DE2525333A1 - Schwingungsisolator mit luftdaempfung - Google Patents

Description

• Schwingungsisolator mit Luftdämpfung Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsisolator, der normalerweise aus einer metallischen Feder und einem Luftbehälter besteht. Ein zweiter Luftbehälter und eine Höhenausgleichsvorrichtung können diese Kombination ergänzen. Die Rolle der Metallfeder ist, die Vbertragung der Schwingungen zu verhindern bzw. zu mindern. Der Luftbehälter hat die Rolle eines Dämpfers, der die Schwingungen dämpft.
• Der zweite Behälter hat dann eine Bedeutung, wenn der erstgenannte Behälter die Feder enthält. In diesem Falle sind die zwei Behälter in hydraulischer Verbindung. Die Höhenausgleichsvorrichtung hat die Rolle, Ungleichmässigkeiten der Feder sowie Ungleichmässigkeiten bei der Belastung der schwingungsisolierten Anordnung zu kompensieren.
• In der heutigen Praxis besteht die Isolierung der Schwingungen darin, dass Systeme, von denen Schwingungen ausgehen oder in Ruhe sich befindliche Systeme, an welche Schwingungen kommen, auf Federn gelagert werten. Für die Federung solcher Systeme haben sich Metall- und/oder Luftfedern sehr gut bewährt.
• Bei sehr heiklen Schwnngungsisolierproblemen, wo z»B. Interferometer, Holografie, Elektronmikroskopie, usw. kommt man jedoch nicht mit den üblichen Methoden aus. Diese Einrichtungen beanspruchen neben einem hohen Isoliergrad auch eine gute Dämpfung der Schwingungen. Um das zu erreichen, sind besondere Massnahmen zu treffen.
• Ein mit Metallfedern isoliertes System schwingt, wenn es zur Schwingung angeregt wird, lange Zeit nach, da die Eigendämpfung einer Feder verhältnismässig klein ist. Die in Rede stehenden Schwingungen können minutenlang dauern, was in den meisten Fällen unerträglich ist. Darüber hinaus kann ein nicht gedämpftes, schwing''endes System zu gefährlichen Resonanzüberhöhungen führen.
• Es fehlte nicht an Bestrebungen, metallische Schwingungsisolatoren zu dämpfen. Die eine angewandte Möglichkeit ist, metallische Feder in eine hochviskose Flüssigkeit zu tauchen. Solche itösungen sind wegen der Dichtungsprobleme umständlich. Eine andere Möglichkeit ist, in die Federn Metallkissen einzusetzen, die durch Berühung mit den sich bewegenden Federwindungen eine Dämpfung hervorrufen. Aber eine Berührung der Metallkissen mit den Federwindungen hat gleichzeitig den Effekt, dass Schwingungen übertragen werden.
• Es wurden Versuche gemacht, metallische Federn auch pneumatisch zu dämpfen. Für diesen Zweck wurden diese in elastische Behälter placiert. Bei dieser Anordnung wurden starre elastische Körper als Luftbehälter verwendet, die zürn grossen Teil auch als Feder wirkten bzw. eine 8tfossdampfungbewirkten.
• Ein Schwingungsisoliersystem, das höchsten Anforderungen gewachsen sein muss, muss so aufgebaut sein, dass Beschleunigungskräfte nicht übertragen werden. Diese Beschleunigungskräfte treten bei Stossstörungen auf. Federisolatoren über tragen Beschleunigungskräfte nur in sehr geringem Maße, während sie bei Luftfedern üblicher Ausführung durch die elastischen Duftbehälter in unerträglichem Maße übertragen werden. Deshalb sind z.B. normale Luftbälge, die sonst für die Schwingungsisolierung durchaus verwendet werden können, für Schwingungsisolierungen im Sinne dieser Erfindung überhaupt nicht verwendbar. Daraus resultiert als Kern der Erfindung, dass die angewandte LuftdRmpfung mit solchen IIuftbehältern ausgeführt werden muss, deren Beschleunigungskräfte überhaupt nicht übertragen werden. Dafür eignen sich sehr weiche Faltenbälge, aber auch andere Gestaltungen sind denkbar.
• Der Schwingungsisolator mit Luftdämpfung nach der Erfindung verwendet als Isolator im Prinzip metallische Federn, aber die Dämpfung geschieht pneumatisch.
• Um eine pneumatische Dämpfung zu erreichen, sind die Federn in einen geschlossenen, veränderlichen Raum gesetzt. Der in Rede stehende Raum kommuniziert über eine Öffnung entweder mit der Atmcsphäre oder mit einem Luftbehälter, Wenn die Feder in Bewegung gesetzt wird, wird der Balg betätigt und über die Öffnung strömt'flift ein und aus. Diese Luftbewegung bewirkt die Dämpfung. Wenn diese Öffnung z.B. mit einem Ventil geregelt wird, dann ist Jede Art von Dämpfung realisierbar.
• Es versteht sich von selbst, dass obenerwähnte Setallfeder durch Jede Art von Feder ersetzt werden kannpi~ Selbstverständlich ist auch, dass die Feder nicht unbedingt im Balg liegen soll. Eine Spiralfeder vorausgesetzt, der Balg kann im Innern der Feder sein oder Feder und Balg können nebeneinander stehen. Es können weiterhin zwei oder mehr parallel geschaltete Federn mit einem gemeinsamen Balg gedämpft werden. Im letzten Fall hat man eine sehr einfache Montage sowohl für Feder wie auch für Balg, darüber hinaus sind Balg und Feder in ihren Dimensionen unabhängig.
• Messungen bescheinigen, dass ein mit liuftbehälter zusammenarbeitendes Schwingungsisoliersystem besser gegen Stossstörungen isoliert als die Feder allein, da bei der Isolierung der Stösse auch der geschlossene Luftpolster mitwirkt. Wenn man einen zweiten Luftbehälter verwendet, der mit dem ersten hydraulisch gekoppelt ist, ist die Isolier- und Dämpfungswirkung noch ausgeprägter.
• Ein Beispiel dafür, wie ein Schwingungsisolator mit Iäuftdämpfung aussieht, zeigt die Abbildung im Schnitt.
• In der Abbildung bedeutet 1 - feder, die die eigentliche Last G trägt. Die Feder 1 ist mit den Scheiben 5 und 6 befestigt. 2 = Balg, der aus Gummi oder Kunststoff sein kann. Der Balg ist an-seinen beiden Enden mit den Scheiben 5 und 6 an die Flansche 3 und 4 luftdicht geschraubt. Flansch 3 hat die Öffnung 9. Der durch den Balg 2 geschlossene Luftraum kommuniziert über Öffnung 9 mit der Atmosphäre oder einem Luftbehälter. In die Öffnung 9 kann ein Regelventil placiert werden.
• Entsprechend der an die Belastung gestellten Ansprüche können mehrere Anordnungen nach der Abbildung parallel geschaltet werden. Als Folge der Ungleichmässigkeit der Feder kann es sein, dass eine mit mehreren Schwingungsisolatoren unterstützte Arbeitsfläche nicht in der gewünschten Nivellierung steht. Man kann diese einstellen, indem man die Isolatoren mit Höhenausgleichsvorrichtungen versieht. Beispiel dafür zeigt die Abbildung.
• Unten oder oben am Schwingungsisolierglied ist die verstellbare Scheibe 8 angebracht. Diese hat eine Gewindebohrung, in die ein, in Flansch 4 befestigter Gewindestift 7 ragt. Wenn die Scheibe 8 dreht, ist eine Nivellierung möglich.
• Die Anwendung einer vom Isolierglied völlig unabhängigen Höhenverstellvorrichtung ist ebenfalls möglich.
• Wenn bei einem schwingungsisolierten System Schwerpunkt und Mitte des Isoliergliedes nicht zusammenfallen, können Pendelbewegungen auftreten. Solche Bewegungen können mit den hier beschriebenen Isolier-Dämpfungsgliedern gedämpft bzw. ausgeschaltet werden.

Claims (6)

Schutzansprüche

1) Schwingungsisolator bestehend aus einer metallischen Feder und einem Luftbehälter, gekennzeichnet durch eine verschwindende Starrheit der Luftbehälter im Vergleich zu der der Feder.

2) Schwingungsißolatornach Punkt 1) dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Raum durch einen Balg gebildet wird.

3) Schwingungsisolatornach Punkt 1) und 2) dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Raum die Feder umgibt.

4) Schwingungsisolator nach im Punkt 1) bis 3) dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Raum im Innern der Feder ist.

5) Schwingungsisolatornach Punkt 1) bis 4) dadurch gekennzeichnet, dassder geschlossene Raum mit der Feder parallel angeordnet ist.

6) Schwingungsisolator nach Punkt 1) bis 5) dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Raum eineKommunikationsöffnung besitzt und durch diese mit einem zweiten Raum verbunden ist.

?) Schwingungsisolator nach Punkt 1) bis 6) dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Isolatoren parallel geschaltet sind.