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Dokumentenidentifikation DE10320737A1 18.11.2004
Titel Schwingungsdämpfungsvorrichtung und Federelement dafür
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Lischeck, Andre, 71665 Vaihingen, DE;
Schinzel, Ralf, 71672 Marbach, DE;
Kuprijanow, Waldemar, 70771 Leinfelden-Echterdingen, DE
DE-Anmeldedatum 09.05.2003
DE-Aktenzeichen 10320737
Offenlegungstag 18.11.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.11.2004
IPC-Hauptklasse F16F 7/14
Zusammenfassung Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung umfasst ein erstes Rahmenteil (12) und ein durch Federelemente (11) mit dem ersten Rahmenteil gedämpft schwingfähig verbundenes zweites Rahmenteil (13). Die Federelemente (11) haben jeweils zwei Haltekörper (2) und eine Mehrzahl von elastisch biegsamen, die Haltekörper (2) verbindenden Drahtseilabschnitten (1), die sich von einer gemeinsamen Flanke (3) jedes Haltekörpers (2) zum anderen Haltekörper (2) erstrecken.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Federelement mit einer Mehrzahl von elastisch biegsamen, jeweils zwei Haltekörper verbindenden Drahtseilabschnitten sowie eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die eine Mehrzahl solcher Federelemente aufweist.

Ein Federelement dieser Art und dessen Anwendung in einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung sind aus EP 0 553 633 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Federelement ist ein Drahtseil in Art einer Schraubenlinie mit mehreren Windungen geformt, und an gegenüberliegenden Stellen des Umfangs der Schraubenlinien befinden sich Klemmleisten, die das Drahtseil jeweils an mehreren Stellen entsprechend der Zahl der Windungen einklemmen. Die Klemmleisten wiederum sind an zwei einander zugewandten Rahmenteilen befestigt. Durch das Drahtseil sind die zwei Rahmenteile in Bezug aufeinander gedämpft schwingfähig. Diese Schwingungsdämpfungsvorrichtung wird insbesondere zur Schwingungsdämpfung einer Festplatte in einem mobilen Motortestgerät vorgeschlagen, das im Einsatz, beim Hin- und Herfahren zwischen verschiedenen zu testenden Fahrzeugen, starken Erschütterungen ausgesetzt sein kann.

Das bekannte Federelement ist beschwerlich herzustellen, da das Drahtseil hierfür zunächst in die Schraubenlinienform gebracht werden muss, in der es unter Spannung steht, und da in diesem gespannten Zustand die Klemmleisten an dem Drahtseil montiert und dabei ins Innere der Schraubenlinienform eingeführt werden müssen.

Vorteile der Erfindung

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Federelement mit zwei Haltekörper verbindenden Drahtseilabschnitten geschaffen, das einfacher und damit preiswerter zu fertigen ist als das oben angegebene, herkömmliche Federelement. Dieser Vorteil wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass alle Drahtseilabschnitte des Federelements sich von einer gemeinsamen Flanke jedes Haltekörpers zum anderen Haltekörper erstrecken, wohingegen bei dem bekannten Federelement Drahtseilabschnitte sich jeweils von zwei gegenüberliegenden Flanken jeder Klemmleiste aus zur gegenüberliegenden Klemmleiste erstrecken. Die erfindungsgemäße Anordnung der Drahtseilabschnitte erlaubt es, diese bei der Fertigung planar anzuordnen, so dass sie keinerlei Volumen einschließen, in welches Teile schwierig einzuführen sind. Während die herkömmliche Konstruktion eine Verankerung des Drahtseils nur durch Klemmung erlaubt, so dass die Klemmleisten hierfür in sich steif, massiv und dementsprechend materialaufwändig sein müssen, erlaubt die erfindungsgemäße Anordnung der Drahtseilabschnitte auch ein Anformen der Haltekörper an Fußabschnitte der Drahtseilabschnitte, wodurch ein fester Halt mit weniger Materialaufwand zu erreichen ist.

Vorzugsweise sind die Haltekörper an die Fußabschnitte angegossen oder verstemmt.

Eine andere, ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Drahtseilabschnitte leicht realisierbare Art der Befestigung ist deren Verschweißen an den Haltekörpern.

Aus Gründen der Dauerhaftigkeit auch in feuchten Umgebungen bestehen die Drahtseilabschnitte vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl. Dies macht das erfindungsgemäße Federelement besonders geeignet für Anwendungen im Motorraum eines Kraftfahrzeugs, wo es vor dem Kontakt mit Feuchtigkeit, Öl etc. nicht vollständig geschützt ist.

Um eine Schwingungsanordnung, bei der ein Federelement wie oben beschrieben zwischen zwei voneinander schwingungsmäßig zu isolierenden Rahmenteilen eingebaut ist, zu versteifen, ist es wünschenswert, wenn das Federelement in einer solchen Anordnung unter Vorspannung steht. Eine solche Vorspannung kann zweckmäßigerweise dadurch geschaffen werden, dass das Federelement durch wenigstens ein anderes von mehreren in der Anordnung verwendeten Federelementen biegebelastet ist.

Zweckmäßig ist auch, eine Verdrehsicherung an den Federelementen einer solchen Schwingungsdämpfungsanordnung vorzusehen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren.

Figuren

Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Federelements gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung, in einer entspannten Konfiguration;

2A eine perspektivische Teilansicht einer zweiten Ausgestaltung eines Federelements in einem teilfertigen Zustand;

2B eine entsprechende Teilansicht des Federelements im fertigen Zustand;

3 eine Draufsicht auf eine dritte Ausgestaltung Ausgestaltung des Federelements;

4 eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausgestaltung des Federelements; und

5 eine perspektivische Ansicht einer Schwingungsdämpfungsanordnung mit Federelementen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in 1 dargestellte Federelement umfasst zwei parallele Drahtseilabschnitte 1, die sich zwischen zwei einander zugewandten Flanken 3 von flach quaderförmigen Haltekörpern 2 erstrecken. Die Drahtseilabschnitte 1 sind aus einer Vielzahl von dünnen Litzen aus nichtrostendem Stahl verseilt, die einerseits jede für sich biegsam sind und so dem Drahtseilabschnitt 1, den sie bilden, Biegeelastizität verleihen, und die andererseits beim Verbiegen aneinander reiben und so eventuelle Biegeschwingungen stark dämpfen.

Die Figur zeigt zwei Drahtseilabschnitte 1, doch liegt auf der Hand, dass deren Zahl im Bedarfsfall beliebig vermehrt werden könnte.

In der Figur nicht sichtbare Fußabschnitte der Drahtseilabschnitte 1 sind in das Material der Haltekörper 2 eingebettet. Beide Haltekörper 2 sind mit einer Durchgangsbohrung 4 versehen, die dazu dient, den Haltekörper 2 auf einem Rahmenelement zu verschrauben, anzunieten oder in anderer geeigneter Weise zu befestigen.

Bei der Herstellung des Federelements wird zunächst eine Mehrzahl von Drahtseilstücken zugeschnitten, parallel und in etwa äquidistant angeordnet und durch mittiges Klemmen zwischen zwei Schienen in Bezug zueinander fixiert. Anschließend werden die fixierten Drahtseilstücke mit in eine Gußform für einen Haltekörper 2 eintauchenden Fußabschnitten angeordnet, und durch Gießen von geschmolzenem Metall in die Gußform werden die Fußabschnitte formschlüssig in den Haltekörper 4 eingebettet. Das Gießen der zwei Haltekörper 4 erfolgt in zwei aufeinanderfolgenden Schritten.

Bei der in den 2A, 2B gezeigten Ausgestaltung wird ausgegangen von einem Rohrabschnitt 5 mit abgeflachtem Querschnitt, in den von einer offenen Seite her darin zu fixierende Drahtseilabschnitte 1 eingeführt werden. Dieses Stadium ist in 2A gezeigt. Anschließend wird der Rohrabschnitt 5 von einem (nicht dargestellten) Stempel gegen eine flache Unterlage gedrückt, wodurch aus dem Rohrabschnitt 5 der in 2B gezeigte Haltekörper 2' erhalten wird. In Randbereichen und in einem Mittelabschnitt 6 des Haltekörpers 2' sind Ober- und Unterseite des Rohrabschnitts flach gegeneinander gedrückt, dazwischen umschließen sie jeweils formschlüssig die Fußabschnitte der Drahtseilabschnitte 1.

Die Durchgangsbohrung 4 kann am Haltekörper 2' während des Flachdrückens mit Hilfe des Stempels ausgestanzt werden, oder sie kann, wie in 2A gezeigt, bereits im Rohrabschnitt 5 vorgeformt sein.

Eine Weiterentwicklung der Ausgestaltung der 2A, 2B ist in 3 in einer Draufsicht gezeigt. Während bei der Ausgestaltung der 2A, 2B zwei Drahtseilabschnitte 1 unabhängig voneinander in dem Haltekörper 2' verstemmt sind, ist beim Federelement der 3 ein einziges Drahtseilstück verwendet, das die zwei Abschnitte 1 bildet und im Innern des linken Haltekörpers 2'' schlaufenförmig um die Durchgangsbohrung 4 herum gelegt ist. Beim Anformen des Haltekörpers 2'' an das Drahtseilstück ist im Oberteil des Haltekörpers 2'' ein U-förmiger Kanal entstanden, durch den das Drahtseilstück verläuft, so dass es unmöglich ist, ohne eine Verformung des Haltekörpers 2'' das Drahtseilstück aus diesem herauszureißen. Wenn überdies der Haltekörper 2'' auf einer Unterlage durch die Durchgangsbohrung 4 verschraubt oder vernietet ist, ist es selbst dann, wenn der Haltekörper 2'' verformt wird, nicht mehr möglich, das Drahtseil herauszuziehen.

In dem anderen Haltekörper 2''' des Federelements aus 3 sind die Fußabschnitte der Drahtseilabschnitte 1 wie bei der Ausgestaltung der 2B getrennt voneinander eingeklemmt und gehalten. Eine zusätzliche Sicherung gegen Herausziehen resultiert hier aus dem gekrümmten Verlauf der Fußabschnitte innerhalb des Haltekörpers 2'''. Die durch den Haltekörper 2''' verlaufenden Fußabschnitte sind an einer Flanke 7 des Haltekörpers bündig abgeschnitten. Als eine zusätzliche Sicherungsmaßnahme können sie auch, wie in der Figur gestrichelt dargestellt, über die Flanke 7 hinaus verlängert und durch eine Schelle 8 zusammengeklemmt sein.

Bei der Ausgestaltung der 4 sind die Haltekörper 2'''' jeweils durch zwei Stahlplättchen 9 gebildet, zwischen denen die Fußabschnitte 10 der Drahtseilabschnitte 1 zunächst flach gedrückt sind, um eine große Kontaktfläche zwischen ihnen und den Stahlplatten 9 zu erzielen, und anschließend, z.B. durch Punktschweißung, verschweißt sind.

Selbstverständlich können die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele von Haltekörpern in einem Federelement beliebig miteinander kombiniert werden. Insbesondere kann es zweckmäßig sein, den Haltekörper 2'' der 3 mit einem Haltekörper gemäß 1, 2B oder 4 in einem Federelement zu kombinieren.

Eine Schwingungsdämpfungsanordnung mit Federelementen 11 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 5 in perspektivischer Ansicht gezeigt. Die vier Federelemente 11 verbinden zwei Rahmenteile 12, 13 miteinander, die in der Figur jeweils als Platten dargestellt sind, die aber in der Praxis von beliebiger Gestalt sein können. Das erste Rahmenteil 12 ist Teil eines Gehäuses 14 eines Geräts, hier eines Motorsteuergerätes, welches vor Schwingungen des anderen Rahmenteils 13, von dem es getragen ist, abgeschirmt sein soll. Bei dem anderen Rahmenteil 13 kann es sich insbesondere um eine beliebige Komponente eines Fahrgestells oder einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs handeln.

Die Drahtseilabschnitte 1 der Federelemente 11 sind elastisch in eine in etwa halbkreisförmige Gestalt gebogen, so dass sie unter Spannung stehen und jeweils ein Drehmoment auf das Gehäuse 14 ausüben. Die Drehmomente von sich paarweise gegenüberliegenden Federelementen 11 kompensieren sich. Die Haltekörper 2 sind am Rahmenteil 13 jeweils in seitlichem Kontakt mit einer vorspringenden Rippe 15 befestigt, die eine Drehung der mit nur einer Schraube 16 an dem Rahmenteil 13 befestigten Haltekörper 2 um die Achse der Schraube 16 verhindern. Eine entsprechende Rippe oder ein anderes geeignetes Drehsicherungselement kann im Bedarfsfall auch an dem Rahmenteil 12 vorgesehen sein. Die gezeigte Dämpfungsanordnung ist in alle drei Raumrichtungen schwingfähig und stellt keine besonderen Anforderungen an die Einbauorientierung. Bevorzugt ist allerdings eine Orientierung wie in 5 gezeigt, bei der die Haltekörper der Federelemente in etwa vertikal übereinander liegen.


Anspruch[de]
  1. Federelement mit einer Mehrzahl von elastisch biegsamen, jeweils zwei Haltekörper (2, 2' 2''', 2'''') verbindenden Drahtseilabschnitten (1), dadurch gekennzeichnet, dass alle Drahtseilabschnitte (1) sich von einer gemeinsamen Flanke (3) jedes Haltekörpers (2, 2', 2''', 2'''') zum anderen Haltekörper (2, 2', 2''', 2'''') erstrecken.
  2. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Haltekörper (2, 2', 2''', 2'''') an Fußabschnitte (10) der Drahtseilabschnitte (1) angeformt ist.
  3. Federelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper (2, 2', 2''') an die Fußabschnitte (10) angegossen oder verstemmt ist.
  4. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtseilabschnitte (1) an wenigstens einem der Haltekörper (2'''') verschweißt sind.
  5. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltekörper (2, 2', 2''', 2'''') eine Bohrung (4) aufweisen.
  6. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtseilabschnitte (1) aus nichtrostendem Stahl bestehen.
  7. Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einem ersten Rahmenteil (12) und einem zweiten Rahmenteil (13), die durch eine Mehrzahl von Federelementen (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Federelemente (11) durch ein anderes biegebelastet ist.
  8. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Federelemente (11) an wenigstens einem der Rahmenteile (12, 13) gegen Verdrehen gesichert ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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