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Mechanischer Schwingungsdämpfer Die Erfindung bezieht sich auf eine
Einrichtung zum Tragen einer Last, die Schwingungen oder Stößen in beliebigen Richtungen
ausgesetzt ist/und insbesondere auf einen Schwingungsdämpfer mit einem Tragrahmen
für eine derartige Last.
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In der Kraftfahrzeug-, Eisenbahn- oder Flugzeugindustrie besteht ein
schwieriges Problem darin, diejenigen Schwingungen oder Stöße zu dämpfen oder ganz
zu vermeiden, denen eine mechanische, von einem stationären Tragrahmen getragene
Last ausgesetzt ist. In der Kraftfahrzeug- oder Eisenbahnindustrie ist es beispielsweise
bekannt, eine Last auf Federn, z.B. gestapelten Blattfedern, zu lagern, um dadurch
zu vermeiden, daß die auf die Last ausgeübten Schwingungen auf den Tragrahmen übertragen
werden. Ein Nachteil derartiger Schwingungsdämpfer besteht darin, daß mit ihnen
nur Schwingungen in einer bestimmten Richtung gedämpft werden können. Ein Schwingungsdämpfer,
der zur Dämpfung von Vertikalschwingungen ausgelegt ist, kann beispielsweise nicht
zur Dämpfung von Schwingungen oder Stößen aus seitlichen Richtungen bzw. umgekehrt
verwendet werden. In den meisten praktischen Anwendungsfällen, bei denen an sich
Schwingungen in jeder Richtung unerwünscht sind, treten jedoch unvermeidlich Schwingungen
mit den verschiedensten Richtungskomponenten einschließlich vertikaler, transversaler
oder seitlicher Komponenten auf. Es besteht daher ein großer Bedarf an
Schwingungsdämpfern,
mit denen Schwingungen oder Stöße der verschiedensten Richtungen gedämpft werden
können, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsdämpfer zu schaffen,
der sich zum Dämpfen von Schwingungen und Stößen beliebiger Richtungen eignet und
von einfacher und daher billiger Konstruktion ist.
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Ausgehend von dem.eingangs bezeichneten Schwingungsdämpfer ist die
Erfindung gekennzeichnet durch ein Lastübertragungsorgan und zwei kreisförmige Ringe,
die parallel zueinander und derart zwischen dem Tragrahmen und dem Lastiibertragungsorgan
angeordnet sind, daß sich der Tragrahmen und das liastübertragungsorgan nicht unmittelbar
berühren.
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Das Lastübertragungaorgan weist vorzugsweise einen im wesentlichen
kugelförmigen, zwischen den beiden Ringen angeordneten Körper oder einen Zylinder
auf, der auf seiner Außenseite mit einem ringförmigen Wulst versehen ist, an dessen
beiden Seiten die Ringe angeordnet sind.
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Die Ringe können hohl oder massiv sein und bestehen vorzugsweise aus
einem elastischen Material. Für schwere Lasten eignen sich jedoch auch Ringe, die
aus einer Vielzahl von massiven, in einem Kreis angeordneten Kugeln aus einem elastischen
oder starren Material bestehen.
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Die Erfindung wird im Folgenden in Verbindung mit der beiliegenden
Zeichnung an Ausführungsbeispielen beschrieben.
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Fig. 1 ist ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Ring des Ausführungsbeispiels
nach Fig. 1.
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Fig. 3 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen' des Rings nach
Fig. 2.
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Fig. 6 ist ein Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
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Ein mechanischer Schwingungsdämpfer enthält gem. Fig. 1 einen eine
Last 9 tragenden Tragrahmen 1, der~eine Bodenplatte 2 und eine mit dieser aus einem
Teil bestehende zylindrische, nach oben ragende Wand 3 aufweist. Der durch die Innenfläche
der Wand 3 und die angrenzende Oberfläche der Bodenplatte 2 gebildete Rand abschnitt
4 ist derart abgerundet, daß ein massiver, aus einem federnden oder elastischen
Material bestehender, mit kreisrundem Querschnitt versehener Ring 5 mit Paß sitz
in den abgerundeten Rand abschnitt 4 eingesetzt werden kann. Auf dem Ring 5 ist
ein Lastübertragungsorgan 6 angeordnet, das aus einem im wesentlichen kugelförmigen
Hohlkörper 7 und einem mit diesem einen Teil bildenden Hals 8 besteht, auf dem ein
Block ruht, der schematisch die Last 9 darstellt, die verschiedenen Schwingungen
unterliegt, welche vom erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer aufgenommen werden sollen.
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Es ist wichtig, daß der kugelförmige Hohlkörper 7 des Lastübertragungsorgans
6 und die nach oben ragende Wand 3 derart dimensioniert sind, daß die Oberfläche
des Kugelkörpers 7 niemals mit der zylindrischen Wand 3 und der oberen Oberfläche
der Bodenplatte 2 in Berührung kommt, damit das Lastübertragungsorgan 6 nur durch
den Ring 5 getragen wird. Um dies zu erreichen, wird in der Bodenplatte 2 vorzugsweise
eine Öffnung 10 ausgebildet, durch welche der Hohlkörper 7 frei hindurchragen kann,
ohne die
Bodenplatte 2 unmittelbar zu berühren. Der untere Abschnitt
des Hohlkörpers 7 kann zu demselben Zweck ebenfalls ausgeschnitten sein, wie es
durch das Bezugszeichen 12 angedeutet ist.
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Mit der nach oben ragenden Wand 3 ist das untere Ende einer zylindrischen,
vertikal angeordneten Wand 13 fest verbunden, deren oberes Ende fest mit einem Ring
14 verbunden ist, der einen horizontal angeordneten, nach innen ragenden Flansch
15 aufweist, Der Flansch 15 ist an seinem inneren oberen Ende ebenfalls abgerundet
und bildet so einen Sitz 16, in den mit Paßsitz ein weiterer Ring 17 eingesetzt
ist, der wie der Ring 5 aus einem elastischen Material besteht und einen kreisförmigen
Querschnitt besitzt. Der Ring 17, der vorzugsweise denselben Durchmesser wie der
Ring 5 besitzt, ist vorzugsweise auch koaxial zum Ring 5 angeordnet.
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Der Ring 17 ist derart angeordnet, daß er in der Nähe des Halses 8
des Lastübertragungsorgans 6 die äußere Oberfläche des kugelförmigen Hohlkörpers
7 berührt, Über dem Ring 14 ist noch ein ringförmiger Deckel 18 fest angeordnet,
durch den der Ring 17 in seiner Lage festgehalten ist. Der Deckel 18 weist eine
Öffnung 19 auf, durch welche der Hals 8 frei nach oben ragt. Die beschriebenen Bauteile
13, 14 und 18 sind außerdem derart dimensioniert, daß sie unter keinen Umständen
mit der äußeren Oberfläche des Hohlkörpers 7 in Berührung kommen können.
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Fig. 2 zeigt einen der Ringe 5 bzw. 17, die aus einem geeigneten elastischen
oder federnden Material bestehen, das zum Aufnehmen bzw. Dämpfen der mechanischen
Schwingungen geeignet ist Die Ringe besitzen einen kleineren Durchmesser
als
der kugelförmige Hohlkörper 7.
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Die obige Beschreibung macht deutlich, daß das Lastübertragungsorgan
6 nach Art der Sandwichbauweise zwischen den beiden Ringen 5 und 17 angeordnet ist
und nur von diesen getragen wird. Aufgrund dieser Anordnung werden alle mechanischen
Schwingungen oder Stöße in irgendwelchen Richtungen, die möglicherweise von der
Last 9 auf das Lastübertragungsorgan 6 ausgeübt werden, durch die parallel und koaxial
angeordnete Ringe 5 und 17 gedämpft bzw. aufgenommen.
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Mit anderen Worten werden alle Schwingungen der Last 9 oder alle auf
diese ausgeübten Stöße wirksam vom Tragrahmen 1 ferngehalten.
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Anstelle des in Fig. 2 gezeigten massiven Rings können ein hohler
bzw. röhrenförmiger Ring gem. Fig. 3a und 3b oder auch ein aus einer Spirale bzw.
Schraubenfeder gebildeter Ring gemäß Fig. 4 verwendet werden. Zur Schwingungsdämpfung
eignet sich außerdem ein Ring gemäß Fig. 5, der aus einer Vielzahl von in einem
Kreis angeordneten Kugeln besteht.
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Obwohl dabei die einzelnen Kugeln vorzugsweise aus einem geeigneten
elastischen Material bestehen, können sie auch aus einem starren Material wie Metall
bestehen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Einrichtung zum Tragen großer Lasten
dient.
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Die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung
stellen nur Beispiele dar, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist und die in
vieler Hinsicht abgewandelt werden können.
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Beispielsweise können die Bauteile 3, 13 und 14, die gemäß
Fig.
1 ein zylindrisches Gehäuse zur Aufnahme des kugelförmigen Lastübertragungsorgans
6 bilden, zu einem kubischen Gehäuse verbunden sein. Um einerseits zu vermeiden,
daß sich die Seitenwände des Gehäuses und die Außenflächen des Lastübertragungsorgans
6 berühren, und um andererseits eine kompakte Bauweise zu erhalten, können in allen
Seitenwänden des kubischen Gehäuses, die der zylindrischen Seitenwand 3 gemäß Fig.
1 entsprechen, den Öffnungen 10 entsprechende Öffnungen vorgesehen sein. Alternativ
können dagegen auch, wie es mit dem Bezugszeichen 12 in Fig. 1 angedeutet ist, die
nach außen ausgebauchten Abschnitte des Hohlkörpers 7 derart weggeschnitten sein,
daß nur noch die auf den Ringen 5 und 17 ruhenden Schulterábschnitte stehen bleiben.
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Schließlich ist es nicht immer notwendig, einen kugelförmigen Hohlkörper
als Lastübertragungsorgan zu verwenden. Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht
vielmehr darin, daß zwei Ringe mit im wesentlichen gleichen Durchmesser verwendet
werden, die außerdem koaxial und parallel derart zueinander angeordent sind, daß
das Lastübertragungsorgan in Sandwichbauweise in dem zwischen ihnen gebildeten Raum
angeordnet werden kann. Sofern diese Bedingung erfüllt ist, kann das Lastübertragungsorgan
- wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 -auch aus einem zylindrischen Körper
bestehen.
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Gemäß Fig. 6 besteht das Lastübertragungsorgan aus einem Zylinder
20, an dessen Außenseite ein ringförmiger Wulst 21 ausgebildet ist. Die Seitenwände
dieses Wulstes 21 dienen zusammen mit den angrenzenden Teilen der äußeren Oberfläche
des Zylinders 20 als Sitz für die Ringe 5 und 17, für die einer der Ringe gemäß
Fig. 2 bis 5 verwendet werden kann.
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Zum Festhalten der Ringe 5 und 17 in ihren Sitzen dient ein Haltering
23 mit einem im wesentlichen o-förmigen Querschnitt
Dabei ist zu
beachten, daß der lialtering 23 und das Lastübertragungsorgan in Form des Zylinders
20 nicht in Berührung stehen. Der slaltering 23 besteht aus zwei Halftens die nach
dem Zusammenbau durch Schweißen oder dergleichen miteinander verbunden werden0 Der
Haltering 23 dient außerdem als Tragrahmen für die Last 9.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung kann zum Tragen von vertikal oder
seitlich angeordneten Lasten überall dort verwendet werden, wo eine Übertragung
der Schwingungen von der Last auf ihren Tragrahmen unerwünscht ist0