DE3608094C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
- F16F15/06—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs
- F16F15/067—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs using only wound springs
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz stoßempfindlicher
Geräte vor unzulässig hohen Schock- und Rüttelbeanspruchungen. In
Betracht kommen hierbei Schockbeanspruchungen, wie sie beispiels
weise bei Fahrzeugkollisionen oder bei in der Nähe erfolgenden De
tonationen auftreten, und Rüttelbeanspruchungen, wie sie bei Fahr
zeugen auf extrem schlechten Straßen zu erwarten sind.
Es ist an sich bekannt und naheliegend, solche empfindlichen Geräte
in einfacher Weise federnd zu lagern. Nachteilig ist hierbei jedoch,
daß die Geräte schon bei kleineren, noch völlig unschädlichen Stößen
oder Rüttelamplituden Schwingbewegungen ausführen würden, denn es
ist bei bestimmten Geräten, wie z. B. Scheinwerfern sowie Peil- oder
Ortungsgeräten, erforderlich, daß sie keine unnötigen Schaukelbewe
gungen ausführen, sondern möglichst ruhig stehen, damit der Licht
bzw. der Peilstrahl seine Richtung beibehält.
Bekanntlich werden Geräte, für die Schock- und Rüttelbeanspruchungen
zu erwarten sind, so gebaut, daß eine gewisse, maximale Beschleunigung
zulässig ist. Dieser Beschleunigungswert wird in einem Mehrfachen der
Erdbeschleunigung angegeben. Aus den vorerwähnten Gründen ist daher
anzustreben, daß der Schutz dieser Geräte immer erst dann wirksam
wird, wenn die zulässige Beschleunigung überschritten wird.
Solange dagegen die zulässige Beschleunigung nicht überschritten
wird, soll die Vorrichtung so "steif" bleiben, als sei das zu
schützende Gerät starr montiert.
Zur Erzielung dieser Wirkung sind an sich bereits Vorrichtungen
bekannt, die eine vorgespannte Druckfeder in einem Federgehäuse
(oder deren mehrere) aufweisen, und bei denen mittels Federwirkung
in der Normalstellung bei Beschleunigung der Unterlage unterhalb
eines vorgegebenen Wertes Bauteile der Vorrichtung zur exakten
Lagerung des Gerätes an entsprechende Anschläge gedrückt werden
und bei Überschreiten der zulässigen Beschleunigung ein Einfedern
erfolgt. Solche Vorrichtungen sind in der EP-PS 00 15 118 und in
der DE-OS 23 15 138 beschrieben.
Die dort offenbarten Stoßdämpfer sind jedoch als solche nur zur
Dämpfung von Stößen in axialer Richtung, also - bei üblicher An
bringung - zur Dämpfung vertikaler Stöße geeignet.
Tatsächlich aber muß ein Schutz gegen Stöße in allen Richtungen,
also insbesondere auch gegen horizontale Stöße gewährleistet sein.
Dieser Schutz wird gemäß der EP-PS 00 15 118 durch eine Anordnung
mit drei solchen Stoßdämpfern erzielt, welche die horizontalen
Kräfte in ein Moment umwandelt, das in axialer Bewegung der Stoß
dämpfer resultiert. Gemäß der vorgenannten EP-PS war noch für
eine gewisse seitliche Nachgiebigkeit der Stoßdämpfer zu sorgen,
damit diese einer Änderung ihres Abstandes vom Mittelpunkt nach
geben können, wenn die von den Stoßdämpfern gemeinsam getragene
Vorrichtung bzw. deren Befestigungsebene sich unter der Wirkung
eines horizontalen Schocks neigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde,
einen Schockdämpfer zu schaffen, der für sich allein auch horizon
tale Schocks abfangen kann, also Schocks, die senkrecht zu seiner
(vertikalen) Längsachse auftreten. Diese Aufgabe wird erfindungs
gemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der nebengeordneten
Ansprüche 1 und 2 gelöst, von denen der Anspruch 2 eine Vari
ante der Erfindung betrifft.
Der Anspruch 3 offenbart eine zweckmäßige Ausgestaltung des
Erfindungsgegenstandes.
Das in den vorliegenden Ansprüchen 1 und 2 geoffenbarte Merk
mal, daß die topfartigen Federgehäuseteile gegeneinander kipp
bar sind, unterscheidet sich von dem Merkmal der gewissen
seitlichen Nachgiebigkeit des bekannten Stoßdämpfers gemäß der
EP-PS 00 15 118 nicht nur graduell, sondern vor allem prin
zipiell, nämlich insofern, als bei der Kippbewegung infolge
eines horizontalen Schocks die vorgespannte Druckfeder auch
beaufschlagt wird, was bei dem bekannten Stoßdämpfer nicht ge
schieht und aus Gründen seiner Konstruktion auch gar nicht ge
schehen kann.
Die Zeichnungen veranschaulichen zwei Ausführungsbeispiele der
Erfindung, die im folgenden näher beschrieben werden.
Es zeigen
die Fig. 1 eine Ausführungsform gemäß Anspruch 1 und
die Fig. 2 eine Variante gemäß Anspruch 2.
Beide Fig. sind Schnittzeichnungen. Gleiche bzw. gleichartige
Bauteile sind mit übereinstimmenden Bezugszahlen versehen.
In der Fig. 1 ist mit 1 das zu schützende Gerät angedeutet.
2 ist eine Plattform, auf der die das Gerät 1 tragende Schutz
vorrichtung befestigt ist.
Die Schutzvorrichtung besteht aus zwei topfartigen Gehäuseteilen
3 und 4, die ineinandergreifen und zusammen das Federhaus für die
Druckfeder 5 bilden. Die Druckfeder 5 ist unter Vorspannung einge
setzt zu denken, so daß sie die Gehäuseteile 3 und 4 auseinander
zudrücken trachtet; dies ist jedoch durch einen Anschlag begrenzt,
der durch die Flansche 6 und 7 gebildet wird. Der Flansch 7 ist
aus zwei Halbringen bestehend zu denken, die erst nach dem Zusammen
setzen der Gehäuseteile 3 und 4 angebracht werden.
8 und 9 sind zwei von insgesamt vier Versteifungsrippen, die außer
dem ein seitliches Ausweichen der Druckfeder 5 verhindern sollen.
Das obere Gehäuseteil 4 weist eine Hülse 10 auf, in welcher eine
(im vorliegenden Fall topfartig geformte) Halterung 11 axial ver
schiebbar gelagert ist. An der Halterung 11 ist das Gerät 1 mit
seinem Fuß 12 befestigt.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, stützt sich die Druckfeder 5
mit ihrem oberen Ende an der Unterseite der Hülse 10 und mit ihrem
unteren Ende an einem Anschlagteller 13 ab. Dieser Teller 13 und
die in der Mittelachse der Feder 5 stehende Spindel 14 bilden zu
sammen den sogenannten Zuganker. Die Spindel 14, die durch hinreichend
weite Bohrungen der Hülse 10 und der Halterung 11 hindurch in die Hal
terung 11 hineinragt, ist am oberen Ende mit Gewinde versehen, auf das
eine Mutter 15 aufgeschraubt ist. Diese bewirkt, daß die Spindel 14
an der Halterung 11 derart angreift, daß sie nur Zugkräfte aufnehmen
kann.
Unter dem Anschlagteller 13 befindet sich ein Abstandsstück 16, dessen
Höhe mitbestimmend ist für die Federvorspannung. Man kann somit bei
Bedarf die Federvorspannung ändern, indem man das Abstandsstück 16
gegen eines mit anderem Höhenmaß auswechselt.
Der Zuganker 13, 14, mit Mutter 15, läßt sich bei Zusammenbau der
Vorrichtung dazu benutzen, die Druckfeder 5 vorzuspannen, so daß
sie unter Vorspannung in das Federhaus 3, 4 eingesetzt werden kann.
Zu diesem Zweck zieht man die Mutter 15 an, bis die Druckfeder 5
so weit zusammengedrückt ist, daß sie wenigstens um einige Millimeter
kürzer ist als sie es in der fertig zusammengebauten Vorrichtung sein
wird.
Nachdem die Halbringe des Flansches 7 angebracht sind, dreht man die
Mutter 15 zurück, bis sie (bzw. ihre Unterlegscheibe) nur noch lose
am Boden der Halterung 11 anliegt. In dieser Stellung wird die Mutter
15 dann in an sich bekannter Weise gegen Verdrehen gesichert.
Zum besseren Verständnis sei bemerkt, daß die Federvorspannung in
der Größenordnung von 1000 N liegen kann.
Wirkungsweise der Vorrichtung:
Hierbei ist vorausgesetzt, daß die Masse des Gerätes 1 so groß ist,
daß Masse und Feder ein System bilden, das hinreichend langsam
schwingen kann, und daß die Federvorspannung mindestens so groß wie
die statische Last des Gerätes ist.
Solange keine oder nur geringe Stöße auftreten, bleibt die Vorrich
tung so starr, wie wenn die Flansche 6 und 7 miteinander verschleißt
wären.
Tritt nun ein starker Schock nach oben auf, der die Plattform 2
schlagartig anhebt, so wird sich zunächst nur das Gehäuseteil 3
nach oben bewegen, während das Gehäuseteil 4, und somit auch das
Gerät 1, wegen der Massenträgheit noch in Ruhe bleibt, denn die
Druckfeder 5 gibt nach, und die - hierbei mitgenommene - Spindel 14
kann auf die Halterung 11 keine nach oben gerichtete Kraft ausüben.
Auf diesen Schock "antwortet" nun die Vorrichtung, indem sich die
Druckfeder 5 wieder ausdehnt und dabei das Gehäuseteil 4 nach oben
schiebt, bis der Flansch 7 an den Flansch 6 anschlägt (Dieses An
schlagen wird bei der praktischen Ausführung durch Gummipuffer ge
dämpft.).
Die Aufwärtsbewegung, die das Gerät 1 hierbei erfährt, vollzieht sich,
gemäß den Eigenschaften des Feder-Masse-Systems, um soviel langsamer
und weicher, daß die Beschleunigung in den für das Gerät 1 zulässigen
Grenzen bleibt.
Diese Bewegung, in der das Gerät 1 nun beharren will, wird durch das
erwähnte Anschlagen nicht schlagartig beendet, sondern wiederum weich
abgefangen. Dies geschieht dadurch, daß das Gerät 1 vermöge seiner
Bewegungsenergie die Druckfeder 5 über den Zuganker 13, 14 zusammen
drückt, wobei der Teller 13 von dem Abstandsstück 16 abhebt.
Dieses Nachfedern kann sich, je nach Dimensionierung der Vorrichtung
und Stärke des Schocks, ein- oder mehrmals wiederholen. Da es jedoch
durch das Anschlagen immer wieder unterbrochen wird, tritt sehr bald
eine Beruhigung ein. Bei einem Schock, der die Plattform 2 nach unten
bewegt, laufen die beschriebenen Federungsvorgänge in kinematischer
Umkehrung ab.
Bei einem seitlichen Schock geschieht folgendes:
Die Plattform 2 bewegt sich horizontal (z.B. nach links). Da das
Gerät 1 in seiner Lage verharren will, vollführt das Gehäuseteil 4
eine Kippbewegung (nach rechts), wobei die Druckfeder 5 einseitig
zusammengedrückt wird. Das Gerät 1 erfährt hierbei nur eine gewisse
Neigung um eine zur Zeichenebene senkrecht stehende Achse. Diese
Neigung fällt umso geringer aus, je länger die das Gerät 1 mit dem
Fuß 12 verbindende Säule 17 ist.
Nach dem Schock kippt das Gehäuseteil 4 in seine Mittelstellung
(eine Art Raststellung) zurück. Je nach Stärke des Schocks und
Einstellung der Federvorspannung kann es auch hierbei zu einem
Nachfedern kommen, indem das Gehäuseteil 4 mit dem Gerät 1 über
die Mittelstellung hinaus- und ggfs. ein- oder mehrmals um die
Mittelstellung hin- und herpendelt. Hierbei wechselt jedesmal
die Kante, um die das Gehäuseteil 4 kippt. Dieses ständige Wech
seln der Kippkante wirkt als störende Unterbrechung der Pendelung
und trägt zu ihrer baldigen Beruhigung bei.
Die in der Fig. 2 dargestellte Variante ist in ihrer Wirkung der
in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung äquivalent.
Der bauliche Unterschied besteht im wesentlichen darin, daß hier
(unter Weglassung der Spindel 14 gemäß Fig. 1) außer der Druck
feder 5 eine Druckfeder 18 in der Hülse 10 vorgesehen ist.
Der Unterschied hinsichtlich der Wirkung besteht darin, daß die
Druckfeder 5 nur bei einem Schock in Aufwärtsrichtung und bei
einer Bewegung des Gerätes 1 in Abwärtsrichtung wirksam wird,
während bei einem Schock in Abwärtsrichtung und bei einer Bewegung
des Gerätes 1 in Aufwärtsrichtung nur die Druckfeder 18 beaufschlagt
wird.
Bei dieser Ausführung besteht die Möglichkeit, unterschiedliche
Federvorspannungen und Federn mit unterschiedlichen Federkon
stanten zu wählen. Wählt man die Federkonstanten in geeignetem
Maße unterschiedlich, so kann man erreichen, daß zwei abwechselnd
wirksame Feder-Masse-Systeme mit unterschiedlichen Eigenfrequenzen
entstehen, wodurch die Vorrichtung unempfindlicher gegen harmoni
sche Schwingungen wird.
Claims (3)
1. Vorrichtung zum Schutz stoßempfindlicher Geräte vor unzulässig
hohen Schock- und Rüttelbeanspruchungen mit einer vorgespannten
Druckfeder in einem Federgehäuse, bei der mittels Federwirkung
in der Normalstellung bei Beschleunigungen der Unterlage unter
halb eines vorgegebenen Wertes Bauteile der Vorrichtung zur exakten
Lagerung des Gerätes an entsprechende Anschläge gedrückt werden
und bei Überschreiten der zulässigen Beschleunigung ein Einfedern
erfolgt,
gekennzeichnet durch eine Ausbildung des Federgehäuses
aus zwei nach Art eines Teleskops ineinandergeschobenen, topfar
tigen Gehäuseteilen (3, 4), welche bis zu deren Anschlag (6, 7)
koaxial verschiebbar sind und ein derartiges Spiel aufweisen,
daß sie gegeneinander kippbar sind, eine mit einem Anschlagteller
(13) versehene Spindel (14), auf der die Druckfeder (5) im Feder
gehäuse sitzt und dessen zwei Teile in der Normalstellung bis zu
dem Anschlag (6, 7) auseinanderdrückt, eine topfförmige Führungs
hülse (10), die auf dem - bei vertikaler Aufstellung der Vor
richtung - oberen Gehäuseteil (4) befestigt ist, und in der ein
entsprechend geformtes Teil der Halterung (11) für das zu
schützende Gerät (1) vertikal verschiebbar geführt ist, wobei
das mit dem Anschlagteller (13) versehene Ende der Spindel
(14) im Federgehäuse liegt und das andere Ende durch die Führungs
hülse (10) und das darin geführte Teil der Halterung (11) ragt
und außen mit einer Mutter (15) als Anschlag versehen ist.
2. Vorrichtung zum Schutz stoßempfindlicher Geräte vor unzulässig
hohen Schock- und Rüttelbeanspruchungen mit einer vorgespannten
Druckfeder in einem Federgehäuse, bei der mittels Federwirkung
in der Normalstellung bei Beschleunigungen der Unterlage unterhalb
eines vorgegebenen Wertes Bauteile der Vorrichtung zur exakten
Lagerung des Gerätes an entsprechende Anschläge gedrückt werden
und bei Überschreiten der zulässigen Beschleunigung ein Einfedern
erfolgt, gekennzeichnet durch eine Ausbildung des Feder
gehäuses aus zwei nach Art eines Teleskops ineinandergeschobenen,
topfartigen Gehäuseteilen (3, 4), welche bis zu deren Anschlag
(6, 7) koaxial gegeneinander verschiebbar sind und ein derartiges
Spiel aufweisen, daß sie gegeneinander kippbar sind, eine topf
förmige Führungshülse (10), die auf dem - bei vertikaler Aufstellung
der Vorrichtung - oberen Gehäuseteil befestigt ist, und in der ein
entsprechend geformtes Teil der Halterung (11) für das zu schützende
Gerät (1) vertikal verschiebbar geführt ist, eine vorgespannte
Druckfeder (18) in der Führungshülse (10), welche das in der Führungs
hülse geführte Teil der Halterung (11) in der Normalstellung gegen
das bei vertikaler Aufstellung obere Gehäuseteil (4) drückt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch Druckfedern (5, 18) mit derartigen
Federkonstanten, daß sich zwei Feder-Masse-Systeme mit unterschied
lichen Eigenfrequenzen ergeben.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863608094 DE3608094A1 (de) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Vorrichtung zum schutz stossempfindlicher geraete vor unzulaessig hohen schock- und ruettelbeanspruchungen |
DE8606706U DE8606706U1 (de) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Vorrichtung zum Schutz stoßempfindlicher Geräte vor unzulässig hohen Schock- und Rüttelbeanspruchungen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863608094 DE3608094A1 (de) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Vorrichtung zum schutz stossempfindlicher geraete vor unzulaessig hohen schock- und ruettelbeanspruchungen |
DE8606706U DE8606706U1 (de) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Vorrichtung zum Schutz stoßempfindlicher Geräte vor unzulässig hohen Schock- und Rüttelbeanspruchungen |
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Family
ID=25841836
Family Applications (2)
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Family Applications Before (1)
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DE8606706U Expired DE8606706U1 (de) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Vorrichtung zum Schutz stoßempfindlicher Geräte vor unzulässig hohen Schock- und Rüttelbeanspruchungen |
Country Status (1)
Country | Link |
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1986
- 1986-03-12 DE DE8606706U patent/DE8606706U1/de not_active Expired
- 1986-03-12 DE DE19863608094 patent/DE3608094A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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Legal Events
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8370 | Indication of lapse of patent is to be deleted | ||
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