DE112011105400B4

DE112011105400B4 - Ein passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden

Info

Publication number: DE112011105400B4
Application number: DE112011105400.9T
Authority: DE
Inventors: Long Chen; Xiaoliang Zhang; Jiamei Nie; Haobin Jiang; Ruochen Wang
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2031-12-15
Also published as: WO2013071667A1; DE112011105400T8; CN102494071A; US20140246820A1; US9074652B2; DE112011105400T5; CN102494071B

Abstract

Ein 2DOF passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an einer Decke und einem Boden, wobei das Schwingungsisolierungssystem eine parallele Kombination von einem zweiten „Feder k(5) -Dämpfer c (6)“, eine parallele Kombination von einem ersten „Feder k(9) -Dämpfer c(10)“, einen Dämpfer c(4) an der Decke, einen Dämpfer c(7) an dem Boden, eine Bewegungsbasis (11), ein Schwingungszustandskonvertierungssystem(48) von einer Masse mund ein Schwingungszustandskonvertierungssystem(49) von einer Masse mumfasst, wobei die parallele Kombination von dem ersten „Feder k(9)-Dämpfer c(10)“ aus einer ersten Feder k(9) und einem ersten Dämpfer ct(10) besteht, wobei die erste Feder k(9) parallel mit dem ersten Dämpfer ct(10) verbunden ist, wobei das Schwingungszustandskonvertierungssystem (48) von Masse maus einer Masse m(8) und einem Schwingungszustandskonverter(47) von Masse mbesteht, und der Schwingungszustandskonverter(47) von Masse maus einer Feder k(12) und einem Trägheitsbehälter b(13) besteht, wobei die Feder k(12) parallel mit dem Trägheitsbehälter b(13) verbunden ist, der Schwingungszustandskonverter(47) von Masse mseriell mit der Masse m(8) verbunden ist und die Masse m(8) unterstützt, wobei der Schwingungszustandskonverter(47) von Masse mseriell mit der parallelen Kombination des ersten „Feder k(9) -Dämpfer c(10)“ verbunden ist und das ganze Schwingungszustandskonvertierungssystem(48) von Masse munterstützt, wobei die Bewegungsbasis(11) seriell mit der parallelen Kombination des ersten „Feder k(9) -Dämpfer c(10)“ verbunden ist und gleichzeitig die parallele Kombination des ersten „Feder k(9)-Dämpfer c(10)“ unterstützt, wobei der Dämpfer c(7) an dem Boden parallel mit dem Schwingungszustandskonverter (47) von Masse mverbunden ist, um eine parallele Kombination von dem Schwingungszustandskonverter(47) von Masse mund dem Dämpfer c(7) an dem Boden zu bilden, wobei die parallele Kombination des zweiten „Feder k(5)-Dämpfer c(6)“ aus einer zweiten Feder k(5) und einem zweiten Dämpfer c(6) besteht, wobei die zweite Feder k(5) parallel mit dem zweiten Dämpfer c(6) verbunden ist, wobei das Schwingungszustandskonvertierungssystem (46) von Masse maus einer Masse m(1) und einem Schwingungszustandskonverter (45) von Masse mbesteht, der Schwingungszustandskonverter (45) von Masse maus einer Feder k(2) und einem Trägheitsbehälter b(3) besteht, wobei die Feder k(2) parallel mit dem Trägheitsbehälter b(3) verbunden ist, der Schwingungszustandskonverter (45) von Masse mseriell mit der Masse m(1) verbunden ist und die Masse m(1) unterstützt, wobei der Schwingungszustandskonverter (45) von Masse mseriell mit der parallelen Kombination des zweiten „Feder k(5)-Dämpfer c(6)“ verbunden ist und das ganze Schwingungszustandskonvertierungssystem(46) von Masse munterstützt, wobei die Masse m(8) seriell mit der parallelen Kombination des zweiten „Feder k(5) -Dämpfer c(6)“ verbunden ist und gleichzeitig die parallele Kombination des zweiten „Feder k (5)-Dämpfer c (6)“ unterstützt, wobei der Dämpfer c(4) an der Decke parallel mit dem Schwingungszustandskonverter(45) von Masse mverbunden ist, um eine parallele Kombination von dem Schwingungszustandskonverter (45) von Masse mund dem Dämpfer c(4) an der Decke zu bilden, wobei in dem 2DOF passiven Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem gilt: mist die Masse von Masse m(1), kist die Steifigkeit von Feder k(2), bist der Trägheitsbehälterfaktor von Trägheitsbehälter b(3), Cist die Dämpfung von Dämpfer c(4) an der Decke, k ist die Steifigkeit von Feder k(5), c ist die Dämpfung von Dämpfer c(6), mist die Masse von Masse m(8), kist die Steifigkeit von Feder k(12), bist die Trägheitsbehälterfaktor von Trägheitsbehälter b(13), cist die Dämpfung von Dämpfer c(7) an dem Boden, kist die Steifigkeit von Feder k(9), cist die Dämpfung von Dämpfer c(10), dadurch gekennzeichnet, dass k/3≤k≤k, k/3≤k≤k,gilt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung gehört zu dem technischen Gebiet der Dämpfung und Schwingungsisolierung, insbesondere betrifft sie ein passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden.
Technischer Hintergrund
Die Schwingungsisolierung ist ein klassisches Problem in dem Maschinenwesen. Für viele Mechanismen ist ein Schwingungsisolierungssystem notwendig, z.B. Auto, Zug, Baumaschine, Fahrwerk von Flugzeug, Landefahrzeug usw. Die Schwingungsisolierung kann reduzieren, dass eine äußere Störung in ein empfindliches Teil des Systems übertragen wird, durch die aus Feder- und Dämpfungselement bestehende Aufhängung kann die Reaktion des empfindlichen Teils des Systems auf die äußere Störung reduziert werden, sodass die Schwingungsisolierung erzielt werden kann. Das Schwingungsisolierungssystem wird hier typischerweise verwendet, um Schwingungen und Stöße sowie kontinuierliche harmonische Anregungen zu dämpfen.
Seit Langem ist die Entwicklungs- und Anwendungsforschung auf dem Gebiet des passiven Schwingungsisolierungssystems tätig. Die Forschung ergab, dass das traditionelle Schwingungsisolierungssystem die Abweichung zwischen der Resonanzantwort und der Hochfrequenz-Dämpfung nicht beseitigen kann, was die weitere Verbesserung der Leistung des passiven Schwingungsisolierungssystems beschränkt hat. Um dieses Problem zu lösen hatten Karnopp und Crosby einen idealen Dämpfer an der Decke vorgeschlagen, welche die Resonanzantwort dämpfen kann, während die Hochfrequenzübertragungsrate nicht erhöht wird(D.Karnopp, M.J.Crosby, R.A.Harwood. „Vibration Control Using Semi-Active Force Generators", Journal of Engineering for Industry, 96 (2) : 619-626, 1974) . In dem idealen Dämpfer an der Decke muss der viskose Dämpfer mit dem Trägheitsreferenzsystem verbunden sein, aber in vielen praktischen Fällen kann ein Ende des Dämpfers nicht mit der isolierten Masse und ein anderes Ende davon mit dem Trägheitsreferenzsystem verbunden werden, z.B. das Aufhängungssystemen eines Fahrzeugs. 1 zeigt einen vereinfachten idealen Dämpfer an der Decke in einem Aufhängungssystemen eines Fahrzeugs, 2 zeigt ein mechanisches Ersatzschaltbild von 1. Ein Endpunkt der isolierten Masse m₂ ist sein Massepunkt, ein anderer Endpunkt davon ist der Befestigungspunkt in dem Aufhängungssystem. Für ein relativ zu dem Trägheitsreferenzsystem stationäres System ist das Trägheitsreferenzsystem ein gemeinsames Ende zwischen dem Dämpfer C_sky und der isolierten Masse m₂ , daher kann der Dämpfer C_sky quer zu der Masse m₂ angeordnet und parallel mit der Masse m₂ verbunden werden, um die Schwingungsenergie zu absorbieren und die Resonanz zu unterdrücken. Aber für die relativ zu dem Trägheitsreferenzsystem beweglichen Systeme(z.B. das Aufhängungssystem eines Fahrzeugs) kann das Trägheitsreferenzsystem nicht als ein natürliches gemeinsames Ende des Dämpfers C_sky betrachtet werden, daher kann der Dämpfer C_sky nicht quer zu der Masse m₂ angeordnet werden, dies ist die Ursache, dass der ideale Dämpfer an der Decke nicht passiv vorgesehen werden kann, was man dachte.
Um die Schwingungsisolation des idealen Dämpfers an der Decke zu erzielen, wird hier eine alternative Methode verwendet, inklusive einer aktiven und halbaktiven Methode. Bei der aktiven Methode werden ein Sensor, ein Aktor und eine elektrische Steuerungstechnik verwendet, um den Dämpfer an der Decke zu realisieren(C.R.Fuller, S.J.Elliott, P.A.Nelson. „Active Control of Vibration“, Academic Press, New York, 1996) . Bei der halbaktiven Methode wird eine elektrisch gesteuerte Dämpfungseinstellung verwendet, um den Dämpfer an der Decke zu realisieren(S.Rakheja. „Vibration and Shock Isolation Performance of a Semi-Active „on-off“ Damper“, Journal of Vibration, Acoustics, Stress, and Reliability in Design, 107(4): 398-403, 1985). Obwohl theoretisch die aktive und halbaktive Methode zu den erwarteten Ergebnissen führen kann, benötigt aber das aktive und halbaktive Schwingungsisolierungssystem eine externe Energiezufuhr und weist eine komplizierte Struktur und schlechtere Zuverlässigkeit auf als das passive Schwingungsisolierungssystem. Außerdem sind für das aktive Schwingungsisolierungssystem oder für das halbaktive Schwingungsisolierungssystem drei Schritten notwendig: Messung durch den Sensor, Berechnung durch die Steuerung und Aktion des Aktors, es gibt viele Zwischenschritte, andererseits weisen die Messung durch den Sensor, die Berechnung durch die Steuerung und die Aktion des Aktors Abweichungen und Verzögerungen auf, welche die Echtzeit-Performance und Zuverlässigkeit der Steuerung negativ beeinflussen können, sodass das aktive und halbaktive Schwingungsisolierungssystem schwierig zu den theoretisch erwarteten Ergebnissen führen kann.
Aus dem Patent US 6 315 094 B1 ist ein passives Schwingungsisolierungssystem an der Decke bekannt, dieses System umfasst zwei Teile: ein aktives Schwingungsisolierungssystem und einen dynamischen Schwingungsabsorber mit Dämpfer, in dem aktiven Schwingungsisolierungssystem unterstützen eine Feder und ein Dämpfer eine Hauptmasse, und der dynamische Schwingungsabsorber mit Dämpfer ist an der Hauptmasse angehängt, durch Einstellung der Parameter des Schwingungsabsorbers kann die Schwingung der Hauptmasse unterdrückt werden. In diesem passiven Schwingungsisolierungssystem an der Decke kann die Abweichung zwischen der Masse und der Amplitude des Schwingers von Schwingungsabsorber nicht beseitigt werden. Das aktive Schwingungsisolierungssystem und der dynamische Schwingungsabsorber mit Dämpfer weisen die selbe natürliche Frequenz auf, daraus folgt: Einerseits, um die Amplitude des Schwingers zu verkleinern, muss sich die Steifigkeit der Feder des Schwingungsabsorbers vergrößern, in diesem Fall vergrößert sich entsprechend die Masse des Schwingers, was zu einer Vergrößerung der angehängten Masse an der Hauptmasse führen kann, z.B. bei dem Aufhängungssystem eines Autos beträgt das Gewicht der Karosserie 1380 kg, nach dieser Erfindung beträgt das minimale Verhältnis zwischen der Schwingermasse und der Hauptmasse 5 %, in diesem Fall beträgt dann die angehängte Masse an der Karosserie 69 kg, offensichtlich wird hier die Gesamtmasse des Autos vergrößert. Andererseits, um die Schwingungsmasse zu verkleinern, muss sich die Steifigkeit der Feder des Schwingungsabsorbers verkleinern, was zu einer Vergrößerung der Amplitude des Schwingers führen kann, was offensichtlich negativ für die Anordnung des Schwingungsabsorbers ist.
Somit ist es ersichtlich, dass ein passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden notwendig ist, um die Nachteile (Anforderung an die Zufuhr von externer Energie, komplizierte Struktur, schlechte Echtzeit-Performance und Zuverlässigkeit) des aktiven und halbaktiven Schwingungsisolierungssystems zu überwinden, und um gleichzeitig die Abweichung zwischen der Masse und der Amplitude des Schwingers des Schwingungsabsorbers mit dem Dämpfer zu vermeiden und die Abweichung zwischen der Resonanzantwort und der Hochfrequenz-Dämpfung zu beseitigen, d.h. die Resonanzantwort kann gedämpft werden, während die Hochfrequenzübertragungsrate nicht erhöht wird. Die vorliegende Erfindung schlägt ein passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden vor, welches die oben genannten Nachteile nicht aufweist.
In der vorliegenden Erfindung wird ein Trägheitsbehälter (siehe Patente US 7 316 303 B2 , US 2009/0108510 A1 und US 2009/0139225 A1 ) als ein Basiselement in dem System verwendet.
Aus den chinesischen Patenten CN 101 961 975 A , CN 101 954 847 A und CN 101 954 846 A ist eine Trägheit-Massen-Speicher-Aufhängung bekannt, diese Aufhängung kann die vertikale Beschleunigung der Karosserie und die dynamische Belastung der Reifens reduzieren, sodass der Fahrkomfort des Fahrzeugs und der Erdungswiderstand von Reifen verbessert werden können, d.h. die Abweichung zwischen dem Fahrkomfort des Fahrzeugs und dem Bodenberührungswiderstand der Reifen beseitigt werden können. Problematisch ist aber, dass in diesen Erfindungen die spezifischen Parameter der Aufhängung, die entscheidende Auswirkung auf die Leistung der Aufhängung haben, und das Verhältnis zwischen den Parametern gezeigt sind, und auch das Verfahren zur Bestimmung dieser Parameter nicht gezeigt ist. Die vorliegende Erfindung hat ein passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden und gleichzeitig das Verfahren zur Bestimmung der Systemparameter bereitgestellt.
Weitere Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssysteme sind aus der CN 101 954 845 A , der DE 11 2007 001 589 T5 , der US 2010/0 057 260 A1 , der DE 10 2005 51 139 A1 , der US 6 315 094 B1 und der CN 101 961 975 A bekannt. Dabei offenbart beispielsweise die DE 11 2007 001 589 T5 ein Verfahren zur Dämpfung von Walzenschwingungen in einer Faserbahnmaschine, wobei eine oder mehrere Walzen in einer Dämpfungsposition ein Primärsystem ausbilden, welches im Verhältnis zu einer Basis schwingen kann, wie zum Beispiel der Rahmen oder eine andere Walze. Die Verbindung zwischen dem Primärsystem und der Basis kann auf eine Kraft, Federkonstante und Dämpfung reduziert werden. Eine Schwingungsvorrichtung ist an dem Primärsystem befestigt, wobei die Masse der Schwingvorrichtung kleiner als die Masse des Primärsystems ist, und die Anbringung der Schwingungsvorrichtung ist derart reduzierbar, dass sie eine Feder, einen Dämpfer und ein Stellglied aufweist. Die Beschleunigung, Geschwindigkeit und/oder Position der Schwingungsvorrichtung wird mit einem Sensor überwacht, wird von dem ein Eingangssignal einem Regelgerät zugeführt, wobei das Ausgangsignal davon zur Regelung des Stellgliedes der Schwingungsvorrichtung verwendet wird. Die Schwingungsvorrichtung schwingt mit einer Frequenz, die einer gewünschten Schwingungsfrequenz entspricht, die von dem Primärsystem zu dämpfen ist, so wie zum Beispiel eine Quersteifigkeitsfrequenz, so dass die Schwingungen auf der Grundlage des verzögerten Resonatorprinzips zur Dämpfung der Walzenschwingungen in der Faserbahnmaschine geregelt werden.
Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden bereit zu stellen, das die Nachteile (Anforderung an die Zufuhr von externer Energie, komplizierte Struktur, schlechte Echtzeit-Performance und Zuverlässigkeit) des aktiven und halbaktiven Schwingungsisolierungssystems überwinden kann und das das technische Problem lösen kann, dass der ideale Dämpfer an der Decke und dem Boden mit dem Trägheitsreferenzsystem verbunden werden muss. Diese Aufgabe wird durch ein 2DOF passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden kann der Dämpfer nicht mit dem Trägheitsreferenzsystem verbunden werden, und gleichzeitig kann die Funktion des idealen Dämpfers an der Decke und dem Boden maximiert werden, die Schwingung der isolierten Massen zu unterdrücken.
Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass die Antiresonanz von einem „Trägheitsbehälter-Feder-Massen“ Schwingungszustandskonvertierungssystem verwendet wird, um die Resonanz der isolierten Massen in die Resonanz des Trägheitsbehälters zu konvertieren, sodass die Resonanz der isolierten Massen eliminiert wird, auf dieser Basis ist ein Dämpfer quer über dem Trägheitsbehälter angeordnet und parallel damit verbunden, um zu vermeiden, dass der Dämpfer die Massen überquert und parallel damit verbunden ist, sodass das technische Problem gelöst werden kann, dass der ideale Dämpfer an der Decke und dem Boden mit dem Trägheitsreferenzsystem verbunden werden muss.
Das erfindungsgemäße passive Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden ist ein System mit zwei Freiheitsgraden(Two Degrees of Freedom, 2DOF), umfasst eine parallele Kombination von einem (zweiten) „Feder k-Dämpfer c“, eine parallele Kombination von einem (ersten) „Feder k_t-Dämpfer c_t “, einen Dämpfer c_sky an der Decke, einen Dämpfer c_gnd an dem Boden, eine Bewegungsbasis, ein Schwingungszustandskonvertierungssystem einer Masse m₁ und ein Schwingungszustandskonvertierungssystem einer Masse m₂ .
Die parallele Kombination von „Feder k_t-Dämpfer c_t “ besteht aus einer Feder k_t und einem Dämpfer c_t , wobei die Feder k_t parallel mit dem Dämpfer c_t verbunden ist. Das Schwingungszustandskonvertierungssystem der Masse m₁ besteht aus einer Masse m₁ und einem Schwingungszustandskonverter der Masse m₁ , der Schwingungszustandskonverter der Masse m₁ besteht aus einer Feder k₁ und einem Trägheitsbehälter b₁ , wobei die Feder k₁ parallel mit dem Trägheitsbehälter b₁ verbunden ist, der Schwingungszustandskonverter der Masse m₁ ist seriell mit der Masse m₁ verbunden und unterstützt die Masse m₁ . Der Schwingungszustandskonverter der Masse m₁ ist seriell mit der parallelen Kombination von „Feder k_t-Dämpfer c_t “ verbunden und unterstützt das ganze Schwingungszustandskonvertierungssystem der Masse m₁ . Die Bewegungsbasis ist seriell mit der parallelen Kombination von „Feder k_t-Dämpfer c_t “ verbunden und unterstützt gleichzeitig die parallele Kombination von „Feder k_t -Dämpfer c_t “. Der Dämpfer c_gnd an dem Boden ist parallel mit dem Schwingungszustandskonverter der Masse m₁ verbunden, um eine parallele Kombination aus dem Schwingungszustandskonverter der Masse m₁ und dem Dämpfer c_gnd an dem Boden zu bilden.
Die parallele Kombination von „Feder k-Dämpfer c“ besteht aus einer Feder k und einem Dämpfer c, wobei die Feder k parallel mit dem Dämpfer c verbunden ist. Das Schwingungszustandskonvertierungssystem der Masse m₂ besteht aus einer Masse m₂ und einem Schwingungszustandskonverter der Masse m₂ , der Schwingungszustandskonverter der Masse m₂ besteht aus einer Feder k₂ und einem Trägheitsbehälter b₂ , wobei die Feder k₂ parallel mit dem Trägheitsbehälter b₂ verbunden ist, der Schwingungszustandskonverter der Masse m₂ ist seriell mit der Masse m₂ verbunden und unterstützt die Masse m₂ . Der Schwingungszustandskonverter der Masse m₂ ist seriell mit der parallelen Kombination von „Feder k-Dämpfer c“ verbunden und unterstützt das ganze Schwingungszustandskonvertierungssystem der Masse m₂ . Die Masse m₁ ist seriell mit der parallelen Kombination von „Feder k-Dämpfer c“ verbunden und unterstützt gleichzeitig die parallele Kombination von „Feder k-Dämpfer c“. Der Dämpfer c_sky an der Decke ist parallel mit dem Schwingungszustandskonverter der Masse m₂ verbunden, um eine parallele Kombination aus dem Schwingungszustandskonverter der Masse m₂ und dem Dämpfer C_sky an der Decke zu bilden.
Die parallele Kombination aus dem Schwingungszustandskonverter der Masse m₁ und dem Dämpfer c_gnd an dem Boden in dem erfindungsermäßen 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden ist entfernt worden, die beiden Enden der parallelen Kombination von „Feder k_t-Dämpfer c_t “ sind jeweils direkt seriell mit der Masse m₁ und der Bewegungsbasis verbunden, dadurch wird ein 2DOF passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke gebildet.
Die parallele Kombination aus dem Schwingungszustandskonverter der Masse m₂ und dem Dämpfer C_sky an der Decke in dem erfindungsermäßen 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden ist entfernt worden, die beiden Enden der parallelen Kombination von „Feder k-Dämpfer c“ sind jeweils direkt seriell mit der Masse m₁ und der Masse m₂ verbunden, dadurch wird ein 2DOF passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an dem Boden gebildet.
Die parallele Kombination von „Feder k_t -Dämpfer c_t “, die parallele Kombination aus dem Schwingungszustandskonverter der Masse m₁ und dem Dämpfer c_gnd an dem Boden und der Masse m₁ in dem erfindungsgemäßen 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden sind entfernt worden, die parallele Kombination von „Feder k-Dämpfer c“ ist direkt seriell mit der Bewegungsbasisverbunden, dadurch wird ein SDOF(Single Degress of Freedom) passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke gebildet, das jedoch nicht Teil des beanspruchten 2DOF passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystems ist.
In dem erfindungsgemäßen 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden: m₂ ist die Masse der Masse m₂ , k₂ ist die Steifigkeit der Feder k₂ , b₂ ist die Trägheitsbehälterfaktor des Trägheitsbehälters b₂ , C_sky ist die Dämpfung des Dämpfers c_sky an der Decke, k ist die Steifigkeit der Feder k, c ist die Dämpfung des Dämpfers c, m₁ ist das Masse der Masse m₁ , k₁ ist die Steifigkeit der Feder k₁ , b₁ ist die Trägheitsbehälterfaktor des Trägheitsbehälters b₁ , c_gnd ist die Dämpfung des Dämpfers c_gnd an dem Boden, k_t ist die Steifigkeit der Feder k_t , c_t ist die Dämpfung des Dämpfers c_t .
Das Verfahren zur Bestimmung der Parameter k₁ , b₁ , k₂ , b₂ in dem erfindungsgemäßen 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden:

Schritt 1: Der Dämpfer c_sky an der Decke und der Dämpfer c_gnd an dem Boden in dem 2DOF idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden sind entfernt worden, dadurch wird ein 2DOF traditionelles passives Schwingungsisolierungssystem gebildet. Bei dem 2DOF traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem sind folgende Parameter bekannt: m₂ ist die Masse der Masse m₂ , k ist die Steifigkeit der Feder k, c ist die Dämpfung des Dämpfers c, m₁ ist die Masse der Masse m₁ , k_t ist die Steifigkeit der Feder k_t , c_t ist die Dämpfung des Dämpfers c_t ; Berechnen der Resonanzfrequenz ω₂ der Masse m₂ in dem 2DOF traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem: $ω_{2} = \sqrt{k / m_{2}}$
Schritt 2: Berechnen der Antiresonanzfrequenz ω_2A des Schwingungszustandskonverters der Masse m₂ : $ω_{2 A} = \sqrt{k_{2} / b_{2}}$
Schritt 3: Bestimmen des Verhältnisses zwischen k₂ und b₂ : $k / m_{2} = k_{2} / b_{2}$
wobei k und m bekannte Parameter sind, k₂ und b₂ zu bestimmende Parameter sind.
Schritt 4: Berechnen der Resonanzfrequenz ω₁ der Masse m₁ in dem 2DOF traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem: $ω_{1} = \sqrt{(k_{1} + k) / m_{1}}$
Schritt 5: Berechnen der Antiresonanzfrequenz ω_1A des Schwingungszustandskonverters der Masse m₁ : $ω_{1 A} = \sqrt{k_{1} / b_{1}}$
Schritt 6: Bestimmen des Verhältnisses zwischen k₁ und b₁ : $(k_{t} + k) / m_{1} = k_{1} / b_{1}$
wobei k_t , k und m₁ bekannte Parameter sind, k₁ und b₁ zu bestimmende Parameter sind.
Schritt 7: Bestimmen der Parameterwerte von k₁ und k₂ . Nach den Berechnungen und Untersuchungen wird festgelegt, dass je kleiner die Parameterwerte von k₁ und k₂ sind, desto näher ist das erfindungsgemäße passive Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden an dem idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden, aber wenn die Parameterwerte von k₁ und k₂ zu klein sind, ist der Weg zwischen der Masse m₁ und der Masse m₂ sowie der Weg zwischen der Masse m₁ und der Bewegungsbasis zu groß, um einen zu großen Weg zu vermeiden, muss k₁ größer als oder gleich k_t/3 und k₂ größer als oder gleich kt/3 sein. Ebenfalls dürfen die Parameterwerte von k₁ und k₂ auch nicht zu groß sein, die zu großen Parameterwerte von k₁ und k₂ können zur Reduzierung der Leistung des Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden führen, nach den Berechnungen und Untersuchungen wird festgelegt, dass wenn k₁ kleiner als oder gleich k_t und k₂ kleiner als oder gleich k_t ist, das erfindungsgemäße passive Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden in der Leistung nahe an dem idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden ist. Daher weist das passive Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem beste Leistungen auf, wenn k_t/3≤k₁≤k_t, k/3≤k₂<k.
Schritt 8: Bekannte Parameter des 2DOF idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden: m₁ ist die Masse der Masse m₁ , m₂ ist die Masse der Masse m₂ , k ist die Steifigkeit der Feder k, c ist die Dämpfung des Dämpfers c, k_t ist die Steifigkeit der Feder k_t und c_t ist die Dämpfung des Dämpfers c_t , c_sky ist die Dämpfung des Dämpfers c_sky an der Decke und c_gnd ist die Dämpfung des Dämpfers c_gnd an dem Boden. Die Werte von k₁ und k₂ werden innerhalb des in Schritt 7 bestimmten Bereiches ausgewählt, nach dem in Schritt 3 bestimmten Verhältnis zwischen k₂ und b₂ und dem in Schritt 6 bestimmten Verhältnis zwischen k₁ und b₁ werden schließlich die Parameterwerte von b₁ und b₂ bestimmt: $\begin{matrix} b_{1} = \frac{k_{1}}{(k_{1} + k)} m_{1}, & b_{2} = \frac{k_{2}}{k} m_{2} \end{matrix}$
Gegenüber dem aktiven und halbaktiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke weist die vorliegende Erfindung folgende Vorteile auf: keine Anforderung an die Zufuhr von externer Energie, eine einfache Struktur und gute Zuverlässigkeit. Gegenüber dem passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke mit einem dynamischen Schwingungsabsorber mit Dämpfer kann die vorliegende Erfindung folglich die Abweichung zwischen der Masse und der Amplitude des Schwingers vermeiden. Gegenüber dem traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem weist die vorliegende Erfindung eine deutlich verbesserte Leistung des Schwingungsisolierungssystems auf.

Figurenliste

1 eine schematische Darstellung eines idealen Dämpfers an der Decke in einem Aufhängungssystem eines Fahrzeugs (Stand der Technik),
2 zeigt ein mechanisches Ersatzschaltbild eines idealen Dämpfers an der Decke in einem Aufhängungssystem eines Fahrzeugs (Stand der Technik),
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Schwingungszustandskonvertierungssystems der Masse m₂ ,
4 zeigt eine schematische Darstellung eines 2DOF idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden (Stand der Technik),
5 zeigt eine schematische Darstellung eines 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden,
6 zeigt eine schematische Darstellung eines 2DOF traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystems (Stand der Technik),
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Schwingungszustandskonvertierungssystems der Masse m₁ ,
8 zeigt eine schematische Darstellung der Verschiebungsübertragungsrate der Masse m₂ in einem 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden,
9 zeigt eine schematische Darstellung der Verschiebungsübertragungsrate der Masse m₁ in einem 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden,
10 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden,
11 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden,
12 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden,
13 zeigt eine schematische Darstellung eines 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke,
14 zeigt eine schematische Darstellung der Verschiebungsübertragungsrate der Masse m₂ in einem 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke,
15 zeigt eine schematische Darstellung eines 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an dem Boden,
16 zeigt eine schematische Darstellung der Verschiebungsübertragungsrate der Masse m₁ in einem 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an dem Boden,
17 zeigt eine schematische Darstellung eines SDOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke, das jedoch nicht Teil des beanspruchten 2DOF passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystems ist.

Wobei: 1-Masse m₂ , 2-Feder k₂ ,3-Trägheitsbehälter b₂ , 4-Dämpfer c_sky an der Decke, 5-Feder k, 6- Dämpfer c, 7- Dämpfer c_gnd an dem Boden, 8-Masse m₁ , 9-Feder k_t , 10-Dämpfer c_t , 11-Bewegungsbasis, 12-Feder k₁ , 13- Trägheitsbehälter b₁ , 14-Hebel L₂ , 15-Hebel L₁ , 16-Befestigungsstab R₂ , 17-Befestigungsstab R₁ , 18-Laufschiene, 19-Drehfeder A, 20-Drehdämpfer A, 21-Drehfeder B, 22-Drehdämpfer B, 23-Dämpfersäule an der Decke, 24- Dämpfersäule an dem Boden, 25- Schwungradkammer A, 26-Schwungrad A, 27-Gewindestütz A, 28-Schraubenmutter A, 29-Gewinde A, 30-Routenkammer A, 31-viskose Flüssigkeit, 32-Zylinder A, 33-Kolben A mit Dämpfungsloch, 34- Flüssigkeit, 35-Kolbenstange A, 36-Schwungradkammer B, 37-Schwungrad B, 38-Gewindestütz B, 39-Schraubenmutter B, 40-Gewinde B, 41-Routenkammer B, 42-Zylinder B, 43-Kolben B mit Dämpfungsloch, 44-Kolbenstange B, 45-Schwingungszustandskonverter der Masse m₂ , 46-Schwingungszustandskonvertierungssystem der Masse m₂ , 47-Schwingungszustandskonverter der Masse m₁ , 48-Schwingungszustandskonvertierungssystem der Masse m₁ .
Ausführungsbeispiel
Wie 3 zu entnehmen ist besteht der Schwingungszustandskonverter 45 der Masse m₂ aus einer Feder k₂2 und einem Trägheitsbehälter b₂3, wobei die Feder k₂2 parallel mit dem Trägheitsbehälter b₂3 verbunden ist, der Schwingungszustandskonverter 45 der Masse m₂ ist seriell mit der Masse m₂1 verbunden und unterstützt die Masse m₂1, um ein Schwingungszustandskonvertierungssystem 46 der Masse m₂ zu bilden, dieses System ist ein einfaches System, sein Bewegung kann durch Differentialgleichung zweiter Ordnung beschrieben werden: $m_{2} {\ddot{z}}_{2} + b_{2} ({\ddot{z}}_{2} - {\ddot{z}}_{r 2}) + k_{2} (z_{2} - z_{r 2}) = 0$
wobei z₂ die Verschiebung von m₂1 ist, z_r2 die Verschiebungseingabe des Systems ist, k₂ und b₂ jeweils die Steifigkeit der Feder k₂2 und der Trägheitsbehälterfaktor des Trägheitsbehälters b₂3 sind.
Die Laplace-Transformation der obigen Differentialgleichung: $\frac{Z_{2} (s)}{Z_{r 2} (s)} = \frac{(b_{2} s^{2} + k_{2})}{(m_{2} + b_{2}) s^{2} + k_{2}}$
Falls s=jω, wird das Amplitudenverhältnisse zwischen z₂ und z_r2 , d.h. die Verschiebungsübertragungsrate des Systems: $T (j ω) = | \frac{Z_{2} (j ω)}{Z_{r 2} (j ω)} | = | \frac{- b_{2} ω^{2} + k_{2}}{- (m_{2} + b_{2}) ω^{2} + k_{2}} |$
Wenn T(jω)=0 ist, tritt die Antiresonanz bei dem System auf, die Antiresonanzfrequenz $ω_{2 A} = \sqrt{k_{2} / b_{2}},$
in diesen Fall ist die Amplitude der Masse m₂1 gleich null, und der Trägheitsbehälter b₂3 ist in dem Resonanzzustand. Daher für eine in dem Resonanzzustand bleibende Masse m₂1 in einem System A, wenn die Masse m₂1 in dem System A von dem Schwingungszustandskonvertierungssystem 46 der Masse m₂ ersetzt und die Antiresonanzfrequenz nahe zu der Resonanzfrequenz der Masse m₂1 in dem System A eingestellt wird, kann die Resonanz der Masse m₂1 in die Resonanz von dem Trägheitsbehälter b₂3 konvertiert werden, welche die Resonanz der Masse m₂1 beseitigen kann, dadurch kann ein idealer Dämpfer an der Decke und dem Boden passiv realisiert werden.
Wie 4 zu entnehmen ist umfasst das ideale Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem mit zwei Freiheitsgraden (Two Degrees of Freedom, 2DOF) an der Decke und dem Boden die Masse m₁8 und die Masse m₂1, eine parallele Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ und eine parallele Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“, einen Dämpfer c_sxy4 an der Decke, einen Dämpfer c_gnd7 an dem Boden. Die parallele Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ besteht aus einer Feder k5 und einem Dämpfer c6, wobei die Feder k5 parallel mit dem Dämpfer c6 verbunden ist, die parallele Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“ besteht aus einer Feder k_t9 und einem Dämpfer c_t10, wobei die Feder k_t9 parallel mit dem Dämpfer c_t10 verbunden ist. Ein Ende der parallelen Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ ist seriell mit der Masse m₂1 verbunden, und ein anderes Ende davon ist seriell mit der Masse m₁8 verbunden, durch die parallele Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ unterstützt die Masse m₁8 die Masse m₂1, ein Ende der parallelen Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“ ist seriell mit dem Masse m₁8 verbunden, ein anderes Ende davon ist seriell mit der Bewegungsbasis 11 verbunden, durch die parallele Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“ unterstützt die Bewegungsbasis 11 die Masse m₂1. Ein Ende des Dämpfers c_sky4 an der Decke und des Dämpfers c_gnd7 an dem Boden sind jeweils mit der Masse m₂1 und der Masse m₁8 verbunden, und ein anderes Ende davon sind jeweils mit der Bewegungsbasis verbunden.
Wie 5 zu entnehmen, ist das 2DOF passive Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden ein passives Realisierungssystem für das 2DOF ideale Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden und umfasst eine parallele Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ und eine parallele Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10", einen Dämpfer c_sxy4 an der Decke, einen Dämpfer c_gnd7 an dem Boden, eine Bewegungsbasis 11, ein Schwingungszustandskonvertierungssystem 48 der Masse m₁ und ein Schwingungszustandskonvertierungssystem 46 der Masse m₂ .
Die parallele Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“ besteht aus einer Feder k_t9 und einem Dämpfer c_t10, wobei die Feder k_t9 parallel mit dem Dämpfer c_t10 verbunden ist. Das Schwingungszustandskonvertierungssystem 48 der Masse m₁ besteht aus einer Masse m₁8 und einem Schwingungszustandskonverter 47 der Masse m₁ , der Schwingungszustandskonverter 47 der Masse m₁ besteht aus einer Feder k₁12 und einem Trägheitsbehälter b₁13, wobei die Feder k₁12 parallel mit dem Trägheitsbehälter b₁13 verbunden ist, der Schwingungszustandskonverter 47 der Masse m₁ ist seriell mit der Masse m₁ 8 verbunden und unterstützt die Masse m₁8. Der Schwingungszustandskonverter 47 der Masse m₁ ist seriell mit der parallelen Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“ verbunden und unterstützt das ganze Schwingungszustandskonvertierungssystem 48 der Masse m₁ . Die Bewegungsbasis 11 ist seriell mit der parallelen Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“ verbunden und unterstützt gleichzeitig die parallele Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“. Der Dämpfer c_gnd7 an dem Boden ist parallel mit dem Schwingungszustandskonverter 47 der Masse m₁ verbunden, um eine parallele Kombination von dem Schwingungszustandskonverter 47 der Masse m₁ und dem Dämpfer c_gnd7 an dem Boden zu bilden.
Die parallele Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ besteht aus einer Feder k5 und einem Dämpfer c6, wobei die Feder k5 parallel mit dem Dämpfer c6 verbunden ist. Das Schwingungszustandskonvertierungssystem 46 der Masse m₂ besteht aus einer Masse m₂1 und einem Schwingungszustandskonverter 45 der Masse m₂ , der Schwingungszustandskonverter 45 der Masse m₂ besteht aus einer Feder k₂2 und einem Trägheitsbehälter b₂3, wobei die Feder k₂2 parallel mit dem Trägheitsbehälter b₂3 verbunden ist, der Schwingungszustandskonverter 45 der Masse m₂ ist seriell mit dem Masse m₂1 verbunden und unterstützt das Masse m₂1. Der Schwingungszustandskonverter 45 der Masse m₂ ist seriell mit der parallelen Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ verbunden und unterstützt das ganze Schwingungszustandskonvertierungssystem 46 der Masse m₂ ; Das Masse m₁8 ist seriell mit der parallelen Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ verbunden und unterstützt gleichzeitig die parallele Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“. Der Dämpfer c_sxy4 an der Decke ist parallel mit dem Schwingungszustandskonverter 45 der Masse m₂ verbunden, um eine parallele Kombination aus dem Schwingungszustandskonverter 45 der Masse m₂ und dem Dämpfer c_sxy4 an der Decke zu bilden.
In dem 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden kann die parallele Kombination aus dem Schwingungszustandskonverter 47 der Masse m₁ und dem Dämpfer c_gnd7 an dem Boden durch die Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“ ersetzt werden, die parallele Kombination von dem Schwingungszustandskonverter 45 der Masse m₂ und dem Dämpfer c_sxy4 an der Decke und die Kombination aus „Feder k5-Dämpfer c6“ voneinander ersetzt werden, und können der Trägheitsbehälter b₂3 und der Trägheitsbehälter b₁13 ein Zahnrad-Zahnstangeträgheitsbehälter(Rack and pinion inerter, Patent US 7,316,303 B2 ), Kugelgewindeträgheitsbehälter(Ballscrew inerter, Patent US 2009/0108510 A1 ) oder hydraulischer Trägheitsbehälter (Hydraulicinerter, Patent US 2009/0139225 A1 ) sein.
In dem erfindungsgemäßen 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden: m₂1 ist die Masse der Masse m₂ , k₂2 ist die Steifigkeit der Feder k₂ , b₂3 ist der Trägheitsbehälterfaktor des Trägheitsbehälters b₂ , c_sxy4 ist die Dämpfung des Dämpfers c_sxy an der Decke, k5 ist die Steifigkeit der Feder k, c6 ist die Dämpfung des Dämpfers c, m₁8 ist die Masse der Masse m₁ , k₁12 ist die Steifigkeit der Feder k₁ , b₁13 ist der Trägheitsbehälterfaktor des Trägheitsbehälters b₁ , c_gnd7 ist die Dämpfung des Dämpfers c_gnd an dem Boden, k_t9 ist die Steifigkeit der Feder k_t , c_t10 ist die Dämpfung des Dämpfers c_t .
Das Verfahren zur Bestimmung der Parameter k₁ , b₁ , k₂ , b₂ in dem erfindungsgemäßen 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden:

Schritt 1: Der Dämpfer c_sky4 an der Decke und der Dämpfer c_gnd7 an dem Boden in dem 2DOF idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden in 4 sind entfernt worden, dadurch wird ein 2DOF traditionelles passives Schwingungsisolierungssystem gebildet. Bei dem 2DOF traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem in 6 sind folgende Parameter bekannt: m₂1 ist die Masse der Masse m₂ , k5 ist die Steifigkeit der Feder k, c6 ist die Dämpfung des Dämpfers c, m₁8 ist die Masse der Masse m₁ , k_t9 ist die Steifigkeit der Feder k_t , c_t10 ist die Dämpfung des Dämpfers c_t ; Berechnen der Resonanzfrequenz ω₂ der Masse m₂1 in dem 2DOF traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem: $ω_{2} = \sqrt{k / m_{2}}$
Schritt 2: Wie in 3. gezeigt, Berechnen der Antiresonanzfrequenz ω_2A des Schwingungszustandskonverters 46 der Masse m₂ : $ω_{2 A} = \sqrt{k_{2} / b_{2}}$
Schritt 3: Bestimmen des Verhältnisses zwischen k₂ und b₂ : $k / m_{2} = k_{2} / b_{2}$
wobei k und m bekannte Parameter sind, k₂ und b₂ zu bestimmende Parameter sind.
Schritt 4: Berechnen der Resonanzfrequenz ω₁ der Masse m₁8 in dem 2DOF traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem: $ω_{1} = \sqrt{(k_{1} + k) / m_{1}}$
Schritt 5: Wie in 7. gezeigt, Berechnen der Antiresonanzfrequenz ω_1A des Schwingungszustandskonverters 48 der Masse m₁ : $ω_{1 A} = \sqrt{k_{1} / b_{1}}$
Schritt 6: Bestimmen des Verhältnisses zwischen k₁ und b₁ : $(k_{t} + k) / m_{1} = k_{1} / b_{1}$
wobei k_t , k und m₁ bekannte Parameter sind, k₁ und b₁ zu bestimmende Parameter sind.
Schritt 7: Bestimmen dre Parameterwerte von k₁ und k₂ . Nach den Berechnungen und Untersuchungen wird festgelegt, dass je kleiner die Parameterwerte von k₁ und k₂ sind, desto näher ist das erfindungsgemäße passive Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden an dem idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden, aber wenn die Parameterwerte von k₁ und k₂ zu klein sind, ist der Weg zwischen der Masse m₁8 und der Masse m₂1 sowie der Weg zwischen der Masse m₁8 und der Bewegungsbasis 11 zu groß, um einen zu großen Weg zu vermeiden, muss k₁ größer als oder gleich k_t/3 und k₂ größer als oder gleich k_t/3 sein. Ebenfalls dürfen die Parameterwerte von k₁ und k₂ auch nicht zu groß sein, die zu großen Parameterwerte von k₁ und k₂ können zur Reduzierung der Leistung von dem Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden führen, nach den Berechnungen und Untersuchungen wird festgelegt, dass wenn k₁ kleiner als oder gleich k_t und k₂ kleiner als oder gleich k_t ist, das erfindungsgemäße passive Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden in der Leistung nahe zu dem idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden ist. Daher weist das passive Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem die beste Leistung auf, wenn k_t/3≤k₁≤k_t, k/3≤k₂≤k.
Schritt 8: Bekannte Parameter von dem 2DOF idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden: m₁ ist die Masse der Masse m₁8, m₂ ist die Masse der Masse m₂1, k ist die Steifigkeit der Feder k5, c ist die Dämpfung des Dämpfers c6, k_t ist die Steifigkeit der Feder k_t9 und c_t ist die Dämpfung des Dämpfers c_t10, C_sky ist die Dämpfung des Dämpfers c_sxy4 an der Decke und c_gnd ist die Dämpfung des Dämpfers c_gnd7 an dem Boden. Die Werte von k₁ und k₂ werden innerhalb des in Schritt 7 bestimmten Bereiches ausgewählt, nach dem in Schritt 3 bestimmten Verhältnis zwischen k₂ und b₂ und dem in Schritt 6 bestimmten Verhältnis zwischen k₁ und b₁ werden schließlich die Parameterwerte von b₁ und b₂ bestimmt: $\begin{matrix} b_{1} = \frac{k_{1}}{(k_{1} + k)} m_{1}, & b_{2} = \frac{k_{2}}{k} m_{2} \end{matrix}$
z.B. bekannte Parameter des traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystems: m₂=317.5kg, k=22000N/m, c=15000Ns/m, m₁=45.4kg, kt=192000N/m, c_t=0; bekannte Parameter des idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden: c_sky=2800Ns/m, c_gnd=2800Ns/m, andere Parameter sind gleich wie die Parameter in dem traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem; in dem passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden sind 4 Parameter zu bestimmen, umfasst k₁ , b₁ , k₂ , b₂ , andere Parameter sind bekannt und gleich wie die Parameter in dem traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem.

In dem Ausführungsbeispiel, das Verfahren zur Bestimmung der Parameter k₁ , b₁ , k₂ , b₂ in dem 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden:

Schritt 1: Berechnen der Resonanzfrequenz ω₂ der Masse m₂1 in dem 2DOF traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem: $ω_{2} = \sqrt{k / m_{2}} = \sqrt{22000 / 317.5}$
Schritt 2: Berechnen der Antiresonanzfrequenz ω_2A des Schwingungszustandskonverters 46 der Masse m₂ : $ω_{2 A} = \sqrt{k_{2} / b_{2}}$
Schritt 3: Bestimmen des Verhältnisses zwischen k₂ und b₂ : $22000 / 317.5 = k_{2} / b_{2}$
Schritt 4: Berechnen der Resonanzfrequenz ω₁ der Masse m₁8 in dem 2DOF traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem: $ω_{1} = \sqrt{(k_{t} + k) / m_{1}} = \sqrt{(192000 + 22000) / 45.4} = \sqrt{214000 / 45.4}$
Schritt 5: Berechnen der Antiresonanzfrequenz ω_1A des Schwingungszustandskonverters 48 der Masse m₁ : $ω_{1 A} = \sqrt{k_{1} / b_{1}}$
Schritt 6: Bestimmen des Verhältnisses zwischen k₁ und b₁ : $214000 / 45.4 = k_{1} / b_{1}$
Schritt 7: Bestimmen der Parameterwerte von k₁ und k₂ . Um einen großen Weg zwischen der Masse m₁8 und der Masse m₂1 sowie einen großen Weg zwischen der Masse m₁8 und der Bewegungsbasis 11 zu vermeiden, und die Leistung des passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden nicht zu reduzieren, sollen die Werte von k₁ und k₂ in folgenden Bereichen liegen: k_t/3≤k₁≤k_t, k/3≤k₂≤k, d.h. k₁ sollen im Bereich (64000,19200) und k₂ im Bereich (7333,22000) liegen, hier wird k₁=192000N/m, k₂=15000N/m verwendet.
Schritt 8: Nach dem in Schritt 3 bestimmten Verhältnis zwischen k₂ und b₂ und dem in Schritt 6 bestimmten Verhältnis zwischen k₁ und b₁ werden schließlich die Parameterwerte von b₁ und b₂ bestimmt: $\begin{matrix} b_{1} = \frac{k_{1}}{(k_{1} + k)} m_{1} = \frac{192000}{214000} \times 45.4 = 40.7, & b_{2} = \frac{k_{2}}{k} m_{2} = \frac{15000}{22000} \end{matrix} \times 317.5 = 216.5$

Nach der Bestimmung von Parameter k₁ , b₁ , k₂ , b₂ können dann alle Parameter von dem passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden erhalten werden: m₂=317.5kg, k=22000N/m, c=1500Ns/m, m1=45.4kg, k_t=192000N/m, c_t=0, c_sky=2800Ns/m, c_gnd=3200Ns/m, k1=192000N/m, k₂=15000N/m, b₁=40.7kg, b₂= 216.5kg.
Nach der Bestimmung aller Parameter von dem passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden kann das ideale Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden passiv realisiert, in diesem Fall kann der Dämpfer nicht mit dem Trägheitsreferenzsystem verbunden werden, sodass das technische Problem gelöst werden kann, dass der ideale Dämpfer an der Decke und dem Boden mit dem Trägheitsreferenzsystem verbunden werden muss.
Wie 8 zu entnehmen, weist das traditionelle passive Schwingungsisolierungssystem in der Verschiebungsübertragungsratekurve der Masse m₂ zwei Scheitelwerte auf, welche von der Resonanz der Masse m2 und der Masse m1 bei der Eigenfrequenz geführt werden, die Eigenfrequenz sind jeweils 1.2Hz und 10.2Hz, im Vergleich zu dem traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem sind bei dem idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden und bei dem passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden die Werte bei 1.2Hz jeweils um 68.1% und 60% reduziert, und die Werte bei 10.2Hz jeweils um 62.3% und 58% reduziert.
Wie 9 zu entnehmen, weist das traditionelle passive Schwingungsisolierungssystem in der Verschiebungsübertragungsratekurve der Masse m₁ einen relativ großen Scheitelwert auf, welcher von der Resonanz der Masse m1 bei der Eigenfrequenz geführt wird, die Eigenfrequenz ist 10.2Hz, im Vergleich zu dem traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem sind bei dem idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden und bei dem passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden die Werte bei 10.2Hz jeweils um 69.1% und 65.4% reduziert.
10 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiels eines 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden. Dieses System umfasst die Masse m₁8 und die Masse m₂1, eine parallele Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ und eine parallele Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“, eine parallele Kombination von „Feder k₁12-Trägheitsbehälter b₁13“ und eine parallele Kombination von „Feder k₂2- Trägheitsbehälter b₂3“, einen Dämpfer c_sky4 an der Decke, einen Dämpfer c_gnd7 an dem Boden, eine Bewegungsbasis 11, einen Hebel L₁15 und einen Hebel L₂14, einen Befestigungsstab R₁17 und einen Befestigungsstab R₂16 sowie eine Laufschiene 18. Die parallele Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ besteht aus einer Feder k5 und einem Dämpfer c6, wobei die Feder k5 parallel mit dem Dämpfer c6 verbunden ist, die parallele Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“ besteht aus einer Feder k_t9 und einem Dämpfer c_t10, wobei die Feder k_t9 parallel mit dem Dämpfer c_t10 verbunden ist, die parallele Kombination von „Feder k₁12- Trägheitsbehälter b₁13“ besteht aus einer Feder k₁12 und einem Trägheitsbehälter b₁13, wobei die Feder k₁12 parallel mit dem Trägheitsbehälter b₁13 verbunden ist, die parallele Kombination von „Feder k₂2-Trägheitsbehälter b₂3“ besteht aus einer Feder k₂2 und einem Trägheitsbehälter b₂3, wobei die Feder k₂2 parallel mit dem Trägheitsbehälter b₂3 verbunden ist. Die Masse m₂1, die Masse m₁8 und die Bewegungsbasis 11 sind verschiebbar auf der Laufschiene 18 gelagert, so dass sie entlang der Laufschiene 18 hin- und her geschoben werden können. Der Angelpunkt des Hebels L₂14 ist an der Masse m₂1 befestigt, das obere Ende der parallelen Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ ist mit einem Ende des Hebels L₂14 gelenkig verbunden, und gleichzeitig ist das untere Ende der parallelen Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ mit dem Masse m₁8 gelenkig verbunden, das obere Ende der parallelen Kombination von der Kombination von „Feder k₂2- Trägheitsbehälter b₂3“ ist mit einem anderen Ende des Hebels L₂14 gelenkig verbunden, und gleichzeitig ist das untere Ende der parallelen Kombination von der Kombination von „Feder k₂2- Trägheitsbehälter b₂3“ mit einem Ende des Befestigungsstabs R₂16 gelenkig verbunden, ein anderes Ende des Befestigungsstabs R₂16 ist an der Masse m₂1 befestigt. Der Angelpunkt des Hebels L₁15 ist an der Masse m₁8 befestigt, das obere Ende der parallelen Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“ ist mit einem Ende des Hebels L₁15 gelenkig verbunden, und gleichzeitig ist das untere Ende der parallelen Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“ mit der Bewegungsbasis 11 gelenkig verbunden, das obere Ende der parallelen Kombination von der Kombination von „Feder k₁12- Trägheitsbehälter b₁13“ ist mit einem anderen Ende des Hebels L₁15 gelenkig verbunden, und gleichzeitig ist das untere Ende der parallelen Kombination von der Kombination von „Feder k₁12-Trägheitsbehälter b₁13“ mit einem Ende des Befestigungsstabs R₁17 gelenkig verbunden, ein anderes Ende des Befestigungsstabs R₁17 ist an der Masse m₁8 befestigt. Der Dämpfer c_sky4 an der Decke ist parallel mit dem Trägheitsbehälter b₂3 verbunden und der Dämpfer c_gnd7 an dem Boden ist parallel mit dem Trägheitsbehälter b₁13 verbunden.
11 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiels eines 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden, im Vergleich zum ersten Beispiel sind im zweiten Beispiel der Hebel L₁15 und der Hebel L₂14 entfernt worden, die parallele Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ und die parallele Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“ jeweils durch die parallele Kombination von „Drehfeder A19-Drehdämpfer A20“ und die parallele Kombination von „Drehfeder B21-Drehdämpfer B22“ ersetzt werden. Die parallele Kombination von „Drehfeder A19-Drehdämpfer A20“ besteht aus einer Drehfeder A19 und einem Drehdämpfer A20, wobei die Drehfeder A19 parallel mit dem Drehdämpfer A20 verbunden ist, die parallele Kombination von „Drehfeder A19-Drehdämpfer A20“ weist zwei gemeinsame Enden auf, ein Ende davon ist an der Masse m₁8 befestigt, ein anderes Ende davon ist mit einem Ende der parallelen Kombination von „Feder k₂2- Trägheitsbehälter b₂3“ gelenkig verbunden, ein anderes Ende der parallelen Kombination von „Feder k₂2- Trägheitsbehälter b₂3“ ist mit der Masse m₂1 gelenkig verbunden. Die parallele Kombination von „Drehfeder B21-Drehdämpfer B22“ besteht aus einer Drehfeder B21 und einem Drehdämpfer B22, wobei die Drehfeder B21 parallel mit dem Drehdämpfer B22 verbunden ist, die parallele Kombination von „Drehfeder B21-Drehdämpfer B22“ weist zwei gemeinsame Enden, ein Ende davon ist an der Bewegungsbasis 11 befestigt, ein anderes Ende davon ist mit einem Ende der parallelen Kombination von „Feder k₁12-Trägheitsbehälter b₁13“ gelenkig verbunden, ein anderes Ende der parallelen Kombination von „Feder k₁12- Trägheitsbehälter b₁13“ ist mit der Masse m₁8 gelenkig verbunden. Der Dämpfer c_sky4 an der Decke ist parallel mit dem Trägheitsbehälter b₂3 verbunden und der Dämpfer c_gnd7 an dem Boden ist parallel mit dem Trägheitsbehälter b₁13 verbunden.
12 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiels eines 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden. Dieses System umfasst die Masse m₁8 und die Masse m₂1, eine Dämpfersäule 23 an der Decke, eine Dämpfersäule 24 an dem Boden und die Bewegungsbasis 11. Ein Ende der Dämpfersäule 23 an der Decke ist mit der Masse m₂1 gelenkig verbunden, ein anderes Ende davon ist mit der Masse m₁8 gelenkig verbunden, ein Ende der Dämpfersäule 24 an dem Boden ist mit der Masse m₁8 gelenkig verbunden, ein anderes Ende davon ist mit der Bewegungsbasis 11 gelenkig verbunden.
Die Dämpfersäule 23 an der Decke umfasst eine Feder k₂2, einen Trägheitsbehälter b₂3, einen Dämpfer c_sky4 an der Decke, eine Feder k5 und einen Dämpfer c6. Der Trägheitsbehälter b₂3 ist ein Kugelgewindeträgheitsbehälter, umfasst eine Schwungradkammer A25, ein Schwungrad A26, einen Gewindestütz A27, eine Schraubenmutter A28, ein Gewinde A29, eine Routenkammer A30. Ein Ende des Gewindes A29 ist das Schraubenteil, und ein anderes Ende des Gewindes A29 ist das Gewindeteil, außerdem weist das Gewinde A29 noch einen Schnitt neben dem Schraubenteil und dem Gewindeteil auf. Das Schwungrad A26 weist eine zentrale Gewindebohrung auf, die entsprechend mit dem Schraubenteil des Gewindes A29 verbunden wird. Die Schwungradkammer A25 weist eine zylindrische Form auf, wobei ein Ende davon geöffnet und ein anderes Ende davon geschlossen ist, in das geöffnete Ende wird das äußere Rund des Gewindestützes A27 eingepasst, sodass die Schwungradkammer A25 und der Gewindestütz A27 koaxial halten können. In dem Gewindestütz A27 ist ein Lager eingebaut, das äußere Rund des Lagers kann in die innere Bohrung des Gewindestützes A27 eingepasst werden, und das Schraubenteil des Gewindes A29 kann das innere Rund des Lagers eingepasst werden, sodass der Gewindestütz bezüglich des Gewindes A29 in der axialen und radialen Richtung stationär bleibt. Die Schraubenmutter A28 entspricht dem Gewindeteil des Gewindes A29. Die Routenkammer A30 weist eine lange zylindrische Form auf, wobei ein Ende davon geöffnet und ein anderes Ende davon geschlossen ist, in das geöffnete Ende ist das äußere Rund der Schraubenmutter A28 eingepasst, sodass die Routenkammer A30 und die Schraubenmutter A28 koaxial halten können. Der Dämpfer c_sxy4 an der Decke umfasst die Schwungradkammer A25, das Schwungrad A26 und eine viskose Flüssigkeit 31, die Schwungradkammer A25 ist geschlossen und mit der viskosen Flüssigkeit 31 gefüllt, das von dem Gewinde A29 angetriebenen Schwungrad A26 rotiert sich in der viskosen Flüssigkeit 31, um eine viskose Dämpfung zu erzeugen. Der Dämpfer c6 umfasst einen Zylinder A32, einen Kolben A33 mit Dämpfungsloch, eine Flüssigkeit 34 und eine Kolbenstange A35. Der Zylinder A32 ist koaxial fest mit der Routenkammer A30 verbunden, das äußere Teil des Zylinders A32 passt in die Feder k5 ein, ein Ende der Feder k5 ist mit einem Ende der Kolbenstange A35 fest verbunden, und ein anderes Ende der Feder k5 ist mit dem äußeren Teil des Zylinders A32 fest verbunden. Das äußere Teil der Routenkammer A30 passt in die Feder k₂2 ein, ein Ende der Feder k₂2 ist mit der Schwungradkammer A25 fest verbunden, und ein anderes Ende der Feder k₂2 ist mit der Routenkammer A30 fest verbunden.
Die Dämpfersäule 24 an dem Boden umfasst eine Feder k₁12, einen Trägheitsbehälter b₁13, einen Dämpfer c_gnd7 an dem Boden, eine Feder k_t9 und einen Dämpfer c_t10. Der Trägheitsbehälter b₂13 ist ein Kugelgewindeträgheitsbehälter, umfasst eine Schwungradkammer B36, ein Schwungrad B37, einen Gewindestütz B38, eine Schraubenmutter B39, ein Gewinde B40, eine Routenkammer B41. Der Dämpfer c_gnd7 an dem Boden umfasst eine Schwungradkammer B36, ein Schwungrad B37 und eine viskose Flüssigkeit 31.
Der Dämpfer c_t10 umfasst einen Zylinder B42, einen Kolben B43 mit Dämpfungsloch, eine Flüssigkeit 34 und eine Kolbenstange B44. Die Dämpfersäule 24 an dem Boden weist dieselbe Struktur wie die Dämpfersäule 23 an der Decke auf, die Verbindungsverhältnisse der verschiedenen Komponenten der Dämpfersäule 24 an dem Boden beziehen sich auf die Dämpfersäule 23 an der Decke.
Die parallele Kombination von dem Schwingungszustandskonverter 47 der Masse m₁ und dem Dämpfer c_gnd7 an dem Boden in dem 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden in 5 entfernt worden, die beiden Enden der parallelen Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“ sind jeweils direkt seriell mit der Masse m₁8 und der Bewegungsbasis11 verbunden, dadurch wird ein 2DOF passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke gebildet(siehe 13).
Wie 14 zu entnehmen, weist das traditionelle passive Schwingungsisolierungssystem in der Verschiebungsübertragungsratekurve der Masse m₂ einen relativ großen Scheitelwert auf, welche von der Resonanz von dem Masse m₂ bei der Eigenfrequenz geführt werden, die Eigenfrequenz ist 1.2Hz, im Vergleich zu dem traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem sind bei dem idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden und bei dem passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden die Werte bei 10.2Hz jeweils um 69.7% und 63.7% reduziert. Aus der Kurve in 14 und der Analyse ist ersichtlich, dass das ideale Schwingungsisolierungssystem an der Decke die Resonanz der Masse m₂ gründlich unterdrücken kann, das passive Schwingungsisolierungssystem an der Decke die Resonanz der Masse m₂ relativ gut unterdrücken kann, wobei seine Verschiebungsübertragungsrate nahezu der von dem idealen Schwingungsisolierungssystem ist, die Schwingungsisolierungsleistung der beiden Systeme ist deutlich besser als die des traditionellen Schwingungsisolierungssystems.
Die parallele Kombination von dem Schwingungszustandskonverter 45 der Masse m₂ und dem Dämpfer c_sky4 an der Decke in dem 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden ist in 5 entfernt worden, die beiden Enden der parallelen Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ sind jeweils direkt seriell mit der Masse m₁8 und der Masse m₂1 verbunden, dadurch wird ein 2DOF passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an dem Boden gebildet(siehe 15).
Wie 16 zu entnehmen, weist das traditionelle passive Schwingungsisolierungssystem in der Verschiebungsübertragungsratekurve der Masse m₁ einen relativ großen Scheitelwert auf, welche von der Resonanz der Masse m₁ bei der Eigenfrequenz geführt wird, die Eigenfrequenz ist 10.2Hz, im Vergleichen mit dem traditionellen passiven Schwingungsisolierungssystem sind bei dem idealen Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden und bei dem passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden die Werte bei 10.2Hz jeweils um 67.6% und 64.2% reduziert. Aus der Kurve in 16 und der Analyse ist ersichtlich, dass das ideale Schwingungsisolierungssystem an der Decke die Resonanz der Masse m₁ gründlich unterdrücken kann, das passive Schwingungsisolierungssystem an der Decke die Resonanz der Masse m₁ relativ gut unterdrücken kann, wobei seine Verschiebungsübertragungsrate nahezu der von dem idealen Schwingungsisolierungssystem ist, die Schwingungsisolierungsleistung der beiden Systeme ist deutlich besser als die des traditionellen Schwingungsisolierungssystems.
Die parallele Kombination von „Feder k_t9-Dämpfer c_t10“, die parallele Kombination von dem Schwingungszustandskonverter 47 der Masse m₁ und dem Dämpfer c_gnd7 an dem Boden und die Masse m₁8 in dem 2DOF passiven Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden sind in 5 entfernt worden, die parallele Kombination von „Feder k5-Dämpfer c6“ ist direkt seriell mit der Bewegungsbasis 11 verbunden, dadurch wird ein SDOF passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke gebildet(siehe 17) , das jedoch nicht Teil des beanspruchten 2DOF passives Dämpfungs- und Schwingungsisolierungssystems ist.
Die Masse m₂1 und die Masse m₁8 können die Karosserie und das Rad, der Sitz und die Karosserie, das Fahrerhaus oder die Karosserie oder der Sitz und das Fahrerhaus sein.
Das erfindungsgemäße Realisierungsverfahren und Schwingungsisolierungssystem sind aber nicht auf einen einzigen Freiheitsgrad und zwei Freiheitsgrade begrenzt, sondern gilt auch für mehre Freiheitsgrade, darüber hinaus sind das erfindungsgemäße Realisierungsverfahren und Schwingungsisolierungssystem nicht auf eine ebene Bewegung begrenzt, sondern gilt auch für eine Drehung, wobei die ebenen Bewegungselemente durch Drehungs- und Verdrehungselemente ersetzt werden können.
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel ist nur ein erfindungsgemäßes optimales Beispiel und darauf ist die Erfindung nicht beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Abwandlungen, Ersetzungen, Verbesserungen oder dergleichen beruhend auf dieser Erfindung denkbar, z.B. ein Austauschen von ähnlichen Elementen, die die gleichen erfindungsgemäßen Effekte haben, und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich der Ansprüche fallen.

Claims

Ein 2DOF passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an einer Decke und einem Boden, wobei das Schwingungsisolierungssystem eine parallele Kombination von einem zweiten „Feder k(5) -Dämpfer c (6)“, eine parallele Kombination von einem ersten „Feder k_t (9) -Dämpfer c_t(10)“, einen Dämpfer c_sky(4) an der Decke, einen Dämpfer c_gnd(7) an dem Boden, eine Bewegungsbasis (11), ein Schwingungszustandskonvertierungssystem(48) von einer Masse m₁ und ein Schwingungszustandskonvertierungssystem(49) von einer Masse m₂ umfasst, wobei die parallele Kombination von dem ersten „Feder k_t(9)-Dämpfer c_t(10)“ aus einer ersten Feder k_t(9) und einem ersten Dämpfer ct(10) besteht, wobei die erste Feder k_t(9) parallel mit dem ersten Dämpfer ct(10) verbunden ist, wobei das Schwingungszustandskonvertierungssystem (48) von Masse m₁ aus einer Masse m₁ (8) und einem Schwingungszustandskonverter(47) von Masse m₁ besteht, und der Schwingungszustandskonverter(47) von Masse m₁ aus einer Feder k₁(12) und einem Trägheitsbehälter b₁ (13) besteht, wobei die Feder k₁ (12) parallel mit dem Trägheitsbehälter b₁ (13) verbunden ist, der Schwingungszustandskonverter(47) von Masse m₁ seriell mit der Masse m₁(8) verbunden ist und die Masse m₁(8) unterstützt, wobei der Schwingungszustandskonverter(47) von Masse m₁ seriell mit der parallelen Kombination des ersten „Feder k_t(9) -Dämpfer c_t(10)“ verbunden ist und das ganze Schwingungszustandskonvertierungssystem(48) von Masse m₁ unterstützt, wobei die Bewegungsbasis(11) seriell mit der parallelen Kombination des ersten „Feder k_t(9) -Dämpfer c_t (10)“ verbunden ist und gleichzeitig die parallele Kombination des ersten „Feder k_t(9)-Dämpfer c_t(10)“ unterstützt, wobei der Dämpfer c_gnd(7) an dem Boden parallel mit dem Schwingungszustandskonverter (47) von Masse m₁ verbunden ist, um eine parallele Kombination von dem Schwingungszustandskonverter(47) von Masse m₁ und dem Dämpfer c_gnd (7) an dem Boden zu bilden, wobei die parallele Kombination des zweiten „Feder k(5)-Dämpfer c(6)“ aus einer zweiten Feder k(5) und einem zweiten Dämpfer c(6) besteht, wobei die zweite Feder k(5) parallel mit dem zweiten Dämpfer c(6) verbunden ist, wobei das Schwingungszustandskonvertierungssystem (46) von Masse m₂ aus einer Masse m₂ (1) und einem Schwingungszustandskonverter (45) von Masse m₂ besteht, der Schwingungszustandskonverter (45) von Masse m₂ aus einer Feder k₂ (2) und einem Trägheitsbehälter b₂ (3) besteht, wobei die Feder k₂ (2) parallel mit dem Trägheitsbehälter b₂ (3) verbunden ist, der Schwingungszustandskonverter (45) von Masse m₂ seriell mit der Masse m₂ (1) verbunden ist und die Masse m₂ (1) unterstützt, wobei der Schwingungszustandskonverter (45) von Masse m₂ seriell mit der parallelen Kombination des zweiten „Feder k(5)-Dämpfer c(6)“ verbunden ist und das ganze Schwingungszustandskonvertierungssystem(46) von Masse m₂ unterstützt, wobei die Masse m₁(8) seriell mit der parallelen Kombination des zweiten „Feder k(5) -Dämpfer c(6)“ verbunden ist und gleichzeitig die parallele Kombination des zweiten „Feder k (5)-Dämpfer c (6)“ unterstützt, wobei der Dämpfer c_sky (4) an der Decke parallel mit dem Schwingungszustandskonverter(45) von Masse m₂ verbunden ist, um eine parallele Kombination von dem Schwingungszustandskonverter (45) von Masse m₂ und dem Dämpfer c_sky (4) an der Decke zu bilden, wobei in dem 2DOF passiven Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem gilt: m₂ ist die Masse von Masse m₂ (1), k₂ ist die Steifigkeit von Feder k₂ (2), b₂ ist der Trägheitsbehälterfaktor von Trägheitsbehälter b₂ (3), C_sky ist die Dämpfung von Dämpfer c_sky (4) an der Decke, k ist die Steifigkeit von Feder k(5), c ist die Dämpfung von Dämpfer c(6), m₁ ist die Masse von Masse m₁ (8), k₁ ist die Steifigkeit von Feder k₁ (12), b₁ ist die Trägheitsbehälterfaktor von Trägheitsbehälter b₁ (13), c_gnd ist die Dämpfung von Dämpfer c_gnd (7) an dem Boden, k_t ist die Steifigkeit von Feder k_t (9), c_t ist die Dämpfung von Dämpfer c_t(10), dadurch gekennzeichnet, dass k_t/3≤k₁≤k_t, k/3≤k₂≤k, $\begin{matrix} b_{1} = \frac{k_{1}}{(k_{1} + k)} m_{1} & und & b_{2} = \frac{k_{2}}{k} m_{2} \end{matrix}$
gilt.
Ein 2DOF passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse m₂(1) eine Karosserie und die Masse m₁(8) das Rad umfasst.
Ein 2DOF passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse m₂ (1) einen Sitz und die Masse m₁(8) die Karosserie umfasst.
Ein 2DOF passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse m₂ (1) ein Fahrerhaus und die Masse m₁(8) die Karosserie umfasst.
Ein 2DOF passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse m₂ (1) den Sitz und die Masse m₁(8) das Fahrerhaus umfasst.
Ein 2DOF passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die parallele Kombination aus dem Schwingungszustandskonverter(47) der Masse m₁ und dem Dämpfer c_gnd (7) an dem Boden durch die Kombination des ersten „Feder k_t(9)-Dämpfer c_t(10)“ ersetzt wird.
Ein 2DOF passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die parallele Kombination aus dem Schwingungszustandskonverter(45) der Masse m₂ und dem Dämpfer c_sky (4) an der Decke durch die Kombination des zweiten „Feder k(5)-Dämpfer c(6)“ ersetzt wird.
Ein 2DOF passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägheitsbehälter b₂ (3) und der Trägheitsbehälter b₁ (13) Zahnrad-Zahnstangeträgheitsbehälter oder Kugelgewindeträgheitsbehälter oder hydraulische Trägheitsbehälter sind.
Ein 2DOF passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsisolierungssystem noch einen Hebel L₁ (15) und einen Hebel L₂(14), einen Befestigungsstab R₁(17) und einen Befestigungsstab R₂ (16) sowie eine Laufschiene (18) umfasst, die Masse m₂ (1), die Masse m₁(8) und die Bewegungsbasis(11) schiebend auf der Laufschiene(18) aufgelagert sind und die entlang der Laufschiene(18) hin- und herschieben können, wobei der Angelpunkt des Hebels L₂ (14) an der Masse m₂ (1) befestigt ist, das obere Ende der parallelen Kombination des zweiten „Feder k(5)-Dämpfer c(6)“ mit einem Ende des Hebels L₂ (14) gelenkig verbunden ist, und gleichzeitig das untere Ende der parallelen Kombination des zweiten „Feder k (5) -Dämpfer c (6)“ mit der Masse m₁ (8) gelenkig verbunden ist, das obere Ende der parallelen Kombination von der Kombination von „Feder k₂(2)- Trägheitsbehälter b₂(3)“ mit einem anderen Ende des Hebels L₂ (14) gelenkig verbunden ist, und gleichzeitig das untere Ende der parallelen Kombination von der Kombination von „Feder k₂(2)- Trägheitsbehälter b₂(3)“ mit einem Ende des Befestigungsstabs R₂(16) gelenkig verbunden ist, ein anderes Ende des Befestigungsstabs R₂(16) an der Masse m₂ (1) befestigt ist, wobei der Angelpunkt des Hebels L₁ (15) an der Masse m₁(8) befestigt ist, das obere Ende der parallelen Kombination des ersten „Feder k_t (9) -Dämpfer c_t (10)“ mit einem Ende des Hebels L₁(15) gelenkig verbunden ist, und gleichzeitig das untere Ende der parallelen Kombination des ersten „Feder k_t (9) - Dämpfer c_t(10)“ mit der Bewegungsbasis(11) gelenkig verbunden ist, das obere Ende der parallelen Kombination von der Kombination von „Feder k₁ (12)- Trägheitsbehälter b₁ (13)“ mit einem anderen Ende des Hebels L₁ (15) gelenkig verbunden ist, und gleichzeitig das untere Ende der parallelen Kombination von der Kombination von „Feder k₁ (12)- Trägheitsbehälter b₁ (13)“ mit einem Ende des Befestigungsstabs R₁ (17) gelenkig verbunden ist und ein anderes Ende des Befestigungsstabs R₁ (17) an der Masse m₁(8) befestigt ist.
Ein 2DOF passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke und dem Boden nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die parallele Kombination des zweiten „Feder k (5) -Dämpfer c (6)“ und die parallele Kombination des ersten „Feder k_t(9)-Dämpfer c_t(10)“ jeweils von der parallelen Kombination von „Drehfeder A(19)-Drehdämpfer A(20)“ und der parallelen Kombination von „Drehfeder B(21)-Drehdämpfer B(22)“ ersetzt werden wobei die parallele Kombination von „Drehfeder A(19)-Drehdämpfer A(20)“ aus einer Drehfeder A(19) und einem Drehdämpfer A(20) besteht, wobei die Drehfeder A(19) parallel mit dem Drehdämpfer A(20) verbunden ist, die parallele Kombination von „Drehfeder A(19)-Drehdämpfer A(20)“ zwei gemeinsame Enden aufweist, wobei ein Ende davon an der Masse m₁(8) befestigt ist, ein anderes Ende davon mit einem Ende der parallelen Kombination von „Feder k₂ (2)- Trägheitsbehälter b₂(3)“ gelenkig verbunden ist, ein anderes Ende der parallelen Kombination von „Feder k₂ (2)- Trägheitsbehälter b₂(3)“ mit der Masse m₂(1) gelenkig verbunden ist wobei die parallele Kombination von „Drehfeder B (21) -Drehdämpfer B (22)“ aus einer Drehfeder B(21) und einem Drehdämpfer B(22) besteht, wobei die Drehfeder B(21) parallel mit dem Drehdämpfer B(22) verbunden ist, die parallele Kombination von „Drehfeder B (21) -Drehdämpfer B (22)“ zwei gemeinsame Enden aufweist, wobei ein Ende davon an der Bewegungsbasis (11) befestigt ist und ein anderes Ende davon mit einem Ende der parallelen Kombination von „Feder k₁ (12)- Trägheitsbehälter b₁ (13)“ gelenkig verbunden ist und ein anderes Ende der parallelen Kombination von „Feder k₁ (12)-Trägheitsbehälter b₁ (13)“ mit der Masse m₁(8) gelenkig verbunden ist.
Ein 2DOF passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an dem Boden nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die parallele Kombination aus dem Schwingungszustandskonverter (45) der Masse m₂ und dem Dämpfer C_sky (4) an der Decke entfernt ist, wodurch die beiden Enden der parallelen Kombination von „Feder k (5) -Dämpfer c (6)“ jeweils direkt seriell mit der Masse m₁(8) und der Masse m₂(1) verbunden sind.
Ein 2DOF passives Dämpfung- und Schwingungsisolierungssystem an der Decke nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die parallele Kombination aus dem Schwingungszustandskonverter (47) der Masse m₁ und dem Dämpfer c_gnd (7) an dem Boden entfernt ist, wodurch die beiden Enden der parallelen Kombination von „Feder k_t (9) -Dämpfer c_t (10)“ jeweils direkt seriell mit der Masse m₁(8) und der Bewegungsbasis(11) verbunden sind.