CH670487A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung hat mehrere Besonderheiten und Vorteile. Die Schwingungsisolierung ist in allen Axial- und Radialrichtungen gegeben. Das Aufnahmeteil 21 verhält sich wie ein Pendel, dessen Drehpunkt durch die flexible Membran 24 nach allen Azimutrichtungen verschiebbar ist und dessen Resonanzfrequenz bei gegebener Länge folglich kleiner als die eines vergleichbaren Pendels mit festem Drehpunkt ist. Das in die flüssige Teilmenge 36 des eingeschlossenen Fluids eintauchende untere Ende des Aufnahmeteils 21 bewirkt, somit eine Dämpfungswirkung sowohl auf axiale als auch radiale Schwingungen. Es wird angenommen, dass die Axialbewegungen des Aufnahmeteils 21 und der Membran 24 durch isotherme Verdichtung und Verdünnung der dampfförmigen Teilmenge des eingeschlossenen Fluids Wechsel zwischen den Dampf- und Flüssigphasen hervorrufen, durch die viel Energie vernichtet und somit eine hohe Dämpfung in der Axialrichtung erreicht wird.

In Fig. 2 ist grafisch eine Kennlinie für den Durchlassgrad des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 in Abhängigkeit von der Frequenz für eine Anregungsgeschwindigkeit von 0,3 in/sec (das entspricht etwa 7,6 mm/s) im Resonanzfall aufgetragen. Auf Grund ihres kompakten Aufbaus hat die erfindungsge-mässe schwingungsisolierende Vorrichtung als besonderes Merkmal eine deutlich unter 1,0 Hz liegende Resonanzfrequenz, die bedingt durch die vorstehend erläuterten hervorragenden Dämpfungseigenschaften besonders flach und mit einer sehr geringen Resonanzverstärkung verläuft.

Für die praktische Ausnutzung der Erfindung stehen viele geeignete Materialien zur Verfügung. Die festen Teile können aus Metall oder einem festen Kunststoff wie beispielsweise Noryl GFN3 hergestellt werden. Als verdampfungsfähiges Fluid in dem geschlossenen Gehäuse ist beispielsweise Dichlor-Tetrafluoräthan geeignet. Als fotoelektrische Schalteinrichtung ist eine Infrarot-Leuchtdiode in Verbindung mit einem Fototransistor verwendbar. Als Heizwiderstände sind handelsübliche 10 Watt-Widerstände geeignet. Ein praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung kann mit Abmessungen von weniger als 10 cm Höhe und 20 cm Durchmesser gebaut werden.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend erläuterte spezifische Ausführungsbeispiel; vielmehr bietet die Erfindung dem Fachmann vielseitige Möglichkeiten für diverse andere Anwendungen und/oder Abwandlungen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

670487 2 PATENTANSPRÜCHE fers nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die

1. Mit einem Fluid arbeitender Schwingungsdämpfer (11), Höhenlage des lastaufnehmenden Elementes (21) überwacht gekennzeichnet durch ein Gehäuse (16) mit einer fluiddicht und durch Verändern der Temperatur des Fluids zwecks geschlossenen Kammer zur Aufnahme des sich in flüssigem Druckvariierung auf ein gewünschtes Niveau eingestellt und in gasförmigem Zustand befindlichen Fluids, ein in der s wird.

Kammer angeordnetes lastauf nehmendes Element (21) zur Abstützung eines lasteinleitenden Elementes (15) und durch eine Membran (24) zur Befestigung des lastaufnehmenden Elementes (21) am Gehäuse (16), so, dass das lastaufnehmende Element (21) bezüglich einer vertikalen Gehäuse- io BESCHREIBUNG achse um einen Winkel verschwenkbar und seitlich Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen mit beweglich geführt ist, wobei der Flüssigkeitsanteil (36) des einem Fluid arbeitenden Schwingungsdämpfer und ist eine Fluids dazu dient, in der geschlossenen Kammer Druck auf Weiterentwicklung des im US-Patent Nr. 4 057 212 erläu-das lastaufnehmende Element (21) auszuüben zur Erzeugung terten Fluid-Schwingungsisoliersystems. In einer Kammer einer vertikal wirksamen Schwingungsdämpfung. is des Systems ist ein sowohl im flüssigen als auch im dampfför-

2. Fluid-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch migen Zustand vorhandenes Fluid enthalten. Durch selek-gekennzeichnet, dass das lasteinleitende Element (15) vom tives Erwärmen der flüssigen Fluidmenge mittels einer Hei-lastaufnehmenden Element (21) und der Membran (24) zung wird die Menge des verdampften Fluides und damit der gestützt ist und längs einer im wesentlichen vertikalen Achse Druck in der Kammer erhöht. Die Kammer expandiert mit bewegbar ist. 20 zunehmendem Dampfdruck und hebt dabei eine Last auf

3. Fluid-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch eine vorgewählte Höhe an. Mittels eines durch einen Höhengekennzeichnet, dass das lastaufnehmende Element (21) eine messfühler betätigten Schalters wird die der Heizung zuge-von oben nach unten enger werdende konische Vertiefung führte Energie so reguliert, dass die Höhenlage der durch die (22) aufweist. Kammer gestützten Last erhalten bleibt.

4. Fluid-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, gekenn- 25 Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zeichnet durch einen vom lasteinleitenden Element (15) aus- eine Verbesserung auf dem Gebiet der Schwingungsdämp-gehenden und in die konische Vertiefung (22) eingreifenden fung mittels einem Fluid aufzuzeigen.

Schaft (23) mit einem gerundeten Ende, das in einem entspre- Die erfindungsgemässe Lösung der gestellten Aufgabe ist chend ausgerundeten unteren Endbereich der konischen in den Patentansprüchen 1 und 10 angegeben.

Vertiefung (22) gelagert ist. 30 Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin, ein eine

5. Fluid-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch Last einleitendes Element in einer zum Unterdrücken axialer gekennzeichnet, dass mindestens ein unterer Endabschnitt und radialer Schwingungen geeigneten Relation durch ein des lastaufnehmenden Elementes (21) in den Flüssigkeitsan- lastaufnehmendes Element zu stützen, welch letzteres teil (36) des Fluids am Boden des Gehäuses (16) eintaucht. zusammen mit einem festen Gehäuse und einer das lastauf-

6. Fluid-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch 35 nehmende Element fluiddicht und flexibel mit dem Gehäuse gekennzeichnet, dass die Membran (24) konzentrisch ausge- verbindenden Membran eine ein zweiphasig vorhandenes bildete Innen- und Aussenränder aufweist sowie mit ihrem kompressibles Fluid enthaltende geschlossene Kammer Innenrand in Verbindung mit einer ersten Einrichtung (25) bildet und relativ zu einer gegebenen Vertikalachse des am lastaufnehmenden Element (21) nahe dessen oberen Gehäuses um einen Winkel ausschwenkbar sowie seitlich Ende befestigt und mittels einer zweiten Einrichtung (26) mit 40 verschiebbar durch das eingeschlossene Fluid getragen wird,

ihrem Aussenrand im oberen Bereich des Gehäuses (16) fest- Das Gehäuse ist vorzugsweise aus einem relativ starren geklemmt ist. Material wie Metall oder einem Hochtemperatur-Kunststoff

7. Fluid-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch hergestellt und behält somit unabhängig von Änderungen gekennzeichnet, dass die erste Einrichtung eine am lastauf- des internen Fluiddampfdrucks ein im wesentlichen konnehmenden Element (21) befestigte Hülse (25) und die zweite 45 stantes Volumen.

Einrichtung zum Klemmen des Aussenrandes ein an einem Vorteilhaft ist auch eine flexible Anordnung des lastauf-

Randabschnitt, der von einem oberen Bereich des Gehäuses nehmenden Elementes in dem festen Gehäuse nach Art eines

(16) ausgeht, befestigter Klemmring (26) ist. Pendels mit in allen Azimutrichtungen verlagerbarem Dreh-

8. Fluid-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch punkt.

gekennzeichnet, dass das lasteinleitende Element ( 15) über so An dem mittels eines abstehenden Schafts im lastaufneh-

dem Gehäuse ( 16) angeordnet ist und der Schaft (23) von menden Element gehaltenen und beispielsweise einen Bear-

diesem Element (15) ausgeht, dass ein vom lasteinleitenden beitungstisch als Last tragenden Element ist vorzugsweise ein

Element (15) abstehendes Blendenelement (31) zumselek- Blendenelement befestigt, das die Energieübertragungs-

tiven Beeinflussen eines elektromagnetischen Energieflusses strecke einer beispielsweise nach Art einer Lichtschranke vorhanden ist, dass eine zwischen einer elektromagnetischen 55 ausgebildeten Steuereinrichtung so beeinflusst, dass über

Energiequelle und einer dieser gegenüberliegenden fotoelek- eine Schalteinrichtung das in der Kammer enthaltene Fluid trischen Wandlereinrichtung (33) gebildete Übertragungs- selektiv erwärmt und dessen Dampfdruck in dem Sinne ver-

strecke für elektromagnetische Energie so positioniert ist, ändert wird, dass die Last bzw. der Tisch schwingungsisoliert dass sie selektiv durch das Blendenelement (31) unter- in einer gewünschten Höhenlage gehalten wird.

brechbar ist, und dass in der geschlossenen Kammer elek- 60 Die Erfindung und Einzelheiten davon werden nachste-

trische Heizelemente (35) zum Erwärmen des Fluids hend unter Bezug auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin angeordnet sind, deren Heizleistung durch das Zusammen- zeigen :

wirken des Blendenelementes (31) und der fotoelektrischen

Wandlereinrichtung (33) gesteuert ist. Fig. 1 eine diametral verlaufende Schnittansicht eines

9. Fluid-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch 65 bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung und gekennzeichnet, dass das lasteinleitende Element (15) in Fig. 2 die grafische Darstellung einer auf Schwingungs-einem Bereich unterhalb der Membran (24) gestützt ist. dämpfungseigenschaften des Ausführungsbeispiels von Fig.

10. Verfahren zum Betrieb des Fluid-Schwingungsdämp- 1 bezogenen Kennlinie.

Das in Fig. 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel eines mit einem Fluid arbeitenden Schwingungsdämpfers ist im wesentlichen rotationssymmetrisch gestaltet und somit im Diametralschnitt zweckmässig wiedergegeben. Der Schwingungsdämpfer trägt die Bezugszahl 11 und ist mittels beispielsweise sechs Schrauben 13 mit Mutter auf einem geeigneten Unterbau 12 befestigt. Ein eine Last wie z.B. das Oberteil eines Bearbeitungstisches 14 einleitendes Element 15 ist als Lastaufnahmeplattform gestaltet und gegenüber dem Rest des Schwingungsdämpfers 11 weitgehend schwingungsisoliert in Axial- und Radialrichtungen.

Ein ähnlich wie ein umgekehrter Blumentopf geformtes Gehäuse 16 ist an dem unteren Rand in Verbindung mit einem O-Ring 21A fluiddicht gegen eine Unterplatte 17 gepresst. Die beiden Bauteile 16,17 bilden zusammen mit einer flexiblen Membran 24 und einem zentralen Aufnahmeteil 21 ein vollkommen fluiddichtes geschlossenes Gehäuse. Das lastaufnehmende Element 21 ist unterhalb einer in die Oberseite des Gehäuses 16 eingearbeiteten konzentrischen Bohrung 29 durch die Membran 24 fluiddicht, ausschwenkbar und seitwärts verschiebbar gehalten und hat eine nach oben hin offene konische Vertiefung 22 zur Aufnahme eines Lasttragelements in Form eines Schafts 23, der unter dem Zentrum des die eigentliche Last, den Tisch 14, tragenden Elements 15 befestigt ist.

Der Innenrand der Membran 24 ist mittels einer durch Presssitz, Kleben oder dergleichen mit dem Element 21 verbundenen Hülse 25 fluiddicht an dem Element 21 befestigt, und der Aussenrand der Membran 24 ist zwischen einem nach unten vorstehenden Rand des Gehäuses 16 und einem durch beispielsweise sechs in Gewindelöcher des Gehäuses eingeschraubte Schrauben 27 gehaltenen Klemmring 26 in Verbindung mit einem O-Ring 28 fluiddicht eingeklemmt.

Das abgerundete Ende des Schafts 23 ruht in dem konkav gerundeten Boden der konischen Vertiefung 22. Der freie Querschnitt bzw. Durchmesser der Vertiefung 22 ist in Bodennähe wenig aber am oberen Ende beträchtlich weiter als der Querschnitt des Schafts 23 gestaltet, damit das Schaft-Oberteil in dem die Bohrung 29 einschliessenden oberen Bereich um das untere Schaftende frei ausschwenken kann. Die Wandfläche 30 der zentrischen Bohrung 29 dient als Anschlag bei übermässigen Ausschlägen.

An dem die Last einleitenden Element 15 ist mittels einer Schraube hängend ein fahnenartiges Blendenelement 31 befestigt und so geformt, dass es den Zustrom elektromagnetischer Energie von einer in Fig. 1 nicht sichtbaren Quelle in eine auf der Unterplatte 17 befestigte Fotozelle 33 ermöglicht, wenn die Höhenlage des die Last einleitenden Elements 15 unter ein vorbestimmtes Niveau absinkt. In diesem Fall gibt die Fotozelle 33 über Drahtleitungen 34 ein Schaltsignal ab, in dessen Abhängigkeit über der Unterplatte 17 angeordnete Heizwiderstände 35 mit elektrischer Energie zur Erwärmung der flüssigen Teilmenge des in der geschlossenen Gehäusekammer befindlichen Fluid versorgt werden. Der bei einer derartigen Erwärmung steigende Dampfdruck in der Gehäusekammer bringt das lastaufnehmende Element 21 mit dem darin abgestützten die Last einleitenden Element 15 wieder zum Steigen bis das Blendenelement 31 den Zustrom von beispielsweise Infrarot-Strahlungsenergie in die Photozelle 33 unterbricht und die Heizwiderstände damit

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abgeschaltet werden. Diese Regelung ist der in der US-PS 4 057 212 erläuterten ähnlich.

In einem typischen Anwendungsfall der vorliegenden Erfindung ist eine Aufspann- oder Tischplatte wie 14 an jeder ihrer vier Ecken durch je eine Vorrichtung nach Fig. 1 unterstützt. Dabei werden vorzugsweise die Heizwiderstände der beiden hinteren Unterstützungsvorrichtungen durch die blendengesteuerte fotoelektrische Steuereinrichtung einer der beiden hinteren Unterstützungsvorrichtungen in Verbindung mit bekannter Technik so gesteuert, dass die Lage der ebenen Tischoberfläche in Bezug auf drei Punkte kontrolliert wird. Durch zwei oder vier Schalter in Verbindung mit einer logischen «ODER»-Schaltung wird jeweils bei Aktivierung des der gegenüber der Normallage am weitesten abgesunkenen Ecke des Tisches zugeordneten Schalters ein Heizvorgang in beiden Heizwiderständen eingeleitet, bis der Schalter bei Wiederherstellung der normalen Höhenlage abgeschaltet wird.