DE3874448T2 - Schwingungsdaempfer. - Google Patents

Description

• Die Erfindung befaßt sich mit Schwingungsdämpfern. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Schwingungsdämpfer, welcher vorzugsweise in einer geeigneten Anzahl eingesetzt wird, um elektrische oder elektronische Einrichtungen, wie eine Fernsehwiedergaberöhre, relativ zu einem Rahmen oder einem anderen Teil zu lagern, welches Schwingungen ausgesetzt ist, so daß die zugeordneten Schwingungen der Einrichtung wenigstens beträchtlich vermindert werden. Jedoch kann der Dämpfer auch für einen allgemeineren Verwendungszweck in anderen Zusammenhängen eingesetzt werden, bei denen eine Schwingungsübertragung im wesentlichen zu reduzieren ist.
• Es ist allgemein bekannt, schwingungsfeste Verbindungen bereitzustellen, welche normalerweise einen Fuß aufweisen, welcher fest mit der Einrichtung verbunden werden kann, welche schwingungsgedämpft werden soll und elastomeres Material umfaßt. Ein Beispiel eines derartigen Dämpfers ist in DE-A-3214687 beschrieben, welches sich auf ein Schwingungsdämpfungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 befaßt, welches eine Dämpfungswirkung für alle Schwingungsamplituden des Systems bereitstellt.
• Derartige Dämpfer sind nicht speziell insbesondere bei örtlichen Frequenzen beispielsweise im Bereich von 5 bis 50 Hertz wirkungsvoll. Die Erfindung zielt allgemein darauf ab, einen verbesserten Dämpfer bereitzustellen, und insbesondere bezweckt die Erfindung, einen Dämpfer bereitzustellen, welcher Schwingungen bei niedrigen Frequenzen dämpfen kann, welche die Stabilität einer Wiedergabe durch eine Fernsehröhre oder eine andere Wiedergaberöhre beeinflussen können, welche bei einem Hochseeschiff eingesetzt wird.
• Nach der Erfindung wird ein Schwingungsdämpfer mit einer stationären Basis, einer Pendelanordnung, welche ein in Längsrichtung länglich ausgebildetes Pendelelement, eine Federstütze, welche ein Ende des Pendelelements bezüglich der Basis lagert und ein Längsfederungsvermögen bereitstellt, während eine Drehbewegung der Pendelanordnung zugelassen wird, aufweist, einer Drehverbindungseinrichtung, welche am anderen Ende des Pendelelements vorgesehen ist, an welchem der zu dämpfende Körper angebracht ist, und mit einer Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen der Längsbewegung bereitgestellt, welcher sich dadurch auszeichnet, daß die Längsdämpfungseinrichtung einen Freikolben aufweist, welcher gleitbeweglich am Pendelelement angeordnet ist, die Pendelanordnung eine Kappe umfaßt, welche eine zugehörige Wand hat, innerhalb der der Kolben angeordnet ist, und ein Luftpolster umfaßt, welches zwischen dem Kolben und der Kappe der Pendelanordnung vorgesehen ist, und daß eine weitere Dämpfungseinrichtung die Querdämpfung des Körpers bezüglich der Basis nur auslöst, wenn eine vorbestimmte Schwingungsamplitude der Querbewegung der Pendelanordnung überschritten wird.
• Vorzugsweise weist die Federstütze eine Spiralfeder auf.
• Vorzugsweise umfaßt die Pendelanordnung ein Pendelelement, welches im wesentlichen axial zu der Spiralfeder verläuft.
• Vorzugsweise ist die Drehverbindung im wesentlichen am anderen Ende des Pendels angeordnet.
• Vorzugsweise weist die Drehverbindung ein Kugelgelenk auf.
• Vorzugsweise weist die Querdämpfungseinrichtung ein Reibungselement auf, welches einen Teil der Pendelanordnung und in einem Abstand zu dieser umgibt, wobei das Reibungselement an einem Teil angeordnet ist, welches mit dem Pendel über die Verbindung verbunden ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
• Fig. 1 verdeutlicht eine geringfügig vereinfachte bevorzugte Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers nach der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
• Die als Beispiel in Fig. 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsform ist dazu bestimmt, an einem Rahmen oder einem Träger 1 befestigt zu werden, welcher Schwingungen ausgesetzt sein kann, welche zu Erläuterungszwecken in eine Schwingung in drei Achsen, die X- und Y-Achsen liegen in der horizontalen Ebene (wie in der Figur gezeigt) und die Z-Achse ist vertikal, aufgelöst sind. Jedoch kann die bevorzugte Ausführungsform auch eine Neigung beispielsweise von etwa 10º zur Normalen auf die Ebene des Teils 1 haben, welches das Tragteil darstellt.
• Der Dämpfer umfaßt ein Basisteil 3, welches wie in der Figur gezeigt, derart ausgelegt sein kann, daß es in einer Öffnung 2 in dem Teil bzw. dem Gebilde 1 aufgenommen ist. Das Basisteil 3 hat im allgemeinen eine kreisförmige Gestalt und ist mittels einer kreisförmigen Klammer 4 in der vorstehend angegebenen Öffnung festgehalten und hat eine äußere, nach oben gebogene Lippe 5 und ein inneres, rohrförmiges Teil 6, welches an seinem oberen Ende mit einem nach innen gebogenen Rand 7 endet.
• Ein Hauptteil des Dämpfers wird von einer Pendelanordnung gebildet, deren eines Ende von einer Kappe 8 gebildet wird, welche eine zylindrische Wand 9 hat, welche axial zur Anordnung verläuft, und einen nach außen weisenden Rand 10 hat, welcher mit der Wand 9 eine Schulter bildet. Eine Federstütze ist zwischen dem Basisteil 3 und einem Ende der Pendelanordnung angeordnet, und bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird die Federstütze von einer Spiralfeder 11 gebildet, welche in Eingriff mit der vorstehend angegebenen Schulter der Kappe 8 ist und an ihrem unteren Ende in dem nach oben gebogenen Rand 5 des Basisteils 3 festgelegt ist.
• Mittels einer Schraube 12 in einer Buchse 13 ist eine Verbindungsstange 14 mittig fest in der Kappe 8 angeordnet, welche das Hauptteil der Pendelanordnung bildet. Das andere Ende der Verbindungsstange ist eine Drehverbindung, welche bei dieser bevorzugten Ausführungsform in Form eines Kugelgelenks ausgelegt ist. Eine Schraube 15 legt eine Kugel 16 an dem unteren Ende der Verbindungsstange fest und die Kugel ist in einem komplementären Lagerblock 17 aufgenommen, welcher in einem rohrförmigen Gehäuse 18 festgelegt ist, welches an seinem oberen Ende einen nach aussen radial verlaufenden Flansch 19 hat. Der Flansch kann mit der zu dämpfenden Einrichtung fest verbunden sein, welche als eine Platte 1a dargestellt ist, und zwar mit Hilfe einer Schraube 20. Der Flansch 19 hat einen äußeren Rand 21, innerhalb dessen eine Reibungsscheibe 22 angeordnet ist, welche über der oberen Fläche des Flansches beweglich ist und die auf der oberen Fläche des Flansches 19 mit Hilfe einer einseitig eingespannten Blattfeder 23 gehalten sein kann, die auf irgendeine geeignete Weise mit dem Rand 21 fest verbunden ist.
• Bei dieser bevorzugten Ausführungsform kann ein Zwischenraum von etwa 1,6 mm zwischen dem Innenumfang der Reibscheibe 22 und der Verbindungsstange 14 vorhanden sein.
• Eine pneumatische Dämpfungseinrichtung in Form eines Luftpolsters wird mit Hilfe eines Freikolbens 24 bereitgestellt, welcher von der Pendelanordnung getragen wird und mit dieser eine Dämpfungskammer bildet. Insbesondere ist der Kolben 24 auf der Verbindungsstange 14 gleitbeweglich und hat einen Kopf 25, der innerhalb der zylindrischen Wand 9 angeordnet ist, wobei der äußere Umfang des Kopfes eine Ausnehmung 26 umfaßt, welche einen O-Ring 27 in Kontakt mit der Innenfläche der Wand 9 hält.
• Bei dieser bevorzugten Ausführungsform kann ein Zwischenraum zwischen dem Innenumfang des Randes 7 des Basisteils 3 und der Außenseite des Schafts des Kolbens 24 mit einem Bruchteil (beispielsweise etwa 40%) des vorstehend angegebenen Zwischenraumes zwischen der Reibscheibe 27 und der Verbindungsstange 14 vorhanden sein.
• Ein wie in der Zeichnung dargestellter Dämpfer kann in Form eines Satzes von drei oder vier oder mehr Dämpfern zur Lagerung einer Einrichtung an einem Rahmen (durch das Teil 1a dargestellt) bezüglich eines Konstruktionsteiles eingesetzt werden, welches durch das Teil 1 verdeutlicht wird. Beispielsweise können zwei Paare von Dämpfern vorgesehen sein, wobei die Teile jedes Paars ein zugeordnetes Ende einer der zugeordneten beiden Träger lagert, an welcher die Einrichtung angebracht ist. Obgleich die Verbindungsstange vorzugsweise in Richtung einer vertikalen Achse weist, brauchen die vorstehend angegebenen Träger nicht in der gleichen horizontalen Ebene zu liegen; sie können vertikal versetzt sein, und die Neigung der Pendelanordnung relativ zu dem Basisteil 3 kann durch das Querbiegevermögen der Spiralfeder 11 ausgeglichen werden, so daß diese eine Form annimmt, welche schematisch mit 11a dargestellt ist.
• Es ist im allgemeinen erwünscht und wird durch die vorliegende Erfindung ermöglicht, daß die Eigenresonanzfrequenz der Pendelanordnung wählbar ist und daß jene der Federstütze 11 etwa gleich oder etwas niedriger, beispielsweise im Bereich von 4 oder 5 Hertz bei dem speziell dargestellten Beispiel ist. Die Feder 11 muß so ausreichend widerstandsfähig sein, daß sie die Belastung durch den Anteil des Gewichts der Einrichtung am Rahmen 1a tragen kann; trotzdem sind die Kriterien im Hinblick auf die Resonanzfrequenz und die Widerstandsfähigkeit unter normalen Umständen leicht zu erfüllen.
• Bei der in der Figur gezeigten Anordnung versucht die Pendelanordnung sich um einen Punkt zu drehen, welcher innerhalb in der Nähe der oberen Seite der Spiralfeder 11 liegt.
• Die Schwingung des Konstruktionsteils 1 in die X- und Y- Richtungen wird im wesentlichen durch die Pendelanordnung für Frequenzen oberhalb der Resonanzfrequenz gedämpft. Die Schwingung in Z-Richtung oder in der vertikalen Richtung wird teilweise für Frequenzen oberhalb der Eigenresonanzfrequenz der Federstütze und ferner durch den Dämpfer gedämpft, welcher von dem Kolben 24 gebildet wird. Wenn die Pendelanordnung sich nach unten bewegt, versucht der Kolben 24 sich relativ zu der Verbindungsstange 14 nach oben zu bewegen, aber die Bewegung wird auf Grund der Luftkammer gedämpft, welche zwischen dem Kopf des Kolbens und der Kappe 8 gebildet wird. Eine Strömungsdrosseleinrichtung in Form einer kleinen Öffnung 30 in der Kappe ermöglicht eine langsame Strömung der Luft zu und von der Kammer.
• Das Pendel wird durch die von der Reibungsscheibe bereitgestellte Dämpfung unbeeinflußt, außer daß die Amplitude der Schwingung des Pendels ausreichend groß ist oder der Neigungswinkel des Pendels beträchtlich ist. Die Reibscheibe versucht sich, um das Pendel selbst zu zentrieren. Die beiden Dämpfungssysteme sind unabhängig, wenn die Einrichtung unter normalen Dämpfungsbedingungen arbeitet, d.h. bei allen anderen Frequenzen außer der Resonanzfrequenz.

Claims (6)

1. Schwingungsdämpfer mit einer stationären Basis (3), einer Pendelanordnung (8, 14), welche ein in Längsrichtung länglich ausgebildetes Pendelelement (14), eine Federstütze (11), welche ein Ende des Pendelelements bezüglich der Basis lagert und ein Längsfederungsvermögen bereitstellt, während eine Drehbewegung der Pendelanordnung zugelassen wird, aufweist, einer Drehverbindungseinrichtung (16, 17), welche am anderen Ende des Pendelelements vorgesehen ist, an welchem der zu dämpfende Körper angebracht ist, und mit einer Dämpfungseinrichtung (9, 24, 25) zum Dämpfen der Längsbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsdämpfungseinrichtung (9, 24, 25) einen Freikolben aufweist, welcher gleitbeweglich am Pendelelement (14) angeordnet ist, die Pendelanordnung eine Kappe (18) umfaßt, welche eine zugehörige Wand (9) hat, innerhalb der der Kolben angeordnet ist, und ein Luftpolster umfaßt, welches zwischen dem Kolben und der Kappe der Pendelanordnung vorgesehen ist, und daß eine weitere Dämpfungseinrichtung (22) die Querdämpfung des Körpers bezüglich der Basis (3) nur auslöst, wenn eine vorbestimmte Schwingungsamplitude der Querbewegung der Pendelanordnung überschritten wird.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, bei dem die Federstütze (11) eine Spiralfeder aufweist.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, bei dem die Pendelanordnung ein Pendelelement (14) umfaßt, welches im wesentlichen axial zu der Spiralfeder verläuft.

4. Schwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Drehverbindung (16, 17) im wesentlichen an dem anderen Ende des Pendels angeordnet ist.

5. Schwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Drehverbindung (16, 17) ein Kugelgelenk aufweist.

6. Schwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Querdämpfungseinrichtung ein Reibungselement aufweist, welches die Pendelanordnung umgibt und einen Abstand zu einem Teil der Pendelanordnung hat, wobei das Reibungselement an einem Teil angeordnet ist, welches mit dem Pendel über die Verbindung verbunden ist.