier eine Metall-Metall-Verbindung ausgeschlossen ist.
In der Abbildung ist der elektrische Antrieb 5 über zwei Schrauben 8 mit dem Anschlussflansch 7 bzw. dem Gehäuse 4 verbunden. Zur sicheren Befestigung können natürlich auch mehr Schraubverbindungen vorgesehen sein.
Die 2 zeigt den Distanzring 3 aus Bremsbelagmaterial in einer Draufsicht. Der Distanzring 3 weist vier Bohrungen 9 und ein Öffnung 18 auf. Bei dem Bremsbelagmaterial handelt es sich um einen handelsüblichen asbestfreien Belag, wie er bei Trommelbremsen verwendet wird.
Die 3 zeigt eine Schnittdarstellung durch den Anschlussflansch 7 mit zwei Distanzringen 3a; 3b und aus Bremsbelagmaterial. Der Anschlussflansch 7 ist Teil des Gehäuses 4 und trägt den Klein-Elektromotor 6 mit der Antriebswelle 12 und einem darauf angeordneten Zahnrad 19.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Klein-Elektromotor 6 nicht über einen Vorschraubring zentriert, sondern über einen Konus, der direkt am Gehäuse 4 bzw. dem Anschlussflansch 7 vorgesehen ist, wobei der O-Ring 11 in die durch den Konus gebildete Ausnehmung 15 eingesetzt ist. Durch Anziehen der Schrauben 8 wird der O-Ring 11 in die konischen Ausnehmung 15 des Anschlussflansches 7 gepresst und legt sich dabei an die Stirnseite des Klein-Elektromotors 6 an. Durch diese Gummilagerung des Klein-Elektromotors 6 über den O-Ring 11 besteht kein metallischer Kontakt zwischen dem Klein-Elektromotor 6 und dem Gehäuse 4.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind die zwei gegenüberliegend angeordneten Distanzringe 3a; 3b aus Bremsbelagmaterial ausgebildet und weisen eine Bohrung 9 auf, durch die sich die Schraube 8 erstreckt und mit dem Klein-Elektromotor 6 verbunden ist.
Die Bohrung 9 ist im Anschlussflansch 7 vorgesehen, so dass beim Anziehen der Schraube 8 die beiden Distanzringe 3 den Anschlussflansch 7 beidseitig klemmen und so Klein-Elektromotors 6 an dem Anschlussflansch 7 bzw. dem Gehäuse 4 befestigen.
Zwischen dem Klein-Elektromotor 6 und dem Gehäuse 4 bzw. dem Anschlussflansch 7 besteht keine direkte Metall-Metall-Verbindung, so dass eine störende Körperschallübertagung ausgeschlossen ist.

1: Bauelement
2: Körperschalldämpfer
3a, 3b: Distanzstück, Distanzring aus Bremsbelagmaterial
4: Gehäuse
5: elektrischer Antrieb
6: Klein-Elektromotor
7: Anschlussflansch
8: Schraube
9: Bohrung
10: O-Ring
11: O-Ring
12: Antriebswelle
13: Getriebe, elastische Kupplung
14: Vorschraubring
15: konische Ausnehmung in 7
16: Luftspalt
17: metallischer Befestigungsring
18: Öffnung
19: Zahnrad

Claims

Vorrichtung zum Befestigen eines Vibrationen übertragenden Bauelements, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bauelement (1) ein Körperschalldämpfer (2) mit wenigstens einem Distanzstück (3) aus Bremsbelagmaterial (3) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) über das Distanzstück (3) an einem Gehäuse (4) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) als elektrischer Antrieb (5) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) als Lager oder Getriebe oder Welle oder Spindel ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (5) als Klein-Elektromotor (6) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) als Teil eines Stativs ausgebildet ist und das Stativ ein Operationsmikroskop trägt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bauelement (1) zwei gegenüberliegend angeordnete Distanzstücke (3a, 3b) zugeordnet sind, die kraftschlüssig mit einem Anschlussflansch (7) des Gehäuses (4) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Verbindung mindestens eine Schraube (8) aufweist, die Schraube (8) durch eine Bohrung (9) in beiden Distanzstücken (3a, 3b) und dem Anschlussflansch (7) geführt und mit dem Bauelement (1) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schraube (8) und dem Anschlussflansch (7) wenigstens ein O-Ring (10) zur Schwingungsisolierung der Schraube (8) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) über eine formschlüssige Verbindung mit dem Anschlussflansch (7) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung eine konische Ausnehmung (15) und einen O-Ring (11) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (3) einen Durchmesser von 32 mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (3) eine Dicke von wenigstens 0.5 mm, vorzugsweise 1 mm, aufweist.
Verwendung eines Distanzstückes aus Bremsbelagmaterial in einem Stativ eines Operationsmikroskops und/oder eines Mikroskops zur Körperschalldämpfung.
Verwendung der Vorrichtung mit einem Distanzstückes aus Bremsbelagmaterial in einem Gerät mit lärmgeminderten Eigenschaften.