DE2839642C2 - Vibrationsdämpfende Vorrichtung zum Halten einer Masse an einem Körper - Google Patents
Vibrationsdämpfende Vorrichtung zum Halten einer Masse an einem KörperInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft eine vibrationsdämpfende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Bei einer aus der US-PS 19 73 510 bekannten Vorrichtung dieser Art liegen die Stützachsen zwischen den Schwenkachsen der beiden zweiarmigen Schwenkhebel. Die inneren Hebelarme der Schwenkhebel enden bei den Stützachsen. Die Hilfsmasse ist am jeweils äußeren Hebelarm jedes Schwenkhebels als verstellbares Gewicht aufgebracht. Zusätzlich sind an der Masse Ring- oder Gummifederpakete befestigt, die die jeweils außenliegenden Hebelarme der Schwenkhebel zwischen den Schwenkachsen und Hilfsmassen beaufschlagen. Das Verhalten der Vorrichtung ist stark progressiv, da die Federn an der Masse abgestützt sind und gleichzeitig mit ihrer Verformung durch die Schwenkhebel von der Masse komprimiert werden. Zudem wirken die Federn mit kleinen Amplituden und mit kleinem Hebelarm in bezug auf die Schwenkachsen, so daß sie voluminös und kräftig auszulegen sind. Sie beanspruchen viel Platz und benötigen eine stabile Abstützung an der Masse. Nachteilig ist ferner, daß die Federn Kräfte an der Masse und den Schwenkhebeln in bezug auf die Schwenkachsen bzw. die Stützachsen mit Hebelarmen wirken, wodurch das gesamte System zu zusätzlichen Vibrationen angeregt wird.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch einen kompakten Aufbau auszeichnet und bei der mit baulich geringem Aufwand die Federn mit den Schwenkhebeln unmittelbar zusammenarbeiten.
- Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
- Bei dieser Ausbildung sind die anderen Hebelarme der Schwenkhebel die Federn, die die Schwenkbewegungen der Schwenkhebel mit den Hilfsmassen unter dem Einfluß der Vibrationen der Masse aufnehmen. Für die Unterbringung der Federn reicht der Bauraum aus, der für die Unterbringung der Schwenkhebel vorgesehen ist, so daß die Vorrichtung besonders zur Vibrationsdämpfung bei einem Hubschrauber brauchbar ist, wo Gewicht und Bauraum möglichst klein gehalten werden sollen. Die Wirkung jeder Biegefeder ist günstig, weil sie dank der Abstützung an der Schwenkachse des jeweils anderen Schwenkhebels mit großem Hebelarm wirkt und weil die aus dem Arbeiten der Federn entstehende Kraft praktisch nur in der ohnedies am Körper befestigten Schwenkachse wirkt, wo auch die Trägheitskräfte der Vibration der Masse angreifen, so daß sich die einander entgegengesetzten Kräfte wirkungsvoll aufheben und der Körper von den Vibrationen der Masse isoliert ist. Durch die große, mögliche Länge der Biegefedern arbeiten diese auch bei großen Amplituden wirkungsvoll. Ihre Belastung verteilt sich zweckmäßig über die gesamte Biegefederlänge. Die Biegekräfte der Biegefedern wirken auch in den Stützachsen, und zwar entgegengesetzt zu den durch die Vibration der Masse hervorgerufenen Trägheitskräften.
- Vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
- Anhand der Zeichnungen werden nachstehend Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beschrieben. Es zeigt
- Fig. 1 eine Perspektivansicht einer vibrationsdämpfenden Vorrichtung für einen Hubschrauber,
- Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,
- Fig. 3 einen Schnitt der Vorrichtung in der Ebene 3-3 in Fig. 2,
- Fig. 4 einen Detailschnitt in der Ebene 4-4 in Fig. 3,
- Fig. 5 eine Perspektivansicht eines Details aus Fig. 4,
- Fig. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht des linken vorderen Teils der Vorrichtung von Fig. 1,
- Fig. 7 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung,
- Fig. 8 eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung,
- Fig. 9 eine Seitenansicht eines vierten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung,
- Fig. 10 eine Seitenansicht eines fünften Ausführungsbeispiels der Vorrichtung,
- Fig. 11a und 11b in schematischer Darstellung die rechte Hälfte der Vorrichtung der Fig. 2 und 7, wobei Fig. 11b eine lineare Feder anstelle einer Biegestabfeder zeigt,
- Fig. 12a und 12b schematische Darstellungen des in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels,
- Fig. 13 eine schematische Darstellung von Bemessungsparametern und Trägheitskraftkomponenten der in Fig. 11a und 11b schematisch dargestellten Vorrichtung,
- Fig. 14a und 14b weitere Schemata zur Kraftübertragung in der Vorrichtung und
- Fig. 15 ein Schema zu den Kräften bei linearer Krafteinwirkung bei der Vorrichtung von Fig. 8.
- Gemäß Fig. 1 repräsentiert eine Masse 10 die Rotor- und Kraftübertragungs- bzw. Antriebsanordnung eines Hubschraubers, die in einem Montagerahmen 12 sitzt. Eine Rotorwelle 14 erstreckt sich in vertikaler Richtung und trägt eine Rotoranordnung (nicht gezeigt). Der Antriebsmotor und die Antriebswelle sind dahinter angebracht und nicht gezeigt. Ein Pfeil F zeigt die Vorwärtsflugrichtung des Hubschraubers.
- Der Montagerahmen 12 ist am nicht gezeigten Körper bzw. Rumpf des Hubschraubers mit vier Montagebügeln 16 befestigt, die schwenkbar mit vier Schwenkhebeln 18, 20, 18&min; und 20&min; verbunden sind. Die Schwenkhebel sind über Schwenkzapfen 22 a (Fig. 6) und Montagebügel 22 mit dem Körper verbunden.
- Die Schwenkhebel 18, 20 sind mit den Schwenkhebeln 18&min;, 20&min; identisch. Wie beim linken vorderen Schwenkhebel 18 gezeigt ist, umfaßt dieser einen mit einer Hilfsmasse 18 a versehenen Hebelarm 18 b und gegabelte Seitenteile 18 c. Die dem Hebelarm 18 b gegenüberliegenden Hebelarme bilden Biegefedern 18 d in Verlängerung der Seitenteile 18 c.
- Der Schwenkhebel 20 (siehe auch Fig. 6) weist ebenfalls Seitenteile 20 c und in Verlängerung seines die Hilfsmasse tragenden Hebelarmes liegende Biegefedern 20 d (siehe Fig. 3) auf, die zwischen die Biegefedern 18 d bzw. die Seitenteile 18 c des Schwenkhebels 18 eingreifen. Gemäß Fig. 6 greift der Montagebügel 16 (siehe Fig. 1) von oben zwischen die Seitenteile 18 c ein und hält diese mittels einer eingepreßten Stützachse 16 a, die in Lagern 32, 34 der Seitenteile 18 c sitzt. Dem Schwenkhebel 20 zugewandt greift ein am Körper befestigter Montagebügel 22 zwischen die Seitenteile 18 c, und zwar nahe der Stützachse 16 a, der eine Schwenkachse 22 a hält, die in den Seitenteilen 18 c in Lagern 32, 34 gelagert ist. Die Schwenkachse 22 a ist mit einem Schwenkhebel 24 vereinigt, an den über einen Schraubbolzen 26 das freie Ende der Biegefedern 20 d angelenkt ist, und zwar mittels einer Buchse 30 und einer Mutter 28. Die in Fig. 1 rechten vorderen Montagebügel 16 und 22 sind entsprechend mit dem Schwenkhebel 20 bzw. den Biegefedern 18 d des Schwenkhebels 18 verbunden, so daß die Stützachsen 16 a die Schwenkachsen 22 a zwischen sich einschließen (siehe Fig. 2, 3). Diese Ausbildung führt zu einer Anordnung (Fig. 2, 3), in der sich die Biegefedern 18 d, 20 d überkreuzen, wobei die Biegefedern 20 d zwischen den Biegefedern 18 d verlaufen. Diese Anordnung sorgt für einen kompakteren Aufbau, wobei der Punkt der maximalen Biegung der Biegefedern im wesentlichen dort liegt, wo sie sich überkreuzen. Ein Deckel 36 (Fig. 6) ist zur Montage und zum Schutz vorgesehen.
- Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Wenn die Masse 10 der Rotorantriebsanordnung in Vertikalrichtung mit einer Frequenz vibriert, die sich aus der Anzahl der Rotorblätter und der Drehzahl ergibt, vibrieren die Schenkel des Montagerahmens 12 gleichphasig mit. Die linearen vertikalen Schwingungskräfte, die auf die Schwenkhebel 18, 20, 18&min; und 20&min; aufgebracht werden, veranlassen die Schwenkhebel zur Schwingung um die Schwenkachsen 22 a, die in den Montagebügeln 22 unter der Spannung der Biegefedern 18 d, 20 d stehen. Die Biegefedern 18 d, 20 d werden gebogen und übertragen unter der Schwingung und entgegen den Trägheitskräften der Hilfsmassen Kräfte über die Schwenkachsen 22 a auf den Rumpf. Die Schwingungskräfte werden bei der charakteristischen Rotorfrequenz durch die entgegengerichteten Trägheitskräfte aufgehoben, die durch Schwingen der mit den Hilfsmassen versehenen Hebelarme 18 b, 20 b erzeugt werden. Diese Trägheitskräfte, die auf die Schwenkachsen 22 a aufgebracht werden, bewirken die Isolierung des Hubschrauberrumpfes (Körper) gegenüber den vertikalen Schwingungskräften, die durch die Rotorantriebsanordnung (Masse 10) erzeugt werden.
- Fig. 4 verdeutlicht im Detail die Anordnung in Fig. 1 vorne links. Fig. 5 zeigt in Perspektivdarstellung nur einen Teil der Anordnung, wobei der Schwenkhebel 18 weggelassen ist. Die Schwenkhebel 24 sind notwendig, um die Verkürzung der Biegefedern 18 d, 20 d beim Biegen zuzulassen. Die Schwenkhebel 24 könnten auch weggelassen werden, wenn rechtwinklige, versetzte Abschnitte an den Enden der Montagebügel 22 vorgesehen werden. Auch dies ergäbe eine hinlängliche seitliche Nachgiebigkeit für die Biegefedern, um die Verkürzung auszugleichen.
- Fig. 7 zeigt eine geänderte Ausführungsform der Vorrichtung, bei der die Biegefedern 40 und 42, im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die Schwenkhebel 24 verlaufen von den Schwenkachsen 22 a in entgegengesetzten Richtungen. Die Lage des rechten (rückwärtigen) Montagebügels 22 ist umgekehrt. Diese Ausbildung ermöglicht die Verwendung identischer Schwenkhebel. In der Funktion ist die in der Fig. 7 gezeigte Anordnung identisch der mit Fig. 1 bis 6 beschriebenen.
- Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung. Die Schwenkhebel 43, 45 und die Biegefedern 44, 46 sind ähnlich angeordnet, wie in Fig. 7. Jedoch liegen hier die Stützachsen 16 a zwischen den Schwenkachsen 22 a.
- Fig. 9 und 10 betreffen weitere Ausführungsbeispiele, die allerdings Sekundärfedern 48, 60 verwenden, die für winkelbezogene Schwingungskräfte wichtig sind. Die Beseitigung winkelbezogener Schwingungskräfte ist allerdings nicht Teil des hier diskutierten Erfindungsgegenstandes. Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 9, die im wesentlichen der von Fig. 8 entspricht, sind die Schwenkhebel mit 43&min;, 45&min; und ihre Biegefedern mit 44&min;, 46&min; bezeichnet. Die Stützachsen 16 a liegen zwischen den Schwenkachsen 22 a. Zwischen den Biegefedern 44&min;, 46&min; ist eine lineare Sekundärfeder 48 eingesetzt.
- Bei der der Fig. 8 ähnlichen Ausführungsform von Fig. 10 sind die Biegefedern mit 40&min;, 42&min; bezeichnet. Die Schwenkachsen 22 a liegen hier zwischen den Stützachsen 16 a. Eine Sekundärfeder 60 ist über Zuglenker 56, 58 an nach oben ragende Fortsätze 52, 54 der Schwenkhebel angehängt.
- Es ist bekannt, daß mit einer dynamisch wirkenden, der Resonanz entgegenwirkenden Vorrichtung der hier beschriebenen Art winkelbezogene Schwingungskräfte, die durch die schwingende Masse aufgebracht werden, nicht isolierte Momente in den Rumpf einleiten können. Winkelbezogene Schwingungskräfte sind Kräfte, die sich aus der winkelbezogenen Verlagerung der Masse ergeben. Dabei werden im wesentlichen lineare Kräfte auf den Rumpf über die Schwenkachsen 22 a aufgebracht, die gegeneinander um 180° phasenverschoben sind. Bei Fig. 9 werden, wenn die Masse 10 winkelbezogen um eine ideelle Schwenkachse schwingt, die Montagebügel 16 in entgegengesetzten Richtungen um gleiche Größen verlagert. Das heißt, wenn der linke Montagebügel 16 nach unten verlagert wird, wird der rechte Montagebügel 16 um das gleiche Maß nach oben verlagert und umgekehrt.
- Wegen des Abstandes zwischen den Stützachsen 16 a und den Schwenkachsen 22 a können winkelbezogene Schwingungskräfte Momente in den Rumpf einleiten, die nicht voll durch die Trägheitskräfte aufgehoben werden, die von den Schwenkhebeln erzeugt werden. Die Momente führen zu gleichen und entgegengesetzten linearen Schwingungskräften an den Schwenkachsen.
- Beim Ansprechen der Vorrichtung von Fig. 9 auf lineare Schwingungen, bei denen die Stützachsen 16 a phasengleich bewegt werden, schwenken die Schwenkhebel 43&min; und 45&min; in entgegengesetzten Winkelrichtungen. Die Biegefedern 44&min; und 46&min; bleiben dabei während der Biegung im wesentlichen parallel zueinander. Die Sekundärfeder 48 hat keinen Einfluß und ihre Federkonstante ändert nicht die Grundfederkonstante des Systems. Die linearen Sicherungskräfte werden wie vorerwähnt vom Körper isoliert.
- Beim in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lagen der Schwenk- und der Stützachsen 22 , 16 a umgekehrt. Die Sekundärfeder 60 ist eine Zugfeder und wirkt nur bei linearen Schwingungen mit. Dies liegt darin, daß beim Ansprechen auf lineare Schwingungskräfte die Schwenkhebel gegensinnig verschwenkt werden und die die Sekundärfeder 60 verformen, während bei winkelbezogenen Schwingungskräften die Schwenkhebel gleichsinnig verschwenkt werden, ohne die Sekundärfeder 60 zu verformen.
- Die Wirkungsweise der Vorrichtung der Fig. 1 bis 7 wird anhand der Fig. 11 bis 13 beschrieben. Fig. 11a stellt schematisch den rechten Teil der Vorrichtung mit dem Schwenkhebel 20 dar. Die Stützachsen 16 a liegen außerhalb der Schwenkachsen 22 a.
- Die Biegefeder 20 d biegt sich wie eine einseitig eingespannte Stabfeder, wenn der Antriebsrahmen 12 in Vertikalrichtung verlagert wird. Die Steifigkeit E I der Biegefeder 20 d ergibt sich aus dem Elastizitätsmodul Edes Federmaterials und dem auf den Querschnitt bezogenen Trägheitsmoment I. Die Biegestabfeder 20 d kann zum besseren Verständnis durch eine lineare Feder in einer äquivalenten Anordnung ersetzt werden, wie sie in Fig. 11b gezeigt ist.
- Die Federkonstante K ve einer äquivalenten linearen Feder ist gleichzusetzen:
°=c:30&udf54;°KK°T°Kve°t = @W:3¤°KE¤I°k:°Kl¤r°k¥&udf54; .&udf53;zl10&udf54;H - Diese Formel nimmt zum Zweck der Vereinfachung an, daß die Biegefeder 20 d eine konstante Steifigkeit über ihre Länge aufweist. In der Praxis kann es erwünscht sein, eine sich verjüngende Biegefeder mit gleichbleibender Steifigkeit zu verwenden, um Gewicht zu sparen.
- Fig. 13 zeigt die Kräfte, die bei einer dynamischen Analyse der in Fig. 11a und 11b gezeigten Vorrichtung auftreten, und ermöglicht eine Entwicklung der Abstimmungsgleichung. Bei der Auslegung eines vorgegebenen Systems müssen die Systemparameter derart eingestellt werden, daß an der Schwenkachse 22 a die vom Schwenkhebel in Abhängigkeit von der linearen Schwingung erzeugten Trägheitskräfte gleich und entgegengesetzt den Schwingungskräften sind, die durch die Biegefeder für eine vorgegebene Schwingungsfrequenz erzeugt werden. Wenn das System derart ausgelegt ist, dann wird der Rumpf in Abhängigkeit von linearen Schwingungskräften keiner Verlagerung unterzogen. Unterstellt man eine Verlagerung Z&sub1; (Fig. 13), dann ist die Schwingungskraft, die auf die Stützachse 16 a durch die Biegung der Biegefeder aufgebracht ist gleich:
K ve Z&sub1; .
- Trägheitskräfte, die durch die Verlagerung der Hebelarmmasse mit der Hilfsmasse inklusive der Masse der Biegefeder entstehen, sind gleich:
°=c:30&udf54;°KF°kÉ @W:°KR:r°k&udf54; + °KM°k @W:°Kl:r°k&udf54; + @W:8:15&udf54; °KF°T°Ki°t&udf53;zl10&udf54; - Die Federkraftkomponenten F&sub1;, M und F i werden berechnet wie folgt: °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; &udf53;vu10&udf54;wobei
- ω = Vibrationsfrequenz,
- m&sub1; = Masse des mit Hilfsmasse versehenen Hebelarms,
- I = Trägheitsmoment des mit Hilfsmasse versehenen Hebelarms,
- m s = Masse der Biegefeder.
- Die Abstimmungsgleichung wird dadurch bestimmt, daß man die Federkraft der Trägheitskraft gleichsetzt wie folgt: °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; &udf53;vu10&udf54;
- Löst man nach ω² auf, dann ergibt sich °=c:50&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz4&udf54; &udf53;vu10&udf54;
- Verwendet man die Gleichung (1) und kennt man die charakteristische Vibrationsfrequenz ω für ein spezielles Hubschraubersystem, dann können die Systemparameter der Masse, Geometrie und Federkonstante ohne weiteres ausgewählt werden, um eine Resonanzgegenwirkung zu erzielen, und um somit im wesentlichen die Isolierung der linearen Schwingungskräfte bei der charakteristischen Schwingungsfrequenz zu vervollständigen.
- Fig. 12a und 12b stellen schematisch die Vorrichtung der Fig. 8 dar. Die Parameter l, r und R sind in Fig. 12a definiert, und die Federkonstante K ve für die lineare Feder, die der verwendeten Biegestabfeder äquivalent ist, wird berechnet wie folgt:
°=c:30&udf54;°KK°T°Kve°t = @W:3¤°KE¤I¤°k(°Kl°k+°Kr°k)¥:°Kl°k&peseta;¤°Kr°k¥&udf54; .&udf53;zl10&udf54; - Die Abstimmungsgleichung für dieses System lautet: °=c:50&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz4&udf54; &udf53;vu10&udf54;
- Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 9 wird anhand der Fig. 14 und 15 beschrieben. In Fig. 14a sind der rechte Schwenkhebel 45&min; und die Biegefeder 46&min; schematisch dargestellt, wobei eine äquivalente lineare Feder die Biegefeder 46&min; ersetzt. Die äquivalente Feder ist unterhalb der Stützachse 16 a (Punkt P&sub1;) angeordnet und überträgt eine lineare Federkraft F S auf den Körper (mit Schrägstrichen angedeutete Oberfläche), wenn der Antrieb durch Rotorkräfte nach unten verlagert wird. Der Schwenkhebel 45&min; bringt in Abhängigkeit von der Bewegung bei der charakteristischen Frequenz in Übereinstimmung mit der Gleichung 2 eine Trägheitskraft F&sub1; auf die Schwenkachse 22 a (Punkt P&sub2;) auf.
- Da die äquivalente Feder K ve im System nicht vorliegt, wird die Federkraft F s tatsächlich durch den Punkt P&sub2; eingeleitet. Da die Federkraft mit dem Momentenarm r übertragen wird, nimmt der Körper nicht nur die lineare Kraft F s , sondern auch ein Moment M = F s r auf.
- In Abhängigkeit von der nach unten gerichteten linearen Schwinkgungsverlagerung der Masse (12) (Fig. 15) werden negative (nach unten gerichtete) Federkräfte -F s auf die Punkte P&sub2; und gleiche, entgegengesetzte Trägheitskräfte F&sub1; durch die Schwenkhebel erzeugt, um die Federkräfte auszugleichen. Das im Uhrzeigersinn verlaufende Moment M =F s r (links) wird durch das gleiche im Gegenuhrzeigersinn verlaufende Moment -F s r rechts ausgeglichen. Damit ist der Körper gegenüber den linearen Rotorschwingungskräften isoliert.
- Bei der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 10 ist die Sekundärfeder 60 eine Zugfeder, die beim Auftreten linearer Schwingungskräfte und der dadurch eintretenden gegensinnigen Biegung der Biegefedern 40&min;, 42&min; mitverformt wird. In der gesamten vorhandenen Federkonstante ist die Federkonstante der Biegefedern 40&min; und 42&min; enthalten. Die bei linearen Schwingungskräften an den beiden Schwenkachsen 22 a auftretenden Momente heben einander auf. Bei der der Resonanz entgegenwirkenden Frequenz ω wird eine völlige Schwingungsisolierung für den Körper erreicht. Treten auch winkelbezogene Schwingungskräfte auf, so wirkt die Sekundärfeder 60 nicht mit, so daß in der Vorrichtung die niedrigere Federkonstante zur Isolierung der dann auftretenden linearen und winkelbezogenen Schwingungskräfte eingesetzt wird.
- Die Kräfte in den Diagrammen sind lediglich Schwingungskräfte und umfassen nicht die Wirkung statischer Belastungen. Üblicherweise werden statische Lasten beim Hubschrauber durch das Gewicht des Rumpfes und die an der Hubeinheit aufgehängte Nutzlast derart in die Vorrichtung eingeleitet, daß die gesamten Federkräfte tatsächlich viel größer sind, als es den dargestellten Vektoren entspricht. Die Kräfte sind fast immer nach oben gerichtet, wenn der Hubschrauber fliegt. Die Federkraftvektoren schwanken wegen der aufgebrachten Schwingungskräfte um einen statischen "neutralen" Lastwert; somit sind die schwingungsbedingten Federkraftvektoren F s entweder nach oben oder nach unten gerichtet. Die Trägheitskräfte F&sub1; sind den schwingungsbedingten Kraftvektoren F s entgegengerichtet, so daß unter der Resonanzwirkung die Gesamtfederkraft im wesentlichen konstant beim statischen Lastwert bleibt.
- Bei der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 1 liegt bei winkelbezogenen Schwingungskräften um die Rollachse kein nicht isoliertes Moment vor. Dies beruht darauf, daß die Stützachsen 16 a und die Schwenkachsen 22 a einen gleichen Abstand von der Mittellinie des Hubschraubers aufweisen und daß zwischen den Krafteinleitungspunkten in einer Ebene quer zu dieser Rollachse keine Abweichungen vorliegen.
Claims (8)
1. Vibrationsdämpfende Vorrichtung zum Haltern einer hauptsächlich in einer linearen Richtung schwingenden Masse an einem Körper, mit zwei mit der Masse verbundenen, zueinander parallelen und beiderseits der Masse angeordneten Stützachsen, die zur Vibrationseinrichtung senkrecht stehen und von denen jede Stützachse schwenkbar in einem Hebelarm eines annähernd senkrecht zur Stützachse und zur Vibrationsrichtung liegenden zweiarmigen Schwenkhebels gelagert ist, wobei die beiden Schwenkhebel zwischen ihren Hebelarmen über je eine zu den Stützachsen parallele und beabstandete Schwenkachse mit dem Körper verbunden sind und an ihren von den Schwenkachsen nach außen verlaufenden Hebelenden jeweils eine Hilfsmasse tragen, und mit jeweils einer der Schwenkbewegung jedes Schwenkhebels entgegenwirkenden Federeinrichtung, die an einem in bezug auf die Schwenkbewegung des Schwenkhebels stillstehenden Widerlager abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung dadurch gebildet ist, daß der dem Hebelarm (18 b) mit der Hilfsmasse (18 a) in bezug auf die Schwenkachse (22 a) des Schwenkhebels (18, 20, 18&min;, 20&min;; 43, 45) gegenüberliegende Hebelarm bis zur Schwenkachse (22 a) des anderen Schwenkhebels verlängert und als eine parallel zur Schwenkebene des Schwenkhebels biegbare Biegefeder (18 d, 20 d, 40, 42, 44, 46) ausgebildet ist, deren freies Ende an der Schwenkachse (22 a) des anderen Schwenkhebels abgestützt ist, und daß die Biegefedern zwischen den Schwenkachsen einander überlappen.
2. Vibrationsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (22 a) zwischen den Stützachsen (16 a) angeordnet sind.
3. Vibrationsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsmasse (18 a) in den Hebelarm (18 b) integriert ist.
4. Vibrationsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Biegefeder (18 d, 20 d, 40, 42, 44, 46) über einen Schwenkhebel (24) an der Schwenkachse (22 a) angelenkt ist.
5. Vibrationsdämpfende Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegefedern (40, 42, 44, 46) annähernd parallel zueinander verlaufen.
6. Vibrationsdämpfende Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (18, 20) im Bereich der Schwenkachse (22 a) und der Stützachse (16 a) einen gabelförmigen Mittelabschnitt mit Seitenteilen (18 c, 20 c) aufweist, zwischen die ein Abstützteil (16) der Masse (10) und ein Lagerteil (22) des Körpers eingreifen.
Vibrationsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Biegefeder (18 d, 20 d) bildende Hebelarm aus zwei in Verlängerung der Seitenteile (18 c, 20 c) verlaufenden Federarmen besteht, die im Bereich des freien Endes der Biegefeder durch ein Endteil miteinander verbunden sind.
8. Vibrationsdämpfende Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme der einen Biegefeder (18 d) zwischen den Federarmen der anderen Biegefeder (20 d) liegen, derart, daß die Biegefedern (18 d, 20 d) einander scherenartig überkreuzen.
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JPS58156417A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-17 | Nissan Motor Co Ltd | マウント構造 |
US5647726A (en) * | 1996-02-15 | 1997-07-15 | Bell Helicopter Textron Inc. | Rotor system vibration absorber |
US5947453A (en) * | 1996-12-18 | 1999-09-07 | Sikorsky Aircraft Corporation | Spring-mass vibration absorber |
US5924532A (en) * | 1997-06-19 | 1999-07-20 | Applied Power, Inc. | Temperature compensated passive vibration absorber |
FR2939409B1 (fr) | 2008-12-08 | 2011-02-11 | Airbus France | Systeme de fixation entre deux composants tels qu'un moteur d'aeronef et son mat d'accrochage |
EP2502782B1 (de) * | 2009-11-20 | 2014-08-27 | La Nacion, Ministerio De Defensa, Fuerza Aerea Colombiana | Vorrichtung zur vibrationsverringerung auf dem pilotensitz eines hubschraubers |
US8534594B2 (en) | 2011-04-11 | 2013-09-17 | Gulfstream Aerospace Corporation | Vibration isolation system using electrical cables as mass |
US8732927B2 (en) | 2011-09-20 | 2014-05-27 | General Electric Company | Method for adjusting torsional frequency of a power train |
US20140209735A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-07-31 | Peter L. Corey | Rotary wing platform containment structure for vertical surface transfer |
CN103244596B (zh) * | 2013-05-03 | 2015-09-23 | 东北大学 | 模块化参数可调动力减振器及其参数给定方法 |
FR3010386B1 (fr) * | 2013-09-06 | 2017-01-06 | Eurocopter France | Dispositif de suspension antivibratoire d'un element mecanique et aeronef |
RU2600966C1 (ru) * | 2015-08-04 | 2016-10-27 | Валерий Туркубеевич Пчентлешев | Винтокрылый летательный аппарат |
WO2018067028A1 (ru) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | Валерий Туркубеевич ПЧЕНТЛЕШЕВ | Винтокрылый летательный аппарат |
CN109765022B (zh) * | 2019-01-16 | 2024-04-16 | 南京航空航天大学 | 一种直升机主减速器隔振系统试验装置 |
US11584521B2 (en) * | 2019-09-26 | 2023-02-21 | Textron Innovations Inc. | Pylon restraint system |
US12060148B2 (en) | 2022-08-16 | 2024-08-13 | Honeywell International Inc. | Ground resonance detection and warning system and method |
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---|---|---|---|---|
US1486763A (en) * | 1922-10-23 | 1924-03-11 | Joubert Lucien | Suspension device for automobiles or other vehicles |
GB381174A (en) * | 1929-07-30 | 1932-09-23 | Georg Heinrich Schieferstein | Device for balancing the action of forces and inertia |
US2744749A (en) * | 1952-06-11 | 1956-05-08 | Ludwik F Fiedor | Vehicle suspension mechanism |
US2833552A (en) * | 1955-09-26 | 1958-05-06 | Gen Motors Corp | Dynamic vibration damper |
GB890374A (en) * | 1959-06-26 | 1962-02-28 | William Smeaton Russell | Improvements to resilient mountings for instruments |
US3322379A (en) * | 1964-11-03 | 1967-05-30 | Kaman Aircraft Corp | Dynamic antiresonant vibration isolator |
CA781817A (en) * | 1965-08-25 | 1968-04-02 | Kaman Aircraft Corporation | Dynamic antiresonant vibration isolator |
US3445080A (en) * | 1967-05-26 | 1969-05-20 | Kaman Corp | Dynamic antiresonant vibration isolator |
US3552694A (en) * | 1969-03-18 | 1971-01-05 | Kaman Corp | Three-dimensional vibration isolator |
US3698663A (en) * | 1970-12-07 | 1972-10-17 | Textron Inc | Rotary wing pylon mounting system |
BE790113A (fr) * | 1971-10-18 | 1973-04-13 | Textron Inc | Dispositif isolateur a l'egard des vibrations dans un helicoptere |
US3845917A (en) * | 1971-10-18 | 1974-11-05 | Textron Inc | Helicopter vibration isolation |
US3857534A (en) * | 1972-02-04 | 1974-12-31 | Textron Inc | Multi-frequency helicopter vibration isolation |
GB1465266A (en) * | 1973-04-26 | 1977-02-23 | Westland Aircraft Ltd | Rotors for rotary wing aircraft |
FR2232481B1 (de) * | 1973-06-08 | 1976-05-07 | Aerospatiale | |
US3858831A (en) * | 1973-12-26 | 1975-01-07 | Textron Inc | Nodal beam inertial flexure |
US4088042A (en) * | 1976-09-07 | 1978-05-09 | The Boeing Company | Vibration isolation system |
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