DE7214424U - Schwingungsunterdrückender Tisch - Google Patents

Description

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Linkkonto: Commerzbank AG, Hagen Sparkasse Hagen 100 012 Postscheckkonto: Dortmund 5989 Telegramme: Patentköchling Hagenwestf

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Untergestell montiert ist, und im v/eiteren Dämpfungsmittel für die federnde Masse aufweisen. Alle oder wenigstens ein Teil der Resonanzfrequenzen der federnden Gesamtmasse liegen dann ausserhalh des Bereiches der vorherrschenden äusseren Schwingungen.

Die von äusseren Quellen herrührenden Schwingungen können jedoch von sehr unterschiedlichem Charakter sein. Für eine wirksame Schwingungsdämpfung sollte die Anordnung eine niedrige Resonanzfrequenz haben, welche so weit wie möglich vom Bereich der vorherrschenden äusseren Schwingungen entfernt sein sollte. Ein solcher hochelastischer Support weist jedoch den Nachteil auf, dass die Anordnung im Falls von Einrichtungen, welche während ihres Gebrauches bedient oder berührt werden müssen, zu unstabil wird, so dass die Oberfläche der diese Einrichtungen tragenden Auflagen nicht mehr horizontal bleibt, was oft sehr nachteilig ist, beispielsweise bei einer Waage. Ausserdem benötigt ein«. Anordnung mit sehr tiefen Resonanzfrequenzen, sobald sie einmal in Bewegung versetzt ist, eine sehr lange Zeit, bis sie wieder still steht.

Die Erfindung sieht einen schwingungsunterdruckenden Tisch vor, welcher die Nachteile der bekannten Tische nicht aufweist. Dieser erfindungsgemässe Tisch weist ausgezeichnete Schwingungs- und Stossdämpfungseigenschaften auf.

Zu diesem Zweck ist der eingangs erwähnte Tisch mit einer Anzahl Schraubenfedern versehen, die in den Ecken eines Vielecks angeordnet sind, wobei die Höhe der tragenden Enden dieser Federn einstellbar ist, und ihr elastisches Zentrum im wesentlichen mit dem Schwerpunkt der Masse zusammenfällt.

Auf diese Weise wird erreicht, dass alle Resonanzfrequenzen niedrig bleiben und dass auch die Rotationsfrequenzen nicht holier als die Frequenzen der Vertikalschwingungen sind. Ausserdem werden die verschiedenen Schwingungsarten

t der Masse nicht miteinander gekoppelt, so dass horizontale und vertikale Schwingungen, welche möglicherweise auf ι diese Masse übertragen werden, keinen wesentlichen Einfluss '< auf die horizontale Lage der Tragplatte haben. [

Im weiteren kann dieser Tisch mit Arretiermitteln versehen werden, um die Masse in bezug auf das Untergestell quer zur Vertikalachse der Masse zu arretieren, insbesondere in der Horizontalebene, welche im wesentlichen durch das elastische Zentrum der Federn und den Schwerpunkt der Masse hindurchführt.

Auf diese Weise wird erreicht, dass in dei arretierten ₍ Stellung das auf der Platte aufliegende Instrument ohne weiteres bedient werden kann, da ja dann die Masse nicht bewegt wird. Als Folge dieser symmetrischen Arretierung und der günstigen Anordnung der Arretierpunkte in bezug auf das elastische Zentrum ergibt sich, dass die Masse in jeder beliebigen Lage arretiert werden kann, ohne dass die Stellung oder Orientierung dieser Masse verändert wird, oder dass die Masse sich nach Lösen der Arretiermittel bewegt.

Diese Arretiermittel sind zweckmassigerweise hydraulisch betätigt und können als eine Einheit konstruiert sein_f so dass Temperatureinflüsse vernachlässigbar klein sind. Eine solche Einheit kann leicht montiert und demontiert werden, und auch die Entfernung der Luft ist einfach=

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Der erfindu gsgemässe Tisch ist zweckmässigerweise mit reibungslosen Flüssigkeitsdämpfern zur raschen Abschwächung von unerwünschten Bewegungen versehen. Zusammen mit Stahlfeaern können solche Dämpfer eine rasche Rückkehr der Tragplatte in ihre Ausgangsstellung bewirken, was bei Apparaten, die für Abweichungen von der Horizontallage empfindlich sind, sehr wichtig ist. Die Dämpfung kann durch geeignete Wahl der Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit den jeweiligen Bedingungen angepasst werden.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Tisches ist in der beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischc?n Querschnitt durch den Tisch,

:"■"". 2A und B vereinfachte Darstellungen der Maisse und der Fede~n eines solchen Tisches unte~ zwei verschieder η Bedingungen,

Fig. 3 eine Aufs cht, teilweise im Schnitt längs der Linie III-TIT in Fig. 4, eines Teils des Tisches, und

Fig. 4 ein- ; Schnitt längs der Linie JV-iv in Fig. 3.

Der schematisch ii. ?ig. 1 dargestellte Tisch umfasst e ler· R hmen mit Beinen 1 und -iire Tischplat .a 2. In einer Oeffnung derselben ist eine relativ schwere lasse 3 im Rahmen mittels ΐ dem 4 gelagert·- der Raniu-ar. bildet mit den Beinen eine starre, nicht deformierbare Einne t Eine 'iragplatte 5 ist sti :r mit der i-lrsse 3 verbunden.

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Fig. 2A zeigt eine vereinfachte Darstellung der Masse .3 und der Federn 4. Die Masse weist einen Schwerpunkt 6 auf, welcher mit dem elastischen Mittelpunkt 7 aller Federn zusammenfällt oder in seiner unmittelbaren Nachbarschaft liegt. Eine horizontale oder vertikale Schwingung des Bodens wird auf die Federn überfragen, so dass die Lagerung dieser Federn in horizontaler und vertikaler Richtung mit Amplituden A bzw. V zu schwingen beginnt. Diese Schwingungen werden durch die Uebertragunr die Masse 3 wesentlich abgeschwächt; die Amplituden ii„ r Schwingungen sind mit h und ν bezeichnet. Da der Schwerpunkt 6 im wesentlichen mit dem elastischen Mittelpunkt 7 der Federn übereinstimmt, sind diese Bewegungen nicht oder kaum von Neigungsbewegungen der Masse 3 begleitet. Auch aus diesem Grunde genügt der Tisch äusserst strergen Anordnungen, wie aus weitgehenden ■ansuchen ermittelt wurde.

Aus Fig- 2B ergibt sich, dass die Masse aufgrund eines Neigungsmomentec M, verursacht durch beispielsweise el e asymmetrische Belastung rier Tragplatte 5, eine Schrägstellung einnimmt, v.^Tobei der Drehpunkt für die Bewegung derjenige ist, in welchem der Schwerpunkt und der elastische Mittelpunkt zusammenfallen. Der Schwerpunkt wandert somit nicht. Scbamatisch dargestellte Arretiermittel 9 sind auf derselben Höhe /ie dieser gemeinsame Punkt angeordnet, so dass unter diesen Umständen tich kein Unterschied im Spiel zwischen diesen Mitteln 9 und der blasse 3 ergibt. Diese Arretiermittel wixken daher unbeachtet der eingenommenen Lage der Masse 3 gleichzeitig auf diese Masse ein, so dass sich die eingenommene Lage der Masse bei der Arretierung nicht ändert und auch beim Lösen dieser Arretiermittel erhalten blexbt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der wesentlichsten Teile des Schwingungsunterdrückenden Tisches ist in den Fig. 3 und ·^Α dargestellt. Zwei Längsträger 10 und zwei Querträger 11 des Rahmens sind darin rargestellt, beide aus U-Profilen,

wie aus Fig. 4 ersichtlich. Diese Träger umgeben eine rechteckige üoffnung 12, innerhalb welcher sich der obere Teil der Masse 3 befindet. An den Stegen dieser Träner sind die drei Schraubenfedern 4 angebracht, wie klar aus Fig. 4 ersichtlich, welche gemäss Fig. 3 in den Ecken eines gleichseitigen Dreieckes angebracht sind. In den Ecken eines Dreiecks mit denselben Abmessungen, welche symmetrisch zwischen denjenigen des ersten Dreiecks angeordnet sind, sind drei Dämpfer 13 an den Stegen der Träger 10 und 11 montiert.

Das obere Ende der Schraubenfedern 4 und der Dämpfer 13 wirken auf einen oberen Teil 14 der Masse 3, welcher mit der eigentlichen Masse 3 über ein Zwischenstück 15 verbunden ist. Das obere Ende jeder Feder umfasst einen Federtopf 16, der am Gewindeteil eines Zapfens 17 angebracht ist, welcher sich nach oben durch eine Oeffnung im oberen Teil 14 der Masse erstreckt und diesen oberen Teil mittels einer Schulter 18 trägt. Durch Verdrehung des Zapfens 17 kann der obere Teix 14, von welchem das zu lagernde Instrument getragen wird, in eine horizontale Lage gebracht werden, und bei gleichzeitiger Verdrehung der Zapfen 17 der drei Schraubenfedern kann die gesamte Masse höher oder niedriger gelagert werden.

Die Dämpfer 13 weisen je einen zylindrischen Becher auf, in welchem sich eine hochviskose Dämpfungsflüssigkeit befindet, in die ein Dämpfungskörper 19 eingetaucht ist. Dieser Körper ist an der unteren Seite des oberen Teils der Masse angebracht und v^ist gegenüber der Wand des Bechers etwas Spiel auf. Durch Bewegung des Dämpfungskörpers Iy in bezug auf den Becher wird die Flüssigkeit verdrängt und der dabex in ihr entstehende Druck bewirkt einen Dämpfungseffekt. Der Dämpfungsgrad kann den jeweiligen Bedingungen durch geeignete Wahl der Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit angepasst werden. Ein solcher Dämpfer

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ist einfach im Aufbau und kann leicht gefüllt werden. ,

An der Oberseite des oberen Teils 14 in der Masse sind vier Lagerböcke 20 angebracht, auf denen die Platte 5 mittels Schrauben 21 montiert werden kann. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann ein zusätzliches Tischblatt 2¹ über der Oeffnung 12 angeordnet sein, welches mit Oeffnungen für die Federstifte 17 und die Lagerböcke 20 versehen ist. Damit kann eine Verschmutzung der darunterliegenden Teile der Masse vermieden werden. Der obere Teil 14 der Masse weist einen zylindrischen mittleren Hohlraum 22 sowie drei Querbohrungen 23 auf, deren Achse unter sich Winkel von 120 einschliessen. In zwei dieser Bohrungen 23 befinden sich Tragarme 24, | welche je unter einer der an den Längsträgern 10 angebrachten · Federn 4 angeordnet sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich. In j der dritten Bohrung befindet sich ein Arm 25, der in ' gleicher Weise am einen Querträger 11 angebracht ist. Der i Arm 25 weist eine Axialbohrung 26 auf, die an ihrem inneren ' Ende erweitert ist. In diesem Ende befindet sich ein Kolben 27, der mittels einer Schraubenfeder 28 oder einem Satz Tellerfedern mit einer Kolbenstange 29 verbunden ist. Mittels einer Sackmembrano 30 ist dieser Kolben 27 gegenüber der ihn umgebenden Wand der Bohrung abgedichtet.

In der Mitte des Hohlraumes 22 befindet sich ein zylindrischer

Körper 31, mit einem geschlossenen Boden und einem wegnehmbarai Deckel 32. Der Innenraum dieses Körpers ist nahezu vollständig von einem Einsatz 33 ausgefüllt, der einen engen ί Durchgang 34 zwischen seiner oberen Umfangswand und der Innenwand des Körpers belässt. Im Deckel 32 befindet sich eine mit dem Durchgang 34 verbundene Oeffnung 35, die durch einen Gewindezapfen verschlossen werden kann. Die Arme 24 und 25 sind am Körper 31 angebracht, so dass dieser unbeweglich mit dem Rahmen verbunden ist, wobei die Bohrungen 22 und 23 genügend weit sind, um eine Schv:ingungsbewegung der Masse 3 und der mit ihr verbundenen Teile 14 und 15 zu ermöglic.

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In der Seitenwand des Körpers 31 ist eine Oeffnung 36 angebracht, dia dem Arm 25 gegenüberliegt und mit dem Durchgang 34 verbunden ist. Aehnliche Oeffnungen 3 7 sind symmetrisch zwischen den Armen 24 und 25 angebracht. Um diese Oeffnungen herum sina Flansche 38 an der Aussenwand des Körpers 31 angebracht, in denen sich Kolben 39 bewegen, wobei jeder Kolben mit dem entsprechenden Flansch über eine Sackmembrane 40 verbunden ist. Der Durchgang 34 wird mit einem geeigneten OeI gefüllt, so dass beim Einschieben der Kolbenstange 29 der vom Kolben 27 bzw. der Membrane 30 ausgeübte Druck gleichmässig auf die drei Kolben 39 verteilt wird. Da der antreibende Kolben 27 und die angetriebenen Kolben 39 in der Nähe des unteren Endes des Durchganges 34 angeordnet sind, ist eine vollständige Entlüftung möglich, und ausserdem verhindert die Verwendung der Sackmembranen 30 und 40 das Ausfliessen von OeI oder das Eindringen von Luft vollständig. Die Kolben 39 haben

keinen metallischen Kontakt mit den entsprechenden Zylindern und können sich praktisch reibungsfrei bewegen.

Mittels eines Nockens 41 ist die Kolbenstange 29 mit einem Handhebel 42 verbunden, der in zwei stabilen Lagen mittels einer nicht dargestellten Schnappfeder gehalten wird. Bei Betätigung eines Handhebels wird die Kolbenstange 29 nach innen geschoben und die Feder 28 komprimiert, wodurch sich die Federkraft mittels des Kolbens 27 auf das OeI und anschliessend auf die Kolben 39 überträgt.

Jeder der Kolben 39 ist am Deckel 32 des Körpers 31 mittels eines Federblattes 43 angebracht. In einer Vertiefung jedes Kolbens 39 befindet sich eine Kugel 44, die durch eine Oeffnung im Federblatt 43 geringfügig hindurchreicht; auf diese Weise verbleibt sie innerhalb des Kolbens. Jeder Kugel 44 liegt ein Anschlagstift 45 gegenüber, der in eine Gewindebohrung im oberen Teil 14 der Masse eingeschraubt ist. Er kann in dieser Bohrung blockiert werden.

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Nach dem Beladen der Platte 5 werden die Stifte 17 verdreht, bis sich die Platte 5 wieder in der horizontalen Lage und in der richtigen Höhe über der Tischplatte 2 befindet. Hierauf werden die Anschlagstifte 45 mittels Fühlerlehran so eingestellt, dass ihre inneren Stirnseiten einen bestimmten geringen Abstand zu den Kugeln 44 aufweisen. Bei Betätigung der Kolbenstange 29 bewegen sich die Kolben 39 gleichmässig nach aussen, so dass die Kugeln 44 sich gleichzeitig gegen die Stifte 45 anlegen und der Körper symmetrisch arretiert wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Oberfläche der Platte 5 horizontal bleibt. Die Ebene durch die Stifte 45 geht im wesentlichen durch den elastischen Mittelpunkt der Federn 4 und den Schwerpunkt 6 der Masse hindurch, ^ro dass, wie oben erwähnt, bei einer kleinen Schrägstellung der Masse und der mit ihr verbundenen Platte 5 die Sextenverschxebungen in bezug auf die Stifte 45 so gering wie möglich sind, und die Einstellung der Stifte 45 somit korrekt bleibt. Ausserdem werden unerwünschte Schrägstellungskräfte und durch Anziehen der Kolben 39 bedingte Verschiebungen vermieden.

Auf diese Weise wird ein schwingungsunterdrückender Tisch erhalten, der in der Lage ist, Schwingungen in äusserst wirksamer Weise von einem empfindlichen Gerät fern zu halten, und der im wesentlichen nicht-schwingende Teil kann wirksam unbeweglich gemacht werden. Abwandlungen der hier beschriebenen Ausführungsform sind möglich, insbesondere können die Arretiermittel auf verschiedene andere Arten ausgeführt sein.

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   12. Cisea nach einem oder mehre von der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekeBaseichnet, daß 41· Kolben (27*39) alt. Sackmembraaen (30,40) Tersehen sind.

   13· fisch naea einem oder mehreren der vorhergehendem Ansprüche, ^^^!"Th crtr^pft¹**^ clK*i^% ■ 4afi joflss Ssfsek«⁹ stuck (59) «a seises freies Ssäe #i»· A^alboaTuag aufweist, in 41· eine Kugel (44) satt hineinpaÄt, und daß die Bum (3) einstellbare Stift· (45) enthalt, 41· koaxial sa den DruckstOcken (39) angeordnet sind.·

   14. Sleek nach eine» oder mehreren der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennseiohnet, daß 41· Basse (3) aas wenigstens swoi feilem besteht, 41· 4wreh Sagbolsen mlteinandor vorbuudoa siad« wobei der ••exe fell (14) die Tertlefuag (22) fttr die Hmtlonittel (9) sowi· die Befestigungsmittel (17)

   Dlpl.'Jng. Conrad Kö PatentanvfaU