DE2357838A1

DE2357838A1 - VIBRATION ISOLATION ARRANGEMENT

Info

Publication number: DE2357838A1
Application number: DE2357838A
Authority: DE
Inventors: Kazuya Shimizu
Original assignee: Barry Wright Corp
Current assignee: Hutchinson Aerospace and Industry Inc
Priority date: 1973-07-23
Filing date: 1973-11-20
Publication date: 1975-02-13
Also published as: FR2238872A1; JPS5040972A; IT996475B; BR7309663D0; BE808434A; SE7316765L; NL7316272A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schwingungsisolierungsanordnungen und "betrifft insbesondere Verbesserungen bei derartigen Anordnungen, bei denen Schwingungsisolatoren in EOrm "von Bauteilen aus Gummi oder von Metallfedern dazu dienen, eine Maschine oder dergleichen so zu unterstützen, daß eine Sehwingungsisolierungswirkung erzielt wird.The invention relates to vibration isolation assemblies and "particularly relates to improvements in such arrangements in which vibration isolators in EOrm "of components made of rubber or metal springs serve to support a machine or the like so that a visual vibration isolation effect is achieved will.

Viele Maschinen, z.B. mit einer hin-und hergehenden Bewegung arbeitende Pressen, erzeugen während ihres Betriebs starke und häufig ziemlich heftige Schwingungen, so daß es erforderlich ist, eine Schwingungsisolierungsanordnung zwischen der betreffenden Maschine und der sie tragenden Konstruktion, z.B. dem Boden, anzuordnen. Gleichzeitig ist es bei vielen Maschinenanlagen erforderlich, die betreffende Maschine so zu unterstützen, daß sie ihre horizontale Lage beibehält. Bekanntlich ist es normalerweise üblich, zu diesem Zweck mehrere gleichartige Schwingungsisolierungsunterstützungen, z.B. Unterstützungen aus Gummi oder Schraubenfedern zwischen der betreffenden Maschine und der sie tragenden Konstruktion anzuordnen· Werden Schwingungsisolatoren aus Gummi verwendet, ist es jedoch erforderlich, die Isolatoren so anzuordnen, daß sie die Last gleichmäßig unterstützen, d.h. daß jederMany machines, such as presses operating with a reciprocating motion, generate during their operation strong and often quite violent vibrations, so that a vibration isolation arrangement is required to be placed between the machine in question and the structure supporting it, e.g. the floor. Simultaneously It is necessary in many machine systems to support the machine in question so that it can be yours maintains horizontal position. As is well known, it is usually customary to use several of the same type for this purpose Vibration isolation supports, e.g. supports made of rubber or coil springs between the relevant To arrange the machine and the structure supporting it · If rubber vibration isolators are used, it is however, it is necessary to arrange the isolators so that they support the load evenly, i.e. that each

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Isolator die gleiche Last aufzunehmen hat. Da die Beziehung zwischen der Last und der Auslenkung der federnden Schwingungsisolatoren konstant ist, nehmen anderenfalls die verschiedenen Isolatoren aus Gummi eine unterschiedliche Höhe an, und diese Höhenunterschiede "bewirken oder ermöglichen ein Kippen der Maschine. In der Praxis, insbesondere wenn die Maschine ein nicht gleichmäßig verteiltes Gewicht hat, ist es jedoch schwierig, die verschiedenen Schwingungsisolatoren so anzuordnen, daß jeder Isolator die gleiche Last zu tragen hat, damit alle Isolatoren unter der statischen Belastung durch die Maschine im gleichen Ausmaß verformt werden. Natürlich ist es möglich, Schwingungsisolatoren von unterschiedlicher Steifigkeit an verschiedenen Punkten anzuordnen, um eine ungleichmäßige Belastung zu vermeiden, doch erweist es sich in der Praxis als schwierig und zeitraubend, die richtige Anordnung der Schwingungsisolatoren zu ermitteln. Im Hinblick hierauf ist es daher zum Einstellen der richtigen Höhe zu dem Zweck, ein Kippen der Maschine zu verhindern, üblich, gleichartige Schwingungsisolatoren zu verwenden und zwischen bestimmten Isolatoren und der Maschine Abstandhalter anzuordnen. Jedoch erfordert dieses Verfahren besondere Geschicklichkeit, xind es ist ebenfalls zeitraubend. Die Verwendung von Schwingungsisolatoren in Form von Schraubenfedern aus Metall führt nicht zu befriedigenden Ergebnissen, denn hierbei wird nur eine unzureichende Schwingungsdämpfung erzielt; auch die Verwendung von Schwingungsisolatoren, bei denen jeweils eine Schraubenfeder mit einem Körper aus einem Elastomermaterial kombiniert ist, führt nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen. Isolator has to take the same load. Because the relationship between the load and the deflection of the resilient Vibration isolators is constant, otherwise the different rubber isolators will take a different one Height, and these height differences "cause or enable the machine to tip over. In practice, in particular however, when the weight of the machine is not evenly distributed, the various To arrange vibration isolators so that each isolator has to bear the same load, so that all isolators deformed to the same extent under the static load from the machine. Of course it's possible, Vibration isolators of different stiffness to be arranged at different points to avoid uneven loading, but it turns out to be in In practice, it is difficult and time-consuming to determine the correct arrangement of the vibration isolators. With regard to then it is common practice to set the correct height to prevent the machine from tipping over, Use vibration isolators of the same type and spacers between certain isolators and the machine to arrange. However, this procedure requires special skill and is also time consuming. The use of vibration isolators in the form of coil springs made of metal does not lead to satisfactory results Results, because in this case only insufficient vibration damping is achieved; also the use of Vibration isolators, each of which combines a coil spring with a body made of an elastomer material does not give satisfactory results.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schwingungßisolierungsanordnung zu schaffen, die es ermöglicht, eine Maschine oder dergleichen so zu unterstützen, daß eine Schwingungsisolierungswirkung erzielt wird, und daß die Maschine bzw. die last im wesentlichen genau in ihrer horizontalen Lage gehalten wird, bei derThe invention is based on the object of creating a vibration isolation arrangement which makes it possible to to support a machine or the like so that a vibration isolation effect is achieved is, and that the machine or the load is held essentially exactly in its horizontal position in which

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es ferner nicht erforderlich, ist, zwischen Schwingungsisolatoren und der Last Abstandhalter anzuordnen, um ein Kippen der Last zu verhindern, bei der mehrere Schwingungsisolatoren in Form von ±.lastomerkörpern oder Metallfedern und eine gleiche Anzahl von Luftfedern vorhanden sind, bei der die Luftfedern jeweils in der Nähe der zugehörigen Schwingungsisolataren angeordnet und praktisch mit ihnen parallelgeschaltet sind, um Belastungsänderungen der Schwingungsisolatoren auszugleichen, und bei der.Schwingungsisolatoren aus Gummi mit Luftfedern so kombiniert sind, daß der größte Teil der Last von den Schwingungsisolatoren aufgenommen wird, um eine Herabsetzung des, Luftdrucks in den Luftfedern zu ermöglichen, so daß die Schwingungsisolierungswirkung während des normalen Betriebs der Maschine oder dergleichen in erster Linie durch die Schwingungsisolatoren hervorgerufen wird, und daß die Luftfedern dazu dienen, Schwingungen zu dämpfen, die durch starke Stöße hervorgerufen werden.Furthermore, it is not necessary to arrange spacers between the vibration isolators and the load in order to achieve a To prevent tilting of the load with multiple vibration isolators in the form of ± .lastomer bodies or metal springs and there are an equal number of air springs, in which the air springs are each in the vicinity of the associated Vibration isolators are arranged and practically connected in parallel with them in order to avoid changes in the load Vibration isolators to balance out, and at the. Vibration isolators made of rubber are combined with air springs in such a way that most of the load is absorbed by the vibration isolators in order to reduce the To allow air pressure in the air springs, so that the vibration isolation effect during normal operation the machine or the like is primarily caused by the vibration isolators, and that the Air springs serve to dampen vibrations that are caused by strong impacts.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist durch die Erfindung eine Schwingungsisolierungsanordnung geschaffen worden, bei der eine kaschine oder dergleichen an mindestens drei Punkten sowohl durch einen Bchwingüngsisolator in Form einer Feder aus Gummi oder Metall als auch durch eine Luftfeder unterstützt wird, und bei der der Luftdruck in den Luftfedern so einstellbar ist, daß er Gleichgewichtsfehler ausgleicht, um die Maschine oder dergleichen in ihrer horizontalen Lage zu halten.To solve this problem, a vibration isolation arrangement has been created by the invention, at least one machine or the like three points both by a vibration isolator in Form a spring made of rubber or metal as well as supported by an air spring, and in which the air pressure is in the air springs is adjustable so that there is a balance error compensates to keep the machine or the like in its horizontal position.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:The invention and advantageous details of the invention are described below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Schwingungsisolierungsanordnung in einem senkrechten Schnitt längs der Linie 1-1 in Fig. 2;1 shows an embodiment of a vibration isolation arrangement in a vertical section along the line 1-1 in Fig. 2;

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Fig. 2 den Grundriß der Ausführungsform nach Fig. 3, aus dem weitere Einzelheiten ersichtlich sind; undFIG. 2 shows the plan view of the embodiment according to FIG. 3, from which further details can be seen; and

Fig. 3 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch eine der bei der Anordnung nach Fig. 1 und 2 vorhandenen Luftfedern.3 shows an enlarged vertical section through one of the elements present in the arrangement according to FIGS. 1 and 2. FIG Air springs.

In Fig. 1 erkennt man eine Grundplatte 2 für eine nur schematisch angedeutete Maschine 4 oder dergleichen. Im vorliegenden Fall hat die Grundplatte 2 eine quadratische Grundrißform, und sie wird an jeder ihrer vier Ecken unterstützt, und zwar jeweils durch einen von vier gleichartigen Schwingungsisolatoren 6A bis 6D aus Gummi und eine von vier untereinander gleichartigen Luftfedern 8A bis 8D. Die Isolatoren aus Gummi können von beliebiger bekannter Konstruktion sein; beispielsweise kann zu jedem Isolator 6A bis 6D ein massiver Gummikörper 12 gehören, mit dem sowohl am oberen als auch am unteren Ende je eine flache Stirnplatte 14 aus Metall verbunden ist, so daß der Isolator an der Grundplatte 2 und einer tragenden Konstruktion 16, z.B. einem Boden oder einer Decke, befestigt werden kann. Alternativ können die Körper 12 der Isolatoren statt aus Gummi aus einem anderen Elastomermaterial bestehen, und sie können auf nicht dargestellte Weise mit Schraubenfedern vereinigt sein. Ferner könnte zu jedem dieser Schwingungsisolatoren eine Schraubenfeder gehören, die zwischen den Stirnplatten 14 ähnelnden Stirnplatten angeordnet ist. In jedem Fall haben die Schwingungsisolatoren eine Steifigkeit, die ausreicht, um die durch die Grundplatte 2 und die Maschine 4 oder dergleichen gebildete Last zu unterstützen.1 shows a base plate 2 for a machine 4 or the like, which is only indicated schematically. In the present case, the base plate 2 has a square plan shape, and it is at each of its four corners supported, each by one of four similar vibration isolators 6A to 6D made of rubber and one of four similar air springs 8A to 8D. The rubber isolators can be of any be of known construction; For example, a solid rubber body 12 can be associated with each insulator 6A to 6D which is connected to a flat face plate 14 made of metal at both the upper and lower ends, so that the insulator is attached to the base plate 2 and a supporting structure 16, for example a floor or a ceiling can be. Alternatively, the bodies 12 of the insulators can be made of another elastomeric material instead of rubber exist, and they can be combined with coil springs in a manner not shown. Further could be to anyone These vibration isolators include a coil spring, the end plates resembling the end plates 14 between the end plates is arranged. In any case, the vibration isolators have a rigidity that is sufficient to by the Base plate 2 and the machine 4 or the like to support formed load.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist jede der Luftfedern 8A bis 8D in unmittelbarer Nähe des zugehörigen der vier Schwingungsisolatoren 6A bis 6D angeordnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gehören zu jeder Luftfeder ein Balg 18 aus Gummi oder einem anderen Elastomermaterial, eine obere Befestigungsplatte 20 aus Metall, die mit dem oberen Ende des Balgs verbunden ist und es verschließt, sowie eineAccording to FIGS. 1 and 2, each of the air springs 8A to 8D is in the immediate vicinity of the associated one of the four vibration isolators 6A to 6D arranged. In the exemplary embodiment shown, a bellows 18 is associated with each air spring made of rubber or some other elastomeric material, an upper mounting plate 20 made of metal, which is connected to the upper end of the bellows is connected and it closes, as well as a

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untere Befestigungsplatte 22 aus Metall, die mit dem unteren Ende des Balgs verbunden ist und es verschließt. Die Platten 20 und 22 sind an der Grundplatte 2 bzw. der Tragkonstruktion 16 befestigt. An der Oberseite der unteren Platte 22 ist ein Wandteil 24 angebracht, das eine solche Form hat, daß es zusammen mit der Platte 22 eine Kammer 26 abgrenzt. Das Wandteil 24 weist eine kleine Öffnung 28 auf, die eine Verbindung zwischen der Kammer und einer durch den Innenraum des Balgs 18 gebildeten Kammer 30 herstellt. Die untere Befestigungsplatte 22 ist mit einem zu der Kammer JO führenden Kanal 32 versehen, an dessen äußerem Ende ein Anschluß 34 vorhanden ist, der es ermöglicht, die Kammer und den Kanal mit einer Druckluftquelle, z.B. einem Druckluftbehälter, zu verbinden.lower mounting plate 22 made of metal, which with the the lower end of the bellows is connected and it closes. The plates 20 and 22 are on the base plate 2 and the Support structure 16 attached. At the top of the lower plate 22, a wall part 24 is attached, the one has such a shape that it delimits a chamber 26 together with the plate 22. The wall part 24 has a small one Opening 28 which forms a connection between the chamber and one formed by the interior of the bellows 18 Chamber 30 produces. The lower mounting plate 22 is provided with a channel 32 leading to the chamber JO the outer end of which is provided with a connection 34 which enables the chamber and the channel to be connected to a source of compressed air, e.g. a compressed air tank.

Fig. 2 zeigt eine Einrichtung zum Zuführen von Druckluft zu den Luftfedern 8A bis 8D. In diesem Fall sind die Kanäle 32 der Luftfedern 8A und 8B durch zugehörige Druckregler 36A und 36B sowie Schläuche oder Rohrleitungen 38 mit Druckluft enthaltenden Behältern 4OA und 4OB verbunden. Die Kanäle 32 der Luftfedern 8C und 8D sind durch Schläuche oder Rohrleitungen 42 mit einem gemeinsamen Druckregler 36C verbunden, der seinerseits über einen Schlauch oder eine Rohrleitung 44 an einen dritten mit Druckluft gefüllten Behälter 400 angeschlossen ist. Die Druckregler 36A bis 36C sind in Fig. 2 nur schematisch, dargestellt, da sie von bekannter Art sind und sich die Erfindung nicht auf eine bestimmte Druckreglerkonstruktion beschränkt. Die Druckregler dienen auf bekannte Weise zum Regeln des Luftdrucks in den Luftfedern 8A bis 8D. In die Schläuche oder Rohrleitungen, welche die Druckregler mit den Druckluftbehältern verbinden, können Ventile 46 zuä Regeln der Zufuhr von Druckluft zu den Druckreglern eingeschaltet sein.Fig. 2 shows a device for feeding Compressed air to the air springs 8A to 8D. In this case are the channels 32 of the air springs 8A and 8B by associated Pressure regulators 36A and 36B and hoses or pipes 38 connected to containers 40A and 40B containing compressed air. The channels 32 of the air springs 8C and 8D are through hoses or pipes 42 with a common Pressure regulator 36C connected, which in turn has a Hose or pipe 44 to a third with Compressed air filled container 400 is connected. The pressure regulators 36A to 36C are only schematically shown in FIG. shown because they are of a known type and the invention does not relate to any particular pressure regulator design limited. The pressure regulators are used in a known manner to regulate the air pressure in the air springs 8A to 8D. In the Hoses or pipelines, which connect the pressure regulators to the compressed air tanks, valves 46 can be added Regulation of the supply of compressed air to the pressure regulators must be switched on.

Die Abmessungen und die Steifigkeit der Schwingungsisolatoren 6A bis 6D und der Luftdruck, mit dem die Luftfedern 8A bis 8D beaufschlagt werden, sind so gewählt, daß die Schwingungsisolatoren den größten Teil des GewichtsThe dimensions and the rigidity of the vibration isolators 6A to 6D and the air pressure with which the air springs 8A to 8D are applied, are chosen so that the vibration isolators most of the weight

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der Grundplatte 2 und der Iviaschine 4 oder dergleichen aufnehmen, während der verbleibende Teil der Last von den Luftfedern aufgenommen wird. Jeder etwa auftretende Gleich-. gewichtsfehler wird durch die Luftfedern und die drei Druckregler ausgeglichen, die automatisch die Drücke in den Luftfedern -so einstellen, daß Gleichgewichtsfehler ausgeglichen werden und die Maschine oder dergleichen in ihrer horizontalen Lage gehalten werden kann. Es ist auch möglich, Gleichgewichtsfehler dadurch auszugleichen, daß die Druckluftventile 46 mit der Hand betätigt werden, um den Luftdruck in den verschiedenen Luftfedern jeweils auf den gewünschten Wert einzustellen» Dieses letztere Verfahren zum Ausgleichen von Gleichgewichtsfehlern wird vorzugsweise dann angewendet, wenn Luftfedern dazu dienen, die Last an mehr als vier Punkten zu unterstützen. Unter normalen Bedingungen wird die Schwingungsisolierungswirkung in erster Linie durch die Schwingungsisolatoren 6A bis 6D bestimmt, während Stöße und besonders heftige Schwingungen durch die Luft£edern 8A bis 8D wirksam gedämpft werden. Diese Dämpfungswirkung der Luftfedern wird durch die Drosselwirkung der Öffnungen 28 in den Wandteilen 24 noch gefördert. Die Drosselöffnungen 28 sind so bemessen, daß sich die in den Kammern 26 und 30 herrschenden Drücke bei ruhender Last ausgleichen, daß jedoch bei einer plötzlichen Änderung der Last in diesen Kammern unterschiedliche Drücke auftreten. Wenn plötzlich eine Kraft zur Wirkung kommt, führt die Drosselwirkung der Öffnung 28 dazu, daß der Druck in der Kammer 26 bestrebt ist, den gleichen Wert beizubehalten, während sich der Druck in der Kammer 30 in Abhängigkeit von der Verformungsrichtung des Balgs 18 ändert. Bei Schwingungen von niedriger Frequenz spielt sich die Änderung der Richtung, in der die Luft durch die Drosselöffnungen 29 strömt, genügend langsam ab, um einen Druckausgleich zwischen den Kammern 26 und 30 zu ermöglichen.the base plate 2 and the machine 4 or the like while the remaining part of the load is taken up by the air springs. Any equivalency that occurs. weight error is caused by the air springs and the three Compensated pressure regulators, which automatically adjust the pressures in the air springs so that balance errors are compensated and the machine or the like can be held in its horizontal position. It is also possible, To compensate for balance errors in that the compressed air valves 46 are operated by hand to the Adjust the air pressure in the various air springs to the desired value »This latter procedure to compensate for balance errors is preferably used when air springs are used to Load to support at more than four points. Under normal conditions, the vibration isolation effect will be primarily determined by the vibration isolators 6A to 6D, during shocks and particularly violent Vibrations through the air springs 8A to 8D are effectively damped. This damping effect of the air springs is by the throttling effect of the openings 28 in the wall parts 24 still funded. The throttle openings 28 are dimensioned so that those prevailing in the chambers 26 and 30 are Compensate pressures when the load is at rest, but that when there is a sudden change in the load in these chambers different pressures occur. If a force suddenly comes into play, the throttling effect leads to the opening 28 to the fact that the pressure in the chamber 26 tends to maintain the same value while the pressure changes in the chamber 30 as a function of the direction of deformation of the bellows 18. With vibrations of lower Frequency, the change in the direction in which the air flows through the throttle openings 29 is sufficient slowly to allow pressure equalization between chambers 26 and 30.

Die Verwendung von Luftfedern, die jeweils in der Nähe von Schwingungsisolatoren in Form von Gummi- oderThe use of air springs, each in the vicinity of vibration isolators in the form of rubber or

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Metallfedern so angeordnet sind, daß sie eine Last aufnehmen können und mit den Schwingungsisolatoren parallelgeschaltet sind, erleichtert somit die Aufgabe, eine Maschine oder dergleichen in ihrer horizontalen Lage zu halten, ohne daß die Verwendung von Abstandhaltern erforderlich ist; gleichzeitig wird eine gute Isolierung gegen heftige Stöße und Schwingungen erzielt. Natürlich könnte man anstelle der hier beschriebenen und dargestellten Luftfedern auch andere Luftfedern bekannter Art verwenden ο Außerdem könnte man an jedem Lastaufnahmepunkt anstelle eines einzigen Schwingungsisolators auch mehrere ßchwingungsisolatoren anordnen. Jedoch sind die Schwingungsisolatoren und die Luftfedern an jedem Lastaufnahmepunkt jeweils nur durch einen kleinen Abstand getrennt, um das Einstellen der richtigen Hohe der zu unterstützenden Last zu erleichtern·Metal springs are arranged to take a load can and are connected in parallel with the vibration isolators are, thus facilitates the task of keeping a machine or the like in its horizontal position hold without the need to use spacers is; At the same time, good insulation against violent impacts and vibrations is achieved. Naturally could be used instead of the one described and illustrated here Air springs also use other air springs of a known type ο You could also use it at every load-bearing point instead of a single vibration isolator, arrange several vibration isolators. However, the vibration isolators are and the air springs at each load-bearing point are only separated by a small distance make it easier to set the correct height of the load to be supported

Ansprüche;Expectations;

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Claims

EXPECTATIONS

1. Vibration isolation assembly to assist a machine or other load at at least three points, characterized by at least three vibration isolators (6A to 6D) each of which is arranged to be the machine (4) or the other Load supported at another of the three or more points, each of these vibration isolators being a linear one Has load-deformation characteristic curve, at least three air springs 8A to 8D for supporting the machine or the other load in parallel with the vibration isolators, each air spring in the vicinity of one associated vibration isolator is arranged, as well as by devices (40A to 40C) for supplying compressed air to each of the air springs.

2. Arrangement according to claim 1, characterized by means of adjusting the air pressure in the air springs (8A to 8D).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the adjusting devices air pressure regulator (36A to 36C).

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that a base plate (2) or the like to support the machine (4) or another load, and that the base plate on the vibration isolators (6A to 6D) and the air springs (8A to 8D) is arranged and supported by them.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the vibration isolators (6A to 6D) consist of an elastomer material.

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6. Arrangement according to. Claim 1, characterized in that each air spring (8A to 8D) has a bellows (18) delimiting a first chamber (50), furthermore a bellows (18) leading to the first chamber and to the associated device (40A to 400) for supplying compressed air connected inlet (32) _s a second air chamber (26) delimiting device (24) and a throttle opening (28) which connects the first and second air chambers so that each air spring is suitable for acting as a vibration damper.

7. The arrangement according to claim 1 _S characterized geke η η ζ ei chne t ■ _s that the vibration isolators (6A to 6D) have a greater rigidity than the air spring ^. (8A to 8D) ₈ so that most of the load (2 _S 4) is absorbed by the vibration isolators *,

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