DE1243922B - Vorrichtung zur schwingungsgedaempften Lagerung von Lasten gegenueber einer Unterlage - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

S· PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL

F16f

DeutscheKl.: 47 a-20

Nummer: 1243 922

Aktenzeichen: A 44379 ΧΠ/47 a

Anmeldetag: 24. Oktober 1963

Auslegetag: 6. Juli 1967

Die Erfindungvbezieht sich auf eine, Vorrichtung zur schwingurigsgedämpften Lagerung von Lasten gegenüber einer Unterlage, wobei insbesondere an die schwingungsgedämpfte Lagerung von Meßgeräten und anderen empfindlichen Teilen in Fahrzeugen, insbesondere in Flugzeugen gedacht ist. Allgemein kann , die Erfindung jedoch überall dort eingesetzt werden, - wo die Unterlage Stoß- . oder Vibrationskräften ausgesetzt ist und diese Kräfte von der- Last ferngehalten werden müssen. . " . ._

Bekannt ist eine Vorrichtung, bei der die Last und die Unterlage fest jnlt je einem Rahmen verbunden sind und beide Rahmen miteinander durch eih& Vielzahl von parallelgeschalteten Drahtseilstücken verbunden.; sind, die. an in parallelen Linien angeordneten Hälterungen. der beiden Rahmen eingreifen. .' Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die'Drahtseilstücke zwischen Unterlage und Last gestreckt bzw. gerade bzw. straffigespamit. Di'e.El.astizität der Lagerung bei dieserbekannten Vorrichtung liegt ausschließlich, in der inneren Elastizität ,oder Dehnbarkeit der Drahtseilstü'cke. Da.diese praktisch verr n'achlässigt werden kann/ist die. Lagerung verhältnismäßig, steif und eignet sich praktisch nur, für schwere unempfindliche Lasten bzw. für Unterlagen, die keihen starken Stößen oder heftigen Vibrationen ausgesetzt sind. , .,.. . ,. Mit der-Erfindung soll diese bekannte Vomehtung ₍. so weiterentwickelt werden, daß eine sehr, elastische' Lagerung'entsteht," die auch empfindliche Lasten auf Unterlagen hält,/die.. Stößen und/oder !Vibrationen ausgesetzt sind." ~ /"^c- -■■" '.**"

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch/ gelöst, daß. die Drahtseilstücke als .Schlaiufen aus.- "' gebildet werden... . _ ; . , ^J.

.. Hierdurch' ergibt sich -eine,Elastizität und größere Schwingungsdämpfung , in ./der -Lagerung, da die Schlaufen nachgeben und eine begrenzte Verschiebung des die Last-tragenden Rahmens in allen Richtungen zulassen. Die Verbmdung zwischen Unterlage und Last ist weicher. Die Härte. bzw.. .Weiche .der Lagerung läßt, sich, durch Verändern, des Krümmungshalbmessers der ;Drahtseilschlaufen .beeinflussen. . - .- .. ','

'In Weiterentwicklung des.Grundgedankens sieht die Erfindung vor, daß -die Dfahtseilstücke in an sich bekannter. Weise Jni„wesentüphen,; halbkreisförmig ausgebildet sind- Weiter sieht die.Erfindung'vor, daß die Drahtsenstücke .bei einer besonderen Ausführungsform in. .an/sich tekaMter;.*yireise/äie Gestalt einer fortlaufenden, Sclnaubenlinie erhalten.; .. .. " Am Beispielder'in 'der Zeichnung gezeigten AusVorrichtung zur schwingungsgedämpften
Lagerung von Lasten gegenüber einer Unterlage

Anmelder:

Aeroflex Laboratories Incorporated,
Plainview, Ν. Y. (V. St. A.)

"- Vertreter:

: Dr.-Ing. E-Berkenfeld

_ . - und Dipl.-Ing. H. Berkenfeld, Patentanwälte,
Köln-Lindenthal, Universitätsstr. 31

Als Erfinder benannt: , '

- Harold Charles Lawrence, · - .. % .-

Pequannock, N. J.;
' ■ 'Louis'Charles Hoch, Nutley,'N. J.^ ' > :
⁰ ^G,L: wmiam\Bailes,' i_i. ; · ;* ■ ··'

Astoria, N.Y.(V. St. A$^:. · · * ^:"

Beanspruchte.Priorität: · . . , „-,.'_·
"'•"V₁St v₁Amerika vöm:25. Oktober 1962 ' :
• "' ' . ^: - "(233 056): ■

führungen wird die Erfindung.nun weiter beschrieben.'Es jzeigt . .-. ... ". - T.-V-- ;

F.ig. .1-eine Aufsicht aü£eine die Erfindung.verkprpemde Vorrichtung .zur schwingungsgedämpften Lagerung von Lasten,, .'/'." - , . , . „ . Fig. 2 eine Seitenansicht der in Eig. 1 darge-' stellten Vorrichtung, . ; ' „; ■_' , .

.Fig. 3 eine Aufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte yorrichtung_r,wpbei ein, Ausschläg,.infolge nach vorn ünd 'rechts gerichteter Kräfte,dargestellt ist, .,·. .. F i g. 4 eine Ansicht der Vorrichtung gemäß E i g.; 1 mit einem-Ausschlag infolge, nach unten und rechts gerichteter Kräfte., ...... ... . .._-....-..„

E i g. 5 ein Diagramm, das' die Kurve der Frequenzübertragungsfähigkeit.der Vorrichtung gemäß E i g. 1

Fi g. j6 eine Aufsicht auf .eine, andere Ausfiihrungsfoffü der die. Erfindung verkörpernden. Vorrichtung zur. schwingungsgedäfflpften ,Lagerung von. Lasten, Fig..7 eine Aufsicht, in der ein Ausschlag der. in Fig. 6,gezeigten Vorricht^ng,infolge einer yorwärtsgerichteten Kraft dargestellt ist,

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F i g. 8 eine Ansicht, in der die Vorrichtung gemäß Fi g. 6 mit einem Ausschlag infolge einer nach unten gerichteten Kraft dargestellt ist, während

F i g. 9 eine Ansicht darstellt, die einen Ausschlag der Vorrichtung infolge einer nach links gerichteten Kraft zeigt.

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen ist eine Vorrichtung zur schwingungsgedämpften Lagerung von Lasten dargestellt, um ein tragendes Teil, wie etwa den Rahmen eines Flugzeuges (nicht dargestellt), und ein getragenes Teil, wie etwa ein Präzisionsinstrument (nicht dargestellt), zu verbinden. Die Vorrichtung weist einen ersten RahmenlO zur Befestigung am tragenden Teil, das ist im speziellen Falle der Rahmen des Flugzeuges, auf, der eine Mehrzahl von im Abstand voneinander und im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Halterungslinien, beispielsweise die Linien 10 a, IOa (Fig. 1) undlOZ», 10b (Fig. 2), hat. DieHalterungslinien 10 a, 10 a liegen in Halterungsflächen 10 c, 10 c, während die Halterungslinien 10 6,10 6 in einer Halterungsfläche 10 d liegen. Es ist dargestellt, daß die Flächen 10 c, 10 c und die Fläche 10 d in zwei verschiedenen, nämlich zueinander senkrechten Ebenen liegen. *

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 weist ferner einen zweiten Rahmen 11 zur Befestigung am getragenen Teil oder Präzisionsinstrument (nicht dargestellt) auf, der eine Mehrzahl von im Abstand voneinander angeordneten Halterungslinien hat, nämlich die Linien 11 a, 11 a, welche im wesenlichen parallel zu den Halterungslinien 10 a, 10 a und 10 b, 10 b des RahmenslO verlaufen. Die Halterungslinien 11 a, IIa sind an der Ecke des Rahmens ll angeordnet, der aufrecht stehende Seiten oder Flächen 11 b, 11 b hat, so daß die Halterungslinien tatsächlich in den Flächen 11 b, 11 b ebenso wie in der unteren Fläche lic liegen, wobei die Flächen 11 b, Hb und lic praktisch parallel jeweils zu den Flächen 10 c, 10 c und 10 d sind.

Die Vorrichtung gemäß Fi g. 1 und 2 weist ferner eine Mehrzahl von im unbelasteten Zustand etwa halbkreisförmigen Drahtseilschlaufen auf, die jede eine der Halterungslinien des AuflagerrahmenslO mit der entsprechenden Halterungslinie des Lagerrahmensll verbinden. Im einzelnen verbinden die Schlaufen 12 a, 12 a die IinksHegenden Halterungslinien 10a, Ha, die Schlaufen 13a, 13« die rechtsliegenden Halterungslinien 10a, IIa, während die Schlaufen 14 a, 14 a und 15 a, 15 a die Halterungslinien 11 a, 10 b miteinander verbinden. Jede der Schlaufen 12 a, 13 a, 14 a und 15 a ist, wie dargestellt, ein Teil einer vollständigen ovalen Schlaufe aus Drahtseil 12,13, 14 und 15 (in den Zeichnungen sind nur die Endteile 14 a und 15 α der letzteren dargestellt), die jeweils durch Stoßschweißung wie die Schweißung 12 b und 13 & der Schlaufen 12 und 13 geschlossen sind. In einer anderen Ausführungsform können nur die halbkreisförmigen Teile dieser Tragschlaufen benutzt werden, wobei die übrigen Teile der vollständigen Schlaufen weggelassen sind. In jedem Falle sind jedoch die Schlaufen an den Rahmen 10 und 11 neben ihren halbkreisförmigen Teilen verklammert, verpinnt oder auf andere Weise starr befestigt und die Schlaufen sind an ihren Befestigungsstellen an dem Rahmen mit einem Krümmungsradius ausgebildet, was zu einer bestimmten Vorspannung des Drahtseiles führt, wobei sich durch diese

Vorspannung dem Grunde nach die Steifheit und dadurch die Isohereigenschaft des Lagers bestimmt.

In Fig. 3 ist die Art gezeigt, in der die Halterungsschlaufen 12 und 13 infolge nach vorn und nach rechts gerichteter Stoß- oder Schwingungskräfte verformt werden, während in F i g. 4 gezeigt ist, wie die Schlaufen 12, 13, 14 und 15 infolge nach unten und nach rechts gerichteter Kräfte verformt werden. Die Anordnung ist symmetrisch, so daß in entgegengesetzter Richtung wirkende Kräfte gleiche und entgegengesetzt gerichtete Verformungen der Halterungsschlaufen erzeugen.

Aus der Darstellung ergibt sich, daß ein einzelnes Paar einander gegenüberliegender Schlaufen 12, 13 zur Dämpfung der quergerichteten Stoß- und Schwingungskräfte vorgesehen ist, während ein Paar ähnlich angeordneter Schlaufen 14 und 15 vorgesehen ist, um vor allem die vertikalgerichteten Stoß- und Schwingungskräfte zu dämpfen. Nach Wunsch kann eine größere Zahl von Drahtseil-Tragschlaufen vorgesehen werden, was weitgehend von der Abmessung des getragenen Teiles 11 quer zu den von den Schlaufen normalerweise eingenommenen Ebenen abhängt. In der dargestellten Ausführungsform sind die Halterungsschlaufen nur in zwei Ebenen, die als die X- und Y-Ebenen bezeichnet werden können, vorgesehen. Unter bestimmten Umständen kann es erwünscht sein, auch Schwingungs- oder Stoßkräfte dämpfende Schlaufen in einer dritten, zu den beiden anderen senkrechten Ebenen (Z-Richtung) zu haben.

In Fig. 5 sind die Kurven der Frequenzübertragbarkeit für typische Geräte der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Art dargestellt. Die Kurvest stellt die Charakteristik für Schwingungskräfte in der Z-Richtung dar und die Kurve B stellt die Charakteristik in den X- und F-Richtungen dar. Die in den Kurven- und B dargestellte Dampfung^esultiert ausschließlich aus der zwischen den einzelnen Drähten der Drahtseilschlaufen bei einer Verbiegung auftretenden Reibung und erfordert nicht irgendein anderes federndes zusätzliches Dämpfungsmaterial, wie es bisher in derartigen Schwingungsdämpfvorrichtungen benutzt wurde. Die höchste natürliche Resonanzfrequenz in der X- und Y-Richtung liegt etwas unter zwanzig Schwingungen pro Sekunde. Die Vorrichtung hat eine Transmissionsfähigkeit von eins bei etwa fünfundzwanzig Schwingungen pro Sekunde. Somit wird die Vorrichtung das getragene Teilll gegen alle Stoß- und Schwingungsfrequenzen über fünfundzwanzig Schwingungen pro Sekunde abisolieren. Andere Vorrichtungen der in Fig. 1 und 2 dargestellten Art wurden so ausgelegt, daß sie mit ihrer aufliegenden Last natürliche Resonanzfrequenzen von nur fünf Schwingungen pro Sekunde bis hinauf zu dreißig Schwingungen pro Sekunde hatten, woraus sich der weite Bereich natürlicher Frequenzen ergibt, die je nach der Anwendungsart erreichbar sind.

Ein wichtiger Vorteil der beschriebenen Auflagerungsvorrichtung ist der, daß sie ihre Schwingungsdämpffunktionen unabhängig von ihrer Lage und Ausrichtung erfüllt, d. h., die aufgelagerte Masse kann vertikal gestellt oder in irgendeine Zwischenstellung gekippt werden, ohne daß dadurch die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung beeinträchtigt wird. Viele zur Zeit verfügbare Schwingungsisolatoren sind nur wirksam, solange sie in einer feststehenden Ebene gehalten werden, und verlieren ihre Isolierfähigkeit, wenn sie auf den Kopf oder auf die

Claims (3)

Seite gedreht werden, und zwar infolge derjenigen Erscheinung, die normalerweise als Aufstoßen gegen die Isolierstruktur selbst beschrieben wird. Die oben beschriebenen Vorrichtungen sind besonders für leichte Lasten geeignet, bei denen eine Ioka- lisierte, ungleichförmige Beanspruchung nicht von Bedeutung ist. Wenn, wie oben festgestellt wurde, es erwünscht ist, solch eine lokalisierte, ungleichförmige Beanspruchung zu vermeiden, können mehrfache Halterungsschlaufen in parallelen Ebenen vor- gesehen werden. In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform zur Abstützung des Tragrahmensll gegen den Rahmen 10 dargestellt, wobei die mehrfachen, einzelnen, geschlossenen Schlaufen durch Anordnungen ersetzt sind, die zusammenhängende schraubenförmige Schlaufen 16 und 17 aufweisen, welche jeweils an langgestreckten Streifen 18, 18 und 19, 19 befestigt sind, die selbst wieder an einander gegenüberliegenden vertikalen Flächen der RahmenlO und 11 be- festigt sind. In diesem Falle ist jede Windung der Schraubenlinien 16 und 17 fest an ihrem jeweiligen Streifen verpinnt, verklammert oder verankert, wobei die Streifen einheitliche Anordnungen bilden, die leicht an den RahmenlO und 11 angebracht und von diesen entfernt werden können und so einen großen Dimensionierungsbereich zulassen. Fig. 7 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 6, in der eine Ablenkung der schraubenförmigen Schlaufen infolge einer nach vorn gerichteten Kraft dargestellt ist. Fig. 8 ist eine Sei- tenansicht der Vorrichtung gemäß F ig· 6» in der eine Ablenkung der schraubenförmigen Schlaufen infolge einer nach unten gerichteten Kxaft dargestellt ist, während Fig. 9 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 6 zeigt, in der eine Ablenkung der Schlaufen 16 und 17 infolge einer nach links gerichteten Kraft gezeigt ist. Auch bei der Vorrichtung gemäß Fig. 6 liefern die Schlaufen 16 und 17 federnde Rückstellkräfte in allen drei Richtungen. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur schwingungsgedämpften Lagerung von Lasten gegenüber einer Unterlage, bei der die Last und die Unterlage fest mit je einem Rahmen verbunden sind und beide Rahmen miteinander durch eine Vielzahl von parallelgeschalteten Drahtseilstücken verbunden sind, die an in parallelen Linien angeordneten Halterungen der beiden Rahmen angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtseilstücke als Schlaufen (12 a bis 15 a) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtseilstücke in an sich bekannter Weise etwa halbkreisförmig sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtseilstücke in an sich bekannter Weise die Gestalt einer fortlaufenden Schraubenlinie haben.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 3 034 752, 3 057 593.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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