DE3500398A1 - FLUID VIBRATION INSULATION - Google Patents
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Description
Fluid-SchwingungsisolierungFluid vibration isolation
Die Erfindung betrifft im allgemeinen die Fluid-Schwingungsisolierung und insbesondere eine. Fluid-Schwingungsisolierungsvorrichtung und Fluid-Schwingungsisolierungstechniken, die durch ein sehr geringes Übertragungsvermögen und große Dämpfung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung gekennzeichnet sind, wobei sie eine relativ kostengünstige kompakte Bauweise haben.The invention relates generally to fluid vibration isolation and especially one. Fluid vibration isolation device and fluid vibration isolation techniques, characterized by a very low transmission capacity and great damping in both the axial and radial directions are, and they have a relatively inexpensive compact design.
Die Erfindung stellt eine Verbesserung des Fluid-Schwingungs-Isolierungssystems dar, wie es aus der US-PS 4 057 212 bekannt ist. Diese Patentschrift offenbart ein Fluid-Schwingungs-Isolierungssystem mit einer Kammer, die ein Fluid sowohl im flüssigen als auch im dampfförmigen Zustand enthält. Eine Heizeinrichtung erwärmt wahlweise die Flüssigkeit, um die Fluidmenge im dampfförmigen Zustand zu erhöhen und dadurch den Druck in der Kammer. Ein Höhenfühler betätigt einen Schalter, um die der Heizeinrichtung zugeführte Energie zu regeln, damit die Höhe der auf der Kammer getragenen Last aufrecht erhalten wird. Wenn der Dampfdruck in der Kammer zunimmt, dehnt sich die Kammer aus, um die Last auf eine vorbestimmte Höhe anzuheben.The invention provides an improvement to the fluid vibration isolation system as is known from US Pat. No. 4,057,212. This patent specification discloses a fluid vibration isolation system with a chamber containing a fluid in both liquid and vapor states. One Heater selectively heats the liquid to increase the amount of fluid in the vapor state and thereby the pressure in the chamber. An altitude sensor actuates a switch to that of the heating device to regulate supplied energy so that the level of the load carried on the chamber is maintained. As the vapor pressure in the chamber increases, the chamber expands to accommodate the load to a predetermined level to raise.
Eine wesentliche Zielsetzung der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Fluid-Schwingungsisolierung zu schaffen.An essential object of the invention is to provide improved fluid vibration isolation to accomplish.
Ira Rahmen der Erfindung ist eine geschlossene Kammereinrichtung vorgesehen, um ein Fluid sowohl im dampfförmigen als auch im flüssigen Zustand einzuschließen. Vorzugsweise weist die geschlossene Kammereinrichtung ein Gehäuse aus einem relativ steifen Material auf, wie aus Metall oder einem thermoplastischen Hochtemperatur-Kunststoff, welches bei mVorliegen von inneren Dampfdruckänderungen im wesentlichen volumenkonstant und in Bezug auf das innere zweiphasige Fluid widerstandsfähig ist. Die geschlossene Kammereinrichtung weist auch eine Laststützeinrichtung zur Aufnahme eines Last-Tragteils auf. Die Laststützeinrichtung ist mit dem Gehäuse über eine flexible Membraneinrichtung fluiddicht gekoppelt. Diese Membraneinrichtung ermöglicht sowohl eine winkelmäßige als auch geradlinige bzw. verschiebende Ablenkung der Laststützeinrichtung gegenüber einer normalerweise vertikalen Achse in alle azimutalen Richtungen. Die Laststützeinrichtung kann somit als ein Pendel arbeiten, welches einen verschiebbaren Drehpunkt aufweist. Eine Laststützplattform zum Tragen einer Last, wie z.B. ein Werktisch, ist vorgesehen und weist ein herabhängendes Lasttragteil auf, welches in der Laststützeinrichtung sitzt. Vorzugsweise weist die Laststützplattform auch herabhängende Verschlußmittel auf, um den elektromagnetischen Energiefluß zwischen einer elektromagnetischen Energiequelle und einer photoelektrischen Wandlereinrichtung zu ändern, damit die der Heizeinrichtung in der geschlossenen Kammereinrichtung zugeführte, elektrische Energie wahlweise so gesteuert werden kann, daß die Laststützplattform auf einer vorbestimmten Höhe gehalten wird.Within the scope of the invention, a closed chamber device is provided to both a fluid to be included in the vapor as well as in the liquid state. The closed chamber device preferably has a housing made of a relatively rigid material on, such as made of metal or a thermoplastic high-temperature plastic, which in the presence of internal vapor pressure changes substantially constant in volume and with respect to the internal two-phase fluid is resilient. The closed chamber device also has a load support device for receiving it a load-bearing part. The load support device is connected to the housing via a flexible membrane device coupled fluid-tight. This membrane device allows both an angular as also rectilinear or shifting deflection of the load support device compared to a normal one vertical axis in all azimuthal directions. The load support device can thus work as a pendulum, which has a movable pivot point. A load support platform for carrying a load, such as a work table, is provided and has a depending load bearing member which is in the Load support device is seated. Preferably, the load support platform also has depending locking means on to the electromagnetic energy flow between an electromagnetic energy source and a photoelectric conversion device to change that of the heating device in the closed Electrical energy supplied to the chamber device can optionally be controlled so that the load support platform is maintained at a predetermined level.
Viele andere Merkmale, Zielsetzungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, wenn diese zusammen mit den Zeichnungen gelesenMany other features, objects, and advantages of the invention will become apparent from the following description, when read together with the drawings
wird.
5will.
5
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below using an exemplary embodiment with reference to the drawings explained in more detail. It shows
I^ Fig. 1 eine Schnittdarstellung in Richtung eines Durchmessers einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, undI ^ Fig. 1 is a sectional view in the direction of a Diameter of a preferred embodiment according to the invention, and
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Isoliereigenschaften der Ausführungsform gemäß Fig. 1.Fig. 2 is a graph showing the insulating properties the embodiment according to FIG. 1.
Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung längs eines Durchmessers. Wegen der Zylindersymmetrie stellt diese Ansicht in angemessener Weise diese Ausführungsform nach der Erfindung dar. Der Isolator 11 ist mit einer Grundkonstruktion 12 mittels Mutter-Bolzeneinrichtungen 13 verschraubt, wobei normalerweise sechs davon ausreichen. Der obere Teil 14 einer Last, wie ein Werktisch, ruht auf dem schwingungsisolierten, abgestützten Teil 15, einer Laststütz-Plattform, und erfährt eine wesentliche Schwingungsisolierung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung.Fig. 1 shows a sectional view of a preferred embodiment according to the invention along a Diameter. Because of the cylindrical symmetry, this view appropriately simulates this embodiment of the invention. The insulator 11 is provided with a basic structure 12 by means of nut-bolt devices 13 screwed, six of which are usually sufficient. The upper part 14 of a load, like a workbench, rests on the vibration-isolated, supported part 15, a load support platform, and experiences a substantial vibration isolation in both axial and radial directions.
Ein umgekehrtes, blumentopfförmiges Tragteil 16 umfaßt ein Gehäuse mit einer Grundplatte 17, die fluiddicht mit Mitteln, wie z.B. einem O-Ring 21A fluiddicht abgedichtet ist. Ein mittleres Laststützteil 21 ist mit einer abgeschrägten Ausnehmung 22 zur Aufnahme eines Schaftes 23, einem Lasttragteil,An inverted, flower pot-shaped support member 16 comprises a housing having a base plate 17 which is fluid tight by means such as an O-ring 21A is sealed fluid-tight. A middle load support part 21 is provided with a beveled recess 22 for receiving a shaft 23, a load bearing part,
BAD ORiOBAD ORiO
•Υ-• Υ-
* ausgebildet, welches in der Mitte an der Unterseite des abgestützten Teils 15 befestigt ist. Eine flexible Membran 24 koppelt das Laststützteil 21 mit dem Tragteil 16 fluiddicht, um die fluiddichte geschlossene Kammer zu vervollständigen, wobei sowohl eine winkelmäßige als auch eine geradlinige bzw. verschiebende Auslenkung des Teils 21 möglich ist.* formed, which is in the middle at the bottom of the supported part 15 is attached. A flexible membrane 24 couples the load support part 21 to the support part 16 fluid-tight to complete the fluid-tight closed chamber, both an angular as well as a straight or shifting deflection of the part 21 is possible.
Eine Hülse, die sich mit Paßsitz auf dem Teil 21 befindet und mit dem Teil 21 verbunden ist, befestigt die Innenkante der Membran 24 an dem Teil 21. Die Außenkante der Membran 24 ist zwischen dem Klemmring 26 und einem herabhängenden Hand des Tragteils 16 mit einem O-Ring 28 eingeklemmt, um eine fluiddichte Abdichtung zwischen ihnen zu schaffen.Bolzen 27, typischerweise sechs davon, befestigen in Sackbohrungen den Ring 26 an dem Tragteil 16.A sleeve which is a snug fit on the part 21 and is connected to the part 21 is attached the inner edge of the membrane 24 on the part 21. The outer edge of the membrane 24 is between the clamping ring 26 and a depending hand of the support member 16 clamped with an O-ring 28 to ensure a fluid-tight Create a seal between them. Bolts 27, typically six of them fasten the ring 26 to the support part 16 in blind bores.
Das abgestützte Teil 15 trägt einen herabhängenden Holzen 23, der ein abgerundetes Ende aufweist und in dem abgerundeten Boden der abgeschrägten Ausnehmung ruht. Die Querschnittsfläche des Bolzens 23 ist etwas kleiner als diejenige der Ausnehmung 22 an deren Boden, die kleiner als diejenige am oberen Ende ist. Der Bolzen 23 kann sich frei in dem offenen Bereich, der die Bohrung 29 oben umfaßt, bewegen, so daß er sich frei um sein unteres Ende verschwenken kann. Die Oberfläche 30 wirkt als Anschlag im Falle eines starken Stoßes.The supported part 15 carries a depending timber 23 which has a rounded end and in the rounded bottom of the beveled recess rests. The cross-sectional area of the bolt 23 is somewhat smaller than that of the recess 22 at its bottom, which is smaller than that at the upper end. Of the Bolt 23 can move freely in the open area, which includes the bore 29 at the top, so that it can can pivot freely around its lower end. The surface 30 acts as a stop in the event of a strong shock.
Das abgestützte Teil 15 kann auch ein herabhängendes, stangenförmiges, mit der Schraube 32 befestigtes Verschlußelement 31 aufweisen, damit die Photozelle wahlweise durch eine elektromagnetische Quelle (diese ist in Fig. 1 nicht dargestellt) beleuchtet werden kann,The supported part 15 can also be a depending, rod-shaped, fastened with the screw 32 Have closure element 31 so that the photocell selectively by an electromagnetic source (this is not shown in Fig. 1) can be illuminated,
BADBATH
wenn das abgestützte Teil 15 unter eine vorbestimmte Höhe absinkt. Die Photozelle 33 gibt dann über eine Leitung 34 ein Schaltsignal ab, welches bewirkt, daß die Heizwiderstände 35 oberhalb der Grundplatte 17 elektrische Energie erhalten, welche den flüssigen Anteil 36 des Fluids innerhalb der geschlossenen Kammer erwärmt. Dieses Erwärmen erhöht den Dampfdruck undbewirkt, daß sich das Laststützteil 21 nach oben bewegt, bis das Verschlußelement 31 den Fluß infraroter Strahlungsenergie zu der Photozelle 33 unterbricht, wodurch ein Abschalten der Widerstände 35 im wesentlichen in der Weise bewirkt wird, wie es in der US-PS 4 057 212 beschrieben ist.when the supported part 15 drops below a predetermined height. The photocell 33 then gives a Line 34 from a switching signal which causes the heating resistors 35 above the base plate 17 receive electrical energy, which the liquid Part 36 of the fluid is heated within the closed chamber. This heating increases the vapor pressure and causes that the load support member 21 moves upward until the closure member 31 infra red the flow Radiant energy to the photocell 33 is interrupted, as a result of which the resistors 35 is effected essentially in the manner described in U.S. Patent 4,057,212.
Bei einer typischen Anwendung der Erfindung kann der obere Teil eines Tisches vier Stützen in der in Fig. 1 gezeigten Art aufweisen, die den oberen Teil des Tisches an vier Ecken abstützen. Vorzugsweise steuert die verschlußgesteuerte photoelektrische An-Ordnung einer· der zwei rückwärtigen Stützen die Widerstände in beiden rückwärtigen Stützen gemäß der bekannten Technik, daß drei Punkte die Lage einer ebenen Oberfläche bestimmen. Ein ODER-Schaltkreis kann zwei oder vier Glieder enthalten, so daß der Berührungspunkt am niedrigsten der zwei Punkte liegt. Der ODER-Schaltkreis ermöglicht jedem Schalter, der ein Absenken bei der zugeordenten Ecke unterhalb der normalen Höhe feststellt, eine Erwärmung in beiden Isolatoren zu bewirken, bis der Betätigungsschalter anzeigt, daß dieIn a typical application of the invention, the top of a table can have four supports in the manner shown in FIG Fig. 1 have the type shown, which support the upper part of the table at four corners. Preferably the shutter-controlled photoelectric arrangement of one of the two rear supports controls the resistors in both rear supports according to the known technique that three points indicate the position of a flat Determine the surface. An OR circuit can contain two or four gates, so that the point of contact is the lowest of the two points. The OR circuit allows each switch to lower the determines the assigned corner below the normal height to cause heating in both insulators, until the control switch indicates that the
OQ normale Höhe erreicht worden ist.OQ normal height has been reached.
Die Erfindung weist eine Anzahl von Merkmalen und Vorteilen auf. Sie schafft eine sehr gute Isolierung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung. Das oR Laststützteil 21 umfaßt ein Pendel mit einem Schwenkpunkt,The invention has a number of features and advantages. It creates very good insulation both in the axial and in the radial direction. The o R load support part 21 comprises a pendulum with a pivot point,
BADBATH
den die flexible Membran 24 in alle azimutalen Richtungen umsetzen bzw. übersetzen kann. Als Ergebnis hiervon weist das Pendel eine niedrigere Resonanzfrequenz bei gegebener Länge als ein Pendel mit festem Punkt auf. Wenn das untere Ende des Teils 21 in dem flüssigen Anteil 36 des eingeschlossenen Fluids ruht, wie es dargestellt ist, so wird hierdurch eine zusätzliche, radiale Dämpfung erhalten. Es wird davon ausgegangen, daß die axiale Bewegung des Teils 21 und der Membran 24 eine isotherme Kompression und Entspannung des Dampfanteils der eingeschlossenen Flüssigkeit bewirkt, um beträchtliche Energie zu verbrauchen, wenn Änderungen zwischen dem dampfförmigen und dem flüssigen Zustand durchgeführt werden, wodurch eine starke Dämpfung in axialer Richtung erhalten wird.the flexible membrane 24 in all azimuthal directions can implement or translate. As a result, the pendulum has a lower resonance frequency for a given length as a pendulum with a fixed point. When the lower end of the part 21 is in the liquid Part 36 of the enclosed fluid is at rest, as shown, so this is an additional, get radial damping. It is assumed that the axial movement of the part 21 and the diaphragm 24 causes isothermal compression and relaxation of the vapor portion of the enclosed liquid, to consume considerable energy when making changes between the vapor and the liquid State can be performed, whereby a strong damping in the axial direction is obtained.
Es wird auf die Fig. 2 Bezug genommen, die eine graphische Darstellung des Durchlässigkeitsvermögens als Funktion der Frequenz bei der Ausführungsform gemäß pig. 1 zeigt bei einer Anregungsgeschwindigkeit von 7,62 mm/sec bei Resonanz. Es wird darauf hingewiesen, daß diese kompakte Konstruktion durch eine Resonanz wesentlich unterhalb von 1,0 Hz gekennzeichnet ist, die außerordentlich breit ist und eine sehr geringe Rfcsonanzverstärkung wegen der starken, vorhergehend erörterten Dämpfungseigenschaften aufweist.Reference is made to Figure 2 which is a graph of permeability as a function of the frequency in the embodiment according to pig. 1 shows at an excitation speed of 7.62 mm / sec at resonance. It should be noted that this compact construction is due to a resonance is characterized significantly below 1.0 Hz, which is extraordinarily wide and very low RF sonance amplification because of the strong, previous has discussed damping properties.
Viele spezifische Werkstoffe können bei der Umsetzung der Erfindung verwendet werden. Die festen Strukturelemente können aus Metall oder Hartkunststoff, wie z.B. Noryl GFN 3 hergestellt werden. Das in der Kammer eingeschlossene verdampfbare Fluid kann beispielsweise Dichlortetrafluoräthan sein. Der photoelektrische Schalter kann ein Infrarot-Leuchtdiode-Phototransistor-Schalter sein. Die WiderständeMany specific materials can be used in practicing the invention. The firm ones Structural elements can be made of metal or hard plastic, such as Noryl GFN 3. The vaporizable fluid enclosed in the chamber can be, for example, dichlorotetrafluoroethane. Of the Photoelectric switch can be an infrared light emitting diode phototransistor switch be. The resistances
OBiGlNALOBiGlNAL
können übliche Widerstände von 10 Watt sein. Eine tatsächliche Ausführungsform der Erfindung umfaßt Tragteile und abgestützte Teile mit einer Höhe von weniger als 10,16 cm und einem Durchmesser von weniger als 20,32 cm.can be the usual resistances of 10 watts. An actual embodiment of the invention comprises Supporting parts and supported parts less than four inches high and less than four inches in diameter than 8 inches.
Es ist offensichtlich, daß der Fachmann eine Vielzahl von Verwendungen findet und Abwandlungen und Abänderungen der hier beschriebenen, spezifisehen Ausführungsformen vornehmen kann, ohne von dem Gedanken der Erfindung abzuweichen. Infolgedessen soll die Erfindung jedes neue Merkmal und jede neue Kombination der Merkmale umfassen, die die hier geoffenbarte Vorrichtung und Techniken aufweisen oder die bei ihnen zutage treten und lediglich durch den Gedanken und Bereich der Ansprüche begrenzt sein.Obviously, those skilled in the art will find a variety of uses and modifications and make changes to the specific embodiments described herein without departing from to deviate from the idea of the invention. As a result, the invention is intended to each new feature and encompass any new combination of the features embodied in the apparatus and techniques disclosed herein or that come to light in them and only through the thought and realm of claims be limited.
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