DE102013226573A1

DE102013226573A1 - Haltersystem für ein schwingungsempfindliches Bauelement

Info

Publication number: DE102013226573A1
Application number: DE102013226573.5A
Authority: DE
Inventors: Philipp Hoffmann; Magdalena Völker
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25

Abstract

Bei einem Haltersystem (1) für ein schwingungsempfindliches Bauelement, insbesondere für eine Videokamera (2) an einem Kraftfahrzeug (3), mit einem in das Haltersystem integrierten Schwingungsdämpfer (4, 5, 6), lässt sich ein über ein breites Frequenzband weitgehend beliebiges Dämpfungsprofil mit örtlich steil ansteigender Dämpfungswirkung dadurch realisieren, dass der Schwingungsdämpfer in Richtung des Übertragungsweges der Schwingungen hintereinanderliegend ein auxetisches, an der kritischen Funktionsfrequenz des Bauelements (2) schmalbandig schwingungsabsorbierendes Strukturelement (4) und mindestens ein weiteres, in einem unterschiedlichen Frequenzbereich wirksames Dämpfungselement (5, 6) enthält.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Haltersystem für ein schwingungsempfindliches Bauelement, insbesondere eine Videokamera an einem Kraftfahrzeug, mit einem in das Haltersystem integrierten Schwingungsdämpfer, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Halterungen dieser Art verlangen zum Schutz der an diesen angebrachten, schwingungsempfindlichen Bauelemente gegen die von Seiten der Tragstruktur in den Halter eingeleiteten Schwingungen häufig je nach Bauart der Bauelemente unterschiedliche Dämpfungsprofile und bei manchen Frequenzen, den sogenannten kritischen Funktionsfrequenzen, also etwa bei Videokameras bei der Bildaufnahmefrequenz, einen extrem hohen Dämpfungsgrad, damit die Funktionsweise des Bauelements an dieser Stelle nicht durch die in den Halter eingeleiteten Vibrationen gestört wird. Ein derartiges Dämpfungsverhalten lässt sich mit den bekannten Haltersystemen nicht erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Haltersystem der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich ein über ein breites Frequenzband weitgehend beliebiges Dämpfungsprofil mit örtlich steil ansteigender Dämpfungswirkung realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Haltersystem gelöst.
Erfindungsgemäß wird durch das Zusammenwirken einer schmalbandig mit einem extrem hohen Dämpfungsgrad schwingungsabsorbierenden, auxetischen Struktur in Verbindung mit einem oder mehreren, ebenfalls auxetischen, jedoch in einem anderen Frequenzbereich hochgradig schwingungsisolierenden Strukturelement(en) und/oder breibandig und in einem deutlich geringerem Ausmaß vibrationsmindernden Dämpfungselement(en) auf der Grundlage einer rein passiven Dämpfung ein Haltersystem geschaffen, dessen Dämpfungsverhalten sich über einen großen Frequenzbereich mit beliebiger Genauigkeit individuell auf das jeweilige Empfindlichkeitsprofil des am Halter montierten Bauelements abstimmen lässt. So können in dem bevorzugten Anwendungsfall einer an einem Kraftfahrzeug angebrachten Videokamera durch Fahrbahnunebenheiten verursachte Vibrationserscheinungen, die sich in Form von Bildstörungen besonders gravierend bei der kritischen Funktionsfrequenz der Videokamera, also in diesem Fall der Bildaufnahmefrequenz, bemerkbar machen, mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Kamerahalter wirksam abgeschirmt werden.
Zum Schutz vor schädlichen Umwelteinflüssen und insbesondere Verschmutzungen sind die Dämpfungselemente vorzugsweise in einer Umhüllung untergebracht, die von den Dämpfungselementen schwingungsmäßig entkoppelt ist, damit das Dämpfungsverhalten des Haltersystems nicht durch die Umhüllung verfälscht wird.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
1 ein erfindungsgemäß gestaltetes Haltersystem für eine auf einem Kraftfahrzeug montierte Videokamera im Schnitt; und
2 ein Diagramm zur Darstellung des Dämpfungsverhaltens des in 1 gezeigten Haltersystems.
Das in 1 gezeigte Haltersystem 1 dient zur Befestigung einer Videokamera 2 an einer – in 1 nur ausschnittsweise gezeigten – Kraftfahrzeugkarosserie 3 und enthält mehrere, zwischen der Videokamera 2 und der Kraftfahrzeugkarosserie 3 hintereinander geschaltete, passive Schwingungsdämpfer, nämlich bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein erstes auxetisches Strukturelement 4, welches die einwirkenden Vibrationen in einem schmalbandigen Frequenzbereich nahezu vollständig absorbiert, ein zweites auxetisches Strukturelement 5, welches gleichermaßen schmalbandig, aber in einem anderen Frequenzbereich hochgradig vibrationsisolierend wirkt, und ein drittes Dämpfungselement 6, etwa in Form eines üblichen Elastomerdämpfers, welches die Grunddämpfung des Halters 1 über einen breiten Frequenzbereich mit einem im Vergleich zu den auxetischen Dämpfungselementen 4, 5 deutlich geringeren Dämpfungsgrad übernimmt.
Um die Dämpfungselemente 4, 5, 6 vor schädlichen Umwelteinflüssen und insbesondere Verschmutzungen zu schützen, sind diese in einer Umhüllung 7 untergebracht, welche von den Dämpfungselementen 4, 5, 6 schwingungsmäßig entkoppelt ist, damit das Dämpfungsverhalten der Dämpfungselemente 4, 5, 6 nicht durch die Umhüllung 7 verfälscht wird.
Anhand der 2 wird die Dämpfungscharakteristik des Haltersystems 1 unter Berücksichtigung des Empfindlichkeitsprofils der Videokamera 2 näher erläutert. Es sei angenommen, dass sich die Kraftfahrzeugvibrationen über ein breites Frequenzband f erstrecken, welches die kritischen Funktionsfrequenzen f_K1 und f_K2 der Videokamera 2 enthält. Wird die Videokamera 2 auf dem Weg über den Halter 1 auf einer dieser kritischen Frequenzen f_K1 oder f_K2, also etwa der Bildaufnahmefrequenz und einem Vielfachen davon, schwingungserregt, so kommt es zu einer signifikanten Funktionsstörung, angefangen von einer einfachen Bildstörung bis hin zu einer vollständig unbrauchbaren Bildwiedergabe. Die auxetischen Strukturelemente 4 und 5 sind daher so ausgelegt, dass ihre extrem hohe Dämpfungswirkung D jeweils bei der kritischen Funktionsfrequenz f_K1 bzw. f_K2 der Videokamera 2 liegt, wie anhand der Dämpfungscharakteristik a für das auxetische Strukturelement 4 und der Dämpfungscharakteristik b für das auxetische Strukturelement 5 ersichtlich ist. Für den restlichen Frequenzbereich ist die – in 2 durch die Dämpfungskurve c angedeutete – Dämpfungswirkung des breitbandigen Elastomerdämpfers 6 ausreichend.
Durch das Zusammenwirken der einzelnen auxetischen Struktur- und Dämpfungselemente 4, 5 und 6 ergibt sich somit ein Gesamtdämpfungsverhalten des Halters 1, welches sich über einen großen Frequenzbereich maßgeschneidert auf das Empfindlichkeitsprofil der Videokamera 2 abstimmen und dadurch sicherstellen lässt, dass die Videokamera 2 oder ein anderes, bei einer oder mehreren kritischen Funktionsfrequenzen verstärkt schwingungsempfindliches Bauelement auf dem Weg über den Halter 1 in einem sehr breiten Frequenzband wirksam gegen vibrationsbedingte Funktionsstörungen geschützt wird.

Claims

Haltersystem für ein schwingungsempfindliches Bauelement, insbesondere eine Videokamera (2) an einem Kraftfahrzeug (3), mit einem in das Haltersystem integrierten Schwingungsdämpfer, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsdämpfer als Kombinationsdämpfer (4, 5, 6) mit einem auxetischen, an der kritischen Funktionsfrequenz (f_K1) des Bauelements (2) schmalbandig schwingungsabsorbierenden Strukturelement (4) und mindestens einem weiteren, in einem unterschiedlichen Frequenzbereich wirksamen Dämpfungselement (5, 6) ausgebildet ist.
Haltersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Dämpfungselement (5, 6) ein breitbandig wirksamer Schwingungsdämpfer (6) ist.
Haltersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Dämpfungselement (5, 6) ein in dem unterschiedlichen Frequenzbereich (f_K2) schmalbandig schwingungsabsorbierendes, auxetisches Strukturelement (5) ist.
Haltersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Dämpfungselemente (4, 5, 6) in einer von diesen schwingungsmäßig entkoppelten Ummantelung (7) angeordnet sind.