DE1775472B2 - Tragvorrichtung für einen Gegenstand, die die Übertragung von Stößen und Schwingungen auf diesen Gegenstand schacht - Google Patents
Tragvorrichtung für einen Gegenstand, die die Übertragung von Stößen und Schwingungen auf diesen Gegenstand schachtInfo
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- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine die Übertragung von Stoßen und Schwingungen von einer Basis auf einen
Gegenstand abschwächende Tragvorrichtung für den Gegenstand, bei der mehrere Baugruppen aus jeweils
einem elastischen Glied und einem parallel oder koaxial dazu liegenden stoßdämpfenden Glied vorhanden sind,
wobei jedes Glied sowohl mit der Basis als auch mit dem Gegenstand mittels allseitig drehbarer Gelenke verbunden
ist und die gleichartigen Glieder derart in Paaren angeordnet sind, daß bei jedem Paar die am Gegenstand
liegenden Gelcnkpunkte in einem Punkt oder dicht beieinander liegen, während die anderen Gelenkpunkte
der Glieder desselben Paares weiter auseinander liegen.
Solche Tragvorrichtungen sind aus der GB-PS 55 674 bekannt. Sie sind besonders wichtig, wo
elektronische Geräte, Meßinstrumente und andere leicht beschädigbare Apparate an Stellen aufgestellt
werden müssen, die starken Stoßen und Schwingungen ausgesetzt sind, wie beispielsweise auf Schiffen sowie
Schienen- und Straßenfahrzeugen.
Bei der bekannten Tragvorrichtung umgibt die Basis den Gegenstand an allen Seiten, was bedeutet, daß der
für die Aufstellung der Gegenstände erforderliche Raum ziemlich groß sein muß. so daß es oft unmöglich
ist, unterstützte Kästen mit Geräten nahe beieinander
aufzustellen.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Tragvorrichtung
der eingangs genannten An, die die erwähnten Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermeidet.
Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung erfindungsgemuH
derart ausgeführt, daß sechs Baugruppen vorhanden sind und immer zwei Gelenkpunkte eines Gliedes
auf einer Geraden liegen und sowohl bei den elastischen Gliedern als auch bei den stoßdämpfenden Gliedern
vier dieser Geraden gleichartiger Glieder sich längs der unmittelbar aneinander anschließenden Seitenlinien
eines gedachten Tetraeders erstrecken, und daß die Richtungen der Geraden der beiden übrigen gleichartigen
Glieder voneinander und von den Richtungen der vier Geraden der anderen gleichartigen Glieder
wesentlich abweichen.
Eine auf diese Weise ausgelegte Tragvorrichtung kann sich Formänderungen der Basis sowie einer
ungenauen Lage(z. B. durch Montagefehler) der Stellen, an denen die elastischen und stoßdämpfenden Glieder
mit der Basis verbunden sind, ohne unerwünschte Spannungen in der Vorrichtung anpassen.
Es ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß die Dimensionierung und die Wahl der
Lage der Teile nicht sehr kritisch sind. Obwohl allzugroße Abweichungen der optimalen relativen Lage
und Dimensionen selbstverständlich die richtige Wirkung beeinträchtigen können, sind verhältnismäßig
große Abweichungen ohne weiteres zulässig. Sie beeinträchtigen die Wirkung höchstens in unbedeutendem
Maße.
Die Erfindung wird untenstehend durch Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung
erläutert. In der Zeichnung zeigt jeweils in schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Tragvorrichtung für einen Gegenstand, in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 eine erste abgewandelte Ausführungsform einer solchen Tragvorrichtung, im Ausschnitt und in
perspektivische! Darstellung, -40
Fig. 3 eine zweite abgewandelte Ausführungsform der Tragvorrichtung, im Ausschnitt und in einer
Seitenansicht,
Fig. 4 bis 6 drei verschiedene Ansichten einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Tragvorrichtung für einen Gegenstand,
Fig. 7 eine abweichende Ausführungsform eines Teiles eioner erfindungsgemäßen Tragvorrichtung, in
perspektivischer Darstellung und
F i g. 8 ein allseitig drehbares Gelenk einer Tragvorrichtung gemäß der Erfindung, in perspektivischer
Darstellung, teilweise im Schnitt und in einem anderen Maßstab.
Anhand der Fig. 1 wird ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Tragvorrichtung beschrieben. Der zu tragende Gegenstand ist ein
parallelepipedförmiger Kasten 106, in dem sich empfindliche Geräte befinden. Der Kasten 106 ist auf
einer Bodenplatte 119 und einer Wand 120, die zusammen die tragende Einrichtung, d. h. die Bais, t>o
darstellen, unterstützt. Wenn die in dem Kasten 106 aufzustellenden Geräte an den richtigen Stellen in dem
Kasten 106 montiert sind, sind X, Y und Z die Hauptträgheitsachsen durch den Schwerpunkt des
Ganzen. Sechs Baugruppen jeweils eines elastischen i>>
und eines stoßdämpfenden Gliedes tragen den Kasten 106. |ede dieser Baugruppen liefert sowohl eine
elastische als auch eine dämpfende Kraft. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die elastischen
Glieder zylindrische .Schraubenfeder!! und die stoßdämpfenden
Glieder hydraulische Stoßdämpfer. Die Stoßdämpfer und die Federn liegen in einer bei
teleskopischen Stoßdämpfern für Kraftfahrzeuge üblichen Weise koaxial zueinander, in dem Sinne, daß jede
Feder an beiden Enden fest mit dem zugehörigen Stoßdämpfer verbunden ist, so daß auch Zugkräfte
übertragen werden können. Nur bei einer der sechs Baugruppen, nämlich bei der Baugruppe 114, ist die
zugehörige Feder tatsächlich dargestellt; bei den fünf anderen Baugruppen 1Oi, 102, 111, 112, 113 sind die
Federn zur Vereinfachung der Zeichnung fortgelassen. Tatsächlich sind diese Federn jedoch in derselben Weise
mit den Stoßdämpfern zusammengebaut, wie bei der Baugruppe 114. Jede dieser Baugruppen ist an ihrem
einen Ende mittels eines allseitig drehbaren Gelenkes mit dem zu tragenden Kasten 106 und an ihrem anderen
Ende mittels eines solchen Gelenkes mit der Basis 119,
120 verbunden. An jedem der beiden Enden einer solchen Baugruppe liegt demnach ein Drehpunkt eines
allseitig drehbaren Gelenkes.
An seiner Oberseite ist der Kasten 106 mit Hilfe von zwei solchen Baugruppen 101, 102 mit der Wand 120
verbunden. Die von diesen beiden Baugruppen 101, 102 ausgeübten Kräfte greifen an einem gemeinsamen
Punkt 105 der Hauptträgheitsachse Y an dem Kasten 106 an, wozu jede der beiden Baugruppen 101, 102 an
einem Ende mittels eines allseitig drehbaren Gelenkes, dessen Drehpunkt mit dem Punkt 105 zusammenfällt,
mit dem Kasten 106 verbunden ist. Das andere Ende jeder dieser beiden Baugruppen 101,102 ist mittels eines
allseitig drehbaren Gelenkes 103 oder 104 mit der Wand 120 verbunden. In dem beschriebenen Falle steht die
Verbindungslinie der Drehpunkte (103 bis 105 bzw. 104 bis 105) bei jeder der Baugruppen 101, 102 im
Ruhestand der Vorrichtung rechtwinklig auf der Hauptträgheitsachse Y, wobei diese Verbindungslinien
beiderseits einer ebenen Fläche liegen, die durch die erwähnte Hauptträgheitsachse Y und die Hauptträgheitsachse
Z geht. Die erwähnten Verbindungslinien schließen in dem Ruhezustand der Tragvorrichtung
gleiche Winkel mit dieser ebenen Fläche ein.
Auf den ersten Blick erscheint es konstruktiv schwierig, zwei allseitig drehbare Gelenke zu schaffen,
die eine Drehung um denselben Punkt erlauben. Deshalb ist in F i g. 8 ein Beispiel einer möglichen
Ausführungsform solcher Gelenke dargestellt. Diese Ausführungsform verfügt über einen Kardanring 830,
der zwei sowohl nach innen als auch außen ragende Zapfen 827,831 trägt. Der Kardanring830 ist mittels der
nach außen ragenden Teile der Zapfen 827,831 mit dem Gegenstand, mit dem die allseitig drehbare Gelenkverbindung
zustande gebracht werden muß, "erbunden. Zu diesem Zwecke sind diese Ί eile in mit dem Gegenstand
verbundenen Lagern drehbar, die, wenn das Gelenk die Baugruppen 101,102 mit der Oberseite des Kastens 106
verbindet, sich auf dessen Oberseite befinden. Ein zweiter Kardanring 829 ist um die nach innen ragenden
Teile der Zapfen 827 und 831 drehbar. Der äußere Kardanring 830 trägt zwei nach außen ragende Zapfen,
Ulli die sich eine Gabel 825 drehen kann. Die Gabel 825 is>i mit dem einen Ende einer Baugruppe, beispielsweise
mit der Baugruppe 101, verbunden. Die gemeinsame Acnse der Zapfen, um die die Gabel 825 drehbar ist,
schneidet die gemeinsame Achse der ebenfalls an dem Kardanring 830 angeordneten Zapfen 827, 831, und
zwar vorzugsweise rechtwinklig. Die mit der Gabel 825
verbundene Baugruppe kann sich dann mit Bezug auf den Gegenstand, der die Lager trägt, allseitig um den
Schnittpunkt der beiden Achsen drehen. Der innere Kardanring 829 trägt eine Welle 832, um die sich ein
Stab 826 drehen kann und deren Achse die gemeinsame Achse der Zapfen 827 und 831 in demselben Punkt
schneidet, wie die gemeinsame Achse der die Gabel 825 tragenden Zapfen. Auch in diesem ['alle schneiden die
Achsen sich vorzugsweise rechtwinklig. Auch mit der Stange 826 ist eine Baugruppe verbunden, beispiclsweise
die Baugruppe 102, so daß diese Baugruppe sich um denselben Punkt (nämlich den gemeinsamen Schnittpunkt
der drei erwähnten Achsen) in bezug auf den die Lager für den äußeren Kardanring 830 tragenden
Gegenstand allseitig drehen kann, wie die mit der Gabel is
825 verbundene Baugruppe.
Die allseitig drehbaren Gelenke, die die Baugruppen 101, 102 mit der Wand 120 verbinden, brauchen nicht so
kompliziert ausgeführt zu sein. An diesen Stellen und auch an anderen Stellen, wo nur mit einer einzigen
Baugruppe eine allseitig drehbare Verbindung zustande gebracht zu werden braucht, können Kugelgelenke
verwendet werden. In sehr zweckmäßigen Ausführungen werden Kugellager mit kugelförmigen Laufflächen
als Kugelgelenke verwendet, die praktisch spielfrei bleiben und deren Reibung vernachlässigbar ist, so daß
sie die ordnungsgemäße Funktion der Tragvorrichtung nicht beeinträchtigen können.
Die Unterseite des Kastens 106 ist durch vier Baugruppen 111 bis 1!4 mit der Bodenplatte 119 in
verbunden. Die Verbindungslinie der Drehpunkte der allseitig drehbaren Gelenke, die jeweils zu der gleichen
Gruppe gehören, verläuft für jede dieser Baugruppen längs einer der betreffenden Baugruppe zugeordneten
Kante eines Tetraeders mit den Eckpunkten 107, 108, !"> 109, 110. und zwar derart, daß die Verbindungslinien für
die genannten Baugruppen 111 bis 114 sich längs vier
aneinander anschließender, einen geschlossenen Weg bildender Kanten dieses Tetraeders erstrecken. In dem
Punkt 107 sind die Baugruppen 111, 112 und in dem Punkt 108 die Baugruppen 113, 114 jeweils allseitig
drehbar mit der Unterseite des Kastens 106 verbunden. In dem Punkt 110 sind die nicht mit dem Kasten 106
verbundenen Enden der Baugruppen 111, 114 und in
dem Punkt 109 die nicht mit dem Kasten 106 -15
verbundenen Enden der Baugruppen 112, 113 mit der Bodenplatte 119 verbunden. Die Kanten 107, 108 und
109, 110, längs deren sich keine Baugruppen erstrecken,
stehen rechtwinklig auf der Hauptträgheitsachse V und aufeinander, wobei die Mitte dieser beiden Kanten auf
der Hauptträgheitsachse Vliegt. Außerdem verläuft die
Kante 107 bis 108 parallel zu der einen Hauptträgheitsachse A und die Kante 109 bis 110 parallel zu der
anderen Hauptträgheitsachse Z.
J-Is ist ein wesentlicher Vorteil der beschriebenen Vi
Bauart, daß die Baugruppen 111 bis 114. 101 und 102, die
ilen Kasten 106 tragen, abgesehen von den Verbindungen
mil der Wund 120, vollständig inncihalb des
parallelepipedförmigen Raumes mit dem gleichen, rechtwinklig auf der I lauptträgheitsachse !'stehenden mi
(,Hierschnitt wie tier Kasten 106 liegen können, und tlaß
in der Richtung tier I laupllrägheilsachse V'die Bauhöhe tier I ragvorrichlung gering ist. Die Höhe lies Kastens
106 braucht demnach nur wenig kleiner als die ties für
tlie Aufstellung ties Kastens 106 zur Verfügung siehenden Platzes zu sein.
Der Kasten 106 kann in der Auslührungslorm nach
I ι υ. I sich Irci um die einander kreuzenden Achsen 107
bis 108 und 109 bis 110 drehen, so daß der Punkt 105 i eine Lage gedreht werden kann, in der er mit de
vorderen Enden der Baugruppe 101 und 102 verbindbar ist. ohne daß dadurch Kräfte in den mit dem Kasten 106
verbundenen Baugruppen entstehen.
Die Kästen 106 können überdies sehr eng nebencin ander aufgestellt werden; es hat sich sogar als möglic
erwiesen, ohne die stoß- und schwingungsdämpfend Wirkung nennenswert zu beeinträchtigen, nebeneinan
tiefliegende Kästen 106 mechanisch fest miteinander /.1
verbinden, wodurch die Herstellung elektrischer Vci
lbindungen zwischen sich in nebeneinanderlicgender Kästen 106 befindlichen elektrischen Geräten sch
vereinfacht wird. Die Montage der Tragvorrichuinger
muß bei mechanisch gekoppelten Kästen 106 jedoch sorgfältiger ausgeführt werden, weil die Bewegungsfrei
hch, die es nicht gekoppelten Kästen 106 erlaubt, sich Lagefehlern und Formänderungen anzupassen, zumindest
zum Teil verlorengehl.
Es ist keineswegs notwendig, tlaß der zu tragend
Gegenstand, in diesem Falle der Kasten 106, an de Unterseite durch vier Baugruppen eines elastischen unc:
eines dämpfenden Gliedes unterstützt und an de Oberseite durch zwei solcher Baugruppen in de
richtigen Lage gehalten wird. Die ganze Anordnung kann auch umgedreht werden, in der Weise, daß der zu
tragende Gegenstand an der Oberseite von vier solchen Baugruppen gelragen und an der Unterseite von zwei
Blutgruppen in der richtigen Lage gehalten wird. Weite ist es nicht erforderlich, daß die Hauptlrägheitsachsc V
vertikal steht. Grundsätzlich gibt es keine Beschränkun gen für die Lage dieser Achse: dasselbe trifft für die
Lage der beiden andern Hauptträgheitsachsen A'und zu.
Die obenstehend beschriebenen Umkchrungcn mit
Lageänderungen sind nicht nur bei den beschriebenen symmetrischen Tragvorrichtungen, sondern auch be
anderen, grundsätzlich auch symmetrischen, sowie bc noch zu beschreibenden nichtsymmetrischen Tragvor
richtungen zulässig.
Bei allen neuen Tragvorrichtungen können durch Stöße und Schwingungen verursachte Lageänderungen
ties zu tragenden Gegenstandes die die Übertragung von Stößen und Schwingungen dämpfende Wirkung
nicht beeinträchtigen.
Die strenge Symmetrie der anhand der F i g. beschriebenen Ausführungsform tier Tragvorrichtung
hat den Vorteil, daß die vier Baugruppen 111 bis 11 eines elastischen und eines dämpfenden Gliedes, die der
Gegenstand auf der einen Seite tragen, einander völlig gleich sein können, und daß außerdem die zwe
Baugruppen 101 und 102 mit einem elastischen unc einem dämpfenden Glied, die den Gegenstand an de
anderen Seite stützen, auch untereinander gleich, abc im allgemeinen nicht mit den vier anderen Baugruppei
111 bis 114 gleich zu sein brauchen. Dieser Vorteil geh
nicht verloren, wenn nv.n sich in bezug auf die Lage tie Baugruppen in der Tragvorrichtung die naehstehent
beschriebenen Freiheiten erlaubt.
Die ordnungsgemäße Funktion tier Tragvorriehiunf
wird nicht beeinträchtigt, wenn man tlie längs de Kanten ties Tetraeders liegenden Baugruppen in de
Längsrichtung dieser Kanten verschiebt, wobei nötigen falls tlie Länge tier Baugruppen zwischen tlei
Drehpunkten tier allseitig drehbaren Gelenke vcrändci
wird. Dies erlaubt es, die Drehpunkte außerhalb tie Eckpunkte des Tetraeders zu legen, und macht e
überlliissig. bei diesen Baugruppen die komplizierten
konzentrischen, allseitig drehbaren Gelenke zu verwenden,
die es gestillten, zwei Teile, um denselben Punkt allseitig drehbar, mit einem drillen Teil zu verbinden.
|ede Baugruppe kann dann an jedem ihrer beiden linden mil einem getrennten, allseitig drehbaren Gelenk,
beispielsweise einem Kugelgelenk, versehen sein.
I* i g. 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer neuen Tragvorrichtung, bei der solche konzentrische, allseitig
drehbare Gelenke überflüssig sind. Die l'igur zeig; von
dem als Kasten ausgeführten zu tragenden Gegenstand nur die zum Teil dargestellte Bodenwand 206. Die vier
Baugruppen, die den Kasten an dieser Seite tragen, sind mit 211, 212, 213 und 214 bezeichnet. Die Drehpunkte
der allseitig drehbaren Gelenke jeder dieser Baugruppen liegen auf einer Kante eines Tetraeders mit den
Eckpunkten 207, 208, 209, 210. Die Lage dieses Tetraeders mit Bezug auf die Hauptträgheilsachsen
genügt denselben Anforderungen wie die Lage des Tetraeders 107, 108, 109, 110 in I'ig. 1. Die Entfernung
zwischen den Drehpunkten der einer Baugruppe zugeordneten, allseitig drehbaren Gelenke ist jedoch
kleiner als die F.ntfernung "zwischen den auf derselben Kante des Tetraeders liegenden Eckpunkten des
Tetraeders, und zwar um soviel kleiner, daß genügend Platz für jedes der allseitig drehbaren Gelenke zur
Verfugung steht, um ein solches Gelenk als getrenntes
Gelenk, beispielsweise als eigenes Kugelgelenk, auszuführen.
Deshalb verfügt die Baugruppe 211 über die allseitig
drehbaren Gelenke 207", 210', die Baugruppe 212 über die getrennten allseitig drehbaren Gelenke 207', 209',
die Baugruppe 213 über die getrennten Gelenke 208', 209" und die Baugruppe 214 über die Gelenke 208",
210". Die Drehpunkte in der Nähe der Bodenwand 206 des Kastens liegen in der Ausführungsform nach F i g. 2
gleich weit von den Eckpunkten 207 bzw. 208 entfernt, während die in der Nähe der Bodenplatte liegenden
Drehpunkte gleich weil von den Eckpunkten 209 bzw. 210 des Tetraeders entfernt liegen. Deshalb können die
vier in der Nähe des Kastens liegenden Gelenke gleich weit von der Unterseite des Kastens und die vier
anderen Gelenke gleich weit von der Bodenplatte entfernt liegen. Dies ermöglicht es, alle acht mit den
Baugruppen 211 bis 214 verbundenen Gelenke mit denselben Abmessungen auszuführen, wie es bei dem in
Γ i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispicl der Fall ist.
Es ist für die .Symmetrie der ausgeübten Kräfte keineswegs erforderlich, daß die vier längs der Kanten
des Tetraeders sich erstreckenden Baugruppen 211 bis 214 mit Bezug auf die Eckpunkte des Tetraeders in
entsprechenden Lagen liegen. Es bleibt zulässig, die zu derselben Baugruppe gehörigen Drehpunkte längs der
Kante des Tetraeders, auf der sie liegen, zu verschieben, auch wenn diese Verschiebung nicht für alle Baugruppen
denselben Wert hat. I"ig. 7 zeigt schematisch ein Beispiel einer Ausführung, die durch solche ungleiche
Verschiebungen der vier Baugruppen entstehen kann. Auch bei dieser Ausführungsform brauchen keine
konzentrischen, allseilig drehbaren Gelenke verwendet zu werden. Jede Baugruppe ist an jedem ihrer Enden mit wi
einem getrennien. allseitig drehbaren Gelenk, beispielsweise
einem Kugelgelenk, versehen, zu welchem /wecke in der Ausführung nach F i g. 7 genügend Platz
zur Verfügung sieht.
Auch Ausführungsformen, die durch weitere Ver- h5
Schiebung der Baugruppen in der einen oder der anderen Richtung längs einer Kante des Tetraeders
entstehen, gehören zur Erfindung. Bei vielen der auf diese Weise entstandenen Ausführungen wird es jedoch
nicht möglich sein, die Tragvorrichtung völlig innerhalb des durch Verlängerung der Wände des Kastens
erhaltenen, parallelepipedförmigen Raumes aufzustellen.
Es ist außerdem auch bei symmetrischen Ausführungen nicht unbedingt erforderlich, daß die Geraden, auf
denen die beiden Drehpunkte der allseitig drehbaren Gelenke jeder der beiden in F i g. 1 dargestellten oberen
Baugruppen 101, 102 liegen, völlig rechtwinklig auf der Hauplträgheitsachsc Y stehen. Verhältnismäßig starke
Abweichungen von dieser Lage sind zulässig; falls es eine Vorzugsrichtung für die auf die Tragvorrichtung
wirkende Stöße gibt, kann es sogar Vorteile haben, die Richtung dieser Geraden derart zu wählen, daß bei
kräfiigen Stößen in dieser Vorzugsrichtung die Baugruppen
in die senkrecht zu der Hauptträgheitsachse verlaufende Lage und dann in gewissem Maße durch
diese Lage hindurch geschwenkt werden. Die Wahrscheinlichkeit größerer Richtungsänderungen der
Hauptträgheitsachse Y infolge des Verschwenkcns der oberen Baugruppen 101,102 wird dann verkleinert.
Auch ist es im Rahmen der Erfindung zulässig, die Lage jeder der in Fig. I dargestellten oberen
Baugruppen 101, 102 derart zu verändern, daß die Drehpunkte der allseitig drehbaren Gelenke längs der
Geraden, auf denen sie liegen, verschoben werden, wobei nötigenfalls die Entfernung zwischen den
Drehpunkten geändcri werden kann. Dies ermöglicht es. die komplizierten, konzentrischen, allseitig drehbaren
Gelenke bei den oberen Baugruppen 101, 102 zu vermeiden.
F i g. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine entsprechend vereinfachte Tragvorrichtung. In dieser Figur stellt 306
die Oberseite des zu tragenden Kastens dar. Die Teile 301 und 302 sind zwei Baugruppen mit einer Feder und
einem Stoßdämpfer, die bei 303 bzw. 304 allseitig drehbar mit der Wand 320 verbunden sind. Bei 305
schneidet die Hauptträgheitsachse V die Geraden, auf denen die Drehpunkte jeder der Baugruppen 301, 302
liegen. Die Baugruppe 301 ist bei 305' und die Baugruppe 302 ist bei 305" allseilig drehbar mit der
Oberseite 306 des Kastens verbunden. Diese Verbindungen sind durch, getrennte, allseitig drehbare Gelenke, die
in diesem Falle als Kugelgelenke ausgebildet sind, gebildet. Es ist außerdem innerhalb des Rahmens der
Erfindung zulässig, eine der mil der Oberseite des zu tragenden Gegenstandes verbundenen Baugruppen
301, 302 durch Längsverschiebung an die entgegengesetzte Seite der Hauptträgheitsachse zu legen oder,
unter entsprechender Anpassung des von den Baugruppen 301, 302 eingeschlossenen Winkels, das Ganze der
beiden den Gegenstand an der oberen Seite stützenden Baugruppen 301, 302 über 90" um die Hauptträgheitsachsc
V zu drehen. Auch ist es innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich, den Tetraeder 107, 108,109, 110.
dessen Kanten die Lage der vier den Gegenstand an der Unterseite tragenden Baugruppen bestimmt, über 90"
um die Hauptlräghcitsachse Vzu drehen.
Es isl unerwünscht,daß bei den erwähnten l.ageänderungen
der nicht einer Kante des Tetraeders zugeordneten Baugruppen 301, 302 die Entfernung zwischen der
llauplträgheitsachse V und den Drehpunkten tier
allseilig drehbaren Gelenke 305', 305", die die
Baugruppen 301,302 mit dem zu nagenden Gegenstand 3% verbinden, bestimmte Grenzen überschreitet.
Überschreitet nämlich diese Entfernung einen bestimmten Weil, so könnten durch starke Stöße verursachte
Lageündcrungen des Gegenstandes bewirken, dall der
Schnittpunkt der Geraden, auf denen die Drehpunkte der allseilig drehbaren Gelenke 305', 305" der
erwähnten Baugruppen 301,302 liegen, sieh zu weil von
dieser Haupttrügheitsachse entfernt oder dall diese Geraden sich kreu/ende Gerade werden, die auch die
erwähnte Hauptträgheitsachse in einem nicht vernachlassigbaren Abstand kreuzen. Die erwähnten l.ageänderungen
der Geraden ermöglichen es, den nicht einer Kante des Tetraeders zugeordneten Baugruppen 301,
302 ein Moment in bezug auf die I lauptlrägheitsachse Y auf den Gegenstand auszuüben, das zu unerwünschten
Drehungen dieses Gegenstandes Anlaß geben wird. Auf Grund ähnlicher Erwägungen ist es nicht erwünscht, daß
die Entfernung zwischen dem Drehpunkt eines allseitig drehbaren Gelenkes, das mit einer längs einer Kante des
Tetraeders verlaufenden Baugruppe verbunden ist und dem diesem Drehpunkt am nächsten auf derselben
Kante des Tetraeders liegenden Eckpunkt des Tetraeders bestimmte Grenzwerte überschreitet.
Es wurde schon erwähnt, daß die Richtungen der beiden durch den Schwerpunkt des Gegenstandes
gehenden, zu der Hauptträgheitsachse Y gehörenden Hauptträgheitsachsen X und Z die Orientierung des
Tetraeders sowie der beiden nicht einer Kante des Tetraeders zugeordneten Baugruppen bezüglich der
Hauplträgheitsachse V bestimmen. Zu bemerken ist aber, daß es die Hauptträgheitsachsen X und Z nicht
immer gibt. Sie sind nämlich dann nicht vorhanden, wenn das Trägheitsmoment um alle durch den
Schwerpunkt gehenden, rechtwinklig auf der Hauptträgheitsachse Kstehenden Achsen denselben Wert hat.
Die Orientierung des Tetraeders und der erwähnten Baugruppen um die Hauptträgheitsachse Y kann dann
willkürlich gewählt werden. Ir; der Praxis trifft dies auch
zu, wenn es zwar die Hauptträgheiisachsen ,V und Z
gibt, jedoch der Unterschied zwischen den Trägheitsmomenten um diese Achsen klein ist.
Die obengenannten, sich auf die Lage der Baugruppen beziehenden Bestimmungen sind nicht sehr kritisch.
Ziemlich große Abweichungen sind zulässig. Ohne nennenswerte Beeinträchtigung der die Stoß- und
Schwingungsübertragung abschwächenden Wirkung sind bei einer Tragvorrichtung mit bestimmten Baugruppen
Abweichungen zulässig:
1) Die Richtung der Verbindungslinie der Drehpunkte der mit einer Baugruppe verbundenen, allseitig
drehbaren Gelenke darf einigermaßen abweichen von der Richtung der Geraden, mit der sie
zusammenfallen sollte, beispielsweise von der Richtung einer Kante des Tetraeders.
2) Die erwähnte Verbindungslinie darf mit Bezug auf die Gerade, mit der sie zusammenfallen sollte,
merklich in Querrichtung sowie in Längsrichtung dieser Geraden verschoben sein.
3) Der Schnittpunkt der Geraden, die bei den beiden nicht einer Kante des Tetraeders zugeordneten
Gelenken die Drehpunkte der mit derselben Baugruppe verbundenen, allseilig drehbaren Gelenke
verbinden, braucht nicht genau auf der in der F i g. I mit V bezeichneten llaiiptträgheitsachse
durch ilen Schwerpunkt des /.u tragenden Gegenstandes
zu liegen. Es ist sogar zulässig, daß diese Geraden einander nicht schneiden, sondern in
geringem Abstand sich kreuzen, wobei sie die I lauplträgheitsachse Venlweder schneiden oder in
geringer Entfernung kreuzen.
4) Es ist zulässig, dall die unter Punkt J) erwähnten
Geraden in nennenswertem Maße von der im Zusammenhang mit dem zu tragenden Gegenstand
günstigsten Richtung abweichen.
Weiter ist es zulässig, daß die beiden, nicht einer Baugruppe zugeordneten Kanten des Tetraeders, dessen andere Kanten die Lage von vier Baugruppen bestimmen:
Weiter ist es zulässig, daß die beiden, nicht einer Baugruppe zugeordneten Kanten des Tetraeders, dessen andere Kanten die Lage von vier Baugruppen bestimmen:
a) in beträchtlichem Maße abweichen von der rechtwinklig auf der in der E i g. 1 mit Y
bezeichneten 1 lauptträgheitsachse durch den Schwerpunkt des Gegenstandes stehenden Richtung,
b) in beträchtlichem Malle abweichen von den zu den in der I' i g. I mit X und Z bezeichneten
llauptträgheitsachsen durch den Schwerpunkt des Gegenstandes parallelen Richtungen.
c) die in Fig. I mit ^bezeichnete Haupttragheitsach-.se
durch den Schwerpunkt des zu tragenden Gegenstandes in beschränktem Abstand kreuzen
anstatt sie zu schneiden.
d) wenn sie die vorgegebene Hauptträgheitsachse durch den Schwerpunkt des Gegenstandes sehneiden,
der Schnittpunkt nicht mit der Mitte der Kante zusammenfällt.
Die Tatsache, daß die Bedingungen für die Anordnung keineswegs kritisch sind, hat mehrere Vorteile. Sie
erlaubt es beispielsweise, eine Normalausführung für eine Tragvorrichtung zu schaffen, die für Kästen
verwendbar ist, in die verschiedene Kombinationen von elektrischen Geräten eingebaut werden müssen, so daß
im allgemeinen nach dem Einbau die Lage des Schwerpunktes, die Lage der durch den Schwerpunkt
gehenden Haupiträgheitsachsen, das Gewicht und die um die llauptträgheitsachsen gemessenen Trägheitsmomente
nicht bei allen Kästen gleich sind. Trotzdem kann man. wenn die Unterschiede nicht zu groß sind, für
solche Kästen dieselbe Tragvorrichtung anwenden.
Ein zweiter dadurch entstehender Vorteil ist die Tatsache, daß man in einfacher Weise die Verwendung
der koaxialen Anordnung eines Stoßdämpfers und einer Feder umgehen kann. Die koaxiale Anordnung kann
nämlich unter Umständen Nachteile haben. Sie erschwert beispielsweise die Instandhaltung der Stoßdämpfer.
Es wäre möglich, kombinierte Anordnungen anzugeben, bei denen die Feder und der Stoßdämpfer
nebeneinanderliegen und mittels derselben beiden allseitig drehbaren Gelenke mit dem zu tragenden
Gegenstand und der tragenden Einrichtung, d. h. der Basis, verbunden sind. Diese Konstruktionen erfordern
jedoch meistens Geradführungen, die starkem Verschleiß unterliegen. Die Tatsache jedoch, daß das
elastische und das dämpfende Glied innerhalb bestimmter Grenzen in Querrichtung mit Bezug auf die Gerade,
längs der sie sich erstrecken müssen, verschoben werden dürfen, ermöglicht es, das elastische und das
dämpfende Glied einer Baugruppe nebeneinander zu legen und jedes dieser Glieder mittels eigener, allseitig
drehbarer Gelenke mil dem zu tragenden Gegenstand und der tragenden Einrichtung, d. h. der Basis, zu
verbinden. Die Fig.4, 5 und b /eigen eine Ausführung
einer neuen Tragvorrichtung, bei der die elastischen und die dämpfenden Glieder getrennt angeordnet sind.
Genau wie die in Fig. I dargestellte Tragvorrichtung
trägt auch diese Tragvorrichtung einen Gerätekasten.
F i g. 4 zeigt eine Draufsicht lies Kastens, dessen Oberseite mit zwei Stoßdämpfern 401 Wund 402Bsowie
mit zwei Federn 401/1 und 4024 verbunden ist. Sowohl
jede Feder 4OM, 402/\ als auch jeder Stoßdämpfer
401 /i, 4020 ist an beiden linden mit einem Kugelgelenk versehen. Auf einer Seite sind sie miltels eines solchen
Kugelgelenkes mit einer Wand 420, auf der anderen Seite mittels eines solchen Kugelgelenkes mit dem zu
tragenden Gegenstand, d. h. mil der Oberseite des Kastens, verbunden. Bei dem in der Figur dargestellten
Beispiel liegen der Stoßdämpfer und die diesem Stoßdämpfer zugeordnete Keder beiderseits der Geraden,
auf der bei einer zusammengebaiiien Baugruppe
mit nur zwei Kugelgelenken die Drehpunkte dieser Gelenke vorschriftsmäßig liegen müßten. Andere
relative Lagen sind aber auch m^elich; so könnte eines
der beiden einander zugeordneten Glieder längs der erwähnten Geraden und das andere Glied außerhalb
dieser Geraden liegen. Auch wäre es möglich, die beiden einander zugeordneten Glieder entweder rechtwinklig
oder schräg mit Bezug auf die obere Wand des Kastens gegenseitig verschoben aufzustellen. Die Schnittpunkte
der Geraden, auf denen die Drehpunkte der mit den erwähnten Gliedern verbundenen Kugelgelenke liegen,
können sowohl auf als auch in unmittelbarer Nähe der der in F i g. I mit V bezeichneten Hauptträgheitsachse
entsprechenden Hauptträgheitsachse liegen.
Fig. 5 und 6 zeigen eine Seitenansicht und eine Unteransicht desselben Kastens, dessen Draufsicht in
Fig.4 gezeigt ist. In diesen Figuren kann man die
Stoßdämpfer und die diesen Stoßdämpfern zugeordneten Federn sehen, die gemäß vier Kanten eines
Tetraeders angeordnet sind. Fig. 5 zeigt nur zwei der
Federn, nämlich bei 511/1 und 5124. und zwei der Stoßdämpfer, nämlich bei 51IS und 512S. F i g. 6 zeigt
alle mit der Unterseite des Kastens gekoppelten Federn bei 611 A6I2A613.4 und 614.4 und die Stoßdämpfer bei
611 ö, 612Ö, 613Ö und 614Ä F.inc einem Stoßdämpfer
zugeordnete Feder liegt neben diesem Stoßdämpfer, leder Stoßdämpfer und jede Feder eine Baugruppe ist
am einen Ende mittels eines Kugelgelenkes mit der Unterseite des Kastens und am anderen Ende mittels
eines anderen Kugelgelenkes mit einer Bodenplatte 519, 619 verbunden. Diese Atisfüh-ungsform hat sich als sehr
zweckmäßig erwiesen.
Es erfordert keine weitere Erklärung, daß bei Ausführungen, bei denen die dämpfenden und die
elastischen Glieder über getrennte, eigene, allseitig drehbare Gelenke mit dem zu tragenden Gegenstand
und der tragenden Einrichtung, d. h. der Basis, verbunden sind, dieselben Freiheiten bezüglich der
Anordnung und der Richtung dieser Glieder zulässig sind, wie bei Ausführungen mit dämpfenden und
' elastischen Gliedern, die paarweise zu Baugruppen zusammengebaut sind.
Bei allen beschriebenen Ausführungen ist einfachheitshalber vorausgesetzt, daß die dämpfenden und die
elastischen Glieder, auch wenn sie zu Baugruppen zusammengebaut sind, stets getrennte Glieder sind,
wobei ein Glied der einen Art nur eine elastische Kraft und ein Glied der anderen Art nur eine dämpfende Kraft
liefern kann, wie beispielsweise eine Stahlfeder und ein Stoßdämpfer. Es ist jedoch auch möglich, Glieder zu
bauen, die zwischen zwei allseitig drehbaren Gelenken die Summe einer elastischen und einer dämpfenden
Kraft liefern, obwohl sie nicht aus einer Baugruppe mit einem elastischen und einem dämpfenden Glied
bestehen. Solche Glieder sind in der Kraftwagenindustrie
bekannt.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Die Übertragung von Stößen und Schwingungen
von einer Basis auf einen Gegenstand abschwächende Tragvorrichtung für den Gegenstand,
bei der mehrere Baugruppen aus jeweils einem elastischen Glied und einem parallel oder
koaxial dazu liegenden sloßdümpfenden Glied vorhanden sind, wobei jedes Glied sowohl mit der iu
Basis als auch mit dem Gegenstand mittels allseilig
drehbarer Gelenke verbunden ist und die gleichartigen Glieder derart in Paaren angeordnet sind, daß
bei jedem Paar die am Gegenstand liegenden Gelenkpunkte in einem Punkt oder dicht beieinander
liegen, während die anderen Gelenkpunkte der Glieder desselben Paares weiter auseinander liegen,
dadurch gekennzeichnet, daß sechs Baugruppen
vorhanden sind und immer zwei Gelenkpu:ikte (103 bis 105; 107 bis 110) eines Gliedes (101,
102; III bis 115) auf einer Geraden liegen und sowohl bei den elastischen Gliedern als auch bei den
stoßdämpfenden Gliedern vier dieser Geraden gleichartiger Glieder (111 bis 115) sich längs der
unmittelbar aneinander anschließenden Seitenlinien eines gedachten Tetraeders erstrecken und daß die
Richtungen der Geraden der beiden übrigen gleichartigen Glieder (101, 102) voneinander und
von den Richtungen der vier Geraden der anderen gleichartigen Glieder (111 bis 114) wesentlich κι
abweichen.
2. Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden keinem stoßdämpfenden
Glied zugeordneten Kanten (115, 116) des Tetraeders wenigstens im Ruhezustand der Trag- ΐ">
vorrichtung rechtwinklig oder zumindest nahezu rechtwinklig zueinander sind.
3. Tragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgegebene
Hauptträgheitsachse (Y) des Gegenstandes in dem to Ruhezustand der Tragvorrichtung die beiden keinem
stoßdämpfenden Glied zugeordneten Kanten (115, 116) des Tetraeders schneidet oder in geringer
Entfernung kreuzt.
4. Tragvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Hauptträghcitsachsc
(Y)m dem Ruhezustand der Tragvorrichtung jede der beiden keinem stoßdämpfenden Glied
zugeordneten Kanten (115, 116) des Tetraeders in ihrer Mitte (117 bzw. 118) oder in unmittelbarer
Nähe ihrer Mitte schneidet oder in unmittelbarer Nähe dieser Mitte kreuzt.
5. Tragvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ruhezustand der
Tragvorrichtung die vorgegebene Hauptträgheits- ^ achse (Y) rechtwinklig oder zumindest nahezu
rechtwinklig zu jeder der beiden keinem stoßdämpfenden Glied zugeordneten Kanten (115, 116) des
Tetraeders ist.
6. Tragvorrichtung nach einem oder mehreren der bl)
Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ruhezustand der Tragvorrichtung die beiden
keinem stoßdämpfenden Glied zugeordneten Kanten (115, 116) des Tetraeders zwei Maupttiäghcitsachsen
(X, Z) des Gegenstandes zumindest nahezu h>
parallel sind.
7. Tragvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes der keiner Kante des Tetraeders zugeordneten stoßdämpfenden Glieder (401 ö, 402Ö, 51 lö, 512Ö,
611 B, 612Ö, 613/i und 614«; in einem Punkt, der auf
oder in unmittelbarer Nähe der vorgegebenen Hauptträgheitsachse (Y) des Gegenstandes liegt,
allseitig drehbar mit dem Gegenstand verbunden ist.
8. Tragvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in
dem Ruhezustand der Tragvorrichtung für jedes der beiden keiner Kante des Tetraeders zugeordneten
übrigen stoßdämpfenden Glieder (101, 102) die Verbindungslinie der Drehpunkte (103, 104) der mit
dem betreffenden Glied verbundenen allseitig drehbaren Gelenke rechtwinklig oder nahezu
rechtwinklig zu der vorgegebenen Hauptträgheitsachse (Y)dca Gegenstandes ist.
9. Tragvon ichlung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Geraden, die bei jedem der beiden keiner Kante des Tetraeders zugeordneten übrigen stoßdämpfenden
Glieder(10l,102),die Drehpunkte(103,104,105)der
zugehörigen allseilig drehbaren Gelenke verbinden, in dem Ruhezustand der Tragvorrichtung mit einer
durch die vorgegebene Hauptträgheitsachse (Y)und eine der anderen Hauptträgheitsachsen (X, Z)
gebildeten ebenen Fläche zumindest nahezu gleiche Winkel einsehließen und beiderseits dieser Fläche
liegen.
10. Tragvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Drehpunkte (103, 104,
105) der allseitig drehbaren Gelenke verbindenden Geraden im Ruhezustand der Tragvorrichtung
zumindest nahezu symmetrisch in bezug auf die ebene Fläche liegen.
11. Tragvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest eine Baugruppe jeweils mittels eines einzigen allseitig drehbaren Gelenkes mit dem
Gegenstand und mit der Basis verbunden ist.
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