FI106977B - Vaimennettu jousitusjärjestely - Google Patents

Description

106977

Vaimennettu jousitusjärjestely

Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen vaimennettu jousitusjärjestely eri-5 laisia hienomekaanisia laitteita varten.

Hienomekaanisen laitteen, kuten tietokoneen kiintolevyn toiminta voi olla vaikeissa tärisevissä olosuhteissa epävarmaa. Niinpä sitä varten tarvitaan iskunvaimentimella 10 varustettu jousitus.

Kuvion 1 mukaisen mekaanisen vaimennuksella varustetun joustosysteemin, (mm. auton iskunvaimentimilla varustetun jousituksen), jossa a = vaimennettava kappale, b = jousi, 15 c = kitkalla varustettu iskunvaimennin, d = runko, differentaaliyhtälö on tunnetusti muotoa: _ d2x dx .

F = m—T+r—+kx di2 dt 20 F on voima m on järjestelmän massa, r on kitkakerroin ja k on jousivakio. Muut lausekkeen tekijät ovat paikan ensim-. . mainen ja toinen aikaderivaatta.

• ; 25 Järjestelmän rajataajuus on: ;'···

2jrVW

« 30 ja rajataajuuden kohdalla vaikuttava vaimennuskerroin (kuvio 2): • · * · 35 2 106977

Alhaisilla taajuuksilla joustosysteemi ei tehoa eli vaimennus A=1, mutta taajuuden f0 yläpuolella vaimennusta syntyy sitä tehokkaammin mitä suuremmaksi taajuus tulee.

5 Saadaksemme mahdollisimman hyvän joustoripustuksen laitteelle olisi siis k:n oltava pieni eli jousen oltava mahdollisimman löysän ja massan mahdollisimman suuren.

Laitteen massan kasvattaminen esim. punnuksia lisäämällä 10 ei ole kovin kiinnostava vaihtoehto, joten jäljelle jää jousituksen tekeminen mahdollisimman löysäksi.

Vaimennuskertoimen tulisi olla yksi tai suurempi, jotta systeemillä ei olisi taipumusta värähtelyyn resonanssitaa-15 juudella f0. Kuviossa 2 näkyy, että jos vaimennuskerroin on yhtä pienempi niin rajataajuudella vaimennus toimii jopa toisin päin eli vahvistaa värähtelyä.

Suuri vaimennuskyky saadaan kun systeemin kitka on mahdol-20 lisimman suuri. Tähän tarkoitukseen soveltuu hyvin esim. pehmeä uretaani, jonka shore kovuus voi olla esim. 20, ·:·: sillä se on elastinen ja sen sekä sisäinen että ulkoinen kitka on suuri.

.···. 25 Elastisuus merkitsee pehmeätä joustoa ja kitka antaa hyvän y vaimennuksen kuten teoriassa todettiin. Ongelmana on vain ’. . mekaaninen toteutus. Hyvin löysänä materiaalina se usein ** * vaatii joka suunnasta tuetun rakenteen, jossa helposti menetetään tavoiteltu etu. Joustoripustuksen tulisi olla 30 käytännön syistä myös pienikokoisen.

\ Koska hyvä vaimennusmateriaali on mekaanisesti hyvin :T löysää on käytännön laitteessa ongelmana saada kokonaisuu delle tarpeellinen lujuus löysyyden siitä kärsimättä. Eräs 35 käytetty jouston rakenne on esitetty kaaviollisesti kuvas-sa 3. Siinä pehmeä materiaali 3, usein kumi, on yhden tai : kahden laatan 2 välissä. Kiinnitysruuvi 1, 1a puristaa 3 106977 hoikkia 4 vastaan mutta jousitettu laite 5 on pehmeän materiaalin varassa "kellumassa" ja mekaanisesti tärinältä -eristettynä rungosta 6. Kokonaisuus on kylläkin tukeva, mutta joustosta on suurin osa menetetty, koska suurehko 5 laatta tukeutuu (siis suurella pinta-alalla) joustamattomaan rakenteeseen. Näin sen "kantavuus” onkin jo niin suuri, että joustosta on merkittävä osa menetetty. Tässä kantavuudella tarkoitetaan samaa kuin rakennusten laatta perustuksella. Pehmeässä maaperässä saadaan jäykkä rakenne 10 kun iso laatta kantaa.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on aikaansaada parannettu vaimennettu jousitusjärjestely, jossa tekniikan tason ongelmat on eliminoitu ainakin pääasiallisesti.

15 Tämän päämäärän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle vaimennettu jousitusjärjestelylle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.

Seuraavassa keksintöä esitetään yksityiskohtaisemmin ohei-20 siin piirustuksiin viitaten, joissa: ·;··: Kuvio 1 esittää kaaviollisesti erään iskunvaimentimella varustetun joustosysteemin, .···. 25 Kuvio 2 esittää vaimennuksen eri vaimennuskertoimilla ja .!'* taajuuksilla, « «

Kuvio 3 esittää kaaviollisesti erään tekniikan tason vaimennetun jousitusjärjestelyn, 30

Kuvio 4 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen vaime-• · ·» ·» s> : *. nnetun jousitusjärjestelyn erään suoritusmuodon, a • · · • · kuvio 5 esittää kuviota 4 vastaavan suoritusmuodon jou- ... 35 stoelimen materiaalin ollessa hieman paksumpi *··*. kuin kuviossa 4, ja 4 106977

Kuvio 6 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen vaimennetun jousitusjärjestelyn erään toisen suoritus-, muodon.

5 Kuvioissa 3-6 on käytetty samoja viitenumerolta samoille tai vastaaville osille. Kuvioiden 4 ja 5 suoritusmuodossa holkki 4 on pidennetty kuvion 3 mukaiseen tekniikan tason ratkaisuun nähden ja varsinaiset päätelaatat 2 ovat enää vain varmistamassa, ettei jousitetun systeemin laite 5 10 putoa paikaltaan eli liu'u hoikista pois, esim. tartuttaessa laitteeseen 5 ja nostettaessa sitä alustoineen. Varsinaiseen joustoon päätelaatat 2 eivät enää ota osaa. Kuvioissa 4-6 on käytetty vain ulomman pään puoleista päätelaattaa 2, mutta päätelaatta voidaan sijoittaa tar-15 vittaessa myös alustan 6 puoleiseen päähän, esim. silloin, kun alustassa 6 ei ole sopivaa laattamaista kohtaa.

Joustosysteemin toiminnallinen periaate on siinä, että kun elastinen ja kitkainen kuvioiden 4 ja 5 mukainen uritettu 20 kiekko 3, joka on edullisesti pehmeää polyuretaania, joutuu mekaanisesta liikkeestä johtuen esim. liikkeeseen ·:··: alaspäin, niin sen toinen (tässä esimerkissä alempi) reuna .·.· puristuu tiukempaan hoikkia 4 vasten ja entisestään li— sääntynyt kitka estää vaimentimen siirtymisen paikaltaan.

25 Koska materiaalilla 3 on kovin iso kitka ei se helpolla liu'u hoikkia 4 pitkin vaan mieluummin kääriytyy (jopa \ ’ rullalle), jolloin puristus hoikkia vasten aina vain kasvaa ja kitkavoima lisääntyy. Täten se on tavallaan itsesäätyvä. Vasta kun uritettu kiekko 3 venyy niin pal- 30 jon, että aukon koko suurenee irtoaa se hoikista. Tämän irtoamisen estämiseksi tarvitaan vielä laatta 2. Kiekon ;**. muotoinen joustokappale 3 on myös sikäli edullinen, että ;’·1 jousto tiukkenee liikkeen kasvaessa kunnes lopulta kiekko * 1 3 puristuu alustaa 6 tai laattaa 2 vasten, liikesuunnasta 35 riippuen, jolloin jousi jäykkenee vieläkin voimakkaammin.

*..· Kyseinen joustoelin on siis ns. progressiivinen jousi.

« > · » · · 5 106977

Systeemiä voidaan vielä varmentaa muotoilemalla hoikkia päistään paksummaksi, esim. vähitellen paksunevasti kohti , hoikin päitä tai varustamalla se kuvion 6 suoritusmuodon mukaisilla erillisillä, hiukan varsinaista hoikkia 4 hal-5 kaisijaltaan suuremmilla apuholkeilla 7. Esim. hoikin 4 halkaisijan ollessa 5 mm on käytännön kokeiluissa todettu halkaisijaltaan 6 mm apuholkkien 7 toimivan ajatellulla tavalla. Nämä hoikkien halkaisija-arvot on esitetty vain esimerkkinä eräästä käytännön kokeilussa käytetystä mitoi-10 tuksesta ja halkaisijoiden arvot voivat luonnollisestikin poiketa huomattavastikin edellä annetuista arvoista.

Lisäksi voidaan ajatella käytettäväksi toteutusta, jossa holkki 4 ja apuholkit 7 on muodostettu yhtenäisenä holk-kielimenä, jonka ulkopinnassa, holkkielimen päiden väli-15 sessä kohdassa on ura joustoelintä 3 varten.

Uritetun kiekon 3 geometrialla voidaan myös säätää jouston ominaisuuksia. Ohentamalla sitä jousi löystyy ja paksuntamalla se tiukkenee. Paksummalla kiekolla saadaan myös voi-20 makkaampi alareunan puristus, kuten ilmenee kuvion 5 esimerkistä.

.V Käytännön joustosysteemissä voi olla yksi tai useampi kuvioiden 4-6 mukainen vaimennettu jousitus järjestely.

25 I 1« • · • · • · •

« I

• t • · « · • · » Λ « f 1 ♦ ·

Claims (5)

6 106977

1. Vaimennettu jousitusjärjestely erilaisia hienomekaanisia laitteita (5) varten, johon järjestelyyn kuuluu tukeva 5 alusta (6), johon on kiinnitetty holkki (4) hoikin läpi ulottuvan kiinnityselimen (1, 1a) avulla, jonka hoikin (4) alustasta (6) poispäin olevan ulomman pään ja kiinnitys-elimen vastaavan pään (1) väliin on asennettu laattaelin (2), ja jonka hoikin (4) ympärille on asennettu elastinen 10 kiekkomainen joustoelin (3), alustan (6) ja laattaelimen (2) väliseen kohtaan, jossa järjestelyssä hoikin (4) pituus on olennaisesti suurempi kuin mainitun joustoelimen (3) paksuus, tunnettu siitä, että joustoelin (3) on sijoitettu kulloinkin vapaan tilan muodostavan välin 15 päähän sekä alustasta (6) että laattaelimestä (2), joka joustoelin (3) on materiaalia, jolla on suuri sisäinen kitka.

2. Fjädringsarrangemang enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att fjädringsorganet (3) anordnats att hällas runt holken (4) väsentligen med hjälp av friktion.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaimennettu jousitusjär-20 jestely, tunnettu siitä, että joustoelin (3) on järjestetty pysymään hoikin (4) ympärillä olennaisesti kitkan . avulla. « · • · • · « *·’·* 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vaimennettu jousi- • .· 25 tusjärjestely, tunnettu siitä, että holkki (4) paksunee « i * joustoelimen (3) alueesta vähitellen kohti alustaa (6) • · • *·· ja/tai kohti ulompaa päätä. • · • · · • < · «

3. Fjädringsarrangemang enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att holken (4) blir smäningom tjockare frän fjädringsorganets (3) omräde mot underlaget (6) och/-eller den yttre ändan.

4. Fjädringsarrangemang enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att runt holken (4) har en hjälpholk (7) tjockare än holken (4) anordnats mellan fjädringsorganet (3) och underlaget (6) och/eller mellan fjädringsorganet (3) och brickorganet (2). 106977 9

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vaimennettu jousi- • 30 tusjärjestely, tunnettu siitä, että hoikin (4) ympärille on järjestetty hoikkia (4) paksumpi apuholkki (7) jous- • · « toelimen (3) ja alustan (6) välille ja/tai joustoelimen *·* * (3) ja laattaelimen (2) välille. < < < < < «

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen .·. : vaimennettu jousitusjärjestely, tunnettu siitä, että myös • · · * « 7 106977 alustan (6) ja hoikin (4) välille on järjestetty laatta-elin . « · · * 1 · I · · I · « < ( « < I I 4 4 4 • · • · • · · • · · Iti • · · ♦ · • ♦ • « · • · · • · · * 1 1 • · · • · · • · · I I I « « I « • · · « · · · « » · « t 8 106977 5 1. Dämpat fjädringsarrangemang för olika finmekaniska an- ordningar (5), vilket arrangemang omfattar ett stadigt un-derlag (6), vid vilket en holk (4) med hjälp av ett genom holken sig sträckande fästelement (1, 1a) är fäst, mellan vilken hoiks (4) frän underlaget (6) bortvända yttre ända 10 och fästelementets motsvarande ända (1) ett brickorgan (2) anordnats, och runt vilken holk (4) ett elastiskt skivak-tigt fjädringsorgan (3) anordnats pä omrädet mellan underlaget (6) och brickorganet (2), i vilket arrangemang hol-kens (4) längd är väsentligen större än nämnda fjädrings- 15 organs (3) tjocklek, kännetecknat därav, att fjädringsor-ganet (3) är anordnat pä respektive ett fritt utrymme bil-dande avständ frän bäde underlaget (6) och brickorganet (2), vilket fjädringsorgan (3) är av ett material med stor inre friktion. 20

5. Fjädringsarrangemang enligt nägot av föregäende patent-krav, kännetecknat därav, att ocksä mellan underlaget (6) och holken (4) har ett brickorgan anordnats. 5