DE29620527U1 - Vibration decoupling device - Google Patents
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Description
VibrationsentkopplungseinrichtungVibration decoupling device
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vibrationsentkopplungseinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruches. Eine derartige Vibrationsentkopplungseinrichtung ist bekannt.The invention relates to a vibration decoupling device according to the preamble of the main claim. Such a vibration decoupling device is known.
Solche Vibrationsentkopplungseinrichtungen werden beispielsweise bei Bewegungssensoren oder Bauelementen verwendet, die auf Schwingungsbelastungen reagieren. Besonders störend sind niederfrequente Vibrationen, die in mechanischer Resonanz zu dem Bauelement oder Teilen des Bauelementes stehen. Dabei können Belastungen auftreten, die das Bauelement mechanisch zerstören oder die ein Meßergebnis des Sensors verfälschen.Such vibration decoupling devices are used, for example, in motion sensors or components that react to vibration loads. Low-frequency vibrations that are in mechanical resonance with the component or parts of the component are particularly disruptive. This can cause loads that mechanically destroy the component or falsify the sensor's measurement results.
Als Stand der Technik werden zum Fernhalten oder Unterdrücken von Vibrationen von Bauelementen oder Sensoren Einrichtungen benutzt, die eine Bewegung des Bauelementes oder des Sensors lediglich mit einer gewissen Dämpfung zulassen. Solche bekannten Einrichtungen haben beispielsweise Lagerungen, die in entsprechend ausgebildeten Gummikonstruktionen gehalten sind, welche die Vibrationen dämpfen. Dabei besteht aber das Problem der Ausbildung einer Stromzuführung, mit der elektrische Signale und elektrische Spannungen den Bauelementen und Sensoren über bewegliche Einrichtungen zugeführt werden müssen. Meist wird dazu eine Kabelzuführung gewählt, deren Kabel flexibel sein muß, um Bewegungen der Bauelemente oder Sensoren zu einer feststehenden Basis aufzufangen und auszugleichen. Kabelbrüche sind dadurch vorprogrammiert, denn das bei Kabelzuführungen verwendete Lot kriecht in die Litzen der Kabel und macht die Lötstellen spröde.The state of the art is to keep away or suppress vibrations from components or sensors using devices that only allow movement of the component or sensor with a certain amount of damping. Such known devices have, for example, bearings that are held in appropriately designed rubber structures that dampen the vibrations. However, there is the problem of creating a power supply with which electrical signals and electrical voltages must be fed to the components and sensors via movable devices. Usually, a cable feed is chosen for this, the cable of which must be flexible in order to absorb and compensate for movements of the components or sensors to a fixed base. Cable breaks are therefore inevitable, because the solder used in cable feeds creeps into the strands of the cables and makes the soldering points brittle.
Dazu kommt, daß spezielle Gummikonstruktionen teuer sind und produktionstechnisch bei ihrer Verwirklichung Schwierigkeiten machen. Außerdem verhärtet der Gummi mit der Zeit durch Alterung, und es besteht die Gefahr statischer Aufladung durch Reibung im Gummi. Solche Aufladungen können die empfindlichen elektronischen Bauelemente und / oder die Sensoren zerstören.In addition, special rubber designs are expensive and their implementation is difficult in terms of production technology. In addition, the rubber hardens over time due to aging and there is a risk of static charges due to friction in the rubber. Such charges can destroy the sensitive electronic components and/or the sensors.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und eine Vibrationsentkopplungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die keine Kabelführung benötigt, die keine Alterung aufweist und die ermüdungsfrei ist, die leicht und preiswert zu produzieren ist, die keine statische Aufladung hat und die bei der Montage keine Probleme macht.The invention is based on the object of avoiding the disadvantages outlined and of creating a vibration decoupling device of the type mentioned at the outset which does not require any cable routing, which does not age and is fatigue-free, which is easy and inexpensive to produce, which has no static charge and which does not cause any problems during assembly.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of the main claim.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Anspruches 1 ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche. So ist es z.B. vorteilhaft, daß das Federelement spiralförmig ausgebildet ist, weil es dadurch einen relativ großen Federweg bei kleinster Verformung ausführen kann und damit eine lange Lebensdauer gewährleistet ist.Advantageous further developments of the subject matter of claim 1 result from the features of the subclaims. For example, it is advantageous that the spring element is spiral-shaped because it can therefore perform a relatively large spring travel with the smallest deformation and thus a long service life is guaranteed.
Desweiteren ist es nach anderen kennzeichnenden Merkmalen den jeweiligen Einbaubedingungen anpaßbar, ob eine durchweg bogenförmige oder eine mit geraden Teilstücken versehene Spirale vorzugsweise angewendet wird. Dabei hat die erstgenannte Bauart eine kreisrunde und die zweitgenannte Bauart eine rechteckige Außenkontur.Furthermore, according to other characteristics, it is possible to adapt to the respective installation conditions whether a completely curved spiral or one with straight sections is preferred. The first type has a circular outer contour and the second type has a rectangular outer contour.
Dazu kommt als weiterer Vorteil, daß der spiralförmige Steg wahlweise ausgefräst oder anderweitig ausformbar ist. Dadurch kann das blattförmige Federelement je nach Bedarf aus elastischem Kunststoff oder aus Metall hergestellt werden.Another advantage is that the spiral-shaped web can be milled or shaped in another way. This means that the leaf-shaped spring element can be made from elastic plastic or metal, as required.
Auch ist es vorteilhaft, daß die auf dem Steg verlaufenden Leiterpfade paarweise zusammengefaßt sind, weil dadurch unter Beibehaltung eines notwendigen Mindestabstandes eine größere Anzahl von Leiterpfaden auf dem Steg unterbringbar ist. Gemäß einem weiteren kennzeichnenden Merkmal ist es auch von Vorteil, daß die Zahl derIt is also advantageous that the conductor paths running on the web are grouped together in pairs because this allows a larger number of conductor paths to be accommodated on the web while maintaining a necessary minimum distance. According to another characteristic feature, it is also advantageous that the number of
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Leiterpfade durch eine Parallelanordnung von zwei Leiterpfaden - Paaren optimierbar ist, so daß zwischen dem Zentralstück und dem Peripheriestück der Spirale insgesamt vier oder auch mehr Leiterpfade angeordnet werden können.Conductor paths can be optimized by a parallel arrangement of two conductor path pairs, so that a total of four or more conductor paths can be arranged between the central part and the peripheral part of the spiral.
Desweiteren ist es auch vorteilhaft, daß das blattförmige Federelement mit einem Dämpfer beliebiger Materialauswahl kombinierbar ist, weil dadurch die Vibrationsentkopplung mit einfachen Mitteln noch weiter verbessert werden kann.Furthermore, it is also advantageous that the leaf-shaped spring element can be combined with a damper made of any material, because this allows the vibration decoupling to be further improved using simple means.
Auch ist es gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung von Vorteil, daß der Querschnitt des Steges an einzelnen Stellen unterschiedlich ausgebildet sein kann, um Vorzugs - Federrichtungen zu erzeugen, so daß Vibrationen, die immer aus der gleichen Richtung kommen und ein freies Schwingen des Federelementes in einer speziellen Richtung erfordern, besonders gut aufgenommen und absorbiert werden können.According to a further feature of the invention, it is also advantageous that the cross-section of the web can be designed differently at individual points in order to produce preferred spring directions, so that vibrations that always come from the same direction and require free oscillation of the spring element in a specific direction can be particularly well received and absorbed.
Schließlich ist es auch gemäß einem Merkmal der Erfindung vorteilhaft, daß ein Resonanzausgleich des Federelementes auf einfache Weise mittels eines zusätzlichen Gewichtes durchführbar ist, das am Federelement befestigt wird.Finally, according to a feature of the invention, it is also advantageous that resonance compensation of the spring element can be carried out in a simple manner by means of an additional weight which is attached to the spring element.
Zeichnungdrawing
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. They show:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Vibrationsentkopplungseinrichtung, Fig. 2 einen ersten Querschnitt durch den Steg des Federelementes in vergrößertem Maßstab, Fig. 1 is a plan view of the vibration decoupling device, Fig. 2 is a first cross-section through the web of the spring element on an enlarged scale,
Fig. 3 einen anderen Querschnitt durch den Steg und
Fig. 4 eine Gewichtsanbringung zum Resonanzausgleich.Fig. 3 another cross section through the web and
Fig. 4 a weight attachment for resonance compensation.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Description of the embodiment
Eine Vibrationsentkopplungseinrichtung 1 ist zwischen einer elektronischen Auswert-A vibration decoupling device 1 is arranged between an electronic evaluation
&Lgr; ♦·&Lgr;♦·
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einrichtung 2 und einem Sensor 3 angeordnet. Zur Vibrationsentkopplungseinrichtung 1 gehört ein blattförmiges Federelement 4, das einen spiralförmig ausgebildeten Steg 5 aufweist, der von einem ringförmigen, an die Auswerteinrichtung 2 angeschlossenen Peripheriestück 6 zu einem den Sensor 3 tragenden Zentralstück 7 verläuft. Das Federelement 4 besteht aus Kunststoff, z.B. Epoxy- Platinenmaterial, es kann aber auch aus Metall, z.B. Federstahl hergestellt sein. Auf dem Steg 5 ist eine Stromverbindung angeordnet, welche die Ausweiteinrichtung 2 mit dem Sensor 3 verbindet und die als Leiterpfade 8 ausgebildet ist. Wenn als Material für das Federelement 4 kupferplatiertes Epoxydharz verwendet ist, werden die Leiterpfade 8 herausgeätzt. Es ist aber auch möglich, die Leiterpfade 8 durch ein Druckverfahren auf den Steg 5 aufzubringen. Desweiteren sind auch andere Techniken anwendbar. Der spiralförmige Steg 5 kann durchgehend bogenförmig ausgebildet sein, er kann aber auch gerade Teilstücke 9 und in der Zeichnung gestrichelt dargestellte abgerundete Eckbereiche 10, letztere als Reißschutz aufweisen.device 2 and a sensor 3. The vibration decoupling device 1 includes a leaf-shaped spring element 4, which has a spiral-shaped web 5, which runs from a ring-shaped peripheral piece 6 connected to the evaluation device 2 to a central piece 7 carrying the sensor 3. The spring element 4 is made of plastic, e.g. epoxy circuit board material, but it can also be made of metal, e.g. spring steel. A power connection is arranged on the web 5, which connects the expansion device 2 to the sensor 3 and which is designed as conductor paths 8. If copper-plated epoxy resin is used as the material for the spring element 4, the conductor paths 8 are etched out. However, it is also possible to apply the conductor paths 8 to the web 5 using a printing process. Other techniques can also be used. The spiral-shaped web 5 can be formed in a continuous arched shape, but it can also have straight sections 9 and rounded corner areas 10 shown in dashed lines in the drawing, the latter as tear protection.
Der Steg 5 ist mit seinen einzelnen Windungen 11 aus dem beschichteten, etwa 1,5 mm starken Epoxy - Platinenmaterial ausgefräst und hat mit einer ungefähren Breite von 1,5 mm einen rechteckigen Querschnitt. Die durch die Zwischenräume gebildeten Seitenabstände 12 sind dann gerade so breit wie der Steg 5. Der Querschnitt des Steges 5 kann aber auch quadratisch sein. Auf diese Weise federt das Federelement 4 in jeder Richtung gleichwertig. Es ist aber auch möglich, den durchgehenden Steg 5 breiter oder schmaler auszufräsen. Dann entstehen Vorzugs - Federrichtungen, die für bestimmte Anwendungsbereiche vorteilhaft sein können. Vorzugs - Federrichtungen lassen sich auch durch entsprechende Längen des Steges 5 erreichen. Desweiteren ist es, wie die Figuren 2 u. 3 zeigen, zu diesem Zweck auch möglich, den Querschnitt des Steges 5 in seiner Höhe zu verändern.The web 5 is milled with its individual turns 11 from the coated, approximately 1.5 mm thick epoxy board material and has a rectangular cross-section with an approximate width of 1.5 mm. The side gaps 12 formed by the gaps are then just as wide as the web 5. The cross-section of the web 5 can also be square. In this way, the spring element 4 springs equally in every direction. However, it is also possible to mill the continuous web 5 wider or narrower. This creates preferred spring directions that can be advantageous for certain areas of application. Preferred spring directions can also be achieved by using appropriate lengths of the web 5. Furthermore, as Figures 2 and 3 show, it is also possible to change the height of the cross-section of the web 5 for this purpose.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können - wie beim Ausfuhrungsbeispiel - zwei Stege 5 ineinander angeordnet werden. Dabei werden vier Leiterpfade 8 gebildet, die zwischen der Auswerteinrichtung 2 und dem Sensor 3 verlaufen. Auf einer Windung 11 trägt der eine Steg das eine Paar Leiterpfade 8 und auf der benachbarten Windung 11 trägt der andere Steg 5 das andere Paar Leiterpfade 8.In a further embodiment of the invention, as in the exemplary embodiment, two webs 5 can be arranged one inside the other. This creates four conductor paths 8 that run between the evaluation device 2 and the sensor 3. On one winding 11, one web carries one pair of conductor paths 8 and on the adjacent winding 11, the other web 5 carries the other pair of conductor paths 8.
Die freie Bewegung des Federelementes 4 wird begrenzt durch die Steifigkeit des Platinenmaterials und der sich ergebenden Länge des Steges 5 bzw. auch durch Anordnung mehrerer Federelemente 4 übereinander. Zur weiteren Dämpfung von Schwingungen kann das Federelement 4 auf seiner Oberseite oder seiner Unterseite mit einem Dämpfer 13, z.B. in Form eines Schaumgummistückes versehen sein. Außerdem ist es möglich, ein zusätzliches Gewicht 14 zu verwenden, das am Federelement 4 angebracht wird. Ein solcher, beispielsweise mittels Lötzinn - Zugabe erreichter Gewichtsanbau ist in der Figur 4 im Schnitt dargestellt. Der Zweck ist eine Resonanzangleichung des Federelementes 4 an mechanische Resonanzfrequenzen, eine Angleichung, die in manchen Fällen erforderlich sein kann. Ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung ist dadurch gegeben, daß das Federelement in sich selbst die über die Leiterpfade 8 fuhrbare Signal - und Masseverbindung beinhaltet. Damit wird eine statische Aufladung vermieden, so daß selbst eine Zuführung von HF - Abschirmung möglich ist, um EMV - Anforderungen zu erfüllen. Die vorgeschlagene vibrationsentkoppelte Lagerung kann sowohl im Elektronikbereich als auch in jedem anderen mechanischen Bereich Anwendung finden.The free movement of the spring element 4 is limited by the rigidity of the board material and the resulting length of the web 5 or by arranging several spring elements 4 one above the other. To further dampen vibrations, the spring element 4 can be provided with a damper 13 on its top or bottom, e.g. in the form of a piece of foam rubber. It is also possible to use an additional weight 14 that is attached to the spring element 4. Such an addition of weight, achieved for example by adding solder, is shown in section in Figure 4. The purpose is to adjust the resonance of the spring element 4 to mechanical resonance frequencies, an adjustment that may be necessary in some cases. An important advantage of the present invention is that the spring element itself contains the signal and ground connection that can be guided via the conductor paths 8. This avoids static charging, so that even the addition of HF shielding is possible in order to meet EMC requirements. The proposed vibration-decoupled bearing can be used in the electronics sector as well as in any other mechanical sector.
Die Vibrationsentkopplungseinrichtung 1 kann die Größe und die Form einer Streichholzschachtel aufweisen, deren Deckfläche durch das Federelement 4 gebildet wird. Es sind aber auch andere Formen der Vibrationsentkopplungseinrichtung 1 möglich. In der „Schachtel" ist die elektronische Auswerteinrichtung 2 untergebracht. Das Federelement 4 ist mit seinem Peripheriestück 6 an den hochstehenden Rändern der Schachtel so festgelegt, daß das über den Steg 5 mit dem Peripheriestück 6 verbundene Zentralstück 7, das den Sensor 3 trägt, frei schwingen kann. Dieses freie Schwingen ist in drei Dimensionen möglich und zwar in der Zeichnungsebene vor und zurück, nach links und nach rechts und aus der Zeichnungsebene heraus nach oben und nach unten. Der federnd nachgiebige Steg 5 bewirkt dabei auf einfache Weise eine zuverlässige Vibrationsentkopplung des Sensors 3.The vibration decoupling device 1 can have the size and shape of a matchbox, the top surface of which is formed by the spring element 4. However, other forms of the vibration decoupling device 1 are also possible. The electronic evaluation device 2 is housed in the "box". The spring element 4 is fixed with its peripheral piece 6 to the raised edges of the box in such a way that the central piece 7, which is connected to the peripheral piece 6 via the web 5 and carries the sensor 3, can swing freely. This free swinging is possible in three dimensions, namely in the drawing plane forwards and backwards, to the left and to the right and out of the drawing plane upwards and downwards. The resilient web 5 thereby brings about reliable vibration decoupling of the sensor 3 in a simple manner.
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1 Vibrationsentkopplungseinrichtung 1 Vibration decoupling device
2 Auswerteinrichtung2 Evaluation device
3 Sensor3 Sensor
4 Federelement4 Spring element
5 Steg5 Bridge
6 Peripheriestück6 Peripheral piece
7 Zentralstück7 Central piece
8 Leiterpfade8 ladder paths
9 gerade Teilstücke9 straight sections
Eckbereiche Windungen Seitenabstände Dämpfer GewichtCorner areas Windings Side distances Damper Weight
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29620527U DE29620527U1 (en) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | Vibration decoupling device |
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| DE29620527U DE29620527U1 (en) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | Vibration decoupling device |
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Family
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| DE29620527U Expired - Lifetime DE29620527U1 (en) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | Vibration decoupling device |
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| Country | Link |
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| DE (1) | DE29620527U1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1548364A1 (en) * | 1965-04-21 | 1970-09-03 | Ohio Energy Systems Inc | Vibration pick-up and procedure for its application |
| DE2104413B2 (en) * | 1970-02-02 | 1973-07-12 | DAMPING DEVICE FOR A SPIRAL CURVED SPRING | |
| DE4309786A1 (en) * | 1992-03-25 | 1993-11-04 | Fuji Electric Co Ltd | Elastomeric e.g. silicone encapsulation for optical connected to support - has two thin beam pairs for connection, with beams in each pair symmetric w.r.t. each other, and with two differing response characteristic strain gauges formed on each beam upper surface |
-
1996
- 1996-11-26 DE DE29620527U patent/DE29620527U1/en not_active Expired - Lifetime
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