DE2944439C2

DE2944439C2 - Schwingungsdämpfungselement

Info

Publication number: DE2944439C2
Application number: DE19792944439
Authority: DE
Inventors: Richard 7100 Heilbronn Heinrich
Original assignee: Kaco GmbH and Co KG
Current assignee: Kaco GmbH and Co KG
Priority date: 1979-11-03
Filing date: 1979-11-03
Publication date: 1983-09-29
Also published as: DE2944439A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwingungsdämpfungselement nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Beispielsweise im Fahrzeugbau werden immer häufiger moderne elektronische Bauelemente für die verschiedensten Einsatzfälle verwendet. Sensoren, Mikroprozessoren, gedruckte Schaltungen u. dgl. steuern < >o und regeln Kraftstoff- und Zündsysteme, Bremsanlagen, Getriebe und andere Aggregate. Diese elektronischen und elektrischen Bauteile sind aufgrund der vielen elektrischen Verbindungen, wie z. B. Stecker, Lötanschlüsse und sehr dünne Golddrähte gegen Schwingun- *>5 gen, Schläge und Stöße besonders empfindlich. Überall dort, wo solche starken Belastungen mit unterschiedlicher Frequenz und Amplitude auftreten, müssen diese Bauteile besonders wirksam schwingungsgedämpft werden, da sie anderenfalls schon nach kurzer Einsatzdauer ausfallen würden.

Bei einem gattungsgemäßen Schwingungsdämpfungselement (FR-PS 7 80 478, Fig. 7) ist auf dem Damfpungsteil eine Metallplatte befestigt, auf der das schwingungsgedämpft anzuordnende Bauteil angeschraubt wird. Die Oberseite dieser Platte bildet die Stützfläche für das Bauteil. Diese zusätzliche, zwischen Dämpfungsteil und Bauteil angeordnete Platte verhindert, daß das Dämpfungsteil zur Schwingungsdämpfung für das Bauteil voll wirksam wird. Darüber hinaus ist durch die Verwendung der Platte ein zusätzlicher Herstellungsaufwand notwendig.

Aus der DE-GM 19 73 723 ist ein gummielastisches Federelement bekannt. Das an ihm schwingungsgedämpft anzuordnende Bauteil hat einen Zapfen, der in einer Bohrung des Dämpfungsteils geführt ist. Wegen dieser Gleitführung wirkt auch bei diesem Federelement die Dämpfung des Dämpfungsteiles nicht voll auf das schwingungsgedämpft anzuordnende Bauteil. Außerdem ist die Ausbildung des Federelementes infolge der Halteteile aufwendig und teuer.

Aus der DE-GM 17 98 511 ist ein Schwingungsdämpfungselement bekannt, bei dem das schwingungsgedämpft anzuordnende Bauteil mittels eines metallischen Traggliedes an einem als Gummifuß ausgebildeten Dämpfur.gsteil befestigt ist. Das Dämpfungsteil liegt mit seiner gesamten Stirnfläche unmittelbar auf einem Träger auf, wodurch dessen Dämpfungseigenschaften nicht voll ausgenutzt werden.

Schließlich ist aus der DE-PS 7 23 596 bekannt, daß ein Dämpfungsteil aus elastischem Material durch Einfügen eines aus hartem Werkstoff bestehenden Teils hinsichtlich seines Verhaltens bei einwirkenden Schwingungen abgestimmt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schwingungsdämpfungselement der eingangs genannten Art für elektrische oder elektronische Bauteile so zu gestalten, daß die Schwingungen dieser Bauteile bei relativ leichter axialer Beweglichkeit dennoch nur geringe Auslenkungen erfahren und eine leichte Montage der Bauteile gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung ist das schwingungsgedämpft anzuordnende Bauteil ohne Zwischenlage eines starren Traggliedes unmittelbar auf dem Dämpfungsteil abgestützt, so daß die Eigenschaften des Materials dieses Dämpfungsteiles zur Schwingungsdämpfung voll wirksam sind. In Verbindung mit der Anordnung des Befestigungsteiles wird erreicht, daß Bewegungen des Bauteiles überwiegend in axialer Richtung des Elementes auftreten und das Bauteil nur minimalen Auslenkungen ausgesetzt ist.

Außerdem ist durch den Überstand des Befestigungsteiles sichergestellt, daß das schwingungsgedämpft anzuordnende Bauteil relativ leicht axial beweglich gehaltert ist und daß eine Berührung des Bauteils mit dem Träger des Schwingungsdämpfungselementes vermieden ist, so daß keine Schwingungen von dem Träger unmittelbar auf das Bauteil übertragen werden, infolge seiner ausgezeichneten Dämpfungswirkung eignet sich das erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungselement auch zur Abstützung hochempfindlicher elektrischer oder elektronischer Bauteile an Fahrzeugoder Maschinenteilen, die starken und häufigen Rüttelschwingungen ausgesetzt sind. Da die Halterung

für die Bauteile durch einen Teil des Dämpfungsteiles selbst gebildet ist, kann das Schwingungsdämpfungsele- *nent preisgünstig hergestellt werden; die Montage ist ebenfalls einfach, weil keine gesonderte Halterung befestigt werden muß. Es können daher auch Baueinheiten wie gedruckte Schaltungen, IC-Sockel, Relais-Sokkel, Relais, Steckverbinder u. dgl. an dem Schwingungsdämpfungselement leicht und schnell montiert werden.

Um eine optimale Schwingungsdämpfung zu erreichen, kann das Dämpfungsteil aus wenigstens zwei verschiedener. Dämpfungsmaterialien bestehen, die zur Erreichung der gewünschten hohen Schwingungsdämpfung aufeinander abgestimmt sind. Diese unterschiedlichen Materialien können in wenigstens zwei Lagen angeordnet sein.

Mehrere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schwingungsdämpfungselement im Axialschnitt,

Fig. 2 ein Schwingungsdämpfungselement mit anderer Ausbildung der Halterung und des Befestigungsteiles im Axialschnitt,

F i g. 3 ein Schwingungsdämpfungselement mit einem Vorsprung als Halterung, ebenfalls im Axialschnitt,

F i g. 4 ein Schwingungsdämpfungselement mit einer Aufnahmeöffnung für das Bauteil und Verstärkungseinlagen im Axialschnitt.

Das Schwingungsdämpfungselement gemäß F i g. 1 hat ein Dämpfungsteil 1, das aus einem schwingungsdämpfenden Material besteht. Zur Befestigung an einem Gehäuse od. dgl. ist ein ringförmiges Befestigungsteil 2 vorgesehen, das aus Metall oder aus einem nicht metallischen, harten Material besteht. Das Befestigungsteil 2 liegt mit Abstand unterhalb einer Stützfläche 3 des Dämfpungsteiles, die durch eine Außenseite des Dämpfungsteiles gebildet ist. Das ringförmige Befestigungsteil ist mit einem Innenrand 4 im Dämpfungsteil 1 eingebettet und ragt über eine Umfangsfläche 5 des Dämpfungsteiles nach außen.

Das Dämpfungsteil 1 dient selbst als Halterung und Stützfläche für (nicht dargestellte) schwingungsgedämpft anzuordnende Bauteile, die also unmittelbar, ohne Zwischenlage von Metallteilen od. dgl., auf dem Dämpfungsteil zu befestigen sind. Infolge dieser Befestigung werden auch empfindliche elektrische oder elektronische Bauteile in hohem Maße vor schädlichen Schwingungen geschützt. Damit die Schwingungsdärnpfungscharakteristik des Elementes 1 möglicnst wenig durch das ringförmige Befestigungsteil 2 beeinträchtigt >o wird, ragt dieses Teil mit seinem Innenrand 4 nur so weit 'n das Dämpfungsteil, wie es für eine ausreichend sichere Halterung erforderlich ist. Die radiale Länge des eingebetteten Innenrandes 4 des Befestigungsteiles ist wesentlich kleiner als die radiale Länge des außerhalb des Dämpfungsteiles liegenden Abschnittes des Befestigungsteiles 2. Außerdem hat das Befestigungsteil von der Stützfläche 3 des Dämpfungsteiles 1 solchen Abstand, daß das Befestigungsteil die Schwingungsdämpfung im Bereich der Stützfläche 3 nicht beeinträchtigt. Vorteilhaft liegt das Befestigungsteil 2 etwa in halber Höhe des Dämpfungsteiles 1, so daß einerseits zu keiner Beeinträchtigung der Schwingungsdämpfung im Bereich der Stütztläclie 3 führt, daß andererseits aber unterhalb des Innenrandes 4 noch ausreichend Material des Dämpfungsteiles 1 vorhanden ist, um eine sichere Befestigung des Befcstigungsteiles am Dämpfungsteil zu gewährleisten.

Das Befestigungsteil 2 kann eben ausgebildet sein; es kann aber auch, wie in F i g. 1 dargestellt, mindestens eine abgewinkelte Befestigungslasche S aufweisen, die mit wenigstens einer Öffnung 7 für Schrauben od. dgl. zur Befestigung des Schwingungsdampfungselementes an einem Gehäuse od. dgl. versehen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist nicht nur in der Befestigungslasche 6, sondern auch im Befestigungsteil selbst eine Öffnung T vorgesehen. Der Schenkel Λ der Befestigungslasche 6 liegt mit Abstand unterhalb einer Unterseite 9 des Dämpfungsteiles 1, so daß das Dämpfungsteil in eingebauter Lage nicht in Berührung mit dem Gehäuse od. dgl. ist Dadurch werden auch keine unerwünschten Schwingungen unmittelbar auf das Dämpfungsteil übertragen.

Das Befestigungstei! 2 und das Dämpfungsteil 1 können entsprechenden kreisringförmigen, eckigen oder ähnlichen Umriß haben.

Zur Halterung der elektrischen und/oder elektronischen Bauteile oder Baugruppen ist mit Abstand oberhalb der Stützfläche 3 eine U-förrnige Halterung 10 vorgesehen, zwischen deren zur Stützfläche 3 parallelen Schenkeln das elektrische und/oder elektronische Bauteil befestigt werden kann. Zweckmäßig hat das Bauteil im Bereich seiner Befestigungsstelle eine Verbreiterung, mit der es die Schenkel der Halterung 10 untergreift und an deren Unterseite 11 anliegt.

Die Halterung 10 kann auch plattenförmig ausgebildet sein und eine Aufnahmeöffnung für das am Dämpfungsteil zu befestigende Bauteil aufweisen.

Die Halterung 10 ist mit einem Quersteg 12 mit dem Dämpfungsteil 1 verbunden. Der Quersteg 12 schließt an den Rand des Dämpfungsteiles 1 derart an, daß die Außenseite des Quersteges eine Verlängerung der Umfangsfläche 5 des Dämpfungsteiles bildet. Da der Quersteg 12 am Rand vorgesehen ist, steht nahezu die gesamte Stützfläche 3 zur Abstützung des zugehörigen Bauteiles zur Verfügung. Um eine sichere Befestigung des Bauteiles am Dämpfungsteil 1 zu erreichen, erstreckt sich die Halterung 10 etwa bis zur Achse A des Dämpfungsteiles.

Die Halterung 10 und der Quersteg 12 sind mit dem Dämpfungsteil 1 einstückig ausgebildet, wodurch eine besonders gute Schwingungsdämpfung gewährleistet ist. Da die Schenkel der Halterung 10 parallel zur Stützfläche 3 liegen, werden die auf dieser Fläche abgestützten Bauteile sicher gehalten, auch wenn sie eine verhältnismäßig große Bauhöhe haben.

Für die Ausführungsform nach Fig. 2 ist das Befestigungsteil 2a als Rahmen ausgebildet, der das Dämpfungsteil la zur sicheren Befestigung an dessen gesamten Umfang umgibt. Um auch in axialer Richtung des Schwingungsdampfungselementes eine Sicherung des Dämpfungsteiles la zu erreichen, ist der Rand 13 des Rahmens 2a in Richtung auf die Achse A des Schwingungsdampfungselementes etwa rechtwinklig abgewinkelt. Anstelle des umlaufenden abgewinkelten Randes 13 können auch einzelne, radial nach innen vorstehende Zungen vorgesehen sein, die ebenfalls eine ausreichende Axialsicherung des Dämpfungsteiles la sicherstellen.

Der untere Rand 14 des Befestigungsteiles 2a ist etwa rechtwinklig nach außen abgewinkelt und bildet einen Befestigungsflansch, in dem nach außen offene Schlitze 15 und 15' für Befestigungsschrauben od. dgl. vorgesehen sind. Anstelle des umlaufenden Randes 14 können ebenfalls einzelne, mit Absland voneinander liegende Laschen vorgesehen sein, die jeweils mindestens eine

Befestigungsöffnung aufweisen.

Da das Befestigungsteil 2a mit seinem oberen abgewinkelten Rand 13 das Dämpfungsteil la übergreift, liegt die Stützfläche 3a des Dämpfungsteiles la mit Abstand unterhalb der Oberseite des Randes 13. Auch die Unterseite 9a des Dämpfungsteiles, die ebenso wie die Stützfläche 3a und die Stützfläche 3 sowie die Unterseite 9 der Ausführungsform gemäß F i g. 1 eben ist, hat Abstand von der Unterseite 16 des abgewinkelten Randes 14. Dadurch kommt das Dämpfungsteil la, wenn das Schwingungsdämpfungselement mit dem unteren Rand 14 des Befestigungsteiles 2a auf einem Gehäuse od. dgl. befestigt ist, nicht mit dem Gehäuse in Berührung, so daß auch keine unerwünschten Schwingungen unmittelbar vom Dämpfungsteil aufgenommen werden können. Dadurch lassen sich die Einbauverhäiinisse und die gewünschten Schwingungsdämpfungsergebnisse genau bestimmen, so daß das Schwingungsdämpfungselement genau an den jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden kann. Die Unterseite 9a des Dämpfungsteiles la ist etwa um die Dicke des unteren abgewinkelten Randes 14 des Befestigungsteiles nach innen versetzt. Das Dämpfungsteil la hat dadurch noch eine ausreichende Dicke, um die gewünschte hohe Schwingungsdämpfungswirkung zu gewährleisten.

Zur Befestigung der elektrischen und/oder elektronischen Bauteile sind in der Stützfläche 3a als Vertiefungen ausgebildete Aufnahmeöffnungen 17 und 18 vorgesehen, in die die Bauteile mit entsprechend gestalteten Befestigungsfüßen gesteckt werden können. Die Vertiefungen 17 und IS reichen etwa über die halbe Höhe des Dämpfungsteiles la, so daß die Befestigungsl'üße der Bauteile ausreichenden Halt finden. Außerdem hat das Dämpfungsteil dadurch noch eine ausreichende Festigkeit.

Das Befestigungsteil 2a und entsprechend das Dämpfungsteil la können wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform kreisförmigen, eckigen oder jeden anderen geeigneten Umriß haben. Der obere abgewinkelte Rand 13 bedeckt nur einen sehr geringen Teil der Stützfläche 3a, so daß ausreichend Platz für die unmittelbar auf der Stützfläche zu befestigenden Bauteile zur Verfügung steht. Die Vertiefungen 17 und 18 haben solchen Abstand vom Befestigungsteil 2a, daß eine ausgezeichnete Schwingungsdämpfung erreicht werden kann.

Anstelle der Vertiefungen 17 und 18 können in der Stützfläche 3a auch Schlitze vorgesehen sein, in die die Befestigungsfüße der Bauteile gesteckt sind. Beim Einstecken der Füße werden die Schlitze elastisch aufgeweitet und die Fülie infoige der elastischen Verspannung sicher und unmittelbar im Dämpfungsteil lagehalten.

Das Schwingungsdämpfungselement gemäß Fig. 3 " hat ebenfalls ein rahmenartiges Befestigungsteil 2b, das das Dämpfungsteil \b am Umfang vollständig umgibt. Das Befestigungsteil 2b hat je einen abgewinkelten oberen und unteren Rand 13i> bzw. 146, der das Dämpfungsteil 16 im Randbereich übergreift. Dadurch ist das Dämpfungsteil in beiden Axialrichtungen gesichert Die Stützfläche 3b und die Unterseite 9b des Dämpfungsteiles \b sind eben ausgebildet und um die Dicke der abgewinkelten Ränder 136 bzw. 146 gegenüber dem zugehörigen Rand jeweils zurückver- ^bS setzt. Das Dämpfungsteil \b hat einen pilzförmigen Vorsprung 19, der die gummielastische Halterung des Dämpfungsteiles bildet. Zweckmäßig ist der Vorsprung 19 mittig am Dämpfungsteil vorgesehen, so daß er ausreichenden allseitigen Abstand vom Befestigungsteil 2b hat. Der Vorsprung 19 ist mit einem etwa haibkugelförmigen Kopfteil 20 versehen, das durch ein Fußstück 21 mit dem übrigen Teil des Dämpfungsteiles \b verbunden ist. Der Vorsprung 19 ist einstückig mit dem Dämpfungsteil ausgebildet, besteht also aus demselben Material wie das Dämpfungsteil und begrenzt mit diesem eine Aufnahmeöffnung für das zugehörige Bauteil.

Am Übergang vom Kopfteil 20 zum Fußstück 21 ist der Durchmesser des Kopfteiles größer als der Durchmesser des Fußteiles, so daß an dieser Übergangsstelle ein Absatz 22 gebildet ist, der einen entsprechenden Absatz der Halterung für die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile übergreift. Der Absatz 22 bildet also eine Raste, mit der das zugehörige Bauteil auf dem Vorsprung 19 befestigt ist. Das Fußstück 21 ragt über den Rand 136 des Befestigungsteiles 2b, so daß das Bauteil einfach auf dem Vorsprung 19 befestigt werden kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist das Befestigungsteil 2c gleich ausgebildet wie das Befestigungsteil 2a nach Fig.2. Beim Dämpfungsteil Ic liegt jedoch die Stützfläche 3c in einer Ebene mit der Oberseite des abgewinkelten Randes 13c des Befestigungsteiles 2c. Die Unterseite 9c des Dämpfungsteiles Ic ist gegenüber dem abgewinkelten unteren Rand 14c des Befestigungsteiles 2c zurückversetzt, das also innerhalb des durch das Befestigungstei! gebildeten Rahmens liegt. Das Dämpfungsteil weist mittig eine Aufnahmeöffnung 23 zur Befestigung des Bauteiles auf, das in der Einbaulage unmittelbar auf der Stützfläche 3c abgestützt ist. Im Dämpfungsteil Ic sind Metallteile 24 und 25 schwimmend angeordnet, die im Bereich der Stützfläche 3c und/oder der Unterseite 9c angeordnet sein können. Mit diesen Metallteilen kann die Schwingungsdämpfungscharakteristik optimal an den jeweiligen Einsatzfall angepaßt werden. Dadurch ist eine weitere Verbesserung der Schwingungsdämpfung erreicht.

Um das verhältnismäßig dünne Dämpfungsteil ausreichend sicher am Befestigungsteil befestigen zu können, ist das Dämpfungsteil im Randbereich verdickt ausgebildet.

Das Dämpfungsteil kann bei den beschriebenen Ausführungsformen am Befestigungsteil anvulkanisiert sein. Dadurch wird eine sehr sichere, unverrückbare Verbindung zwischen dem Dämpfungsteil und dem Befestigungstei! erreicht. Das Dämpfungstei! läßt sich auch auf mechanischem Wege, beispielsweise durch Anschrauben, mit dem Befestigungsteil sicher verbinden.

Die im Dämpfungsteil gelagerten Teile 24 und 25 nach Fig.4 können nicht nur aus Metall, sondern auch aus einem anderen harten Werkstoff, wie etwa Keramik od. dgl. bestehen. Da diese Teile Abstand vom Befestigungsteil 2c haben, kann mit diesem die gewünschte Schwingungsdämpfungscharakteristik richtig eingestellt und damit für den jeweiligen Einsatzfall verbessert werden. Die Teile 24 und 25 sind dabei wesentlich dünner als das Dämpfungsteil Ic, so daß sie im Material des Därnpfungsteiles schwimmend gelagert, d. h. elastisch durch das Dämpfungsteil abgestützt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schwingungsdämpfungselement für elektrische oder elektronische Bauteile, wie gedruckte Schaltungen, IC-SockeL Relais-Sockel u. dgl., bestehend aus einem randseitigen Befestigungsteil für das Element, das an einem Dämpfungsteil aus schwingungsdämpfendem Material angeordnet ist, wobei eine Stützfläche und eine Halterung für die schwingungsgedämpft anzuordnenden Bauteile vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (3; 3a; 3b; 3c) durch einen Teil der Oberfläche des Dämpfungsteiles (1; la; ib; ic) gebildet ist, an der die schwingungsgedämpft angeordneten Bauteile unmittelbar abgestützt sind, daß die Halterung (tO; 17, 18; 19; 23) für die Bauteile durch einen Teil des Dämpfungsteiles selbst gebildet üt, und daß das Befestigungsteil (2, 6 bis 8; 2a, 2b; Ic) das Dämpfungsteil auf seiner der Stützfläche (3; 3a; 3b; 3c,)gegenüberliegenden Seite überragt.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (17, 18; 23) durch mindestens eine in der Stützfläche (3a; 3c) vorgesehene Aufnahmeöffnung gebildet ist.

3. Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (Schlitze 17,18; Öffnung 23) die schwingungsgedämpft angeordneten Bauteile unter Reibschluß hält.

4. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stützfläche (3; 3b) und einem einstückig mit dem Dämpfungsteil (1; ib) verbundenen Vorsprung (U-förmige Halterung 10; pilzförmiger Vorsprung 19) eine Aufnahmeöffnung gebildet ist, in der das schwingungsgedämpft angeordnete Bauteil formschlüssig gehalten ist.

5. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Dämpfungsteil aus wenigstens zwei verschiedenen elastischen Materialien besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Malerialen in wenigstens zwei Lagen angeordnet ίο sind.

6. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Dämpfungsteil (ic) wenigstens ein aus hartem Werkstoff bestehendes Teil (24; 25) angeordnet ist. Ί5

7. Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (24; 25) im Bereich mindestens einer Stirnfläche (3c; 9c) des Dämpfungsteiles (Ic^ mit Abstand vom Befestigungsteil (2c) angeordnet ist. to