DE202015002359U1 - vibration isolator - Google Patents
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Abstract
Schwingungsisolator, aufweisend eine Isolationseinheit, welche eine Mehrzahl Isolationsfederelemente (1) aufweist, wobei die Isolationsfederelemente (1) als Federbleche ausgebildet sind und eine spiralförmige Kontur aufweisen, und wobei die Isolationsfederelemente (1) übereinanderliegend parallel geschaltet und mittels Abstandselementen (2) im Wesentlichen planparallel zueinander beabstandet angeordnet sind, und wobei jedes Isolationsfederelement (1) einen schwingfähigen Abschnitt (3) und einen statischen Abschnitt (4) aufweist, wobei die statischen Abschnitte (4) durch Verbindungselemente erster Art (5) miteinander verbunden sind und wobei die schwingfähigen Abschnitte (3) durch ein Verbindungselement zweiter Art (6) miteinander verbunden sind, und wobei durch die Verbindungselemente erster Art (5) eine Verbindung des Schwingungsisolators mit einer statischen Struktur (7) und durch das Verbindungselement zweiter Art (6) eine Verbindung des Schwingungsisolators zu einer schwingfähigen Struktur bereitstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsisolator eine Dämpfungseinheit aufweist, wobei die Dämpfungseinheit eine Mehrzahl Dämpfungsfederelemente (8) aufweist, wobei die Dämpfungsfederelemente (8) als Federbleche ausgebildet sind und eine spiralförmige Struktur aufweisen und wobei die Dämpfungsfederelemente (8) übereinanderliegend parallel geschaltet in einem direkten Berührungskontakt planparallel zueinander angeordnet sind und wobei jedes Dämpfungsfederelement (8) einen schwingfähigen Abschnitt (9) und einen statischen Abschnitt (10) aufweist, wobei die statischen Abschnitte (10) der Dämpfungsfederelemente (8) durch die Verbindungselemente erster Art (5) miteinander verbunden sind und wobei mittels des Berührungskontakts bei einer Verformung der Dämpfungsfederelemente (8) eine Gleitreibung zwischen diesen bereitstellbar ist, und dass, bei einer Überschreitung eines definierten Auslenkungsweges des Verbindungselements zweiter Art (6), eine Verformung der Dämpfungsfederelemente (8) mittels einer Wirkverbindung zwischen den Verbindungselement zweiter Art (6) und den Dämpfungsfederelementen (8) bereitstellbar ist.Vibration isolator, comprising an insulation unit, which has a plurality of insulation spring elements (1), wherein the insulation spring elements (1) are formed as spring plates and having a spiral contour, and wherein the insulation spring elements (1) connected in parallel and parallel by means of spacer elements (2) substantially plane-parallel each insulation spring element (1) having an oscillatable portion (3) and a static portion (4), wherein the static portions (4) by connecting elements of the first kind (5) are interconnected and wherein the oscillatory portions ( 3) by a connecting element of the second type (6) are interconnected, and wherein by the connecting elements of the first type (5) a connection of the vibration isolator with a static structure (7) and by the connecting element of the second type (6) a connection of the vibration isolator to a schwingfäh igen structure are provided, characterized in that the vibration isolator comprises a damping unit, wherein the damping unit comprises a plurality of damping spring elements (8), wherein the damping spring elements (8) are formed as spring plates and having a spiral-shaped structure and wherein the damping spring elements (8) over one another in parallel each damping spring element (8) has an oscillatable section (9) and a static section (10), the static sections (10) of the damping spring elements (8) being connected by the connecting elements of the first type (5 ) and wherein by means of the contact contact with a deformation of the damping spring elements (8) a sliding friction between them is provided, and that, when exceeding a defined Auslenkungsweges the connecting element of the second type (6) , a deformation of the damping spring elements (8) by means of an operative connection between the connecting element of the second type (6) and the damping spring elements (8) can be provided.
Description
Die Erfindung betrifft einen Schwingungsisolator zur schwingungstechnischen Entkopplung einer schwingfähigen Struktur von einer anderen Struktur.The invention relates to a vibration isolator for vibration decoupling of a vibratory structure of another structure.
Bei schwingfähigen Strukturen, insbesondere bei Maschinen oder Aggregaten stellt sich regelmäßig das Problem, dass diese durch Eigenanregung oder durch äußere Anregungen in Schwingungen versetzt werden können. Sind die Strukturen in einem solchen Fall mit einer anderen, unter umständen ebenfalls schwingungsfähigen Struktur verbunden, so kommt es durch die Schwingungen zur Übertragung von Schwingungen, was zu Störgeräuschen, Beeinträchtigungen der Funktion und in ungünstigen Fällen auch zu strukturellen Beschädigungen, insbesondere in Verbindungsbereichen zwischen ungleich schwingenden Strukturen, führen kann.In the case of oscillatable structures, in particular in the case of machines or units, there is regularly the problem that they can be set in vibration by self-excitation or by external excitations. If the structures are connected in such a case with another, under circumstances also oscillatory structure, it comes through the vibrations for the transmission of vibrations, resulting in noises, impaired function and in unfavorable cases also to structural damage, especially in connection areas between unequal swinging structures, can lead.
Um derartige Störgeräusche und Beschädigungen zu verringern oder zu verhindern, sind aus dem Stand der Technik bereits unterschiedliche Lösungen zur Bereitstellung einer schwingungstechnischen Entkopplung bekannt.In order to reduce or prevent such interference noises and damage, different solutions for providing vibration-related decoupling are already known from the prior art.
Eine mögliche Variante zur Realisierung einer derartigen Entkopplung besteht in der Anordnung eines Dämpfungselements zwischen der schwingfähigen und der statischen Struktur. Ein solches Dämpfungselement besteht in der Regel aus einem Kautschuk- oder Elastomermaterial und dient dazu, die Schwingungen der schwingfähigen Struktur soweit aufzunehmen und abzubauen, dass die Störgeräuschentwicklung auf ein vorgegebenes Maß reduziert wird. Der Nachteil derartiger Dämpfungselemente besteht insbesondere darin, dass diese aufgrund deren Materials für brandschutzrelevante Anwendungen nicht in Betracht gezogen werden können. Ein weiterer Nachteil derartiger Dämpfungselemente besteht darin, dass diese durch äußere Einflüsse verwittern oder beschädigt werden können und somit nur vergleichsweise kurze Nutzungsdauern ermöglichen.One possible variant for realizing such a decoupling consists in the arrangement of a damping element between the oscillatory and the static structure. Such a damping element is usually made of a rubber or elastomeric material and serves to absorb and reduce the vibrations of the oscillatory structure so far that the noise development is reduced to a predetermined level. The disadvantage of such damping elements is in particular that they can not be considered due to their material for fire protection applications. Another disadvantage of such damping elements is that they can weather or be damaged by external influences and thus allow only comparatively short service lives.
Hohe Isolationsgrade, wie sie insbesondere bei schweren Aggregaten mit hoher Schwingungsenergie oder in schwingungsempfindlichen Bereichen beispielsweise von Laboren benötigt werden, können mit einem derartigen Dämpfungselement ebenfalls nicht bereitgestellt werden.High degrees of isolation, such as those required in heavy units with high vibration energy or in vibration-sensitive areas, for example, laboratories, can not be provided with such a damping element also.
Einen weiteren Lösungsansatz zur Entkopplung einer schwingfähigen Struktur besteht in der Verwendung eines Schwingungsisolators, welcher meist durch ein oder mehrere Federelemente gebildet wird und prinzipbedingt kein, beziehungsweise nur ein sehr geringes Dämpfungsverhalten aufweist.Another approach to decoupling a vibratory structure is the use of a vibration isolator, which is usually formed by one or more spring elements and principle no, or has only a very low damping behavior.
Ein dementsprechender Schwingungsisolator wird in der Druckschrift
Der Nachteil des hier aufgeführten Schwingungsisolators besteht insbesondere darin, dass sich dieser nur für Anwendungen eignet, bei welchen Schwingungsfrequenzen mit einem ausreichend großen Abstand zur Eigenfrequenz des Feder-Masse-Systems vorliegen, ohne dass dabei zu hohe Beschleunigungswerte auftreten. Bei anderen Anwendungen besteht, insbesondere aufgrund des fehlenden Dämpfungsanteils, die Möglichkeit, dass sich das Feder-Masse-System aufschwingt und somit ein häufiges, unerwünschtes Anstoßen der Federelemente an das Begrenzungselement zu erwarten ist.The disadvantage of the vibration isolator listed here is in particular that this is only suitable for applications in which vibration frequencies are present with a sufficiently large distance to the natural frequency of the spring-mass system, without causing too high acceleration values occur. In other applications, in particular due to the lack of damping component, the possibility that the spring-mass system swings open and thus a frequent, undesirable abutment of the spring elements is expected to the limiting element.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bildet es somit, einen Schwingungsisolator bereitzustellen, welcher unter Überwindung der Nachteile des Standes der Technik hohe Isolationswirkungsgrade bereitstellt, bei hohen Beschleunigungswerten in einer der beiden zu entkoppelnden Strukturen stabil bleibt, ein robustes Betriebsverhalten und eine hohe Lebensdauer aufweist, einfach herstellbar sowie einfach an unterschiedliche Schwingungs- und Masseeigenschaften der zu entkoppelnden Strukurren anpassbar ist sowie ferner für brandschutzrelevante Anwendungen geeinget ist.The object of the present invention is thus to provide a vibration isolator which, while overcoming the disadvantages of the prior art, provides high isolation efficiencies, remains stable at high acceleration values in one of the two structures to be decoupled, has a robust operating behavior and a long service life, easy to manufacture and is easy to adapt to different vibration and mass properties of the decoupled Strugewen and also geeinget relevant for fire protection applications.
Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The problem is solved by the features listed in the
Ein erfindungsgemäßer Schwingungsisolator zur Entkopplung einer schwingfähigen Struktur weist zum einen eine Isolationseinheit auf, welche durch eine Mehrzahl Isolationsfederelemente gebildet wird.An inventive vibration isolator for decoupling an oscillatable structure, on the one hand, has an insulation unit, which is formed by a plurality of insulation spring elements.
Die Isolationsfederelemente sind vorliegend als Federbleche ausgebildet und weisen eine im Wesentlichen spiralförmige Kontur auf. Ferner sind die Isolationsfederelemente übereinanderliegend derart innerhalb der Isolationseinheit angeordnet, dass diese parallel geschaltet und weitestgehend planparallel zueinander, sowie mittels Abstandselementen beabstandet voneinander sind. Die Abstandselemente können hierbei als separate Elemente, beispielsweise in Form von Distanzscheiben ausgebildet sein oder durch entsprechende Ausformungen der Isolationsfederelemente selbst gebildet werden.The insulation spring elements are presently designed as spring plates and have a substantially spiral contour. Furthermore, the insulation spring elements are arranged one above the other inside the insulation unit such that they are connected in parallel and as far as possible plane-parallel to each other, as well as by means of spacer elements spaced from each other. The spacer elements may in this case be formed as separate elements, for example in the form of spacers or be formed by corresponding formations of the insulating spring elements themselves.
Die Isolationsfederelemente weisen erfindungsgemäß jeweils einen schwingfähigen Abschnitt und einen statischen Abschnitt auf, wobei die statischen Abschnitte durch Verbindungselemente erster Art, vorliegend beispielsweise als Spannelemente in Form von Schrauben ausgebildet, miteinander verbunden sind.According to the invention, the insulation spring elements each have an oscillatable section and a static section, wherein the static sections are connected to one another by connecting elements of the first type, in the present example as clamping elements in the form of screws.
Durch die Verbindung der statischen Abschnitte werden die Isolationsfederelemente erfindungsgemäß zu einem Isolationsfederpaket verbunden. Gleichzeitig ist über die Verbindungselemente erster Art eine Verbindung des Schwingungsisolators mit einer statischen Struktur bereitstellbar. Die statische Struktur stellt in diesem Fall die Struktur dar, von welcher die schwingfähige Struktur zu entkoppeln ist. Die Verbindung des Schwingungsisolators mit der statischen Struktur kann hierbei entweder direkt über die Verbindungselemente erster Art oder mittelbar über eine Grundplatte, welche mit der statischen Struktur verbunden ist und in welche die Verbindungselemente erster Art eingreifen, realisiert sein.Due to the connection of the static sections, the insulation spring elements are connected according to the invention to form an insulation spring packet. At the same time, a connection of the vibration isolator with a static structure can be provided via the connecting elements of the first type. The static structure in this case represents the structure from which the oscillatable structure is to be decoupled. The connection of the vibration isolator to the static structure can here be realized either directly via the connecting elements of the first type or indirectly via a base plate which is connected to the static structure and in which the connecting elements of the first type engage.
Demgegenüber sind die schwingfähigen Abschnitte der Isolationsfederelemente durch ein Verbindungselement zweiter Art, welches vorliegend ebenfalls als Spannelement in Form einer Schraube ausgebildet sein kann, miteinander verbunden. Gleichzeitig dient das Verbindungselement zweiter Art zur Bereitstellung einer Verbindung zwischen dem Schwingungsisolator und der schwingfähigen Struktur, wobei die unmittelbar oder mittelbar über optionale Zwischenelemente erfolgen kann. Die bereitstellbare Verbindung des Schwingungsisolators mit der schwingfähigen Struktur im Bereich der schwingfähigen Abschnitte der Isolationsfederelemente ermöglicht die für die Schwingungsisolation erforderliche Beweglichkeit der schwingfähigen Strukur gegenüber der statischen Struktur.In contrast, the oscillatory portions of the insulation spring elements by a connecting element of the second kind, which in the present case can also be designed as a clamping element in the form of a screw, connected to each other. At the same time, the connecting element of the second type serves to provide a connection between the vibration isolator and the oscillatable structure, which can be effected directly or indirectly via optional intermediate elements. The vorsetzbare connection of the vibration isolator with the oscillatory structure in the region of the oscillatory portions of the insulation spring elements allows the required for the vibration isolation mobility of the oscillatory structure relative to the static structure.
Alternativ kann die Anordnung der schwingfähigen Struktur an dem Schwingungsisolator auch mittels der Verbindungselemente erster Art erfolgen. In diesem Fall wird der Schwingungsisolator mittels des Verbindungselements zweiter Art an der statischen Struktur angeordnet, sodass eine Umkehr der Federwirkung im Vergleich zu der obenstehenden Ausführung des Schwingungsisolators erzielt wird.Alternatively, the arrangement of the oscillatory structure on the vibration isolator can also take place by means of the connecting elements of the first type. In this case, the vibration isolator is arranged on the static structure by means of the second type connecting member, so that the spring effect is reversed as compared with the above embodiment of the vibration isolator.
Zum anderen zeichnet sich der Schwingungsisolator erfindungsgemäß dadurch aus, dass dieser eine Dämpfungseinheit aufweist, welche durch eine Mehrzahl Dämpfungsfederelemente gebildet wird.On the other hand, the vibration isolator according to the invention is characterized in that it has a damping unit, which is formed by a plurality of damping spring elements.
Die Dämpfungsfederelemente sind vorliegend ebenfalls als Federbleche ausgebildet und weisen eine im Wesentlichen spiralförmige Kontur auf. Zudem sind die Dämpfungsfederelemente planparallel übereinanderliegend derart in der Dämpfungseinheit angeordnet, dass diese parallel geschaltet sind und in einem direkten Berührungskontakt miteinander stehen. Unter dem Berührungskontakt wird vorliegend verstanden, dass die Dämpfungsfederelemente flächig direkt aufeinander liegen und sich bei einer Verformung der Dämpfungseinheit eine Gleitreibung zwischen den aufeinander liegenden Dämpfungsfederelementen einstellt. Mittels der Gleitreibung wird ein Teil der Energie aus der Schwingung in Wärme umgesätzt und so die Dämpfung bewirkt.The damping spring elements are presently also designed as spring plates and have a substantially spiral contour. In addition, the damping spring elements are arranged plane-parallel one above the other in such a way in the damping unit that they are connected in parallel and are in direct contact with each other. In the present case, contact contact is understood to mean that the damping spring elements lie directly on one another in a planar manner and that a sliding friction between the superimposed damping spring elements is established during a deformation of the damping unit. By means of sliding friction, a part of the energy from the vibration is re-etched into heat, thus causing the damping.
Analog zu den Isolationsfederelementen weisen auch die Dämpfungsfederelemente jeweils einen schwingfähigen und einen statischen Abschnitt auf, wobei die statischen Abschnitte durch die Verbindungselemente erster Art miteinander verbunden sind und wobei die schwingfähigen Abschnitte der Dämpfungsfederelemente gegenüber dem Verbindungselement zweiter Art eine Relativbewegung ausführen können.Analogous to the insulating spring elements, the damping spring elements also each have a vibratable and a static portion, wherein the static portions are connected by the connecting elements of the first type and wherein the oscillatory portions of the damping spring elements relative to the connecting element of the second type can perform a relative movement.
Des Weiteren zeichnet sich der Schwingungsisolator dadurch aus, dass bei einer Überschreitung eines definierten Auslenkungsweges des Verbindungselements zweiter Art, eine Verformung der Dämpfungsfederelemente durch eine Wirkverbindung zwischen dem Verbindungselement zweiter Art und den Dämpfungsfederelementen bereitstellbar ist. Die Wirkverbindung zwischen dem Verbindungselement zweiter Art und den Dämpfungsfederelementen kann vorliegend entweder durch einen unmittelbaren Kontakt des Verbindungselements zweiter Art mit den Dämpfungsfederelementen oder mittelbar über ein Mitnahmeelement oder die Isolationsfederelemente selbst bereitgestellt werden. Im Falle der mittelbaren Wirkverbindung werden die Auslenkungsbewegungen des Verbindungselements zweiter Art über das Mitnahmeelement oder die Isolationsfederelemente direkt auf die Dämpfungsfederelemente übertragen.Furthermore, the vibration isolator is characterized in that when exceeding a defined deflection path of the connecting element of the second type, a deformation of the damping spring elements can be provided by an operative connection between the connecting element of the second type and the damping spring elements. The operative connection between the connecting element of the second type and the damping spring elements can in the present case be provided either by direct contact of the connecting element of the second type with the damping spring elements or indirectly via a driving element or the insulating spring elements themselves. In the case of the indirect operative connection, the deflection movements of the connecting element of the second type are transmitted directly to the damping spring elements via the driving element or the insulating spring elements.
Die Dämpfungseinheit ist erfindungsgemäß derart in dem Schwingungsisolator angeordnet, dass diese nur bei entsprechend großen Schwingungsauslenkungen eine Dämpfungsfunktion innerhalb des Schwingungsisolators übernimmt und somit insbesondere bei Last- oder Schwingungsspitzen ein Durchschlagen des Schwingungsisolators wirksam verhindert.According to the invention, the damping unit is arranged in the vibration isolator such that it absorbs a damping function within the vibration isolator only in the case of correspondingly large vibration deflections and thus effectively prevents penetration of the vibration isolator, in particular in the event of load or vibration peaks.
Diese Anordnung der Dämpfungseinheit ermöglicht somit, dass der Schwingungsisolator bei entsprechend kleinen Schwingungsauslenkungen in einem ersten Betriebszustand als reiner Isolator arbeitet und auf diese Weise eine besonders gute, schwingungstechnische Entkoppelung der schwingfähigen Struktur bereitstellt. In diesem ersten Betriebszustand wird die Bewegungsenergie beim Verformen der Isolationsfederelemente von diesen gespeichert und bei einem Zurückformen der Isolationsfederelemente wieder an die schwingfähige Struktur abgegeben.This arrangement of the damping unit thus allows the vibration isolator at operates in accordance with small vibration deflections in a first operating state as a pure insulator and thus provides a particularly good, decoupling vibrational decoupling of the oscillatory structure. In this first operating state, the kinetic energy is stored during deformation of the insulation spring elements of these and delivered back to the oscillatory structure in a deformation of the insulation spring elements.
Bei einem Erreichen größerer Schwingungsbewegungen arbeitet der Schwingungsisolator in einem zweiten Betriebszustand dagegen als Schwingungsdämpfer, welcher die auftretenden Schwingungsbewegungen der schwingfähigen Struktur dämpft und somit ein Durchschlagen wirksam verhindert.On the other hand, when vibration oscillations are achieved, the vibration isolator operates in a second operating state as a vibration damper which dampens the occurring oscillatory movements of the oscillatable structure and thus effectively prevents penetration.
Zudem wird durch die Dämpfungseinheit die Gesamtfedersteifigkeit des Schwingungsisolators in dem zweiten Betriebszustand vorteilhaft so verändert, dass dieser die auftretenden Schwingungen besser aufnehmen kann. Ein besonderer Vorteil liegt zudem in der progressiven Dämpfungscharakteristik. Durch die Unterstützung der Dämpfungsfederelemente liegt ein progressiver Kennlinienverlauf der Gesamtfedersteifigkeit vor. Damit ist verbunden, dass durch die Unterstützung der Dämpfungsfederelemente die Eigenfrequenz des Gesamtsystems gegenüber dem ersten Betriebszustand verschoben wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn Anregungsfrequenzen auftreten, welche nahe der Frequenz liegen, wie sie der Eigenfrequenz ausschließlich auf der Federsteifigkeit der Isolationsfederelemente beruhend, also der Eigenfrequenz im ersten Betriebszustand, entspricht.In addition, the total spring stiffness of the vibration isolator in the second operating state is advantageously changed by the damping unit so that it can better absorb the vibrations occurring. A particular advantage lies in the progressive damping characteristic. Due to the support of the damping spring elements, there is a progressive characteristic curve of the overall spring stiffness. This is associated with that is displaced by the support of the damping spring elements, the natural frequency of the entire system with respect to the first operating state. This is particularly advantageous when excitation frequencies occur which are close to the frequency, as the natural frequency based solely on the spring stiffness of the isolation spring elements, ie the natural frequency in the first operating state corresponds.
Optional kann der Schwingungsisolator zudem ein Begrenzungselement aufweisen, durch welches der maximal mögliche Schwingungsweg begrenzt werden kann. Der maximal mögliche Schwingungsweg ist in diesem Fall größer als der Auslenkungsweg des Verbindungselements zweiter Art bis zum Einstellen dessen Wirkverbindung mit den Dämpfungselementen und somit dem Einsetzen der Dämpfung. Vorzugsweise ist der maximal mögliche Schwingungsweg so bemessen, dass dieser nach Erreichen der maximalen Auslenkung der Dämpfungseinheit erreicht wird. In einem dritten möglichen Betriebszustand wird die Schwingungsauslenkung dann durch das Begrenzungselement begrenzt. Die Begrenzung der Schwingungsauslenkung durch das Begrenzungselement dient auch dazu, die Isolationsfederelemente und die Dämpfungsfederelemente vor plastischer Verformung zu schützen. Die Anordnung des Begrenzungselements erfolgt vorzugsweise mittels einer Verbindung mit den Verbindungselementen erster Art, wodurch sich gleichzeitig der besondere Vorteil ergibt, dass durch das Begrenzungselement eine zusätzliche Lagefestlegung der Verbindungselemente erster Art zueinander und somit eine zusätzliche Versteifung des gesamten Schwingungsisolators bereitstellbar ist.Optionally, the vibration isolator also have a limiting element, by which the maximum possible vibration path can be limited. In this case, the maximum possible oscillation path is greater than the deflection path of the connecting element of the second type until its operative connection with the damping elements and thus the onset of damping are set. Preferably, the maximum possible vibration path is dimensioned so that this is achieved after reaching the maximum deflection of the damping unit. In a third possible operating state, the oscillation deflection is then limited by the limiting element. The limitation of the vibration deflection by the limiting element also serves to protect the insulation spring elements and the damping spring elements from plastic deformation. The arrangement of the limiting element is preferably carried out by means of a connection with the connecting elements of the first kind, whereby at the same time results in the special advantage that an additional positional fixing of the connecting elements of the first type to each other and thus an additional stiffening of the entire vibration isolator can be provided by the limiting element.
Der erfindungsgemäße Schwingungsisolator ermöglicht als technologischen Vorteil, durch die Kombination aus Isolation und Dämpfung, gegenüber herkömmlichen Schwingungsisolatoren einerseits einen hohen Isolationsgrad; andererseits wird das Risiko eines Durchschlages stark verringert.The vibration isolator according to the invention makes it possible as a technological advantage, by the combination of insulation and damping, compared to conventional vibration isolators on the one hand a high degree of isolation; On the other hand, the risk of punching is greatly reduced.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass für das Isolationselement und für das Dämpfungselement die gleichen Federelemente verwandt werden können, was zu eine besonders kostengünstige und einfache Kostruktion ermöglicht.Another advantage is that the same spring elements can be used for the insulating element and for the damping element, which allows for a particularly cost-effective and simple construction.
Gleichzeitig weist der Schwingungsisolator den besonderen Vorteil auf, dass dieser ausschließlich aus Metall und somit aus nichtbrennbaren Materialien besteht. Er eignet sich somit besonders für einen Einsatz in Bereichen mit erhöhten Brandschutzanforderungen, beispielsweise zur Entkopplung von Klimageräten bei Schienenfahrzeugen.At the same time, the vibration isolator has the particular advantage that it consists exclusively of metal and thus of non-combustible materials. It is thus particularly suitable for use in areas with increased fire protection requirements, for example for decoupling of air conditioning units in rail vehicles.
Zudem wird durch die Verwendung von Metall und insbesondere durch eine Verwendung von Edelstahl für alle Komponenten des Schwingungsisolators eine besonders lange Lebensdauer ermöglicht.In addition, the use of metal and in particular by the use of stainless steel for all components of the vibration isolator allows a particularly long life.
Ein weiterer Vorteil des Schwingungsisolators besteht in der besonders unkomplizierten Anpassbarkeit an unterschiedliche geforderte Isolations- und Dämpfungsbereiche. Die Anpassung erfolgt hierbei insbesondere durch variieren der Anzahl der Isolations- und/oder Dämpfungsfederelemente oder durch variieren der Dicken der Isolations- und/oder Dämpfungsfederelemente. Als weiterer Vorteil kann durch einfache konstruktive Veränderungen festgelegt werden, bis zu welchen Auslenkungen der Schwingungsisolator in welchem der drei möglichen Betriebszustände arbeitet. Ferner kann als weiterer Vorteil mit einfachen konstruktiven Veränderungen festgelegt werden ob die Dämpfung in nur einer Schwingungsauslenkungsrichtung oder in beiden Schwingungsauslenkungsrichtungen wirkt. Zudem kann bei einer Dämpfung in beiden Schwingungsauslenkungenrichtungen die Dämpfung nach Auslenkung und Dämpfungswirkung symmetrisch oder differenziert nach Auslenkung und Dämpfungswirkung asymmetrisch eingestellt werden.Another advantage of the vibration isolator is the particularly uncomplicated adaptability to different required isolation and damping ranges. The adaptation takes place here in particular by varying the number of insulation and / or damping spring elements or by varying the thicknesses of the insulation and / or damping spring elements. As a further advantage, it can be determined by simple structural changes, up to which deflections the vibration isolator works in which of the three possible operating states. Furthermore, it can be determined as a further advantage with simple design changes whether the damping acts in only one vibration deflection direction or in both vibration deflection directions. In addition, with damping in both directions of vibration deflection, the damping after deflection and damping effect can be adjusted asymmetrically symmetrically or differentiated according to deflection and damping effect.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Schwingungsisolators sind die Isolationsfederelemente und die Dämpfungsfederelemente baugleich ausgebildet.In a preferred embodiment of the vibration isolator, the insulation spring elements and the damping spring elements are of identical construction.
Auf diese Weise wird zum einen eine besonders einfache und kostengünstige Bereitstellbarkeit des Schwingungsisolators ermöglicht. Zum anderen kann in diesem Fall der Schwingungsisolator durch Umverteilen der Federelemente besonders einfach an unterschiedliche Isolations- und Dämpfungsanforderungen angepasst werden.In this way, on the one hand, a particularly simple and cost-effective availability allows the vibration isolator. On the other hand, the vibration isolator can be particularly easily adapted to different insulation and damping requirements by redistributing the spring elements in this case.
Ferner sieht eine vorteilhafte Variante des Schwingungsisolators vor, dass die statischen Abschnitte der Isolations- und Dämpfungsfederelemente durch mindestens drei Verbindungselemente erster Art miteinander und im weiteren Verlauf mit der statischen Struktur verbunden sind.Furthermore, an advantageous variant of the vibration isolator provides that the static sections of the insulation and damping spring elements are connected to one another by at least three connecting elements of the first type and to the static structure in the further course.
Eine derart bereitgestellte Mehrpunktaufhängung der Federelemente bietet insbesondere gegenüber herkömmlichen Lösungen mit einer Zweipunktauflage den Vorteil einer verbesserten Querkraftstabilität der Federelemente und somit des gesamten Schwingungsisolators.Such provided multi-point suspension of the spring elements offers, in particular over conventional solutions with a two-point support the advantage of improved lateral force stability of the spring elements and thus the entire vibration isolator.
In einer besonders vorteilhaften Variante des Schwingungsdämpfers sind die statischen Abschnitte der Isolations- und Dämpfungsfederelemente durch drei Verbindungselemente erster Art verbunden, welche in einem Winkel von etwa 120° zueinander versetzt angeordnet sind.In a particularly advantageous variant of the vibration damper, the static sections of the insulation and damping spring elements are connected by three connecting elements of the first type, which are arranged offset at an angle of approximately 120 ° to each other.
Die so bereitstellbare Dreipunktaufhängung bietet hierbei eine vergleichsweise hohe Querkraftstabilität bei gleichzeitig baulicher Kompaktheit und geringem Materialeinsatz zur Bereitstellung des Schwingungsisolators.The three-point suspension which can be provided in this way offers a comparatively high lateral force stability with simultaneously compact construction and low material usage for providing the vibration isolator.
Die Erfindung wird in Ausführungsbeispielen anhand vonThe invention will be described in embodiments with reference to
näher erläutert.
explained in more detail.
Die
Der Schwingungsisolator weist vorliegend eine Isolationseinheit auf, welche durch eine Mehrzahl Isolationsfederelemente
Die Isolationsfederelemente
Jedes Isolationsfederelement
Die Isolationsfederelemente
Die schwingfähigen Abschnitte
Als besonderen technologischen Vorteil weist der Schwingungsisolator, wie aus den
Analog zu den Isolationsfederelementen
Gleichzeitig sind die schwingfähigen Abschnitte
Gleichzeitig sind die Dämpfungsfederelemente
Durch die bereitgestellte Wirkverbindung zwischen dem Verbindungselement zweiter Art
Der Schwingungsisolator ermöglicht somit einerseits eine besonders gute, schwingungstechnische Entkopplung einer schwingfähigen Struktur von einer statischen Struktur
In den vorliegenden Ausführungsbeispielen gemäß den
Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise des Schwingungsisolators gemäß
Ergänzend zeigen
Wie insbesondere aus den
In den vorliegenden Ausführungsbeispielen sind ferner sämtliche Elemente des Schwingungsisolators aus Metall gefertigt, wodurch sich der Schwingungsisolator insbesondere für brandschutzrelevante Anwendungen eignet.In the present embodiments, furthermore, all elements of the vibration isolator are made of metal, whereby the vibration isolator is particularly suitable for fire protection relevant applications.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des vorliegenden Schwingungsisolators besteht in der schwingungstechnischen Entkopplung von Klimageräten bei Eisenbahnwaggons.A preferred field of application of the present vibration isolator consists in the vibration engineering decoupling of air conditioning units in railway cars.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- IsolationsfederelementeInsulation spring elements
- 22
- Abstandselementespacers
- 33
- schwingfähiger Abschnitt Isolationsfederelementeoscillatable section Isolation spring elements
- 44
- statischer Abschnitt Isolationsfederelementestatic section Insulating spring elements
- 5 5
- Verbindungselemente erster ArtConnecting elements of the first kind
- 66
- Verbindungselement zweiter ArtConnecting element of the second kind
- 77
- statische Strukturstatic structure
- 88th
- DämpfungsfederelementeDamping spring elements
- 99
- schwingfähiger Abschnitt Dämpfungsfederelementeoscillatable section damper spring elements
- 1010
- statischer Abschnitt Dämpfungsfederelementestatic section damping spring elements
- 1111
- Mitnahmeelementdriving element
- 1212
- Begrenzungselementlimiting element
- 1313
- Abstandshülsenspacer sleeves
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 202013104449 U1 [0007] DE 202013104449 U1 [0007]
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