DE202017004177U1 - Magnetic damping feet for vibration-sensitive devices according to the principle of magnetic attraction - Google Patents
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Abstract
Magnetische Vibrations- und Schwingungsdämpfer, dadurch gekennzeichnet, dass diese für vibrationsempfindliche Geräte wie z. B. Schallplattenspieler, CD-Spieler, Röhrenverstärker, Lautsprecherboxen, sowie an allen anderen geeigneten Geräten, beispielsweise Analysewaagen im Laborbereich, eingesetzt werden können.Magnetic vibration and vibration damper, characterized in that it is suitable for vibration-sensitive devices such. As record players, CD players, tube amplifiers, speakers, as well as any other suitable equipment, such as analytical balances in the laboratory, can be used.
Description
Die Erfindung betrifft einen auf dem Prinzip magnetisch gegenpolig wirkender Anziehungseffekte aufgebauten Vibrations- und Schwingungsdämpfer, welcher zum Schutz von erschütterungsempfindlichen Geräten zwischen Gerät und dessen Auflagefläche positioniert wird.The invention relates to an on the principle of magnetically opposite polarity acting attraction effects built vibration and vibration, which is positioned to protect vibration sensitive devices between the device and its support surface.
Ein typisches Einsatzgebiet befindet sich in der Audiotechnik, wo vibrationsempfindliche Audiokomponenten, wie beispielsweise Schallplattenspieler, CD-Spieler, Röhrenverstärker, Lautsprecherboxen ect, vom Untergrund entkoppelt werden sollten. Ein weiteres Einsatzgebiet ist in der Wagetechnik anzutreffen. Hochauflösende Analysewaagen reagieren äußerst empfindlich und negativ auf Vibrationen.A typical field of application is in audio technology, where vibration-sensitive audio components, such as record players, CD players, tube amplifiers, loudspeakers ect, should be decoupled from the ground. Another area of application is in the field of car technology. High-resolution analytical scales are extremely sensitive and negative to vibrations.
Das Problem bei vibrationsempfindlichen Geräten ist die Übertragung von äußeren Störeinflüssen auf das Gerät oder vom Gerät selbst auf dessen Umgebung. Störeinflüsse sind z. B. Trittschall, Schallwellen, sowie Erschütterungen und Vibrationen aus dem näheren Umfeld.The problem with vibration sensitive devices is the transmission of external disturbances to the device or from the device itself to its environment. Disturbances are z. As impact sound, sound waves, and vibrations and vibrations from the immediate vicinity.
Zur Verringerung von störenden Schwingungseinflüssen ist es sinnvoll, die Kontaktflächen zwischen Gerät und dessen Auflagepunkten mechanisch zu entkoppeln. Dies kann beispielsweise durch Federn, Gummipuffer, Spikes oder ähnlichem erfolgen. Mechanisch wirkende Schwingungsdämpfer, welche auf diesen Prinzipien aufgebaut sind, sind bereits seit langem am Markt vertreten und werden in dieser Beschreibung im einzelnen nicht näher beschrieben.To reduce disturbing vibration influences, it makes sense to mechanically decouple the contact surfaces between the device and its support points. This can be done for example by springs, rubber buffers, spikes or the like. Mechanically acting vibration dampers, which are based on these principles, have long been on the market and are not described in detail in this description.
Mechanisch wirkende Schwingungselemente bringen bereits deutliche Vorteile, jedoch haben sie den entscheidenden Nachteil, dass nach wie vor feste, mechanisch geschlossene, Kontaktpunkte zur Stellfläche hin bestehen, an denen sich Störeinflüsse, wenn auch abgemildert, übertragen können. Des Weiteren wirkt sich der unabdingbare Alterungsprozess der eingesetzten Dämpfungsmaterialien negativ aus.Mechanically acting vibration elements already bring clear advantages, but they have the distinct disadvantage that there are still solid, mechanically closed, contact points to the footprint, where interference, albeit mitigated, transmitted. Furthermore, the indispensable aging process of the damping materials used has a negative effect.
Magnetisch wirkende Dämpfungselemente sind ebenfalls bereits am Markt vertreten. Diese beruhen bisher auf dem Prinzip gleichgerichteter und somit sich abstoßender Magnetpole. Dies wird als Levitationseffekt in der Literatur beschrieben. Von der Funktion her sind diese Dämpfer bereits recht effektiv und deutlich besser als die mechanisch wirkenden, da sich zwischen den Kontaktstellen kein Dämpfungsmaterial, sondern ein Magnetfeld mit axialem Luftspalt befindet. Magnetisch wirkende Dämpfer besitzen prinzipiell keinen Alterungseffekt.Magnetically acting damping elements are also already on the market. These are based on the principle of rectified and thus repulsive magnetic poles. This is described as a levitation effect in the literature. In terms of function, these dampers are already quite effective and significantly better than the mechanically acting, since there is no damping material between the contact points, but a magnetic field with an axial air gap. Magnetically acting dampers have in principle no aging effect.
Levitationsbasierende Dämpfer haben den Nachteil, dass sie, als Funktionseinheit betrachtet, mechanisch recht instabil sind. Die sich abstoßenden Magnete agieren stets mit einem physikalisch unabdingbaren Radialtrift, da die gleichgerichteten Pole das unweigerliche und vehemente Bestreben haben, den jeweiligen Gegenpol anzusteuern. Deswegen müssen solche Anordnungen zwingend mechanisch zentriert und geführt werden, was sich im Handling und insbesondere in der Standstabilität labil auswirkt. Die Dämpfungswirkung erfolgt überdies nur in einer Richtung und zwar axial in Richtung des Auflagepunktes.Levitation-based dampers have the disadvantage that, considered as a functional unit, they are mechanically quite unstable. The repulsive magnets always act with a physically indispensable Radialtrift, since the rectified poles have the inevitable and vehement endeavor to control the respective opposite pole. For this reason, such arrangements must necessarily be mechanically centered and guided, which has an unstable handling and in particular stability in stability. The damping effect also takes place only in one direction and that axially in the direction of the support point.
Der im Folgenden beschriebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die unter den Punkten 04–07 beschriebenen Nachteile der mechanischen und der levitationsmagnetisch wirkenden Dämpfungselemente auszuklammern, und die Vorteile des Magnetismus mit seiner hervorragenden Dämpfungseignung bestmöglich zu nutzen.The invention described below is based on the object to exclude the disadvantages described under the points 04-07 of the mechanical and the levitationsmagnetisch acting damping elements, and to make the best use of the advantages of magnetism with its excellent damping ability.
Dies erfüllt erfindungsgemäß ein auf dem gegenpolig wirkenden magnetischen Anziehungsprinzip aufgebauten Vibrations- und Schwingungsdämpfer, mit den Merkmalen, wie sie unter Punkt [0001] beschrieben sind.This fulfills, according to the invention, a vibration and vibration damper constructed on the opposite-polarity magnetic attraction principle, having the features described under point [0001].
Die Erfindung beruht auf dem Prinzip der magnetischen Anziehungskraft von Nord- und Südpol. Hierzu wird im Kopfteil des Dämpferelementes ein sogenannter ”Neodym-Konusmagnet” mit Polausrichtung ”Süd”, zur schmalen Seite hin betrachtet, in einen sogenannten ”Neodym-Ringmagneten” mit Polausrichtung ”Nord”, zur Kopfseite hin betrachtet, eingebettet. In dieser Ausrichtung zieht der Ringmagnet den Konusmagnet massiv an und positioniert diesen in dessen Zentrum. Dies führt zu einer äußerst stabilen und in hohem Maße zu einer in Druck- als auch in Zugrichtung belastbaren Konstruktion.The invention is based on the principle of magnetic attraction of north and south pole. For this purpose, in the head part of the damper element, a so-called "neodymium cone magnet" with pole orientation "South", viewed to the narrow side, embedded in a so-called "neodymium ring magnet" with pole orientation "North", viewed towards the head. In this orientation, the ring magnet massively attracts the cone magnet and positions it in its center. This leads to a very stable and to a high degree to a compressible as well as in the tensile direction resilient construction.
Die Belastbarkeit bzw. Auflast dieser Magnetanordnung kann in der Art und Weise gesteigert werden, als dass man zwei baugleiche Ringmagnete zu einem Doppelmagneten zusammenfügt und zwar so, dass sich die Nord- und Südpolseite der Ringmagnete anziehen. In dieser Variante addiert sich deren zentrisch wirkende Magnetkraft nahezu auf das Doppelte und dies bei sehr kompakten Abmessungen.The load capacity or load of this magnet arrangement can be increased in the manner in which two identical ring magnets together to form a double magnet in such a way that attract the north and south pole side of the ring magnets. In this variant, their concentric magnetic force adds up to almost twice this and with very compact dimensions.
Bei der Ausführung der Erfindung werden ein oder mehrere Ringmagnete in einem Bodenteil aus Kunststoff oder einem anderen nicht magnetischen Material wie z. B. Aluminium eingelassen und verpresst, so dass die Magnetoberseite bündig nach oben hin mit der Außenform des Bodenteils abschließt.In the embodiment of the invention, one or more ring magnets in a bottom part of plastic or other non-magnetic material such. B. aluminum embedded and pressed, so that the magnetic top flush ends up with the outer shape of the bottom part.
Im weiteren Teil der Ausführung wird ein Konusmagnet, mit Südausrichtung zur schmalen Unterseite hin, in einem Oberteil, ebenfalls aus Kunststoff oder einem nichtmagnetischen Material wie z. B. Aluminium, eingelassen und mit einem Klemmstück verpresst, so dass dieser, idealer Weise, möglichst weit nach unten heraus ragt. Dies ist notwendig, um die magnetische Abschirmung durch das den Magnet umgebene Material zu minimieren. Überdies wird der Schaft der Einfassung als Zentrierung und Führung im Ringmagneten genutzt.In the further part of the embodiment is a cone magnet, with south facing towards the narrow bottom, in an upper part, also made of plastic or a non-magnetic material such. B. Aluminum, recessed and pressed with a clamping piece, so that this, ideally, as far as possible protrudes downwards. This is necessary to minimize magnetic shielding by the material surrounding the magnet. Moreover, the shank of the skirt is used as centering and guiding in the ring magnet.
Der funktionale Teil der Ausführung besteht darin, das Oberteil mit dem Konusmagneten in das Unterteil mit dem/den Ringmagnet/en einzufügen. Dabei ziehen sich diese beiden Baugruppen mit großer Kraft axial an. Das Oberteil mit dem Konusmagnet schlüpft, bedingt durch die gegenseitige Polarität, in das Unterteil mit dem/den Ringmagnet/en und bildet nun eine stabile und kompakte Vibrations- und Schwingungsdämpfereinheit mit hoher Tragkraft.The functional part of the design is to insert the top part with the cone magnet into the bottom part with the ring magnet (s). These two assemblies tighten axially with great force. Due to the mutual polarity, the upper part with the cone magnet slips into the lower part with the ring magnet (s) and now forms a stable and compact vibration and vibration damper unit with high load capacity.
Ein weiterer Teil der Erfindung besteht darin, dass diese Dämpfungsfüße, als Einheit betrachtet, in beide Richtungen, also in Druck- und Zugrichtung, belastungsstabil sind und Kräfte aufnehmen können. Das erhöht in hohem Maße die Standstabilität der darauf positionierten Geräte, da auftretende Schwankungen und eine damit verbundene Kippgefahr, wie dies beispielsweise bei schlanken und hohen Lautsprechern der Fall ist, vermieden wird.Another part of the invention is that these damping feet, considered as a unit, in both directions, ie in the compression and tension direction, are load-stable and can absorb forces. This greatly increases the stability of the devices positioned thereon, as occurring fluctuations and a risk of tipping, as is the case for example with slim and high speakers, is avoided.
Ein weiterer wesentlicher Teil der Erfindung besteht darin, dass zusätzlich ein Gegenmagnet mit Polausrichtung ”Süd” zur Haftseite hin, vorzugsweise ein sogenannter ”Topfmagnet” oder auch ”Flachgreifer”, im Unterteil eingearbeitet wird. Mit Anbringung eines solchen Gegenmagneten erreicht man, bedingt durch die gleichpolige Ausrichtung zur schmalen, nach unten gerichteten Seite des Konusmagneten hin eine deutliche Auflasterhöhung. Der Topfmagnet ist in ein metallisches Abschirmungsgehäuse eingegossen, was ihn nur in einer Richtung magnetisch voll wirken lässt. Dies erweist sich in der Anwendung als vorteilhaft, da hier der Magnetismus, welcher an der Unterseite des Dämpfungselementes nicht benötigt wird, nahezu ausgeschaltet wird.Another essential part of the invention is that in addition a counter magnet with Polausrichtung "south" to the adhesive side, preferably a so-called "pot magnet" or "flat gripper" is incorporated in the lower part. With attachment of such a counter magnet is achieved, due to the gleichpolige alignment to the narrow, downwardly directed side of the cone magnet towards a significant increase in load. The pot magnet is cast in a metallic shielding housing, which makes it look magnetic full only in one direction. This proves to be advantageous in the application, since the magnetism, which is not needed on the underside of the damping element is almost eliminated.
Ersatzweise kann zur Steigerung der Auflast anstelle eines ”Topfmagneten” auch ein sogenannter ”Scheibenmagnet” verwendet werden. Dieser hätte jedoch den Nachteil, dass er an beiden Polflächen mit gleicher Magnetkraft wirken würde, was ich auch nach außen hin bemerkbar machen würde, dort, wo man es gegebener Maßen nicht benötigt.Alternatively, a so-called "disk magnet" can be used to increase the load instead of a "pot magnet". However, this would have the disadvantage that it would act on both pole faces with the same magnetic force, which would make me noticeable to the outside, where you do not need it given dimensions.
Übergreifend zu den zuvor aufgeführten Punkten der Erfindung können auch Magnete mit umgekehrter Polausrichtung, wie vorweg beschrieben, verwendet werden. Das hat auf die Funktion keinen Einfluss. Es muss lediglich bei der Anordnung die Polarität der Magnete zueinander angepasst werden.In addition to the above points of the invention, reverse polarity magnets as described above may also be used. This has no influence on the function. It only has to be adjusted in the arrangement, the polarity of the magnets to each other.
Beschreibung detailliertDescription in detail
Die Erfindung des durch magnetische Anziehungskraft wirkenden Vibrations- und Schwingungsdämpfers besteht im Wesentlichen aus folgenden Elementen:
- a
- Bodenteil
- b
- Kopfteil
- c1/c2
- Ringmagnet/e (baugleich)
- d
- Konusmagnet
- e
- Gegenmagnet
- f
- Rutschhemmende Auflage (EPDM-Zellkautschuk nach
DIN 1629 - g
- Endanschlagdämpfung
- h
- Klemmstück
- a
- the bottom part
- b
- headboard
- c1 / c2
- Ring magnet / e (identical)
- d
- cone magnet
- e
- counter magnet
- f
- Anti-slip overlay (EPDM cellular rubber after
DIN 1629 - G
- end stop damping
- H
- clamp
Aufbau des magnetisch wirkenden Vibrations- und SchwingungsdämpfersStructure of the magnetically acting vibration and vibration damper
Der/die Ringmagnet/e [c1, c2] wird/werden in dem Bodenteil [a] eingearbeitet. Dies erfolgt mittels einer hydraulischen Presse, bei Ausdrehung mit 0,2 mm Untermaß zum Maß des/der verwendeten Magneten. Hierbei ist zu beachten, dass die Oberkante des/der Ringmagneten mit der Oberkante des Bodenteils [a] bündig abschließt.The ring magnet (s) [c1, c2] is / are incorporated in the bottom part [a]. This is done by means of a hydraulic press, when rotated with 0.2 mm undersize to measure the / the magnet used. It should be noted that the upper edge of the ring magnet (s) is flush with the upper edge of the bottom part [a].
Der Gegenmagnet [e] zur Auflaststeigerung wird in die bodenseitige Ausdrehung des Bodenteils [a] eingearbeitet. Dies erfolgt ebenfalls mittels einer hydraulischen Presse, bei Ausdrehung mit 0,2 mm Untermaß zum Maß des/der verwendeten Magneten [c1, c2]. Hierbei ist zu beachten, dass die Unterseite des Topfmagneten [e] mit der Unterseite des Bodenteils [a] bündig abschließt.The counter magnet [e] to increase the load is incorporated in the bottom-side recess of the bottom part [a]. This is likewise done by means of a hydraulic press, with a clearance of 0.2 mm undersize to the extent of the magnet (s) used [c1, c2]. It should be noted that the underside of the pot magnet [e] is flush with the underside of the bottom part [a].
Im Kopfteil [b] wird der Konusmagnet [d] spielfrei eingearbeitet. Dies erfolgt mittels einer passgenauen Ausdrehung, welche nach vorne hin einen kleinen, mit einer Schräge versehenen Bund, als Anschlag aufweist, so dass der Konusmagnet [d] beim Verpressen mit dem Klemmstück [h] in seiner Endlage fest fixiert werden kann. Dies erfolgt mittels einer hydraulischen Presse, bei Ausdrehung mit 0,2 mm Untermaß zum Maß des Klemmstückes [h]. Im Klemmstück [h] ist eine Gewindebohrung für eine Befestigungsschraube integriert. Hierbei ist zu beachten, dass die Oberkante des Klemmstückes [h] mit der Oberkante des Kopfteils [b] bündig abschließt.In the head part [b] the conical magnet [d] is incorporated without backlash. This is done by means of a precisely fitting turn, which towards the front has a small, provided with a bevel collar, as a stop, so that the cone magnet [d] can be firmly fixed during pressing with the clamping piece [h] in its final position. This is done by means of a hydraulic press, with a minimum of 0.2 mm undersize to the extent of the clamping piece [h]. A threaded hole for a fixing screw is integrated in the clamping piece [h]. It should be noted that the upper edge of the clamping piece [h] is flush with the upper edge of the head part [b].
Zusammenbau des magnetisch wirkenden Vibrations- und SchwingungsdämpfersAssembly of the magnetically acting vibration and vibration damper
Beim Zusammenbau des magnetisch wirkenden Vibrations- und Schwingungsdämpfers wird das Kopfteil [b] mit dem eingepressten Konusmagnet [d] in das Bodenteil [a], in dem der/die Ringmagnete [c1, c2], sowie je nach Bauart auch ein Gegenmagnet [e] eingepresst sind, eingesteckt. Hierbei ziehen sich beide Bauteile zusammen und ergeben somit eine funktionsfähige Dämpfungseinheit. Zur Rutschhemmung werden sowohl an der Unterseite des Bodenteils [a], als auch an der Oberseite des Kopfteils [b] Moosgummiauflagen [f] mit einer Dicke von 2–3 mm aufgeklebt. Im Bodenteil [a] wird zur Dämpfung des Endanschlags ein gut 010 mm großes Mossgummistück [g] eingeklebt.When assembling the magnetically acting vibration and vibration damper, the head part [b] with the pressed-in cone magnet [d] in the bottom part [a], in which the ring magnet [c1, c2], and depending on the design also a counter magnet [e] are pressed, plugged. Here, both components pull together and thus provide a functioning damping unit. For slip resistance, foam rubber pads [f] with a thickness of 2-3 mm are glued both to the underside of the bottom part [a] and to the top of the head part [b]. In the bottom part [a], a rubber 010 mm piece [g] is glued in to damp the end stop.
Funktion des magnetisch wirkenden Vibrations- und SchwingungsdämpfersFunction of the magnetically acting vibration and vibration damper
Das Kopfteil [a] mit dem eingesetzten Konusmagnet [d] positioniert sich im Bodenteil [b] mit dem/den darin eingesetzten Ringmagnet/en [c1, c2] in axialer Ausrichtung, bedingt durch deren gegenseitiger magnetischer Polarität. In dieser magnetisch fixierten Position ist es möglich, axiale Kräfte in beiden Wirkrichtungen aufzunehmen und dabei sehr effizient Schwingungen und Vibrationen zu absorbieren. Je nach Auflast taucht der Konusmagnet [d] in den/die Ringmagnet/en [c1, c2] hinein, bis zum Endanschlag [g]. Dieser begrenzt auch gleichzeitig die Eintauchtiefe, was auch gleichzeitig der maximalen Belastung entspricht.The head part [a] with the inserted cone magnet [d] is positioned in the bottom part [b] with the ring magnet (s) [c1, c2] inserted therein in axial alignment, due to their mutual magnetic polarity. In this magnetically fixed position, it is possible to absorb axial forces in both directions of action and to absorb vibrations and vibrations very efficiently. Depending on the load, the cone magnet [d] dips into the ring magnet (s) [c1, c2] up to the end stop [g]. This also limits the immersion depth, which also corresponds to the maximum load at the same time.
Die maximale Belastung kann je nach Magnetstärke- und Größe variieren. Ein bodenseitig eingelassener Gegenmagnet [e] erhöht die mögliche Auflast.The maximum load may vary depending on magnet strength and size. A counter-magnet [e] inserted on the bottom side increases the possible ballast load.
Die magnetischen Vibrations- und Schwingungsdämpfer können, je nach Anwendungsfall, in beliebiger Anzahl verbaut werden, was letztlich dazu führt, dass die mögliche Gesamtauflastung deutlich erhöht werden kann. Für einen sicheren Stand sollten mindestens drei Dämpfungsfüße verwendet werden. Es können darüber hinaus auch 4er, 6er oder 8er Anordnungen gewählt werden.The magnetic vibration and vibration dampers can, depending on the application, be installed in any number, which ultimately leads to the possible total load can be significantly increased. For a safe footing at least three damping feet should be used. It is also possible to choose 4, 6 or 8 arrangements.
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