DE20102333U1 - Schwingungsdämpfungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwingungsdämpfungssystem zur ak-15 tiven Schwingungsisolation einer Traglast, mit einer Mehrzahl von Dämpfungseinheiten, die jeweils aus einem über eine Steuerelektronik ansteuerbaren Aktuator und einem dem Aktuator koaxial vorgelagerten Schwingungsdetektor ausgebildet sind.

20 Die Vermessung und Bearbeitung feinster Strukturen bis in den Sub-Nanometerbereich, die sogenannte Nano - Technologie erfordert häufig ein äußerst schwingungsarmes Umfeld. Bei der Schwingungsisolation der empfindlichen Aufbauten, wie z.B. hochauflösende Mikroskope, kommen Schwingungsdämpfungssysteme

zur Anwendung.

Heiligenbreite 7, OT Angerstein Tel.: 0 5503 / 91 50 00 D-37176 Nörten-Hardenberg F$iV§ |4Q3*/9I 50*(jl J

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Tel.: 0 5254/66 06 Fix: 0 5254/66 06

Prinzipiell unterscheidet man zwischen passiver und aktiver Schwingungsdämpfung. Bei der passiven Schwingungsdämpfung werden energieabsorbierende Dämpfungselemente, z.B. Federn mit einer der Traglast angepassten Federkonstante, verwendet. Die Apparatur oder Traglast kann auch in einfachster Form auf Gummifüßen stehen, oder auf einer großen Masse aufgebaut sein, womit bestimmte Frequenzen ausgefiltert werden können.

Die störenden Schwingungen treten im allgemeinen in verschiedenen Frequenzbereichen auf. Gebäude und Fußbodenschwingungen treten typischerweise in vertikaler Richtung bei Frequenzen von 5 - 30 Hz auf und in horizontaler Richtung bei 0,5 - 10 Hz. Akustische Schwingungen kommen bei Frequenzen größer 20 Hz vor. Schwingungsquellen können z.B. Maschinen und Motoren sein, die typischerweise Schwingungen im Bereich von 10 - 500 Hz verursachen.

Akustische Schwingungen (höher frequente Schwingungen) tendieren im allgemeinen dazu direkt in die Apparatur selbst einzukoppeln, während mechanische Schwingungen (niederfrequente Schwingungen) eher durch unterstützende Aufbauten oder den Boden einkoppeln.

Die Dämpfung von höher frequenten mechanischen Schwingungen ist im allgemeinen unkritisch, denn ihre Amplituden sind wegen des zu ihrer Anregung nötigen großen Energieaufwands sehr klein. Sie können durch eine stabile mechanische Konstruktion der Apparatur und durch einfache Gummifüße gut gedämpft werden. Schwieriger ist die Schwingungsdämpfung mit passiven Systemen bei niedrigen Frequenzen < 20 Hz. Die Eigen- oder Resonanzfrequenzen der passiven Systeme liegen meist bei Frequenzen um 1 bis 3 Hz. Da in diesem Frequenzbereich auch typische Gebäudeschwingungen auftreten, werden diese durch passive Systeme eher noch verstärkt als gedämpft. Um das zu vermeiden, versucht man die Resonanzfrequenz eines passiven Systems durch eine "weichere" Dämpfung zu verringern. Dies kann jedoch zu starken, unerwünschten Lastwechselreaktionen führen.

Als wirkungsvoller bei der Schwingungsdämpfung haben sich dynamische, oder aktive Schwingungsdämpfungssysteme erwiesen. Diese Systeme erfassen die Schwingungen, insbesondere auch die niedrigen Freguenzen, in einem weiten Frequenzbereich und erzeugen Gegenkräfte, um die schwingungsantreibenden Kräfte aufzuheben. Dabei werden die Signale eines empfindlichen Schwingungsdetektors, z.B. eines Beschleunigungsaufnehmers über einen elektronischen Regelkreis zur Steuerung eines elektromechanischen Wandlers, oft auch als Aktuator bezeichnet, z.B.

eines Lautsprechers verwendet, der die kompensierenden Gegenkräfte entgegengesetzt der gemessenen Beschleunigungsrichtung auf das System ausübt. Die Traglast selbst wird wie bei passiven Systemen in der Regel von passiven Dämpfungselementen getragen.

Funktionierende aktive Schwingungsdämpfungssysteme für geringe Lasten sind bekannt. Jedoch existieren bisher für die aktive Schwingungsdämpfung von höheren Traglasten (typischerweise mehr als 600 kg) nur Systeme mit bedingter Eignung bzw. nicht ausreichenden Dämpfungseigenschaften.

Die Erhöhung der Traglast eines aktiven Schwingungsdämpfungssystems ist kritisch, wenn die Dämpfungsleistung gleich bleiben soll. Zum einen sinkt mit zunehmender Beladung die Resonanzfrequenz der verwendeten passiven Dämpfungselemente, was zu Instabilitäten führen kann, die nur schwer oder durch aufwendige Mechanismen verhindert werden können. Zum anderen können vorhandene passive Dämpfungselemente nicht beliebig zusätzlich belastet werden. Es müssen also weitere oder steifere passive Dämpfungselemente verwendet werden. Beides erhöht die Steifigkeit des Schwingungsdämpfungssystems. Dies erfordert dann jedoch leistungsfähigere Aktuatoren, um die gleiche Dämpfungsleistung zu erzielen wie bei weniger oder weicheren passiven Dämpfungseinheiten. Um eine höhere Leistungsfähigkeit in den Aktuatoren zu erzielen, müssen die von den Schwingungsdetektoren aufgenommenen Signale hoch verstärkt werden. Bisher hat die Praxis gezeigt, dass die Erhöhung der Leistung des elektronischen Systems technisch sehr aufwendig ist und zu in-

stabilem Verhalten neigt. Zudem haben Aktuatoren mit höheren Leistungen konstruktiv einen größeren Raumbedarf, so dass eine kompakte Bauweise des Systems nicht mehr möglich ist.

Alternativ kann zur Verwendung von leistungsfähigeren Aktuatoren auch die Anzahl der Aktuatoren deutlich erhöht werden. Dieser Ansatz ist jedoch bisher nicht verfolgt worden, da dies die Konstruktion des Gesamtsystems erheblich verteuert, da jeder zusätzliche Aktuator einen eigenen Detektor und eine eigene Steuerelektronik erfordert.

Aus der US 4 615 504 ist eine dynamische Anti - Schwingungsvorrichtung zur Verminderung der Vibration eines Objektes, etwa einer Tischplatte gegenüber einer Bezugsfläche, etwa dem Raumboden, bekannt, die einen Beschleunigungsmesser sowie einen elektromechanische Wandler aufweist. Die Dämpfungseinheit ist mit Befestigungsmitteln über eine Konsole mit der Vorrichtung fest verbunden. Auf der Konsole ist der als piezoelektrischer Wandler ausgebildete Beschleunigungsmesser angeordnet, der seinerseits ein etwa 1 kg schweres Massestück trägt. Zwischen Konsole und Bezugsfläche, befindet sich, koaxial mit dem Beschleunigungsmesser angeordnet, ein elektromechanischer Wandler. Dieser Wandler erzeugt als Antwort auf eine Beschleunigung des Massestücks über einen elektronischen Regelkreis eine Gegenkraft zur Kompensation einer Erschütterung des Objektes .

Zur Dämpfung einer dreidimensionaler Struktur wird ein System mit acht der oben beschriebenen Dämpfungseinheiten vorgeschlagen. Die Struktur steht mit ihren Ecken auf Gummifüßen. Vier vertikale Dämpfungseinheiten sind jeweils in den Ecken innerhalb der Struktur angeordnet, vier horizontale befinden sich jeweils innerhalb der Seiten.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung wirkt sich aus, dass eine Erhöhung der maximal zu dämpfenden Traglast der Vorrichtung aufgrund der vorgegebenen Struktur und den vorgegebenen acht Dämpfungseinheiten sowie deren vorgegebener Anordnung

nicht ohne weiteres möglich ist. Um verschieden schwere Traglasten optimal schwingungsisolieren zu können, sind aufwendige und kostenintensive konstruktive Veränderungen an der Vorrichtung notwendig.

Aus der US 3 952 979 ist ein Schwingungsisolator für eine Plattform bekannt. Sechs Stützglieder sind jeweils mit Befestigungselementen in Schräglage zwischen einer Basisplatte und der Plattform angeordnet, wobei die Schnittpunkte der Längsachsen der benachbarten Stützglieder senkrecht zueinander liegen und die gegenüberliegenden Achsen parallel verlaufen. Jedes Stützglied ist jeweils in Richtung eines Freiheitsgrades ausgerichtet, so dass sich insgesamt eine Abdeckung aller sechs Freiheitsgrade ergibt. Die Stützglieder weisen jeweils komprimierte Federn auf und koaxial integrierte Motorantriebe. Der Motorantrieb besteht aus einer Spule, die mit einem Magnetkern und einem äußeren Gehäuse aus einem magnetischen Material einen elektromagnetischen Kreis bildet. Der obere Teil des jeweiligen Stützgliedes, im Wesentlichen bestehend aus Gehäuse und Magnet, ist über eine Konsole mit der zu isolierenden Plattform verbunden, während der untere Teil mit der Spule über eine untere Konsole mit der Basisplatte verbunden ist. O-berer und untere Teil sind koaxial gegeneinander beweglich gelagert. Über die Stromzufuhr der Spule kann eine Induktionskraft auf den Magnet ausgeübt werden, wodurch sich die Lange des jeweiligen Stützgliedes verkürzen, bzw. verlängern lässt. Ebenfalls koaxial am oberen Ende des jeweiligen Magnets, ist ein Beschleunigungsaufnehmer angeordnet, der Schwingungen der Plattform registriert. Mit dem Ausgangssignal wird die Länge des jeweiligen Stützgliedes variiert, so das die Schwingungen ausgeglichen werden.

Die beschriebene Konstruktion der Stützglieder wird heute von keinem Hersteller realisiert. Dies mag in der Konstruktion des Stützgliedes begründet sein. Der Motorantrieb erfordert einen relativ hohen Energieaufwand, um die innere Reibung zu überwinden. Dies erfordert zum einen eine hohe Verstärkung des Eingangssignals des Beschleunigungsaufnehmers, die sehr prob-

lematisch ist. Zum anderen lässt sich aufgrund der Reibung der Motor nicht fein genug steuern, um eine gute Dämpfungsleistung zu erzielen.

Weiterer Nachteil ist auch hier die mangelnde Flexibilität der Vorrichtung bezüglich verschieden schwerer, insbesondere hoher Traglasten, da die Konstruktion nur auf sechs Stützglieder ausgelegt ist. Somit kann zur Dämpfung von höheren Lasten die Anzahl der Stützglieder nicht ohne weiteres erhöht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Schwingungsdämpfungssysteme so zu verbessern, dass das System kostengünstig und mit einfachen Mitteln herstellbar und an eine vorgebbar schwere Traglast anpassbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Schwingungsdämpfungssystem in einer modularen Bauweise aus mindestens zwei Dämpfungsgrundelementen mit je zwei horizontal und zwei vertikal ausgerichteten Dämpfungseinheiten ausgebildet ist, und dass die Anzahl der verwendeten Dämpfungsgrundelemente innerhalb des Systems in Abstimmung mit der Schwere der Traglast vorgebbar ist.

Bei der modularen Bauweise werden je zwei vertikale und zwei horizontale Dämpfungselemente, d.h. Schwingungsdetektor-Aktuator Einheiten zu einer Baueinheit zusammengefasst. Diese modulare Bauweise des Systems ermöglicht eine einfache und optimale Anpassung an eine vorgegebene Anwendung. Diese Anpassung ist konstruktiv- und produktionstechnisch sehr einfach bzw. schnell und sehr kostengünstig zu realisieren.

Durch die Verwendung von mind, zwei Dämpfungsgrundelementen ist es möglich, alle Schwingungsfreiheitsgerade aktiv zu dämpfen.

Durch die konsequente Verwendung einer Vielzahl von Dämpfungseinheiten, können mit dem System auch hohe Lasten problemlos

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schwingungsgedämpft werden Die letztendlich verwendete Anzahl der Dämpfungsgrundelemente (typischerweise mind. 4, d. h. mind. 16 Dämpfungseinheiten) wird durch die gewünschte Traglast vorgeben.

Die maximale Traglast eines Dämpfungsgrundelements ergibt sich aus der Leistung, d.h. der maximal erzeugbaren Kraft, der verwendeten elektromechanischen Wandler und den verwendeten passiven Dämpfungseinheiten (vorzugsweise Federn), die zusammen eine gute Schwingungsdämpfung ermöglichen. Für ein Dämpfungsgrundelement in dem hier beschriebenen Aufbau mit vier Dämpfungseinheiten liegt diese vorzugsweise bei 150 kg. Mit einer erweiterten Anzahl von Dämpfungsgrundelementen innerhalb eines Schwingungsdämpfungssystems können nahezu beliebig schwere Traglasten schwingungsisoliert werden. Typischerweise liegen diese bei 500 - 1500 kg.

Durch die Kombination vieler Dämpfungsgrundelemente bestehend aus je vier identischen Dämpfungseinheiten zu einem System, bleibt auch bei hohen Traglasten die Bauweise, insbesondere die Bauhöhe des Gesamtsystems mit maximal 135 mm äußerst kompakt. Ferner ist durch die Verwendung von Dämpfungsgrundelementen selbst ein individuell nach Anwendervorgaben gebautes System kostengünstig und in kurzer Zeit herstellbar.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Dämpfungseinheiten in den Dämpfungsgrundelementen mit Verbindungsmitteln zu einem zusammenhängenden Grundgerüst verbunden.

Die vier Dämpfungseinheiten sind mit Verstrebungen, etwa Aluprofilen längs einer zentralen Hauptachse zu einem Grundgerüst zusammengefasst. Dies vereinfacht die Handhabung der Dämpfungsgrundelemente beim Zusammenbau eines kompletten Gesamtsystems und verbessert dessen mechanische Stabilität.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Aktuatoren als modifizierte Lautsprecher ausgebildet.

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Lautsprecher, d.h. hier Spule und Magnet ohne Lautsprecherkorb und Membran (Reste der Membran sind noch vorhanden), sind kostengünstig und in verschiedenen Stärken verfügbar. Ihre Ansteuerung über einen elektronischen Regelkreis ist relativ einfach. Sie eignen sich daher besonders als elektrodynamische Wandler, oder Aktuatoren zur Erzeugung von Gegenschwingungen in einem aktiven Schwingungsdämpfungssystem.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Schwingungsdetektoren als piezoelektrische Wandler ausgebildet.

Piezokristalle erzeugen längs ihrer Polarisationssache bei mechanischer Belastung eine elektrische Spannung, die an ihren Enden abgegriffen werden kann. Eine Umkehr der Deformationsrichtung führt zu einer Umkehr des Vorzeichens der an den Endflächen auftretenden Ladungen. Die abgegriffene Spannung steht in eindeutig definiertem Zusammenhang zur einwirkenden Kraft. Piezoelektrische Wandler eignen sich daher besonders als Beschleunigungsaufnehmer zur Detektion von mechanischen Schwingungen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die aktiven Dämpfungseinheiten über eine analoge Steuerelektronik ansteuerbar.

Das analoge Output - Signal eines piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmers kann auf einfache Weise über Verstärker direkt zur Ansteuerung von Aktuatoren verwendet werden, denn die Aktuatoren benötigen (nur) ein analoges Input - Signal. Die Verwendung eines analogen Regelkreises ist daher weniger aufwendig als eine digitale Steuerung, die zusätzliche A / D Wandlerbenötigt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerung der Aktuatoren durch die Schwingungsdetektoren über einen Feed-Back Regelkreis erfolgen.

Bei einem Feed-Back - Kreis reagiert das System auf eine gemessene Beschleunigung und erzeugt eine Gegenreaktion. Bei einer Feed-Forward - Regelung unterscheidet man prinzipiell zwischen Kommandosystem und Vibrationssystem: Im ersten Fall wird bei einer im vorhinein bekannten Schwingungsbelastung eine Kraft auf die Traglast ausgeübt mit einer anschließenden Kontrolle und Nachregelung. Bei einem sogenannten Vibrationssystem wird die Bewegung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung etwa des Bodens durch Sensoren gemessen und eine Gegenkraft erzeugt. Diese Art der Regelung kann mit einem Feed-Back - System kombiniert werden. Obwohl in der Theorie ein Feed-Forward System die besseren Resultate erbringen sollte, zeigt sich in der Praxis, dass Feed-Back Systeme wesentlich einfacher zu konstruieren sind. Die liegt u.a. in der Tatsache begründet, dass Feed-Forward Regelkreise mit dem Schwingungsumfeld und der Applikation selbst abgestimmt werden müssen. Da sich diese Abstimmung schwierig gestalten kann, können Feed-Forward Systeme instabil reagieren.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Dämpfungsgrundelemente jeweils eine Mehrzahl von passiven Dämpfungselementen auf, die der Abstützung der Traglast dienen. Die passiven Dämpfungselemente können als Federn, oder hydraulische, oder pneumatische Dämpfer ausgebildet sein.

Grundsätzlich sind zur Verminderung der Schwingungsübertragung Federn oder andere passive Dämpfungselemente zwischen einer Basisfläche, etwa einer Bodenplatte eines Schwingungsdämpfungssystems und einer Plattform, etwa einer Tischplatte die die Traglast trägt, angeordnet. Sie stützen die Traglast ab, und ermöglichen durch ihre Bewegungsfreiheitsgrade der Kompression bzw. Ausdehnung, insbesondere in Richtung ihrer Längsachse Relativbewegungen zwischen Traglast und Basis.

Die aktiven Dampfungseinheiten werden parallel zu den passiven betrieben; hierbei dienen die passiven Elemente der Abstützung der Traglast und der Schwingungsdämpfung im nicht aktiven Bereich.

Durch die Anordnung einer Mehrzahl von Federn, z.B. von vier Federn, jeweils einer pro Ecke, in einem Dämpfungsgrundelement, wird dieses zu einer eigenständigen, voll funktionsfähigen Dämpfungsvorrichtung. Die Steifigkeit der Federn, d.h. die Federkonstante ist dabei auf die Leistung der Aktuatoren abgestimmt .

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Schwingungsdämpfungssystem eine Trag- oder Tischplatte aufweisen. Weiterhin kann es eine Bodenplatte aufweisen. Auch können Verstrebungen der Tragplatte, bzw. der Bodenplatte vorgesehen sein.

Die Verbindung der Dämpfungsgrundelemente in ihren Grundgerüsten mit einer Bodenplatte bzw. einer Tischplatte und den dazugehörigen Seitenteilen, machen das System zu einer kompakten, nach außen abgeschlossenen Vorrichtung. Eine Tischplatte eignet sich besonders für den direkten Aufbau einer Apparatur auf das System. Insbesondere bei der Verwendung mit hohen Traglasten wird durch zusätzliche Verstrebungen eine Durchbiegung der Tischplatte bzw. Bodenplatte verhindert und eine hohe mechanische Stabilität des Gesamtsystems erreicht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine spezielle Hebevorrichtung vorgesehen, mit der eine Traglast anhebbar und auf das Schwingungsdämpfungssystem absetzbar ist.

In Verbindung mit der kompakten Bauweise des Schwingungsdämpfungssystem ermöglicht die spezielle Hebevorrichtung eine besonders schnelle und einfache Installation der Vorrichtung. Die Installation kann von einem Anwender ohne weitere aufwendige spezielle Hilfsmittel oder externe personelle Unterstützung selbst durchgeführt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten

Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigen:
5

Figur 1: Eine perspektivische Gesamtansicht eines Schwingungsdämpf ungssystems ,

Figur 2: eine Draufsicht des Schwingungsdämpfungssystems,
10

Figur 3: eine Seitenansicht der Rückseite des Schwingungsdämpfungssystems von außen,

Figur 4: eine Innenansicht des Schwingungsdämpfungssystems von vorne im Schnitt B-B,

Figur 5: eine Innenansicht des Schwingungsdämpfungssystems von der Seite im Schnitt A-A,

Figur 6: eine Innenansicht eines Dämpfungsgrundelementes des Schwingungsdämpfungssystems aus den Figuren 1 bis 5 von der Seite im Detail, teilweise perspektivisch,

Figur 7: eine Innenansicht von vorne des Dämpfungsgrundelementes aus Figur 6, und

Figur 8: ein Hebewerkzeug zum Plazieren von Anwendungen auf dem Schwingungsdämpfungssystem.

Ein Schwingungsdämpfungssystem 1 zur aktiven Schwingungsisolation einer Traglast besteht im wesentlichen aus einer Mehrzahl von Dämpfungsgrundelementen 5 mit je zwei horizontal und zwei vertikal ausgerichteten Dämpfungseinheiten 2, 2', die aus je einem Aktuator 3, 3' und einem ihm koaxial direkt verbundenen Schwingungsdetektor 4, 4' ausgebildet sind, sowie einer Steuerelektronik 8 zur Ansteuerung der einzelnen Dämpfungsgrundelemente 5.

In Fig. 6 ist ein Dämpfungsgrundelement 5 dargestellt. Die zwei vertikal ausgerichteten Dämpfungseinheiten 2 sind an zwei Verbindungsprofilen 6 befestigt. Die zwei horizontal angeordneten Dämpfungseinheiten 2' sind um 45° gedreht, so dass sich ihre Längsachsen in einem Winkel von 90° schneiden. Sie sind an einer Verbindungsplatte 7 befestigt, die ihrerseits mit den Profilen 6 verbunden sind. Die Dämpfungseinheiten 2, 2' sind als Schwingungsdetektor 4,4'/ Aktuator 3, 3'- Paare ausgebildet. Die vertikalen Schwingungsdetektoren 4 befinden sich zwisehen den Verbindungsprofilen 6 ; diametral dazu, d.h. in Richtung einer Bodenplatte 14' sind koaxial die Aktuatoren 3 mit den Schwingungsdetektoren 4 verbunden. Die horizontalen Aktuatoren 3' sind in seitlicher Richtung zu einem dreieckigen Flankenstück 33 hin angeordnet. Die Schwingungsdetektoren 4, 4' sind vorteilhaft als piezoelektrischer Wandler, die Aktuatoren 3, 3' sind vorteilhaft als modifizierte Lautsprecher ausgebildet. Über die Profile 6 und die Querprofile 10 wird die Konstruktion mit vier Stützfedern 11 gegen die Bodenplatte 14' abgestützt. Bodenplatte 14', Profil 6, Querprofile 10, und die Federn 11 mit den Anschlagvorrichtungen 21 bilden ein Grundgerüst 32 eines Dämpfungsgrundelements 5. An den oberen Enden der Federn 11 sind jeweils Stellschrauben 20 angeordnet. Das Spiel der Federn 11 entlang ihrer Hauptachse wird durch einen Anschlag 21 begrenzt. Die Fußenden der Federn sitzen vorteilhaft in (nicht dargestellten) Bohrungen der Bodenplatte 14' .

In der in den Figuren 1 bis 5 veranschaulichten Ausführungsform sind neun Dämpfungsgrundelemente 5 zu einem Schwingungsdämpfungssystem 1, oder auch Sandwich - System genannten Gesamtsystem zusammengefügt. Das Gesamtsystem 1 kann Traglasten von bis zu 1350 kg (9xl50kg) plus einer Sicherheitsmarge von ca. 150 kg tragen. Dabei hat das komplette Sandwich - System eine Bauhöhe von etwa 135 mm. Die einzelnen Dämpfungsgrundelemente 5 sind in ihren Grundgerüsten 32 mit ihren Bodenplatten 14' mit der Bodenplatte 14 des Gesamtsystems 1 verschraubt. Die obere Abdeckung bildet die Tragplatte 15, die vorteilhaft für den Transport des Gesamtsystems 1 mit Transportgriffen 16

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versehen sein kann. Die Tragplatte 15 kann zudem vorteilhaft Gewindebohrungen zur Verankerung eine Anwendung aufweisen. Bodenplatte 14 und Tragplatte 15 sind jeweils mit den Verstrebungen 13, bzw. 12 verbunden. Die Seitenteile 17, 18, 19, 19' schließen das Gesamtsystem 1 zu einem geschlossenen Gehäuse ab und schützen es gegen Einwirkungen durch Luftzug.

In der Rückwand 17 ist eine Anschlusstafel 9 zum elektrischen Anschluss der Dämpfungsgrundelemente 5 angeordnet. Über die jeweilige Schnittstelle 31 ist jedes Dämpfungsgrundelement 5 einzeln mit der Steuerelektronik 8 verbunden. Da die beschriebenen Dämpfungsgrundelemente 5 unabhängig von einander arbeiten, können diese im Rahmen des hier beschriebenen Aufbaus beliebig kombiniert werden.

Über die Schwingungsdetektoren 4, 4' werden Beschleunigungen, d.h. unerwünschte Schwingungsbewegungen richtungsselektiv entsprechend der Ausrichtung der einzelnen Elemente 4, 4' erfasst. Vorteilhaft ist dabei, dass aufgrund des Aufbaus der Dämpfungsgrundelemente 5 die Orientierung dieser in dem Sandwich System 1 keine Rolle spielt.

Ein von einem Schwingungsdetektor 4, 4' gemessenes Beschleunigungssignal wird zunächst mit einem (nicht dargestellten) Vor-Verstärker vorverstärkt und von der Steuerelektronik 8 registriert. Über einen (nicht dargestellten) Leistungsverstärker wird der dem Schwingungsdetektor 4, 4' zugehörige Aktuator 3, 3' angesteuert, der dann über eine bewegliche Spule und einen Stößel mit abgerundeter Spitze eine Gegenkraft auf die Struktür ausübt und dadurch die unerwünschte Schwingung der Traglast kompensiert (Feed-Back - Regelkreis). Diese Steuerung, über analoge Output- bzw. Input Signale, erfolgt fortlaufend, wobei der sehr schnelle Feed-Back - Regelkreis eine optimale Dämpfung aller Störfrequenzen ermöglich und die Traglast schwingungsfrei ist.

Das Schwingungsdämpfungssystem 1 ist mit einem speziellen Hebewerkzeug 22 ausgestattet. Das Hebewerkzeug 22 weist fünf

entfernbare Hebearme 30 auf, die zwischen zwei Platten 23, 24 angeordnet sind. Es müssen mindestens drei Hebearme 30 verwendet werden, um die Applikation sicher zu heben. Je nach Anwendung und Anordnung der verwendeten Arme 30 können aber auch bis zu fünf Arme 30 verwendet werden, um der Applikation beim Heben mehr Stabilität zu geben. Über Stellschrauben können die Stellfüße 26 in der Höhe 28 verstellt werden, und so kann die Last angehoben oder abgesenkt werden. Die Verstellmöglichkeit in Richtung 29 dient dem Höhenausgleich zwischen der oberen Platte und den Hebearmen 30, damit eine Last, die auf der oberen Platte 24 aufliegt nicht kippeln kann. In horizontaler Ebene sind verschiedene Steckplätze für die Arme 30 vorgesehen. Die diversen Steckplätze erlauben eine optimale Anpassung des Hebewerkzeugs 22 an eine beliebig ausgebildete Traglast eines Anwenders. Die Applikation kann damit angehoben und das Schwingungsdämpfungssystem 1 leicht installiert werden. Die Besonderheit in diesem Hebewerkzeug besteht darin, dass es Lasten anzuheben vermag, die zwischen dem Boden und ihrem Grundrahmen nur sehr wenig Platz ausweisen. Die Anhebung und Absenkung kann in jeweils nur einem Arbeitschritt erfolgen ohne die Last zwischendurch abzusetzen, wie diese bei anderen Werkzeugen der Fall ist.

	Bezugszeichenliste	Schwxngungsdärapfungssystem
	1	2' Dämpfungseinheit
	CM	3' Aktuator
«·*· J » * · ·· ·	3,	4' Schwingungsdetektor
4,	Dämpfungsgrundelement
5	Verbindungsprofil
6	Verbindungsplatte
7	Steuerelektronik
8	Anschlusstafel
9	Querverstrebung
10	Feder
11	Tragplattenverstrebung
12	Bodenplattenverstrebung
13	. 14' Bodenplatte
14,	Tragplatte
15	Transportgriff
16	Rückwand
17	Frontblende
18	, 19' Seitenwand
	Stellschraube
20	Federanschlag
21	Hebewerkzeug
22	Basisplatte
23	Deckplatte
24	Vierkantprofil
25	Verstellfuß
26	Winkeldrehrichtung
27	Höhe
28	Längsrichtung
29	Hebearm
30	Schnittstelle
31	Grundgerüst
32	Flankenstück
33

Claims (15)

1. Schwingungsdämpfungssystem zur aktiven Schwingungsisolation einer Traglast, mit einer Mehrzahl von Dämpfungseinheiten (2, 2'), die jeweils aus einem über eine Steuerelektronik (8) ansteuerbaren Aktuator (3, 3') und einem dem Aktuator (3, 3')koaxial vorgelagerten Schwingungsdetektor (4, 4') ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsdämpfungssystem (1) in einer modularen Bauweise aus mindestens zwei Dämpfungsgrundelementen (5) mit je zwei horizontal und zwei vertikal ausgerichteten Dämpfungseinheiten (2, 2') ausgebildet ist, und dass die Anzahl der verwendeten Dämpfungsgrundelemente (5) innerhalb des Systems (1) in Abstimmung mit der Schwere der Traglast vorgebbar ist.

2. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinheiten (2, 2') in den Dämpfungsgrundelementen (5) über Verbindungsmittel (6, 10) zu einem zusammenhängenden Grundgerüst (32) verbunden sind.

3. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (3, 3') als modifizierte Lautsprecher ausgebildet sind.

4. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdetektoren (4, 4') als piezoelektrische Wandler ausgebildet sind.

5. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Dämpfungseinheiten (2, 2') über eine analoge Steuerelektronik (8) ansteuerbar sind.

6. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (8) zur Ansteuerung der Aktuatoren (3, 3') über die Schwingungsdetektoren (4, 4') einen Feed-Back Regelkreis aufweist.

7. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsgrundelemente (5) jeweils eine Mehrzahl von, die Traglast über Verbindungsglieder (10) abstützenden, passiven Dämpfungselementen aufweisen.

8. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die passiven Dämpfungselemente als Federn (11) ausgebildet sind.

9. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsweise der passiven Dämpfungselemente auf einer hydraulischen Kraftübertragung beruht.

10. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsweise der passiven Dämpfungselemente auf einer pneumatischen Kraftübertragung beruht.

11. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsdämpfungssystem (1) eine Bodenplatte (14) aufweist.

12. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsdämpfungssystem (1) eine Tragplatte (15) aufweist.

13. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (14) mindestens eine Verstrebung (13) aufweist.

14. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte (15) mindestens eine Verstrebung (12) aufweist.

15. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine spezielle Hebevorrichtung (22) vorgesehen ist, mit der eine Traglast anhebbar und auf das Schwingungsdämpfungssystem (1) absetzbar ist.