DE2007914A1

DE2007914A1 - Dreidimensional wirkende Schwingungsschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE2007914A1
Application number: DE19702007914
Authority: DE
Inventors: William George South Windsor Conn. Flannelly (V.St.A.)
Original assignee: Kaman Aerospace Corp., Bloomfield, Conn. (V.St.A.)
Priority date: 1969-03-18
Filing date: 1970-02-17
Publication date: 1970-09-24
Also published as: JPS499542B1; US3552694A; FR2035019B1; FR2035019A1; GB1274025A

Description

Dreidimensional wirkende Schwingungsschutzvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Schwingungsschutzvorrichtungen und betrifft insbesondere eine passive Schwingungsschutzvorrichtung, die vorwiegend aus einem System von Federn und Massen besteht, die so angeordnet und untereinander sowie mit dem erregten und dem schwingungsgeschützten Körper verbunden sind, dass sie eine im wesentlichen Null betragende oder sehr niedrige Übertragbarkeit von Schwingungskraften oder Verschiebungen zwischen den Körpern in drei zueinander senkrechten Relativbewegungsrichtungen bei einer für jede Richtung gegebenen abgestimmten oder der Resonanz entgegenwirkenden Frequenz, die gewöhnlich eine verhältnismässig niedrige Frequenz ist, und ausserdem in allen drei Richtungen über einen verhältnismässig weiten Frequenzbereich eine wünschenswert verringerte Übertragbarkeit erzeugen. Eine in der USA-Patentschrift 3 322 379 offenbarte Schwingungsschutzvorrichtung ist in der lage, die Übertragung der Schwingungskrafte und Versohiebungen von einem erregten Körper auf einen schwingungsgeschützten Körper, die nur in einer Bewegungsrichtung des erregten Körpers auftreten, wirksam zu beheben oder zu verringern* In vielen Fällen tritt jedooh die Schwingung des erregten Körpers in zwei oder mehr zueinander rechtwinkligen Richtungen zugleich auf.

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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Schaffung einer dreidimensional wirkenden Schwingungsschutzvorrichtung unter Ausnutzung der dynamischen Grundsätze der vorerwähnten Schwingungsschutzvorrichtung, die jedoch in der Lage ist, in einer beliebigen der drei zueinander senkrechten Koordinatenrichtungen auftretende Schwingungen wirksam zu unterbinden oder zu verringerne

3Di e Erfindung liegt in einer passiven 3 chwingungs schutzvorrichtung, bei welcher zwischen dem erregten und dem schwingungsgeschützten Körper ein Massensystem angeordnet ist, das in jeder der drei zueinander senkrechten Bewegungsrichtungen des erregten Körpers in bezug auf den schwingungsgeschützten Körper Trägheitskräfte erzeugt, die durch eine ebenfalls zwischen den beiden Körpern angeordnete und einen Teil der Schwingungsschutzvorrichtung bildende Feuereinrichtung erzeugten, in dieser dichtung auftretenden Federkräften entgegenwirken· Die Federeinrichtung ist derart, dass sie in jeder der drei zueinander senkrechten Bewegungsrichtungen des erregten Körpers in bezug auf den schwingungsgeschützten Körper eine auf den erregten Körper einwirkende elastische Rückstellkraft erzeugt, die bestrebt ist, ihn in seine neutrale oder Ruhestellung zurückzuführen» Das Massensystem besteht im Grunde aus zwei Massenhebeln, von welchen einer an den erregten Körper so angelenkt ist, dass er um eine in bezug auf den erregten Körper feststehende Schwenkachse schwenkbar ist, der andere mit dem schwingungsgeschützten Körper so verbunden ist, dass er um einen in bezug auf den schwingungsgeschützten Körper feststehenden Punkt allseitig bewegbar ist, und beide Hebel so miteinander verbunden sind, dass sie um einen in bezug auf beide Hebel feststehenden Punkt eine allseitige Relativbewegung ausfahren können·

Die Erfindung wird bei einer dreidimensional wirkenden Sohwin-

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gungsschutzvorrichtung mit einem einer Schwingungserregung ausgesetzten ersten Körper und einem-von dem ersten Körper aus gehaltenen gesonderten zweiten Körper zur Verringerung der Übertragung von sich aus der Bewegung des ersten Körpers in bezug auf den zweiten Körper in drei zueinander senkrechten Richtungen ergebenden Schwingungskräften und Verschiebungen von dem ersten Körper auf den zweiten Körper insbesondere darin gesehen, dass zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper eine Federeinrichtung so eingesetzt ist, dass sie den zweiten Körper von dem. ersten Körper aus ruhend hält und sich der Bewegung des ersten Körpers in bezug auf den zweiten Körper in drei zueinander senkrechten Relativbewegungsrichtungen elastisch entgegenstellt, und dass ein erster und ein zweiter Massenhebel vorgesehen sind mit Mitteln, die den ersten Massenhebel an den ersten Körper so anlenken, dass er zu ihm um eine in bezug auf den ersten Körper feststehende Schwenkachse schwenkbar ist, mit Mitteln, die den zweiten Hebel mit dem zweiten Körper so verbinden, dass er zu ihm um einen in bezug auf den zweiten Körper und auf den zweiten Hebel feststehenden Punkt allseitig bewegbar ist, und mit Mitteln, die den ersten Hebel und den zweiten Hebel miteinander so verbinden, dass sie um einen in bezug auf beide Hebel feststehenden Punkt allseitig schwenkbar sind«,

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben· Es zeigen:

Figo 1 eine Seitenansicht einer Sohwingungsschutzvorrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung,

Pig. 2 eine stirnseitige Ansicht nach der Linie 2-2 in Fig.1, bei Betrachtung in Richtung der Pfeile,

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Fig* 3 eine Seitenansicht einer Schwingungsschutzvorrichtung gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, in schematischer Darstellung,

Pig, 4 einen Querteilschnitt nach der Linie 4-4 in Figo 3» bei Betrachtung in Richtung der Pfeile,

Figo 5 eine Seitenansicht einer ochwingungsschutzvorrichtung gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, in schematischer Darstellung,

(P Fig» 6 einen yuerteilschnitt nach der Linie 6-6 in Fig« 5»

bei Betrachtung in Richtung der Pfeile,

Fige 7 eine Seitenansicht einer cichwingungsschutzvorrichtung gemäss einer weiteren Ausführungaform der Erfindung^ in schematischer Darstellung,

Figo 8 einen ^uerteilschnitt nach der Linie 8-8 in Fig» 7, bei Betrachtung in Richtung der Pfeile,

Figo 9 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäss ausgebildeten Schwingungsschutzvorrichtung,

Figo 10 eine Seitenansicht der Schwingungsschutzvorrichtung ™ nach Fig« 9»

Fig« 11 einen senkrechten schnitt nach der Linie 11-11 in Figo 10,

Fig* 12 einen horizontalen Schnitt nach der Linie 12-12 in Figo 11, bei Betrachtung in Richtung der Pfeile*

Die Schwingungsschutzvorrichtung nach der Erfindung soll die Übertragung von bchwingungskräften und Verschiebungen (liassenverlagerungen) zwischen zwei Körpern, die sich aus der Bewegung des einen Körpers in drei zueinander senkrechten Rich-

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tungen in bezug auf den Körper ergeben, beseitigen oder verringern. Zum Zwecke der nachfolgenden Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen ist der schwingende Körper als der "erregte Körper" und in allen Figuren der beigefügten Zeichnungen als Körper "B" bezeichnete Entsprechend ist der vor den Schwingungsbewegungen des erregten Körpers zu schützende Körper als der "schwingungsgeschützte Körper" und in den Zeichnungen als Körper "A" bezeichnet·

Erfindungsgemäss und wie nachstehend noch näher erläutert wird der schwingungsgeschützte Körper von dem erregten Körper aus mit Hilfe einer ledereinrichtung gehalten, die den schwingung sge schütz ten Körper ruhend hält, während sie trotzdem zuläast, dass sich der erregte Körper zu ihm in drei zueinander senkrechten Sichtungen elastisch bewegt» Das heisst, dass bei Ruhelage des erregten Körpers die Feuereinrichtung den schwingungsgeschützten Körper zu ihm in einer gegebenen neutralen Lage hält und dass, sofern der erregte Körper in einer beliebigen der drei zueinander senkrechten Sichtungen in bezug auf den schwingungsgeschützten Körper bewegt wird, die Pedereinrichtung eine solche Bewegung zulässt, während sie trotzdem auf den erregten Körper eine elastische Rückstellkraft ausübt, die bestrebt ist_p ihn in seine neutrale Lage zurückzuführen. Die Schwingungsschutzvorrichtung enthält ferner zwischen den beiden Körpern ein System von Zusatzmassen, das mit den beiden Körpern mechanisch gekuppelt ist, damit es auf die Reletivbewegungen zwischen ihnen dynamisch in der Weioe anspricht, dass es Trägheitskräfte erzeugt, die sich denjenigen Trägheitskräften entgegenstellen, die sonst von dem erregten Körper auf den schwingungsgeschützten Körper übertragen würden. Dieses System von Zusafczmassen besteht aus zwei mit den beiden Körpern und miteinander verbundenen Massenteilen, deren Schwenkachsen und Massenschwerpunkte so angeordnet sind, dass in jeder Bewegungsrichtung des erregten Körpers

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in bezug auf den schwingungsgeschützten Körper eine ähnliche Schwingungsschutzwirkung erzeugt wird_f wie sie in der vorerwähnten Patentschrift beschrieben ist· Die Massenteile können, ohne dadurch den Bereich der Erfindung zu verlassen, die verschiedensten Gestalten und Formen aufweisen. Da sie im wesentlichen gelenkige bzw«, verschwenkbare Teile sind, sind sie im Nachstehenden der Bequemlichkeit halber als "Massenhebel" oder einfach als "Hebel" bezeiehneto Es ist jedoch klar, dass diese Bezeichnungen in einem weitgefassten Sinne verwendet v/erden und so auszulegen sind, dass sie jedes gelenkige bzw· verschwenkbare Teil mit einer im Vergleich zur Masse des erregten und des schwingungsgeschützten. Körpers zum Erzeugen einer praktischen Schwingungsschutzwirkung ausreichend bedeutenden Masse einschliessen.

Erfindungsgemäss ist ferner einer der Massenhebel des Systems aus Zusatzmassen an den erregten Körper so angelenkt, dass er um eine in bezug auf den erregten Körper feststehende (Jelenk- oder Schwenkachse bewegbar ist· Der andere Massenhebel des Systems ist an den schwingungsgeschützten Körper so angeschlossen, dass er um einen in bezug auf den schwingungsgeschützten Körper feststehenden Punkt allseitig schwenkbar ist, wobei er ausaerdem mit dem ersten Hebel so verbunden ist, dass er um einen in bezug auf die beiden Hebel feststehenden anderen Punkt allseitig schwenkbar ist· Der erste Hebel dient dazu, die übertragung von in einer der drei zueinander senkrechten Relativbewegungsrichtungen auftretenden Schwingungen zu unterbinden oder zu verringern, während der zweite Hebel dazu dient, die Übertragung von in den beiden anderen zueinander senkrechten Relativbewegungsrichtungen auftretenden Schwingungen zu unterbinden oder zu verringern·

Die dynamische wirkung oder das Ansprechen jedes Massenhebels ist, wie in der vorerwähnten Patentschrift erläutert, u.a» vtn

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der relativen Ortslage seiner "beiden Schwenkachsen und·seines Massensehwerpunktes abhängig· Perner können für jeden Hebel zwei grundsätzlich unterschiedliche'Anordnungen dieser beiden Punkte verwendet werden· Bas heisst, dass bei.Annahme des Punktes, an welchem der Hebel mit dem schwingungsgeschützten Körper verbunden ist, als Bezugspunkt, die Verlagerung des Massenschwerpunktes des Hebels aus diesem Bezugspunkt mit E, die Verlagerung der Gelenkstelle zwischen dem erregten Körper und dem Hebel aus diesem Bezugspunkt mit r bezeichnet wird, und dass bei Annahme der "Verlagerungsrichtung des Massenschwerpunktes aus diesem Bezugspunkt als positive Richtung, diese Punkte so angeordnet werden können, dass die Grosse R/r entweder eine negative oder eine positive Zahl ist» Bei einer Schwingungsschutzvorrichtung nach der Erfindung kann die Anordnung so sein, dass beide Massenhebel eine positive R/r-Kennlinie haben, oder so, dass beide eine negative R/r-Kennlinie haben, oder so_? dass einer eine positive R/r-Kennlinie und der andere eine negative R/r-Kennlinie hate

Die Figuren 1 bis 8 zeigen im einzelnen in schematischer Darstellung vier verschiedene Schwingungsschutzvorrichtungen nach der Erfindung bei Benutzung von vier unterschiedlichen Kombinationen der R/r-Kennlinie für ihre beiden Hebel« Fig₀ und 2 zeigen eine Schwingungsschutzvorrichtung, bei welcher beide Hebel eine negative R/r-Kennlinie habenο Mgβ 3 und 4 zeigen eine Schwingungsschutzvorrichtung, bei welcher beide Hebel eine positive R/r-Kennlinie haben* Üg· 5 und 6 zeigen eine Schwingungsschutzvorrichtung, bei welcher der erste Hebel eine negative E/r-Kennlinie und der zweite Hebel eine positive R/r-Kennlinie hat, und Pig· 7 und 8 zeigen eine Schwingungsvorrichtung, bei welcher der erste Hebel eine

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positive S/r-Kennlinie und der zv/eite Hebel eine negative R/r-Kennlinie hat·

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Bei den in Fig₄ 1 bis 6 dargestellten vier Schwingungsschutzvorrichtungen haben die miteinander übereinstimmenden Teile der verschiedenen Schwingungsschutsvorrichtumen der Bequemlichkeit halber die gleichen Bezugszeichenο Bei der Ausführung s form nach Pig« 1 und 2 ist der schwingungsgeschützte Körper mit A und der erregte Körper mit B bezeichnete Der Pfeil I¹ deutet eine .Schwingungskraft an, die in Richtung des Pfeiles auf den erregten Körper ausgeübt wird, um ihn in bezug auf den schwingungsgeechützten Körper zum Schwingen zu bringen mit Bewegungskomponenten in drei verschiedenen, zueinander senkrechten Dichtungen, von welchen eine die senkrechte Richtung ist und die beiden anderen eine in der libene von Pig. 1 horizontale Sichtung und eine zur Ebene von Pig» lotrechte andere horizontale Richtung sind· Die Piguren zeigen die beiden Körper jeweils in ihrer Suhe- oder neutralen Lage. Die Pedereinrichtung zwischen den beiden Körpern umfasst eine erste Feder 24» die sich der vertikalen Bewegung des erregten Körpers B in bezug auf den schwingungsgeschützten Körper A elastisch entgegenstellt» eine zweite Feder 26, die sich der horizontalen Bewegung des erregten Körpers in Bezug auf den schwingungsgeschützten Körper in der Zeichnungsebene von Pig« 1 elastisch entgegenstellt, und eine dritte Peder 28, die sich der horizontalen Bewegung dea erregten Körpers in bezug auf den schwingungsgeschützten Körper in einer zur Zeichnungsebene von Pig. 1 lotrechten Ebene elastisch entgegenstellt· Die beiden Massenhebel des Systems aus Zusatzmassen sind mit 29 bzw. mit 30 bezeichnet« Der erste Hebel ist an den erregten Körper B so angelenkt, dass er um eine in bezug auf den erregten Körper feststehende Schwenk- oder Gelenkachse 34 schwenkbar ist· Der zweite Hebel 30 ist mit Hilfe eines kugelförmigen Lagers, eines Kreuzgelenks oder sonstiger Kreuzgelenkverbindungsmittel an den schwingungsgeschützten Körper A so angeschlossen, dass er zu ihm um einen in bezug auf den Körper A feststehenden Punkt 36 allseitig bewegbar ist« Die beiden Hebel 29 und 30 sind ihrerseits mit

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eines weiteren !kugelförmigem fegers, Kreuzgelenlks oä·* aägl» miteinander so verbunden, «1-ass -si© um eimern ±n bezug auf jäie "beiden Hebel fest stellen .den Bnmarib 38 allseilt übg %ew_;e,g- -har al na» Der Mass ens ehwerpunkt 'iss ersten Bebeis SB ist -mit .4© iina Ser Massenaehwerpunkt des zmeä-t-mi Ksbels 3© imüfc 42 TD@ze±ehneifc· Vorzugsweise und geafias €er itetrstBllmiDg sämd -&©lBmifcsifceilen -und -51 e Massenaich-wejTjpitaialfcibe s© an^eoa^Saaeft; !bei tutelage 'J er JESrper A und B äi.© Sßib.w©ial:aiCila.ss 34» leaiksitsXl© 3'8 mnd der Ma.ssBn:3S.ihivejrf>iairakt 4© -äms 29 a3ai sim-Er gBiasdimB.aaiien horizontal Tsrerlgpafernte öle ''ßrslsnfcstbell-en ;3S iiiiü 36 sowie äer.lilassenscbweaffnMakt 42 des sreJLtem Beibsls 5© saf ein-er- gemeinsamem s<enla?<e!eifcii;

Der eriste iielsal 29 üssat izum Isolieren bzw« SeihfitzeÄ des pers Α gegenüber de.m erregten Körper B hinsieiitlieii in irertikaler HicJatiiaag anftretendfijr Bewegungen des erregten Körpers B· Ba.3 heisst, dass beim ."Bewegen des erregten Körpers B nur in vertikaler Hi chining der aweite Hebel 30 unbeweglich bleibt •und der erste Hebel 29 sich um die Achse 34 und um die Gelenkstein 38 verschwenkt zum Erzeugen einer der in der USA-Patentschrift 3 322 379 beseiar!ebenen ähnlichen Schwingungsschutzwirkunge Deshalb bildet die Gelenkstelle'38 die Verbindung zwischen dem ersten Hebel 29 und dem schwingungageschützten Körper und dient dabei als Bezugspunkt zum Bestimmen der Art der R/r-Kennlinie<, Bas heisst, dass wie in Fig, 1 gezeigt der Massenschwerpunkt 40 in einer Richtung um die Strecke ü.j aus serhalb der Gelenkstelle 38 liegt und die Gelenk- oder Schwenkachse 34 in entgegengesetzter Richtung um die Strecke r₁ aus der Gelenkstelle 38 verlagert ist, so dass die R/r-Kennlinie des ersten Hebels 29 gleich - R₁A₁ ist»

Der zweite Massenhebel 30 nach Figo 1 dient zum Isolieren bzw. Schützen des Körpers A gegenüber dem erregten Körper B hin-

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sichtlich sowohl in der Ebene von Fig» 1 als lotrecht zur Ebene von "Figo 1 auftretender horizontaler Bewegungen des erregten Körpers B» Wenn beispielsweise der Körper B in der Ebene von Pig· 1 horizontal bewegt wird* bleibt der erste Hebel 29 in bezug auf den erregten Körper unbeweglich und überträgt die Bewegungen des Körpers auf den zweiten Eebel 30» um ihn in der Ebene von Pig·- 1 um die G-elenkstelle 36 zu verschwenken» Entsprechend bleibt der erste Hebel 29 beim Bewegen des erregten Körpers B in horizontaler Richtung lotrecht zur Ebene von Pig· 1 in bezug auf den erregten Körper wiederum unbeweglich und überträgt die Bewegung des erregten Körpers auf den Hebel 30» um in einer Ebene lotrecht zur Ebene von Pig* 1 um die G-elenkstelle 36 zu verschwenken!» In jedem dieser beiden letztgenannten Pälle ist die Schwingungssehutzwir— kung des zweiten Hebels 30 ähnlich der anhand des in nur einer Dimension wirkenden Systems gemäss der USA-Patentschrift 3 322 379 beschriebenen Schwingungsschutzwirkung» Ausserdem iat in jedem dieser beiden Pälle der Schwenkungspunkt 36 die Verbindungsstelle zwischen dem zweiten Hebel 30 und dem schwingungsgeschützten Körper A und dient als Bezugspunkt zum Bestimmen seiner fi/r-Kennlinie· Wie gezeigt, ist der Massenschwerpunkt 42 aus der Gelenkstelle 36 in einer Richtung um die Strecke Hp verlagert, und die andere üelenkstelle 38 ist aus der G-elenkstelle 36 in entgegengesetzter Richtung um die Strecke r^ verlagert, so dass der zweite Hebel 30 eine κ/r-Kennlinie gleich - R₂/^r2

Die öchwingungsschutzvorrichtungen nach Pig. 3 und 4, nach Pig» 5 und 6 sowie nach Pig· 7 und 8 stimmen ausser der jeweiligen Relativlage der Schwenkaehsen und Massensohwerpunkte der beiden Hebel 29 und 30 mit der Schwingungsschutzvorrichtung nach Pig. 1 und 2 Uberein und brauchen deshalb nicht im einzelnen beschrieben zu werden· Es sei jedoch bemerkt» dass in jedem Palle die Üelenk3telle 38 der Bezugspunkt zur Be-

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Stimmung der E/r-Eennlinie des ersten Hebels und die stelle 36 der Bezugspunkt zur Bestimmung der E/r-Kennlinie des zweiten Hebels ist» Bei näherer Betrachtung von !ig· 3 leuchtet deshalb ein, dass die Ausführung der in ihr dargestellten Schwingungsschutzvorrichtung derart ist, dass beide-Hebel 29 und 30 eine positive E/r-Kennlinie haben. Bei näherer Betrachtung von Figo 5 leuchtet ein, dass die in ihr dargestellte SchwingungsSchutzvorrichtung einen solchen Aufbau hat_t dass der erste Hebel 29 eine negative R/r-Kennlinie und der zweite Hebel 30 eine positive E/r-Kennlinie hat« Entsprechend leuchtet bei näherer Betrachtung von Pig· 7 ein, dass bei der in ihr dargestellten Schwingungsschutzvorrichtung der erste Hebel 29 eine positive E/r-Kennlinie und der zweite Hebel 30 eine negative E/r-Kennlinie hat»

Es ist natürlich klar, dass die Figuren 1 bis 8 schematische Darstellungen sind und dass eine erfindungsgemäss hergestellte wirkliche Schwingungsschutzvorrichtung ein wesentlich anderes Aussehen haben kann, und zwar in Abhängigkeit von der Art des erregten und des.schwingungsgeschützten Körpers sowie von der Art der als Massenhebel und als Federn verwendeten Elemente ο Ausserdem ist klar, dass, obwohl in diesen Figuren für jede der drei zueinander senkrechten Eelativbewegungsrichtungen eine gesonderte Feder dargestellt worden ist, dies lediglich der Klarheit halber geschah und bei einer wirklichen Vorrichtung es nicht notwendig zu sein braucht, zum elastischen Trennen der beiden Körper voneinander in jeder ihrer drei Eelativbewegungsriehtungen eine gesonderte Federeinrichtung zu benutzen. Das heisst, dass einige !edereinrichtungen sich auf zwei oder drei Achsen elastisch verformen oder abbiegen lassen, wobei gewünschtenfalls eine solche !eder anstelle von zwei oder drei der in Fig» 1 bis 8 dargestellten Einzelfedern verwendet werden kann· Ausserdem ist es beim Aufbau der Feder einrichtung vorzuziehen, gedoch nicht notwendig, dass ihr elastischer Mittelpunkt mit der Gelenksteile 36

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zusammenfallt, um die herum sich der ar: ei te Hebel in bezug auf den schwingungsgeschützt en Körper verschwenkt* Das he isst, dass der Anfangspunkt οξγ drei .zueinander senkrechten Achsen, auf welchen sich die i'eder einrichtung biegt, nahe der G-elenkstelle 36 liegen oder mit iar zusammenfallen sollte«

Zum Zwecke weiterer Erläuterung zeigen ?i_o» 9 bis 12 eine Ausführungsform einer allgemein mit- 40 bezeichneten dreidimensional wirkenden wirklichen Schwingungsschutzvorrichxung» In diesen "figuren ist der I'eil 43 der dem Körper 3 nach Pig» 1 bis 8 äquivalente erregte Körper und der Teil 44 der dem Körper A nach i'igo 1 bi? 6 äquivalente schwingungsgeschützte Körper» Die eigentliche Schwingungäschutzvorrichtung umfasst einen ersten vierseitigen HohIrahmen 46, der sich an dem erregten Körper 43 befestigen und mit ihm im Rhythmus (synchron) bewegen läs.t, und einen zweiten, vierseitigen Hohlräumen 48, der sich an dem schwingungsgeschützten Körper 44 befestigen und mit inrn im Rhythmus (synchron) bewegen lässt» Die beiden Hahmen 46 und 48 sind mit ihren Mittelachsen im rechten Winkel zueinander so angeordnet, dass die Unterseite 50 des Rahmens 46 die Öffnung des Rahmens 48 durchragt, und die Oberseite 52 des Rahmens 48 die Öffnung des Rahmens 46 durchragtο Mit Hilfe von drei auf einer gemeinsamen Geraden angeordneten Zapfen 56, 56 und 58 ist ein erster Massenhebel 54 an den erregten Rahmen 46 so angelenkt, dass er in bezug auf den Kahmen 46 um eine horizontale Achse schwenkbar ist· Ein zweiter Massenhebel 60 ist mit Hilfe eines kugelförmigen Lagers 62 allseitig schwenkbar mit dem schwingungsgeschützten Rahmen 48 und ausserdem mit Hilfe eines weiteren kugelförmigen Lagers 64 mit dem ersten Hebel 54 verbunden· Zwischen der Unterseite 68 des Rahmens 46 und der Oberseite 52 des Rahmens 48 ist ein Satz aus zwei Schraubendruckfedern 66, 66 eingesetzt, während ein weiterer Satz aus zwei ähnlichen Schraubendruckfedern 70, 70 zwischen der Oberseite 52 des Rahmens 48

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und der Oberseite 72 des Rahmeaas 4'6 eingesetzt isto

Bei Betrachtung der Arbeit sw eise der in FIg* 9 Ms 12 darge-• stellten. aehwingungs schutzvorrichtung 40 sei zunächst angenommen., dass sich der .erregte Körper 43 und der Rahmen 46 in bezug'auf den sehwingmngsgeschützten Körper 44 xm-i den Bahmen 48 in -rerti&aler "Richtung "bewegen» Als Ergebnis dieser SelatiTliewegmag zwiseinen den beiden Sahmen 46 umi. 4© wird der ■erste 3sls>el 54 Mm tie .aus den Zapfen 56, 56 nnü !58 Achse Tersahw-eJikt^ wo'lei dureia Biegen der !"ederia TO;, 70 aiai i-hrez· Mittelachse sieJa dieser Bewegung," stellenie elastiseiae Äüekstellkräfte entstehen» Me aehe Wlr1öi33g ist somit im -wesentlichen gleich der eimer eindimensional w±rkenäen Sehwingungsschutzvorricfeining, wie sie in der -vorerwähnten Patentschrift dargestellt ist, so dass die gewünschte Sehwingnngssehutzwirkung erreicht wird*

Als nächstes sei angenommen, dass sich der erregte Körper und der Hahmen 46 in "bezug auf den schwingungsgeschützten Körper 44 und den Eahmen 48 in der Ebene von Pig» 11 in horizontaler Richtung "bewegen« Als Ergebnis dieser Relativbewegung wird der zweite Hebel 60 in der Ebene von Jig· 11 bewegt, indem er um die Mitte des kugelförmigen Lagers 62 in bezug auf den Rahmen 48 und um die Mitte des kugelförmigen Lagers 64 in bezug auf den Hebel 54 verschwenkt wirdo Durch Biegung der Federn 66, 66 und 70» 70 in Richtungen lotrecht zu ihren Mittelachsen entstehen sich dieser Bewegung entgegenstellende elastische Rüokstellkräfteo Entsprechend wird beim Bewegen des erregten Körpers 43 und des Rahmens 46 in einer zur Ebene von Fig. 11 lotrechten Sichtung der zweite Hebel 60 in ähnlicher Weise, jedoch in einer zur Ebene von FIg₀ lotrechten Ebene verschwenkt» Bei jeder der beiden letztgenannten Bewegungsformeη ist die dynamische Wirkung des zweiten Hebels 60 ähnlioh der des betreffenden Hebels einer eindimensional wirkenden Schwingungssohutzvorriohtung, so dass

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die gewünschte Schwingungsschutzwirkung erreicht wird»

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt* Man kann daran entsprechend der beabsichtigten Anwendung zahlreiche naheliegende Abänderungen vornehmen, ohne dass man dadurch den in den beigefügten Ansprüchen abgegrenzten Erfindungsbereich verlässt *

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Claims

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Pat ent a nsprüch-e

Dreidimensional wirkende Schwingungsschutzvorrichtung mit einem einer Schwingungserregung ausgesetzten ersten . Körper und einem von dem ersten Körper aus gehaltenen gesonderten zweiten Körper zur Verringerung der übertragung voji sich aus der Bewegung des ersten Körpers in bezug auf den zweiten Körper in drei zueinander senkrechten Richtungen ergebenden Schwingungskräften und Verschiebungen von dem ersten Körper auf den zweiten Körper,-dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Körper (B; 46') und dem zweiten Körper (A; 48) eine Pedereinriehtung (24, 26, 28} 70, 66) so eingesetzt istj dass sie den zweiten Körper von dem ersten Körper aus ruhend hält und sich der Bewegung des ersten Körpers (B; 46) in bezug auf den zweiten Körper (A; 48) in drei zueinander senkrechten Relativbewegung sr ichtung en elastisch entgegenstellt, und dass ein erster und ein zweiter Massenhebel (29, 30; 54» 60) vorgesehen sind mit Mitteln (34; 56), die den ersten. Massenhebel (29; 54) an den ersten Körper (B; 46) so anlenken _t dass er zu ihm um eine in bezug auf den ersten Körper feststehende Schwenkachse (34; 56) schwenkbar ist, mit Mitteln (36f 62), die den'zweiten Hebel (30; 60) mit dem zweiten Körper (A; 48) so verbinden, dass er zu ihm um einen in bezug auf den zweiten Körper (A; 48) und auf den zweiten Hebel (3O5 60) feststehenden Punkt allseitig bewegbar ist, und mit Mitteln (38; 64), die den ersten Hebel (29; 54) und den zweiten Hebel (30; 60) miteinander so verbinden, dass sie um einen in bezug auf beide Hebel feststehenden Punkt allseitig schwenkbar sind*

2» Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (34; 56), die Universalgelenkstellen (36, 38; 62, 64) und die Massenschwerpunkte (40, 42) so

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angeordnet sind, dgss bei einer Bewegungsrichtung des ersten Körpers (B; 46) in bezug auf den zv/eiten Körper (A; 48) der erste Hebel (29; 54) in bezug auf den ersten Körper bewegt wird, ohne dsss der zweite Hebel (30; 60) in bezug auf den zweiten Körper bewegt wird, und bei in einer zu dieser einen Richtung lotrechten Ebene auftretenden anderen Bewegungsrichtungen des ersten Körpers in bezug auf den zweiten Körper der zweite Hebel gegenüber dem zweiten Körper bewegt wird, ohne dass der erste Hebel gegenüber dem ersten Körper bewegt wird·

3» Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hebel (29; 54) einen im wesentlichen auf einer durch die Schwenkachse ("34; 56) und durch die üniversalgelenkstelle ('38; 64) zwischen dem ersten und dem zweiten Hebel verlaufenden Geraden liegenden Massenschwerpunkt (40) und der zweite Hebel (30; 60) einen im wesentlichen auf einer durch die Universalgelenkstelle (36; 62) zwischen dem zweiten Hebel und dem zweiten Körper sowie durch die Universalgelenkstelle (38; b4) zwischen dem zweiten Hebel und dem ersten Hebel verlaufenden zweiten Geraden liegenden Massenschwerpunkt (42) hat, wobei die erste und die zweite Gerade bei Ruhelage des ersten und des zweiten Körpers zueinander im wesentlichen lotrecht verlaufene

4» Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie H₁A₁ positiv und R₂/^r2 P⁰³^iV ist, wobeil

β die Verlagerung des Massensohwerpunktes (40) des ersten Hebels (29; 54) aus der Universalgelenkstelle (38; 64) zwischen den beiden Hebeln,

= die Verlagerung der Schwenkachse (34; 56) des ersten Hebels (29; 54) aus der Universalgelenk stelle (38; 64) zwischen den beiden Hebeln,

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R₉ = die Verlagerung des Massensehwerpunktes (42) des zweiten Hebels (30j 60) aus seiner üniversalgelenkverbindung (3*6; 62) mit dem zx^eiten Körper und

IV, = die Terl.age.nang der Universalgelenkstelle

{38j 64) so.sehen den !beiden Hebeln aus der Universalgelenkstelle.(36; 62) zwischen dem zweiten Hebel und dem zweiten Körper.

5« Torrichtung nach jLnsprueh 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie S₁Zr₁ positiv .und SpA'o negativ ist, wobei:

E₁ = die Verlagerung des Massenschwerpunktes (40) des ersten Hebels (29f 54) aus der Universalgelenkstelle (38; 64) zwischen den beiden Hebeln,

r^ = die Verlagerung der Schwenkachse (34; 56) des ersten Hebels (29; 54) aus der Universalgelenkytelle (38; 64) zwischen den beiden Hebeln,

Rp = die Verlagerung des Massensohwerpunktes (42)

des zweiten Hebels (30; 60) aus seiner Universalgelenkverbindung (36; 62) mit dem zweiten Körper und

r₂ » die Verlagerung der UniversalgelenkHteile

(38; 64) zwischen den beiden Hebeln aus der Universalgelenkstelle (36; 62) zwischen dem zweiten Hebel und dem zweiten Körper©

6· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dassdie Kennlinie R-|/r«| negativ und K₂/^r2 P⁰⁰¹^v ^iöti wobeis

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R₁ =s die Verlagerung des Mas sen schwerpunkt es (40) des ersten Hebels (29; 54) aus der Universalgelenkstelle (38; 64) zwischen den beiden Hebeln,

r^ = die Verlsigerung der Schwenkachse (34; 56) des

ersten Hebels (29; 54) aus der Universalgelenkstelle" (38; 64) zwischen den beiden Hebeln,

R₂ = die Verlagerung des Massenschwerpunktes (42)

des zweiten Hebels (30; 60) aus seiner Universalgelenkverbindung (36; 62) mit dem zweiten Körper und

rp = die Verlagerung der Universalgelenkstelle

(33; 64) zwischen den beiden Hebeln aus der Universalgelenkstelle (36; 62) zwischen dem zweiten Hebel und dem zweiten Körper*

7« Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie R-i/^-t negativ und Rp/r₂ negativ ist, wobei:

R. » die Verlagerung des Massenschwerpunktes (40) des ersten Hebels (29; 54) aus der Universalgelenkstelle (38; 64) zwischen den beiden Hebeln;

r. = die Verlagerung der Schwenkachse (34; 56) des ersten Hebels (29; 54) aus der Universalgelenkstelle (38; ü4) zwischen den beiden Hebeln,

Rg β die Verlagerung des Masaenachwerpunktes (42) des zweiten Hebels (30j 60) aus seiner Universalgelenkverbindung (36; 62) mit dem zweiten Körper und

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■* 19 - ' .

rp »χ die Verlagerung der Universalgelenkstelle

(38; 64) zwischen den "beiden Hebeln aus der Universalgelenkstelle (36; 62) zwischen dem zweiten Hebel und dem zweiten Körperο

0 — © *~ ο ο ρ ο

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