cavoflex - tsvibra.irtsvibra.ir/file/Cavoflex.pdf · Stanag, MIL specifications). The following advantages make CAVOFLEX ... • Qualität auf hohem Niveau: CAVOFLEX ® - Made in

CAVOFLEX®

Drahtseil-FederelementeWire rope isolators

WILLBRANDT Gummitechnik hat sich seit Jahrzehntenkonsequent auf die Stoß- und Schwingungstechnik spezialisiert und ist dabei in vielen Bereichen alsProblemlöser und zuverlässiger Partner weltweit anerkannt.

Schnelle und termingerechte Lieferungen aus einem gut sortierten Lager, fachlich qualifizierte Beratung vor Ort, anwendungsorientierte Problemlösungen durchein erfahrenes Ingenieurteam, eigene Entwicklungenund Patente sowie ein modern ausgerüstetes Prüf- und Messlabor haben den Ruf von WILLBRANDTGummitechnik begründet.

Hinweise zu dieser AusgabeDer Inhalt dieser Druckschrift ist das Ergebnis um-fangreicher Entwicklungsarbeit und anwendungs-technischer Erfahrungen. Alle Angaben und Hinweiseerfolgen nach bestem Wissen; sie stellen keine Eigen-schaftszusicherung dar und befreien den Benutzer nicht von der eigenen Prüfung auch im Hinblick aufSchutzrechte Dritter. Für den Inhalt dieser Druckschriftist eine Haftung auf Schadenersatz, gleich welcher Artund welchen Rechtsgrundes, ausgeschlossen.Technische Änderungen bleiben vorbehalten.

WILLBRANDT KG

WILLBRANDT Gummitechnik has specialised in shockand vibration isolation systems for decades and isrecognised in many areas of industry as an efficient problem solver and highly reliable partner worldwide.

Quick and prompt delivery from a fully stocked warehouse, professional advice on site, application-orientated problem solutions by a team of experiencedengineers, own developments and patents as well as amodern testing laboratory are some of the reasons forthe exceptional reputation WILLBRANDT Gummitechnikenjoys today.

Information about this publicationThe contents of this publication are the result of extensive development and application experience. All information is given to the best of our knowledge and does not give any assurances of qualities. It doesnot release the user from conducting own tests andinspections. The copyrights of others must not beinfringed. All liability is disclaimed for any loss or damage in any form whatsoever, irrespective of thelegal grounds. This publication is subject to technicalchanges without prior notice.

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InhaltProduktbeschreibung / Product description 4

Typ-Reihen mit Grundabmessungen / Type series with basic dimensions 6

Abmessungen Typ H / Dimensions type H 6

Technische Daten Typ H / Technical data type H 8

Erläuterungen zu technischen Daten / Explanations to technical data 10

Befestigungsvarianten Typ H / Fastening variants type H 12

Materialdaten / Material data 13

Anwendungsdaten / Application data 13

Abmessungen Typ RX / Dimensions type RX 14

Technische Daten Typ RX / Technical data type RX 15

Einbauhinweise und Montagebeispiele / Notes on installation and examples 16

Federkennlinien / Spring characteristics 17

Auslegung / Design 18

Berechnungsbeispiel / Calculation example 20

Schockerprobung / Shock test 22

Schwingungsisolierung / Vibration isolation 24

Körperschalldämmung / Structure-borne noise damping 28

Formelzeichen / Symbols 29

Mess- und Prüftechnik / Measurement and testing 30

Computer-Simulationen / Computer simulation 30

Qualitätssicherungssystem / Quality assurance system 31

Militärspezifikationen / Military specifications 31

4

Produktbeschreibung Product description

CAVOFLEX® Drahtseil-Federelemente werden ausEdelstahlseilen hergestellt. Die besonderen Vorteile dieser Elemente gegenüber herkömmlichen Stahlfedernoder Elastomerdämpfern ergeben sich aus ihrem großenVerformungsvermögen zur Stoßabsorption und der über-durchschnittlich guten Schwingungsdämpfung. DieElemente sind deswegen für stoß- und rüttelsichereLagerungen hervorragend geeignet, insbesondere auch,wenn internationale Militärvorschriften (NATO-, Stanag-,MIL-Spezifikationen) zu erfüllen sind. Folgende Vorteilemachen CAVOFLEX® Drahtseil-Federelemente zu einemüberlegenen Stoß- und Schwingungsdämpfer:

• Der nutzbare Federweg ist im Verhältnis zu den geometrischen Abmessungen besonders groß. Daher wird in der Konstruktion ein geringerRaumbedarf benötigt.

• Es sind sehr niedrige Eigenfrequenzen möglich.Dadurch werden niederfrequente überkritischeAbstimmungen bei geringen Bauhöhen erreicht, die zu einer hervorragenden Isolierung führen.

• Die Resonanzüberhöhung liegt unter dem 3-fachen der Erregung. So klingt die Schwingungsamplitudenach einer Stoßanregung schnell ab. Die Standruheder gelagerten Aggregate ist somit gewährleistet.

• CAVOFLEX® Drahtseil-Federelemente sind besondersfür erschütterungsempfindliche Anlagen geeignet, z. B. Elektronik oder Lasereinrichtungen, da großeFederwege schon bei geringer zusätzlicher Belastung(Stoß) möglich sind.

• Auch nach einer dynamischen Überbelastung wird die Federsteifigkeit nicht nachteilig verändert. DieDrahtseil-Federelemente bleiben somit auch nacheiner extremen Beanspruchung voll funktionsfähig.

• Die hohe Energieaufnahme bei kleinen Baumaßenführt zu einer geringen Geräte- und Fundament-belastung. Eine Anpassung der Federkennwerte in den verschiedenen Raumachsen ist möglich.

• Drahtseil-Federelemente sind abreißsicher, also in allen Lagen belastbar (Druck, Schub und Zug).

CAVOFLEX® wire rope isolators consist of stainless steel stranded cable. The special advantages of theseelements compared to conventional steel springs or elastomer dampers are their exceptional ability to deformunder shock and excellent vibration damping properties.These elements are therefore ideal for use as shock andvibration-free supports, in particular where it is necessaryto comply with international military requirements (NATO,Stanag, MIL specifications). The following advantagesmake CAVOFLEX® wire rope isolators superior shockand vibration dampers:

• The effective deflection is particularly high in relation to the geometrical dimensions, resulting in a compact design.

• Very low natural frequencies allow for low-frequencycritical adjustment coupled with a compact size forexcellent isolation.

• The magnification factor is less than three times the excitation, so that the vibration amplitude quickly reduces following shock excitation, ensuring good stability of the supported units.

• CAVOFLEX® wire rope isolators are particularly suitable for systems sensitive to vibrations, e.g. electronics or laser devices, as high deflection is possible already at low additional load (shock).

• Dynamic overloads do not negatively affect the spring stiffness. The wire rope isolators thus remain fully functional also after being subjected to extreme load.

• The high energy absorption and compact size results in a low unit and foundation load. The spring characteristics can be adjusted in the various spatial axes.

• Wire rope isolators are break-off proof and can therefore be loaded in any position (compressive, shear and tensile loads).

5

• Hervorragende Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse:- mechanische Unempfindlichkeit- öl- und benzinfest- seewasserbeständig in Sonderausführung- elektrisch leitend- feuerbeständig (Notlaufeigenschaft)- temperaturbeständig

• Amagnetische Bauweise der Elemente ist möglich.

• Lange Lebensdauer durch große Alterungsbe-ständigkeit. Geringes Setzen, kein Kriechen, auch unter extremen Belastungen.

• Absolute Wartungsfreiheit, Verschmutzungen schränken die Funktion nicht ein.

• Die Federcharakteristik bleibt auch bei extremenTemperaturen (ca. -70° C bis +260° C) nahezu unverändert.

• Keine Beeinträchtigung der Dämpfungseigenschaftendurch Einwirkung von Ölen und Fetten.

• Individuelle Lösungen werden durch Variation desBreiten/Höhen-Verhältnisses, des Drahtseiles und der Windungszahl realisiert.

• Qualität auf hohem Niveau: CAVOFLEX® - Made in Germany.

• Excellent resistance to environmental influences:- mechanical insensitivity- oil and petroleum resistant- seawater resistant in a special design- electrically conductive- fire resistant (emergency operating properties)- temperature resistant

• The elements are available in a non-magnetic design.

• Long useful life due to high resistance to ageing. Low movement, no creep, even under extreme loads.

• Completely maintenance-free, fouling does not limitfunction.

• The spring characteristics remain virtually unchangedalso at extreme temperatures (about -70°C to +260°C).

• Damping characteristics are not degraded due to theeffects of oils and greases.

• Tailor-made solutions can be provided by variation ofthe width/height ratio, wire rope and number of loops.

• Quality of the highest standard: CAVOFLEX® - Made in Germany.

6

CAVOFLEX® gibt es in verschiedenen Bauarten fürunterschiedliche Einsatzzwecke.

Typ H: Die Standard-Produktreihe, bei der das Drahtseilschraubenförmig über zwei Leistenpaare (Barren) gewickelt wird.

Typ RX: Drahtseile verbinden zwei Ronden. Die Endensind in die Ronden geklemmt.

Das CAVOFLEX® Standard-Lieferprogramm ist in verschiedene Typ-Reihen aufgeteilt. Die Grundtypenunterscheiden sich durch den jeweiligen Seildurch-messer. Innerhalb der jeweiligen Typ-Reihe sind durchVeränderung von Höhe und Breite der Seilwindungeneine große Anzahl von Federelementen mit unter-schiedlichen Leistungsmerkmalen möglich.

Kundenspezifische Anforderungen - abweichend vomStandardprogramm - sind umsetzbar und werden vonunseren Ingenieuren kurzfristig erarbeitet.

Die Tabellen auf den folgenden Seiten geben Ihnen eineÜbersicht über die Elemente, die gegenwärtig in den einzelnen Typ-Reihen standardmäßig lieferbar sind.

CAVOFLEX® is available in a range of different types forvarious applications.

Type H: The standard series: The wire rope is threadedhelically through two retaining bars.

Type RX: Wire ropes connect two discs. The ends areclamped in the discs.

The CAVOFLEX® standard range is divided into different type series. The basic types differ by the respective ropediameter. A large number of isolators offering differentperformance characteristics can be obtained by varyingthe height and width of the rope loops.

Our engineers can provide tailor-made solutions for non-standard types quickly and efficiently.

The tables on the following pages show the elementscurrently available in the standard type series.

Typ-Reihen mit Grundabmessungen

Type series with basic dimensions

Abmessungen Typ H Dimensions type H

H 15

H 24

H 30

H 35

80

112

127

127

Typ type

L

[mm]

68,4

100,2

114,3

114,3

a

[mm]

5

6

8

8

p**

[mm]

10,0

12,5

14,0

14,0

q

[mm]

4,2 / M4

5,2 / M5

6,5 / M6

6,5 / M6

d

[mm]

10

10

10

10

Windungenloops

30 - 40

70 - 80

160 - 200

170 - 210

Gewicht*weight*

[g]

Breite und Höhe entnehmen Sie bitte der Typ-Nr. Erläuterung hierzu siehe Seite 10. / For width and height, please refer to the type number; see page 10 for explanation.

7

H 48

H 63

127

146

Typ type

L

[mm]

114,3

131,0

a

[mm]

11

13

p**

[mm]

15

16

q

[mm]

6,5 / M6

7,0 / M6

d

[mm]

10

8

Windungenloops

220 - 500

370 - 1000

Gewicht*weight*

[g]

H 95

H 125

H 160

H 220

H 285

216

216

267

410

520

Typ type

L

[mm]

44,5

44,5

54,5

84,0

108,0

a

[mm]

111,3

111,3

136,5

210,0

270,0

b

[mm]

155,8

155,8

191,0

294,0

378,0

C

[mm]

16

20

25

40

52

p**

[mm]

25

25

25

40

50

q

[mm]

8,5 / M8

8,5 / M8

10,6 / M10

15,0 / M14

19,0 / M18

d

[mm]

8

8

8

8

8

1,6 - 2

3 - 4,5

5 - 7

11 - 15

20 - 28

Windungenloops

Gewicht*weight*

[kg]

Fordern Sie zu den einzelnen Typen Datenblätter und Federkurvenmit Energiediagrammen für alle Belastungsrichtungen an.

Weitere Abmessungen auf Anfrage.

Data sheets and spring characteristics with energy diagrams for allload directions are available for all types on request.

Further dimensions are available on request.

Breite und Höhe entnehmen Sie bitte der Typ-Nr. Erläuterung hierzu auf Seite 10. /For width and height, please refer to the type number; see page 10 for explanation.

* Das genaue Gewicht hängt von der ausgeführten Größe des ausgewählten Typs ab. / The exact weight depends on the specific size of the selected type. ** Ca.-Werte / Approximate values.

Breite und Höhe entnehmen Sie bitte der Typ-Nr. Erläuterung hierzu siehe Seite 10. / For width and height, please refer to the type number; see page 10 for explanation.

8

H 15-80-18-26-10

H 15-80-26-34-10

H 24-112-21-29-10

H 24-112-24-31-10

H 24-112-35-42-10

H 30-127-33-41-10

H 30-127-37-44-10

H 30-127-50-60-10

H 30-127-52-68-10

H 35-127-40-45-10

H 35-127-50-60-10

H 48-127-43-50-10

H 48-127-43-55-10

H 48-127-55-65-10

H 48-127-65-75-10

H 48-127-80-110-10

H 63-146-54-64-8

H 63-146-60-72-8

H 63-146 64-81-8

H 63-146-80-92-8

H 63-146-82-108-8

H 63-146-90-102-8

H 63-146-95-125-8

H 63-146-95-135-8

H 63-146-135-175-8

0,04

0,04

0,07

0,08

0,08

0,14

0,14

0,15

0,16

0,16

0,17

0,23

0,24

0,25

0,28

0,4

0,37

0,41

0,44

0,61

0,64

0,56

0,64

0,67

0,83

Typ type

Gewichtweight

[kg]

4,2 / M 4

4,2 / M 4

5,2 / M 5

5,2 / M 5

5,2 / M 5

6,5 / M 6

6,5 / M 6

6,5 / M 6

6,5 / M 6

6,5 / M 6

6,5 / M 6

6,5 / M 6

6,5 / M 6

6,5 / M 6

6,5 / M 6

6,5 / M 6

7,0 / M 6

7,0 / M 6

7,0 / M 6

7,0 / M 6

7,0 / M 6

7,0 / M 6

7,0 / M 6

7,0 / M 6

7,0 / M 6

Befestigungs-bohrungfastening

hole

[mm]

axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)

Belastungs-richtung

load direction

4,24,42,23,13,0

1,2515,0 13,0

6,022,022,0

6,57,56,51,3

14,012,5

3,412,014,0

4,65,05,01,54,03,51,2

22,0 22,0

8,08,08,03,0

65,065,014,050,045,012,535,030,0

8,020,020,0

4,08,07,03,0

95,091,030,060,060,016,044,042,010,030,029,011,024,024,010,030,030,0

8,014,014,0

6,012,012,0

5,08,08,02,0

maximale statische

Lastmaximum static load

[daN]

2,01,02,05,03,05,02,01,02,03,01,53,05,03,03,03,02,03,05,03,05,05,04,05,06,04,05,05,03,04,05,04,05,03,02,04,05,03,05,05,03,05,05,03,55,06,04,06,05,04,05,05,54,05,07,06,06,08,06,08,08,06,58,0

10,08,5

10,010,0

9,510,010,010,010,015,015,012,0

statischeEinfederung

static deflection

[mm]

32,080,022,0

8,013,0

4,0100,0280,0

70,090,0

300,045,025,052,0

8,580,0

140,022,050,0

110,018,016,032,0

6,012,520,0

4,865,0

180,040,028,047,011,0

310,0660,0

75,0165,0320,0

54,0114,0200,0

33,070,0

110,018,025,028,0

8,0315,0500,0112,0180,0340,0

65,0125,0160,0

32,072,0

105,027,056,070,025,057,076,016,029,032,012,025,030,011,012,012,0

3,5

dynamischeSteifigkeit*dynamicstiffness*

[N/mm]

13,921,515,9

8,110,5

9,013,023,417,210,218,613,2

9,214,212,912,016,812,810,314,110,0

9,012,710,1

8,912,010,1

8,714,411,39,4

12,29,6

11,016,011,69,1

13,410,5

9,113,010,2

9,411,810,7

8,910,1

8,29,2

11,89,78,7

12,010,1

8,59,89,07,89,67,97,78,68,06,98,07,17,27,67,17,38,07,56,26,26,7

Eigenfrequenz*natural

frequency*

[Hz]

0,0940,14

0,1140,061

0,080,040,36

0,50,360,420,770,22

0,20,4

0,150,4

0,950,250,32

1,30,27

0,1890,240,150,140,26

0,0950,61,0

0,350,320,410,251,853,151,351,24

3,21,6

1,221,860,830,962,120,650,470,940,252,224,86

1,21,963,23

2,01,48

4,61,061,133,450,931,041,72

0,61,13,3

0,560,65

1,70,5

0,521,8

0,380,41,2

0,22

maximaleFederkraftmaximum

spring force

[kN]

636

149

12736

1058

20101815

91319122030123032163022

81530132818

8182012243013 27402040523348231518321534342538502845502845553348604560605060906386

maximalerFederwegmaximum deflection

[mm]

Technische Daten Typ H Technical data type H

9

H 95-216-74-90-8

H 95-216-89-108-8

H 95-216-90-125-8

H 95-216-100-115-8

H 95-216-110-135-8

H 95-216-110-155-8

H 95-216-135-185-8

H 125-216-75-92-8

H 125-216-90-107-8

H 125-216-100-130-8

H 125-216-100-140-8

H 125-216-110-150-8

H 125-216-110-175-8

H 125-216-140-190-8

H 160-267-100-125-8

H 160-267-110-135-8

H 160-267-120-145-8

H 160-267-135-175-8

H 160-267-150-170-8

H 160-267-145-190-8

H 220-410-15O-185-8

H 220-410-150-200-8

H 285-620-175-235-8

H 285-520-200-285-8

1,04

1,1

1,22

1,32

1,36

1,42

1,6

1,65

1,9

2,0

2,1

2,38

2,6

3,1

3,2

3,55

3,7

3,95

3,95

4,62

10,0

10,6

20,0

23,0

Typ type

Gewichtweight

[kg]

8,5 / M 8

8,5 / M 8

8,5 / M 8

8,5 / M 8

8,5 / M 8

8,5 / M 8

8,5 / M 8

8,5 / M 8

8,5 / M 8

8,5 / M 8

8,5 / M 8

8,5 / M 8

8,5 / M 8

8,5 / M 8

10,6 / M10

10,6 / M10

10,6 / M 10

10,6 / M 10

10,6 / M 10

10,6 / M 10

15,0 / M 14

15,0 / M 14

19,0 / M 18

19,0 / M 18

Befestigungs-bohrungfastening

hole

[mm]

axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)

Belastungs-richtung

load direction

130130

4511011030707022

11011035555522434314303013

350340140240240

60200200

70170170

70150140

50100100

39909022

430430240460460150310300120250250

70260260

60200200

57750750260650650210

11001100450740740280

maximale statische


[daN]

8,06,07,0

10,08,07,0

10,09,08,0

10,06,5

10,012,0

7,010,012,011,010,015,014,015,0

6,03,55,08,05,58,0

10,09,08,0

10,09,5

10,012,012,010,012,011,010,016,014,010,0

7,05,5

10,010,0

7,010,010,0

8,510,015,013,010,015,010,012,015,014,012,010,0

9,010,010,0

9,010,010,0

8,010,012,011,010,0


static deflection

[mm]

280530130220325

75130175

52170375

6580

15038708327354616

8902300

550490

1000150380480175330350140226240100160200

68110135

4210501700

450900

1500300570740220315380125310600120250320100

13501700

50511701500

40018002800

90011501400

540

dynamischeSteifigkeit*dynamicstiffness*

[N/mm]

7,410,2

8,67,18,78,06,98.07,76,39,36,96,18,36,66,47,07,05,46,25,68,0

13,110,0

7,210,3

8,06,97,88,07,07,27,16,26,67,16,47,16,65,66,27,07,9

10,06,97,09,17,16,87,96,85,66,26,75,57,67,15,66,46,76,87,67,06,87,66,96,48,07,16,36,97,0

Eigenfrequenz*natural

frequency*

[Hz]

5,315,5

3,33,1

13,03,42,79,52,03,27,52,62,08,01,51,63,70,9

1,281,940,9515,517,0

9,69,0

16,0 6,37,8

14,54,77,0

14,64,55,5

16,53,8

3,747,22,63,58,21,5

17,422,0 9,4218,639,011,813,725,0

9,28,5

19,05,49,5

28,05,08,0

17,03,3

34,089,0 16,125,588,225,042,095,022,035,078,0 17,0


spring force

[kN]

4024 33503248554450632750754560654860

1005590331130451943553650554357705065655565856566452240553555654065805365955065806065664660655875654555908070


[mm]

* Bei Anregungsamplitude von ca. 1,5 mm. / At exitation amplitude of 1,5 mm.

10

Die Angaben in den Tabellen der Seiten 8 und 9 habenfolgende Bedeutung:

Spalte 1 - CAVOFLEX® TYP:In der Typbezeichnung der CAVOFLEX® Drahtseil-Federelemente sind die wesentlichen konstruktivenAbmessungen enthalten. Sie setzen sich wie folgtzusammen:

Spalte 2 - Gewicht:Das annähernde Gewicht bezieht sich auf die Standard-ausführung (Barren: Aluminium, Seil: Edelstahl 1.4401).

Spalte 3 - Befestigungsbohrungen bzw. Gewinde:Das erste Maß bezieht sich auf die Bohrungen für dieStandardausführung bzw. für Ausführung „F“; das zweiteMaß gibt den Gewindedurchmesser für Ausführung „M“an.

Spalte 4 - Belastungsrichtung:Erklärungen der Belastungsrichtungen sind auf Seite 17 aufgeführt. Die Unterschiede in den beiden Radial-Belastungsrichtungen sind nur geringfügig und daher in den technischen Angaben zu einem Wert zusammen-gefasst worden.

Spalten 5 und 6 - Statische Belastung und zugehörige Einfederung:Die statischen Belastungen sind als ungefähre Richt-werte anzusehen. Im Einzelfall sind auch höhereBelastungen zulässig.

Weil CAVOFLEX® Drahtseil-Federelemente eine großeHysteresis aufweisen, ist die statische Einfederung nichtgenau bestimmbar und nach Belastungsänderungennicht voll reproduzierbar.

The data in the tables on pages 8 and 9 have the following meaning:

Column 1 - CAVOFLEX® TYPE:The type designations of the CAVOFLEX® wire rope isolators contain essential design dimensions and aremade up as follows:

Column 2 - Weight:The approximate weight shown refers to the standardtype (retaining bars: aluminium, rope, stainless steel 1.4401).

Column 3 - Fastening holes or thread:The first dimension refers to the holes for the standardtype or type „F“; the second dimension indicates the thre-ad diameter for type „M“.

Column 4 - Load direction:For explanations to load directions, see page 17. The differences in both radial load directions are only negligible and are therefore shown as a single valuein the technical data.

Columns 5 and 6 - Static load and correspondingdeflection:The static loads shown are guide values. Higher loadsare permissible in the individual case.

Owing to the large hysteresis of CAVOFLEX® isolators,the static deflection cannot be accurately determined orfully reproduced following load variations.

Erläuterungen zu technischenDaten

Explanations to technicaldata

H 95-216-110-135-8 FFBaureihe / Series

Länge des Elements (L) / length of element (L)

Höhe des Elements (H) / height of element (H)

Breite des Elements (B) / width of element (B)

Anzahl der Windungen / number of loops

Befestigungsart / fastening method

11

Spalten 7 und 8 - Dynamische Steifigkeit undEigenfrequenz:Die dynamische Steifigkeit und die Eigenfrequenz beziehen sich auf die in der Spalte 5 angegebene statische Belastung und eine Anregungsamplitude von ca. 1,5 mm.

Bei anderen Massen ändert sich die dynamischeSteifigkeit geringfügig (bei kleinerer Masse nimmt dieSteifigkeit zu, während die Steifigkeit bei zunehmenderMasse abnimmt). Bei anderen Anregungsamplitudenändert sich die Steifigkeit jedoch gravierend (s. Seite 26).

Spalten 9 und 10 - Maximale Federkraft und -weg:In diesen Spalten stehen die maximal möglichenFederwege und die dazugehörigen Federkräfte.

Umrechnung der Federwerte für Federelemente mitabweichenden Windungszahlen:Um die Drahtseil-Federelemente an die verschiedenenBedarfsfälle anzupassen, besteht u. a. die Möglichkeit,die Windungszahl zu variieren.

Soll zum Beispiel o. a. Typ H 95-216-110-135-8 mit 6 Windungen ausgeführt werden, so lautet die neue Typ-Bezeichnung

H 95-216-110-135-6

Um die dann für dieses Federelement geltendenFederkräfte und Federsteifigkeiten zu ermitteln, muss mit einem Korrekturfaktor von 6/8 = 0,75 multipliziertwerden.

Columns 7 and 8 - Dynamic stiffness and natural frequency:The dynamic stiffness and natural frequency refer to the static load shown in column 5 and an excitationamplitude of about 1,5 mm.

With other masses, the dynamic stiffness changes slightly (stiffness increases with reducing mass and reduces with increasing mass). At other excitation amplitudes, the stiffness changes significantly (see page 26).

Columns 9 and 10 - Maximum spring force anddeflection:Shown in these columns are the maximum deflectionsand corresponding spring forces.

Conversion of spring values for isolators with deviating loop numbers:Wire rope isolators can be adapted to various applications by also varying the loop number.

For example, if the type H 95-216-110-135-8 is to be provided with 6 loops, the type designation is

H 95-216-110-135-6

In order to determine the applicable spring forces andstiffness for this isolator, the respective values must bemultiplied by a correction factor of 6/8 = 0,75.

12

Folgende Befestigungsvarianten von CAVOFLEX®

Drahtseil-Federelementen sind möglich und beiBestellung jeweils mit anzugeben:

Standard beide Barren mit DurchgangslöchernStandardausführung ohne Zusatzangabe hinter der Typ-Bezeichnung

F ein Barren mit Senklöchern DIN 74-F.. ein Barren mit Durchgangslöchern

FF beide Barren mit Senklöchern DIN 74-F..

M ein Barren mit metrischen Gewindelöchern ein Barren mit Durchgangslöchern

MM beide Barren mit metrischen Gewindelöchern

FM ein Barren mit Senklöchern DIN 74-F..ein Barren mit metrischen Gewindelöchern

Hinweis Der maximal nutzbare Federweg (Freiraum zwischenden Barren) variiert je nach gewählter Befestigungs-variante. Die Befestigungsvarianten beziehen sichjeweils auf die Barren-Innenseiten.

BestellbeispielH95-216-110-135-6 FM

The following fastening variants are available for CAVOFLEX® wire rope isolators and must be statedwhen ordering:

Standard both retaining bars with through holesstandard type without additional numbers or letters following the type designation

F one retaining bar with countersunk holes DIN 74-F..one retaining bar with through holes

FF both retaining bars with countersunk holes DIN 74-F..

M one retaining bar with metric threaded holesone retaining bar with through holes

MM both retaining bars with metric threaded holes

FM one retaining bar with countersunk holes DIN 74-F..one retaining bar with metric threaded holes

NoteThe maximum effective deflection (free space betweenretaining bars) varies depending on the fastening variantselected. The fastening variants refer to the inner sidesof the retaining bars.

Ordering exampleH95-216-110-135-6 FM

Befestigungsvarianten Typ H Fastening variants type H

Senkung countersink

DIN 74-F..

Senkung countersinkDIN 74-F..

Ød

Senkung

countersinkDIN 74-F..

M M M

Standard

standardF FF M MM FM

Ød Ød Ød Ød Ød

Abb. / Fig. 1 CAVOFLEX® Anschlüsse / CAVOFLEX® connections

13

Materialdaten / Material data

Anwendungsdaten / Application data

Seil / rope

Barren / retaining bars

Ronden / discs

Klammern / clamps

Schrauben / screws

alle Typen /all types

Typ H 15 bis H 160 /type H 15 up to H 160


alle Typen alternativ / all types alternative

Typ RX /type RX



Bauteil component

Standard / standard

Typ / type

1.4401 Edelstahl /AISI TP 316 stainless steel

3.2315 Aluminium chromatiert / 3.2315 chromated aluminium

3.3547 Aluminium chromatiert / 3.3547 chromated aluminium

1.4571 Edelstahl /AISI TP 316 Ti stainless steel

Aluminium / aluminium



Material / material

Temperaturbereich /temperature range

Elektrische Leitfähigkeit /electrical conductivity

Toleranzen /tolerances

-70° C bis +260° C-70° C up to +260° C

Elektrischer Widerstand <2 x 103 Ohmelectrical resistance <2 x 103 Ohm

Befestigungsbohrungen: +/- 0,2 mmfastening holes: +/- 0,2 mm

Elementbreite und -höhe: +/- 2 mmelement width and height: +/- 2 mm

Federwerte: +/- 10 % für Druckrichtung+/- 20 % für alle anderen Belastungsrichtungen

deflection: +/- 10 % direction of compressive load+/- 20 % for all other load directions

14

RX 30...

RX 35...

RX 48...

RX 63...

M6

M6

M8

M10

30

35

48

63

8

10

12

15

Typ type

Befestigung / fasteningM

D1

[mm]

p

[mm]

Abmessungen Typ RX Dimensions type RX

D1

D2

H

M

p

RX 30-26-52-8Baureihe / series

Höhe des Elements (H) / height of element (H)

Außendurchmesser (D2) / external diameter (D2)

Anzahl der Windungen / number of loops

15

RX 30-26-52-8

RX 30-31-60-8

RX 30-39-71-8

RX 30-51-89-8

RX 35-32-60-8

RX 35-39-71-8

RX 35-47-82-8

RX 35-62-96-8

RX 48-38-78-8

RX 48-49-96-8

RX 48-56-112-8

RX 48-75-133-8

RX 63-57-108-8

RX 63-60-120-8

RX 63-74-133-8

RX 63-83-148-8

40

42

45

50

65

70

75

80

150

170

190

215

355

380

395

415

Typ type

Gewichtweight

[g]

26

31

39

51

32

39

47

62

38

49

56

75

57

60

74

83

H

[mm]

52

60

71

89

60

71

82

96

78

96

112

133

108

120

133

148

D2

[mm]

axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)axial (-)axial (+)radial (+/-)

Belastungs-richtung

load directions

7,510,0

2,14,03,01,02,61,9

0,631,41,3

0,529,3

12,62,75,66,11,83,92,80,81,33,00,2

28,025,0

8,715,013,5

4,47,47,12,24,25,61,1

48,045,011,028,024,0

8,024,020,0

5,013,012,0

3,0

maximale statische


[daN]

323323545666222535646767323545555666545656868868


static deflection

[mm]

140250

53100170

5363

11033357220

180270

70130200

6090

1405050

10030

6401160320400760190260460130160370110

10901890

550750

1470370590

1070400450920260


spring force

[N]

84,5

814

814211421302130

757

179

17241524381838118

11221722292429503250221320272027402440503350


[mm]

Technische Daten Typ RX Technical data type RX

16

Hauptbelastungsrichtung Druck: Bei Anordnung derDrahtseil-Federelemente in Schwerpunkthöhe (A) wirdeine große Standfestigkeit erreicht und Kippmomentewerden vermieden. Bei Anordnung unter dem Gerät (B),also bei hoch liegendem Schwerpunkt, sind die auf-tretenden Kippmomente zu berücksichtigen! Ggf. sindzusätzliche Kopfhalterungen erforderlich (E).

Hauptbelastungsrichtung Zug: CAVOFLEX® ist abreiß-sicher (C). Es ist jedoch zu beachten, dass die Feder-kurve in Zugrichtung stark progressiv verläuft und mitgrößerer Hysteresis als bei Belastungsart (A) zu rechnenist.

Hauptbelastungsrichtung 45° Druck: Die besonderenVorteile dieser Einbauart (H) ergeben sich durch dieVerschiebung der elastischen Hauptebene in RichtungSchwerpunkt.

Hauptbelastungsrichtung 45° Zug: Die Anmerkungenfür die Hauptbelastungsrichtung Zug gelten hier sinn-gemäß, allerdings sind größere Federwege möglich (D).

Hauptbelastungsrichtungen Schub: Besonders weicheLagerungen sind in dieser Anordnung möglich (F, G).Eine einseitige Wandbefestigung sollte wegen der auftretenden Kippmomente nur in Ausnahmefällengewählt werden!

Compressive load: Arrangement of the wire rope isolators at the height of the centre of gravity (A)ensures high stability and tilting moments are avoided.For arrangement below the unit (B), i.e. the centre ofgravity at a high level, allowances must be made for the occurring tilting moments! The use of additional top supports may be necessary (E).

Tensile load: CAVOFLEX® is break-off proof (C). Itshould be noted however that deflection increases in the direction of tensile load and a larger hysteresis can be expected compared to load type (A).

45° compressive load: The particular advantages ofthis installation variant (H) are given by the displacementof the main elastic plane towards the centre of gravity.

45° tensile load: The information shown for tensile loadapplies here analogous; however, larger deflections arepossible (D).

Shear: This arrangement allows particularly soft supports (F, G). One-sided wall fastening should beused only in exceptional cases due to the occurring tilting moments!

Einbauhinweise undMontagebeispiele

Notes on installation andexamples

Abb. / Fig. 2 Montagevarianten / installation variants

A B C D

E F G H

17

Für genauere Berechnungen stellen wir Ihnen aufAnforderung detaillierte Federkennlinien zur Verfügung.

Die Federkennlinien entsprechen den Anforderungen derVG 95414.

Auf Wunsch werden die Kennlinien auch in digitalerForm mit einem komfortablen Darstellungsprogramm zurVerfügung gestellt.

Detailed spring characteristics are available for accuratecalculation.

The spring characteristics comply with the requirementsof VG 95414.

The characteristics can also be provided in digital formwith a convenient representation program on request.

Federkennlinien Spring characteristics

Druckcompressive load

-axial +axial -axial / radial 1 +axial / radial 1 radial 1 radial 2

Zugtensile load

45° Druck45° compressive load

45° Zug45° tensile load

Schub quershear, transverse

Schub längsshear, longitudinal

Abb. / Fig. 3 Belastungsrichtungen / load directions

18

Im Gegensatz zur Schwingungsbeanspruchung handeltes sich bei Schockeinwirkungen um plötzliche Änderun-gen der Lage, Geschwindigkeit oder Beschleunigung.Dieses kann als eine kurzfristige Störung des Systemsangesehen werden. Überschreiten die durch den Stoßhervorgerufenen mechanischen Belastungen den für dieKonstruktion zulässigen Wert, sind elastische Lage-rungen zum Abbau der Schockbelastungen erforderlich.Die Wirkung der elastischen Lagerung beruht darin, dieeingeleitete Stoßenergie als Federenergie zwischenzu-speichern. Periodisch mit der Systemeigenfrequenz wirdsie dann von Federenergie in kinetische Energie undumgekehrt umgewandelt. Daraus folgt, dass dieBeanspruchung bei der Stoßbelastung entscheidendvom Verhältnis der Eigenfrequenz(en) der Konstruktionzu den Frequenzen und Amplituden der Stoßanregungabhängt.

Für den Einmassenschwinger mit Fußpunktanregungführt der Ansatz des Kräftegleichgewichtes zu folgendemZusammenhang:

Für den Fall, dass die Störfunktion Xf bekannt ist und derzeitliche Verlauf einfach beschrieben werden kann, sindoftmals geschlossene Lösungen der Differentialgleichungmöglich.

In der Praxis sind die Schockverläufe jedoch von sehrkomplexer Natur, so dass für theoretische und praktischeUntersuchungen Vereinfachungen erforderlich sind.

In contrast to vibration loads, shock loads are suddenchanges in position, velocity or acceleration and can beseen as a brief system disturbance. If the mechanicalloads resulting from the shock load exceed the permissible design value, elastic supports are necessaryfor the purpose of shock load reduction. The action ofthe elastic support is based on the principle of the induced shock energy being temporarily stored as spring energy. It is then converted from spring energyinto kinetic energy and vice versa periodically at thenatural frequency of the system. From this it follows that the stress induced by the shock load depends largely on the ratio of the natural frequency(ies) of the design to the frequencies and amplitudes of theshock excitation.

In the case of a single-degree-of-freedom-system withexcitation at the foundation, application of the equilibriumof forces results in the following relationship:

If the disturbance function Xf is known and the time characteristics can be defined in simple terms, closed-ended solutions of the differential equation are often possible.

In normal practice, the shock load characteristics arehowever of a more complex nature so that simplificationis necessary for theoretical and practical investigations.

Auslegung Design

Abb. / Fig. 4 Fußpunktanregung / excitation at the foundation

Massenkraft + Dämpferkraft + Federkraft = 0mass force + damping force + spring force = 0

19

CAVOFLEX® hat in allen Verformungsrichtungen einemehr oder weniger stark nichtlineare Federcharakteristik.Deshalb ist für die Bestimmung der Federelemente dieeingeleitete Stoßenergie zugrunde zu legen.

Voraussetzung für diese Vorgehensweise ist, dass dieSchockimpulszeit (tp) wesentlich kleiner ist als diePeriodendauer (T) der Systemeigenfrequenz. Beiüblichen Schocktests errechnet sich die eingeleiteteStoßenergie wie unten abgebildet.

Anhand der ermittelten Stoßenergie kann der erforder-liche Federweg direkt aus den Energiediagrammen abgelesen werden. Gleichzeitig kann die Federkraft unddamit die Belastung der Konstruktion am Anschlusspunktaus dem Last-Weg-Diagramm für die dynamischeEinfederung bestimmt werden.

Die genannten Berechnungsvorschläge gelten nur, wenndie Vereinfachung des Systems auf einen Einmassen-schwinger zulässig ist. Andernfalls empfehlen wir, eingeeignetes Rechenprogramm (z. B. ShockDesign®,siehe Seite 30) zu verwenden.

CAVOFLEX® isolators have a more or less greater non-linear spring characteristic in all deformation directions. For this reason, the induced shock energymust be taken into account for determination of the isolators.

A precondition for this procedure is that the shock impulse time (tp) is much smaller than the period duration (T) of the natural frequency of the system. In usual shock tests, the induced shock energy is calculated as shown below.

The necessary deflection is shown in the energy diagrams based on the determined shock energy. At the same time, the spring force and in turn the load on the structure at the point of connection can be determined for the dynamic deflection from the load-displacement diagram.

The mentioned suggestions for calculation apply onlywhen simplification of the system to a single-degree-of-freedom-system is admissible, otherwise we recommendthe use of a suitable calculation program (e.g. ShockDesign® see page 30).

Abb. / Fig. 5 Allgemeiner Stoß /general shock

Abb. / Fig. 6 Halbsinusstoß /semi-sinusoidal shock

Abb. / Fig. 7 Geschwindigkeit /velocity

Abb. / Fig. 8 Fall aus Höhe h /fall from height h

m

h

20

Ein Container mit empfindlichen elektronischen Gerätensoll eine Fallhöhe von h = 100 mm auf harten Unter-grund unbeschadet überstehen. Auf die Geräte darfmaximal eine Beschleunigung von 8 g übertragen werden. Die Eigenfrequenz soll 12 Hz nicht über-schreiten. Auf einem Rüttelprüfstand wird eineResonanzsuche durchgeführt.

Anregung: Sinusschwingung mit ±1,6 mm Amplitude bis 12,5 Hz; ab 12,5 Hz mit ±1 g Beschleunigung.

Die gelagerte Masse beträgt 650 kg. Es sind vierAnschlusspunkte für die Federelemente symmetrischzum Schwerpunkt vorgesehen.

1. Abschätzen der erforderlichen Federsteifigkeit

Um die Forderung nach einer Eigenfrequenz fe < 12 Hz einzuhalten, ergibt sich folgende dynamische Steifigkeit:

Bei der Anregungsamplitude ±1,6 mm ist mit einem Versteifungsfaktor x = 2 (Abb. 13) zu rechnen.Statische Steifigkeit:

Vorhandene statische Belastung der Federelemente:

Überschlägige Berechnung der statischenEinfederung:

Ausgewählt werden

4 Stück CAVOFLEX® Typ H 125-216-90-107-8

A container with sensitive electronic devices should with-stand a fall from a height of h = 100 mm on to a hardsurface without damage. The devices can be subjectedto a maximum acceleration of 8 g. The natural frequencyshould not exceed 12 Hz. A resonance search is carriedout on a vibration test stand.

Excitation: Sinusoidal oscillation with ±1.6 mm amplitudeup to 12,5 Hz; from 12,5 Hz at a acceleration of ±1 g.

The supported mass is 650 kg. Provided are four pointsof connection for the isolators arranged symmetrical withrespect to the centre of gravity.

1. Estimation of necessary spring stiffness

In order to comply with the requirements for a natural frequency of fe < 12 Hz, the following dynamic stiffness results:

At the excitation amplitude ±1,6 mm, a stiffness factorof x = 2 (Fig. 13) can be expected. Static stiffness:

Existing static load on isolators:

Estimated calculation of the static deflection:

Selected are

4 pieces CAVOFLEX® type H 125-216-90-107-8

Berechnungsbeispiel Calculation example

21

Statische Einfederung aus der Druckfederkurve fürdiesen Typ (aus Tabelle Seite 9 gemittelt):

(Weitere Feinauslegung mittels Federkurven-programm) Anhand der Werte kann die vorhandene Tangenten-steifigkeit im Betriebspunkt bestimmt werden:

Damit wird die zu erwartende Eigenfrequenz:

2. Überprüfung der Schockübertragung

Die erforderliche Energieaufnahme je Federelement beträgt:

Mit der Federkraft wird die übertrageneBeschleunigung ermittelt:

Damit werden die gestellten Forderungen erfüllt unddie Auslegung kann beibehalten werden.

Static deflection from the compression curve for thistype (determined from table, page 9):

(Further calculation using spring analysis curve program) The existing tangential stiffness at the operating point can be determined based on the values shown:

The natural frequency to be expected is:

2. Check of shock transmission

The necessary energy absorption per isolator is:

The transmitted acceleration is determined by thespring force:

The requirements are thus fulfilled and the designcan be maintained.

22

Ein Schaltschrank mit der Masse m = 180 kg soll gemäßSkizze (Abb. 9) elastisch aufgestellt werden. Es werden4 Stück CAVOFLEX® H 125-216-110-150-8 verwendet.Je zwei Drahtseil-Federelemente sind druckbeanspruchtunter dem Schaltschrank und die zwei weiteren - zugbe-ansprucht - oben am Schaltschrank als Kopfhalter ange-bracht. Das Gerät soll einem Halbsinus-Schockimpulsvon 950 m/s2 (ca. 95 g) und 5 ms ausgesetzt werden. Die Erprobung erfolgt im Falltest mit einemGeschwindigkeitssprung von 3 m/s, entsprechend einerFallhöhe von:

Die vier CAVOFLEX® müssen dann folgende Energie aufnehmen:

Aufgrund der gewählten Anordnung liegt bei Bewegungin senkrechter Richtung Zug- und Druckbeanspruchunggleichzeitig vor. Zweckmäßigerweise konstruiert man indiesem Fall eine zusammengesetzte Energiekurve fürein Druck-Zug-Federpaar, indem die Energiewerte fürDruck und Zug jeweils addiert werden. Das Federpaarmuss dann die halbe Energie = 405 Nm absorbieren. Auf der zusammengesetzten Energiekurve wird dieserWert bei einem Federweg von 53 mm erreicht.Die Schockbelastung errechnet sich aus der Summe derFederkräfte auf das Gerät:

Druckkraft bei 53 mm FDruck = 4,5 KNZugkraft bei 53 mm FZug = 18,3 KN

Beschleunigung am Gerät:

A control cabinet weighing m = 180 kg is to be installedaccording to drawing (Fig. 9). Four CAVOFLEX®

H 125-216-110-150-8 are used. Two wire rope isolatorsrespectively - subjected to compressive load - are placed below the control cabinet and the two others are arranged – subject to tensile load – at the top of the control cabinet as top supports. The cabinet is to be subjected to a semi-sinusoidal shock impulse of 950 m/s2 (about 95 g) and 5 ms. The fall test is carriedout at a velocity of 3 m/s, corresponding to a height offall of:

The four CAVOFLEX® must absorb the following

energy:

Depending on the selected arrangement, tensile and compressive loads are simultaneously exerted with movement in vertical direction. Practical in this case is the use of a combined energy curve for a compressive-tensile-spring pair in which the energyvalues for compressive and tensile loads are eachadded. The spring pair must then absorb half the energy = 405 Nm. On the combined energy curve, this value is achieved at a deflection of 53 mm. Theshock load is calculated from the total spring forces

exerted on the device:

Compressive force at 53 mm Fcompressive = 4,5 KNTensile force at 53 mm Ftensile = 18,3 KN

Velocity on device:

Schockerprobung Shock test

23

Rechenergebnis: Input = 95 g/5 msOutput = 25,8 g (Restschock)

Bei dem anschließend durchgeführten Schockversuchwurde der in der Abb. 10 dargestellte Beschleunigungs-verlauf gemessen.

Zum Vergleich ist der mit ShockDesign® ermittelteBeschleunigungsverlauf ebenfalls eingezeichnet. Manerkennt, dass die errechnete Amplitude der erstenHalbwelle zufriedenstellend mit den Messergebnissenübereinstimmt. Im weiteren Beschleunigungsverlaufergeben sich größere Abweichungen, weil sich dasDämpfungs-verhalten von CAVOFLEX® Drahtseil-Federelementen nur sehr schwer für die Eingabe in das Rechenprogramm wirklichkeitsgetreu darstellenlässt. Außerdem ist der ausgeprägte Rückprallimpuls in der Schockrechnung nicht berücksichtigt.

Calculation result: Input = 95 g/5 msOutput = 25,8 g (residual shock)

The acceleration curve shown in Fig. 10 was measuredin the subsequent shock test.

For the purpose of comparison, the acceleration curvedetermined with ShockDesign® was similarly plotted. One can see that the calculated amplitude of the firsthalf-wave corresponds to the measuring results. In thefurther course of the acceleration curve, there are significant deviations since the damping behaviour ofCAVOFLEX® wire rope isolators is very difficult to represent correctly for inclusion in the calculation program. In addition, the pronounced rebound impulse is not taken into account in shock calculation.

Abb. / Fig. 9 Skizze „Schaltschrank“/diagram „Control cabinet“

Abb. / Fig. 10Beschleunigungsverlauf / acceleration curve

Abb. / Fig. 11 Geschwindigkeitsverlauf / velocity curve

Besonders deutlich zu erkennen ist das überdurchschnittlich guteDämpfungsverhalten von CAVOFLEX® Drahtseil-Federelementenund demzufolge das schnelle Abklingen der Schwingung, so dass das System schnell zur Ruhe kommt (schon die 2. Halbwelle ist nur noch ca. 1/3 der 1. Halbwelle!)

To be clearly seen is the above average damping behaviour of CAVOFLEX® wire rope isolators and in turn rapid vibration reduction, so that the system quickly returns to a state of rest (the second half-wave is only about 1/3rd of the first half-wave!)

24

Ziel der Schwingungsisolierung ist es, die Übertragungvon Vibrationskräften aus dem Fundament auf ein gelagertes Gerät (passive Schwingungsisolierung) bzw.vom Gerät auf das Fundament (aktive Schwingungs-isolierung) auf ein zulässiges Maß abzumindern.

Für die Minimierung der Schwingungsamplitude ist esnötig, ein genau abgestimmtes Feder-Masse-System zu schaffen. Für den Einmassenschwinger mit linearerFederkennlinie gelten folgende Zusammenhänge:

The aim of vibration isolation is to reduce to a permissible limit the transmission of vibration forces from the foundation to a supported unit (passive vibration isolation) or from the unit to the foundation(active vibration isolation).

For minimisation of the vibration amplitude, it is necessary to design an exactly co-ordinated spring-mass system. The following relationships apply to single-degree-of-freedom-systems with linear spring characteristics:

Schwingungsisolierung Vibration isolation

Das Kräftegleichgewicht für dieses System lautet:

Aus dieser Differentialgleichung kann die Übertragungs-funktion T mit dem Frequenzverhältnis und demDämpfungsgrad abgeleitet werden.

Ableitung des Isolationsgrades:

The equilibrium of forces for this system is as follows:

The transmission function T can be derived from this differential equation with the frequency ratio and degreeof damping.

Derivation of the insulation degree:

Massenkraft + Dämpferkraft + Federkraft = Erregerkraftmass force + damping force + spring force = excitation force

25

0 1 2 3 4 50

1

2

3

4

5

6

Aus der Übertragungsfunktion wird folgendes ersichtlich:

1. Die Auflagekräfte erreichen ihre maximalen (kritischen) Werte, wenn die Erregerfrequenz ungefähr mit der Eigenfrequenz zusammenfällt(Resonanzfall ). Die Kräfte können dann nur durch eine hohe Dämpfung begrenzt werden.

2. Wenn die Erregerfrequenz kleiner als die Eigen-frequenz ist , wird keine Schwingungsisolierungerreicht.

3. Ab einem Frequenzverhältnis von wird eineSchwingungsisolierung erreicht. Die Eigenfrequenzdes Einmassenschwingers kann aus der Feder-konstanten und der gelagerten Masse bestimmt werden.

Beim Einsatz von CAVOFLEX® sind folgendeBesonderheiten zu beachten:

Die Dämpfungskraft hängt weniger von derGeschwindigkeit ab, sehr viel größer ist dieAbhängigkeit von der Schwingungsamplitude.

Es liegt hier also keine viskose (geschwindigkeits-proportionale), sondern überwiegend strukturelle(Reibungs-)Dämpfung vor.

The following is shown from the transmission function:

1. The bearing forces reach their maximum (critical)values, when the excitation frequency roughly corresponds to the natural frequency (resonance

). The forces can only be limited by high damping.

2. If the excitation frequency is less than the natural frequency, no vibration isolation is achieved.

3. From a frequency ratio of vibration isolation isachieved. The natural frequency of the single-degree-of-freedom-system can be determined from thespring constants and supported mass.

The following should be noted when using CAVOFLEX®:

The damping force depends only to a small extent on the velocity. The dependence on the vibrationamplitude is much greater.

The damping characteristics are therefore not viscose (proportionate to velocity), but mainly structural (frictional).

Abb. / Fig. 12 Übertragungsfunktion für verschiedeneDämpfungsgrade / transmission function for various degrees of damping

D = 0,1

D = 0,2

D = 2,5

D = 0,3F ü

/ F o

26

Die oben angenommenen linearen Zusammenhängesind also nicht mehr gegeben. Die Abb. 13 und 14 zeigen die Abhängigkeit der Federsteife von Amplitudeund Frequenz zwischen CAVOFLEX®, Naturkautschukund hoch gedämpften Gummiqualitäten im Vergleich.

Mit abnehmender Amplitude steigt die dynamischeSteifigkeit erheblich gegenüber der statischen Steifigkeitan. Für die Ermittlung der Eigenfrequenz wird folgendeVorgehensweise empfohlen:

Für statische Einfederungen > 5 mm wird die lineari-sierte statische Federsteifigkeit im Betriebspunkt(Tangentensteifigkeit) ermittelt. Für kleinere statischeEinfederungen wird die Tangentensteifigkeit bei 5 mmEinfederung zugrunde gelegt. In Abhängigkeit von derdynamischen Amplitude ergibt sich die dynamischeSteifigkeit aus

Der Versteifungsfaktor ist den Abb. 13 und 14 zu entnehmen. Für Anregungsamplituden von 1,6 mm ergibt sich . Das Lehr'sche Dämpfungsmaß D bei dieser Anregung beträgt ca. 0,25.

The above assumed linear relationships therefore ceaseto apply. Figs. 13 and 14 show a comparison of thedependence of the spring stiffness on amplitude and frequency between CAVOFLEX®, natural rubber andhighly damped rubber qualities.

The dynamic stiffness increases substantially with decreasing amplitude compared to the static stiffness.The following procedure is recommended for determination of the natural frequency:

For static deflections > 5 mm, the linearised static spring stiffness at the operating point (tangential stiff-ness) is determined. For smaller static deflections, thetangential stiffness with a deflection of 5mm is taken as a basis. Depending on the dynamic amplitude, thedynamic stiffness is given by

Whereby the stiffness factor is shown in Figs. 13 and14. For excitation amplitudes of 1,6 mm the dynamic stiffness is given from . The Lehr damping factor D at this excitation amplitude is about 0,25.

Abb. / Fig. 15 Ermittlung der Tangentensteifigkeit / determination of tangential stiffness

2

Abb. / Fig. 13 Amplituden-abhängigkeit / Amplitude-dependence

Abb./Fig. 14 Frequenz-abhängigkeit / Frequency-dependence

Parameter / parameter

Frequenz / Frequency = 5 Hz

Einfederung / Deflection = 5 mm

Parameter / parameter

Amplitude / Amplitude = 0,8 mm

Einfederung / Deflection = 5 mm

27

Als besonderer Vorteil der Reibungsdämpfung beiCAVOFLEX® ergibt sich zum Beispiel bei Anregung des Systems in der „Resonanzfrequenz“ eine ständigeVerstimmung des Systems, so dass die maximaleVergrößerung der Amplitude auf ca. 3-fach begrenztbleibt (Überhöhung < 3).

Die Abb. 16 zeigt das Ergebnis einer Schwingungs-prüfung. Es handelt sich dabei um eine gelagerteGerätemasse m = 1150 kg. Gelagert wurde auf 6 StückCAVOFLEX® H 160-267-107-125-8 in 45°-Anordnung. Die Erregung des Systems erfolgte vertikal auf einemSchwingtisch über einen Frequenzbereich von 4 bis 100 Hz. Im Bereich 4 bis 10 Hz wurde mit konstanterWegamplitude x = 3,7 mm und im Bereich 10 bis 100 Hzmit konstanter Beschleunigung = 1,5 g angeregt. InAbb. 16 ist das Verhältnis der Beschleunigung amFußpunkt ( ) zum Gerät ( ) dargestellt. Es handeltsich um den Fall der passiven Isolierung. (Die Erregungerfolgt vom Fundament über die Dämpfungselemente aufdas Gerät.)

Das Ergebnis zeigt, dass auch in diesem Fall in der Resonanz nur maximal das 3-fache derEingangsbeschleunigung übertragen wird.

A particular advantage of frictional damping using CAVOFLEX® is the excitation of the system at „resonance frequency“ in the case of constant system misalignment, so that the maximum increase in amplitude is limited to about three times (magnification factor < 3).

Fig. 16 shows the result of a vibration test. This is a supported unit mass m = 1150 kg. Used for support purposes were six CAVOFLEX® H 160-267-107-125-8 in a 45° arrangement. Excitation of the system took place vertically on a vibrating table across a frequencyrange of 4 to 100 Hz. In the range of 4 to 10 Hz, excitation took place at a constant displacement of x = 3,7 mm and in the range of 10 to 100 Hz at a constant velocity of = 1,5 g. Fig. 16 shows the relation between the velocity at the foundation ( ) with respect to the unit ( ). This is a case of passive isolation. (Excitation takes place from the foundationacross the damping elements to the unit).

The result shows that also in this case only maximum three times the initial acceleration is transmitted at resonance frequency.

Abb. / Fig. 16 Ergebnis einer Schwingungsprüfung / result of a vibration test

28

Verschiedene im Rahmen eines umfangreichenForschungsprogramms in Auftrag gegebene Versuchezur Bestimmung der Durchgangsdämmung bei CAVOFLEX® haben gezeigt, dass trotz des direktenmetallischen Kontakts zwischen Aggregat undFundament eine wirkungsvolle Körperschalldämmungerreicht wird. Die Versuche zweier namhafter, anerkann-ter Forschungsinstitute haben für verschiedene CAVOFLEX® Durchgangsdämmwerte von über 20 dBergeben.

In der Praxis weicht der Wert für die Durchgangs-dämmung jedoch je nach Fundamentsteifigkeit nachoben oder unten ab.

Ein typisches Beispiel für den Verlauf der Durchgangs-dämmung in Abhängigkeit der Frequenz zeigt Abb. 17,gemessen am Dämpfertyp H 95-216-90-110-8.

Zum Vergleich wird die gemessene Kurve auf ein typisches Schiffbaufundament umgerechnet. Die dann zu erwartenden Dämmwerte liegen im Bereich von 10 bis 15 dB.

Various tests for determination of the damping effective-ness of CAVOFLEX® isolators carried out as part of anextensive research program have shown that despitedirect metal contact between the unit and foundation,effective structure-borne noise damping is achieved. The tests carried out by two renowned and recognisedresearch institutes have produced damping values ofover 20 dB for various CAVOFLEX® isolators.

In normal practise, the damping effectiveness value deviates up or down depending on the foundation stiffness.

A typical example of the damping effectiveness as afunction of frequency is shown in Fig. 17, measured on the isolator type H 95-216-90-110-8.

As a comparison, the measured curve is converted to a typical shipbuilding foundation. The expected damping values are between 10 and 15 dB.

Körperschalldämmung Structure-borne noise damping

Abb. / Fig. 17Durchgangsdämmung /damping effectiveness

Messung / measurement

Steifes Prüfungsfundament / stiff test foundation

Umrechnung auf typischesSchiffbaufundament / conversion to typical shipbuildingfoundation

29

Formelzeichen / Symbols

m Masse / mass [kg]

g Erdbeschleunigung / gravitational acceleration [9,81 m/s²]

fe Eigenfrequenz / natural frequency [Hz]

ferr Erregerfrequenz / excitation frequency [Hz]

Kreisfrequenz / angular frequency [1/s]

T Periodendauer / period duration [s]

t Zeit / time [s]

tp Stoßzeit / shock time [s]

Frequenzverhältnis / frequency ratio

c Federkonstante / spring constant [N/m]

cstat statische Federkonstante / static spring constant [N/m]

cdyn dynamische Federkonstante / dynamic spring constant [N/m]

Versteifungsfaktor / stiffening factor

b Dämpfungskonstante / damping constant [Ns/m]

D Dämpfungsgrad (Lehr'sches Dämpfungsmaß) / degree of damping (Lehr damping factor)

n Anzahl der CAVOFLEX® / number of CAVOFLEX®

i Isoliergrad / degree of isolation [%]

s Federweg / deflection [m]

x Weg-Zeit-Funktion / displacement-time function [m]

Weg-Zeit-Funktion des gelagerten Objekts /displacement-time function of support object [m]

Weg-Zeit-Funktion des Fundamentes bzw. des Federfusspunktes /displacement-time function of foundation or spring base

h Fallhöhe / height of fall [m]

V Stoßgeschwindigkeit / shock velocity [m/s]

a Beschleunigung / acceleration [m/s²]

ao maximale Stoßbeschleunigung / maximum shock acceleration [m/s²]

F Kraft / force [N]

Ferr Erregerkraft / excitation force [N]

Fü maximale übertragene Kraft / maximum transmitted force [N]

Fo maximale Erregerkraft / maximum excitation force [N]

E Energie / energy [Nm]

30

Für die Qualitätssicherung und Entwickung neuer CAVOFLEX® Typen verfügt WILLBRANDT über eine 250 kN servo-hydraulische Universalprüfmaschine.

Darüber hinaus bieten wir:- Körperschall-, Luftschall- und Schwingungsanalyse- Auslegung und Fertigung von Schallschutzmaß-

nahmen - Berechnung und Auslegung von schwingungs-

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We also offer:- Structure-borne noise, air-borne noise and

vibration analysis- Design and production of sound insulating measures- Calculation and design of vibration solutions

Mess- und Prüftechnik Measurement and testing

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ShockDesign®

ShockDesign® berechnet insbesondere das Antwort-verhalten von elastisch gelagerten Mehrmassen-schwingern auf eine kurzzeitige stoßartige Fußpunkt-anregung.

ShockDesign® wird von vielen Industrieunternehmen undWerften dazu benutzt, vielfältige Aufgaben wie z. B. dieBestimmung von Auflagekräften statisch unbestimmterSysteme und die Frequenz-Ermittlung in allenFreiheitsgraden zu lösen.

ShockDesign® hilft Ihnen bei der Konzeption vonMehrmassenschwingern mit z. B. schiffstypischenBelastungen durch Rollen, Stampfen und Gieren.

Im Bereich der Marineanwendung oder der Transport-logistik kommt letztendlich noch der hohe Anspruch derschocksicheren Lagerung hinzu. Mit ShockDesign®

können Sie alle Belastungen für Ihre schockgelagerteEinheit ermitteln und mit den Daten aus der WILLBRANDT Federbibliothek die richtige Lösung fürIhre Ansprüche finden. ShockDesign® ist hierfür vomBundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung anerkanntund zugelassen.

Spring curve programWith our free spring curve program, detailed spring datacan be provided for specific calculations. It serves as a central data pool for our electronically stored springcurves and saves having to search for details in variousspecialised catalogues.

ShockDesign®

ShockDesign® calculates in particular the response behaviour of elastically supported multi-degree-of-freedom-systems to a brief shock-like excitation of the foundation.

ShockDesign® is used by numerous companies in industry and shipyards for the purpose of solving diverse problems such as the determination of the bearing forces of statically undetermined systems and the frequency in all degrees of freedom.

ShockDesign® is invaluable for the design of multi-degree-of-freedom-systems with, e.g. typical ship loads through rolling, pitching and yawing.

In marine applications or transport logistics, highdemands are placed on shock resistance. WithShockDesign® all loads can be determined for shockproof design and a suitable solution found with data from the WILLBRANDT spring archive.ShockDesign® is recognised and approved by the Federal Office for Military Technology and Procurement.

Computer-Simulationen Computer simulation

31

In einzelnen Anwendungsfällen haben CAVOFLEX®

Drahtseil-Federelemente folgende militärischeSpezifikationen erfüllt und in der Erprobung erfolgreichbestanden:

- BV 043 Schocksicherheit- BV 044 Rüttelsicherheit- BV 30/VG 95 577 Elektromagnetische Verträglichkeit- MIL-STD-810 D- MIL-STD-167 (Vibration)- MIL-S-901 (Schock)- MIL-C-172- STANAG 4142

In the individual applications, CAVOFLEX® wire rope isolators have fully complied with the following militaryspecifications and successfully passed all tests:

- BV 043 shock resistance- BV 044 vibration resistance- BV 30/VG 95 577 electromagnetic compatibility- MIL-STD-810D- MIL-STD-167 (vibration)- MIL-S-901 (shock)- MIL-C-172- STANAG4142

Militärspezifikationen Military specifications

Die Fertigung von CAVOFLEX® Drahtseil-Feder-elementen ein unserem Hause unterliegt der Güte-prüfung nach Kundenspezifikationen (Bundeswehr,AQAP4, Bundesbahn etc.) und ist zertifiziert nach DIN ISO 9000 ff.

The production of CAVOFLEX® products at our companyis subject to quality inspection according to customers'specifications (Federal Armed Forces, AQAP4, GermanFederal Railway, etc.) and is certified to DIN ISO 9000 ff.

Qualitätssicherungssystem Quality assurance system

152-

3-09

/06-

OM

WILLBRANDT KGSchnackenburgallee 180D-22525 HamburgTelefon +49 (0) 40 / 54 00 93-0Fax +49 (0) 40 / 54 00 93-47eMail [email protected]

Niederlassung Berlin

Breitenbachstraße 7 - 9D-13509 BerlinTelefon +49 (0) 30 / 43 55 02-25Fax +49 (0) 30 / 43 55 02-20eMail [email protected]

Niederlassung Hannover

Großer Kolonnenweg 18D-30163 HannoverTelefon +49 (0) 511 / 9 90 46-0Fax +49 (0) 511 / 9 90 46-30eMail [email protected]

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Willbrandt Gummiteknik ApSFinlandsgade 29DK-4690 HaslevTelefon +45 56 87 01 64Fax +45 56 87 22 08eMail [email protected]

SchwingungstechnikKompensatorenLärmschutzsystemeProfile und FenderAntriebselementeSpezialdichtungen

Vibration TechnologyExpansion JointsNoise Protection SystemsProfiles and FendersPower Transmission ElementsSpecial Sealings

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cavoflex - tsvibra.irtsvibra.ir/file/Cavoflex.pdf · Stanag, MIL specifications). The following advantages make CAVOFLEX ... • Qualität auf hohem Niveau: CAVOFLEX ® - Made in