DE2740815C2 - Schwingungsdämpfende Unterlage - Google Patents
Schwingungsdämpfende UnterlageInfo
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Description
20
Die Erfindung bezieht sich auf aus haftend unereinander verbundenen Lagen von Gewebe und Gummi in
wechselnder Schichtenfolge aufgebaute schwingungsdämpfende Unterlagen z. B. für Kraft- und Arbeitsmaschinen,
Transporteinrichtungen ^n Blechwalzenwerken u. dgl.
Zum Aufnehmen und Dämpfen mechanischer Schwingungen und zum akustischen Isolieren gegen die
Umgebung werden ortsfest aufgestellte Maschinen oder auch dynamisch beanspruchte Bauwerkskonstruktionen
häufig in bekannter Weise auf elastomeren Lagerelementen
abgestützt Durch den Aufbau und die Gestaltung der Lagerelemente, die Wahl des elastomeren
Werkstoffes und gegebenenfalls auch die Ausstattung mit Verstärkungsein- oder -auflagen kann dabei
verschiedenartigen Einsatzbedingungen in weitem Umfange begegnet werden. Eine aus dem Rahmen des
üblichen fallende besondere Erschwernis ergibt sich aber, wenn regelmäßig schlagartig auftreffende heftige
Druckstöße abzufangen sind. Dies gilt beispielsweise für die Auflagerung der Schabotte schwerer Schmiedehärr.
mer und in noch höherem Maße für die Unterstützung der Transportrollen in Grobblechwalzwerken. Es zeigte
sich in solchen und ähnlichen Fällen immer wieder, daß die unangenehmen, auf die Dauer schädlichen Schwingungen
mit den bekannten Lagerelementen nicht wirksam zu dämpfen waren und es trotz der
elastomeren Zwischenglieder unter Umständen zu Rißbildungen in den betroffenen Fundamentteilen kam.
Es sind z. B. nach der deutschen Patentschrift 1 91 627
aus in mehrfacher Schichtung übereinander in elastomere Stoffe eingebetteten Gewebebelagen aufgebaute
Unterlageplatten für Maschinenfundamente bekannt. Hiervon macht auch ein anderer Vorschlag (deutsche
Offenlegungsschrift 23 05 389) für Gummigewebeplatten speziell für die Stoßdämfung an Schmiedehämmern
Gebrauch, wobei zwecks Unterbindens von Rißbildungen die vielfach übereinander geschichteten Einbettungsgewebe
von Lage zu Lage winkelig gegeneinander versetzte Kett- und Schußfäden aufweisen sollen. Diese
und ähnliche bekannte Lagerungen sind zwar zum Dämpfen von Schwingungen und Geräuschen im
allgemeinen durchaus geeignet. Mit steigenden Maschinenleistungen und höheren Anforderungen an die
Laufruhe werden aber auch wachsende Ansprüche an die Lagerung vor allem stoß- und schlagartig arbeitender
Maschinen gestellt. Die Dämpfung der elastischen Unterlage muß dann so hoch sein, daß Nachschwingungen
mit Sicherheit unterdrückt werden. Ist die Maschine dagegen dynamisch noch derart in Bewegung, daß
nachfolgende Stöße oder Schläge auf ein ebenfalls schwingendes System auftreffen, kommt es aus diesen
gegenläufigen Bewegungen stoßender und angestoßener Massen zu unkontrollierten Prellschlägen mit auf
die Dauer zerstörenden Wirkungen. Diese Gefahr besteht vor allem bei Maschinen mit vergleichsweise
kurzen Schlagfolgen wie beispielsweise Schnellhämmern, Stanzen, Schlagscheren und ähnlichen Vorrichtungen.
Es werden hierfür zwar die erwünschten Federungseigenschaften der üblichen eiastomeren
Werkstoffe herangezogen, um die Lagerung gegenüber •Jen Erregerfrequenzen auf eine ausreichende Schwingungsdämpfung
abzustimmen. Ihre Eigendämpfung genügt allein aber nicht, das unerwünschte Nachschwingen
zu verhindern.
Der Erfindung liegt demgemäß als Aufgabe zugrunde, eine über lange Zwischenräume und häufige Lastwechsel
gleichbleibende befriedigende Schwingungsdämpfung gegen schwere und schwerste Stoßbeanspruchungen
zu erreichen und gleichzeitig auf jeden Fall schädliche Nachschwingungen zu unterdrücken.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von Unterlagen der eingangs geschilderten Gattung, erfindangsgemäß dadurch
gelöst, daß öse Gewebelagen in kompressibler Anordnung aus jeweils mehreren Schichten paketartig
aufeinandergelegt sind und die verschiedenen Werkstofflagen Schichtstärken von im wesentlichen gleicher
Größenordnung aufweisen.
Die Erfindung macht sich das unterschiedliche Biege-Schwingungsverhalten der in sich kompressiblen
Gewebedämpfungsschichten auf der einen und der voiumenkonstanten inkompressibien Elastomer-Federn
auf der anderen Seite zunutze und gelangt mit der funktioneilen Vereinigung beider Komponenten in
einem zusammenhängenden Schichtkörper zu überraschend günstigen Ergebnissen. Es is» bekannt, daß sich
unter gleichmäßig auf Druck belasteten reinen Elastomerlagern, das heißt also aus inkompressibien
Werkstoffen hergestellten Dämpfungsplatten oder Federungselementen ein parabelförmig umgrenztes,
von den Randbereichen auf einen Höchstwert in der Mitte anschwellendes Spannungsfeld aufbaut, während
dagegen die Kraftlinien unter einer Dämpfungsplatte aus kompressiblen Werkstoffen wie etwa Gewebeschichten
unter den gleichen Bedingungen einen der Fläche eines Rechteckes entsprechenden gleichförmigen
Verlauf zeigen. Die erfindungsgemäße Kombination beider verschiedenartigen Wirkungen führt einmal
zu einer erwünschten Vergleichmäßigung in der Arbeitsaufnahme und der Spannungsverteilung, zum
anderen aber gleichzeitig auch zu einem von der Form bzw. dem Volumen weitgehend unabhängigen Federungsverhalten
des zusammengesetzten Schichtkörpers, das wiederum für die Konstruktion einfachere Gestaltungen
und Bemessungen zuläßt. Der inkompressible elastomere Werkstoff bildet dabei aufgrund seiner
ausgebildeten Schubverformbarkeit innerhalb des einheitlichen Mehrschichtenaufbaues Federkerne, die die
Biegefähigkeit der plattenförmigen Unterlage günstig beeinflussen und auch unter der Einwirkung aus mittig
auftretender Druckstöße die Randspannungen als Folge ihrer Parabel-Charakteristik in Grenzen halten und
keine schädlichen Kantenpressungen aufkommen lassen.
Der erfindungsgemäße Schicbtenaufbau ist dem an
sich bekannten Verstärken elastomerer Baulager durch eingebettete Einzelfasern, Gewebe und andere textile
oder metallische Festigkeitsträger nicht zu vergleichen und in der Wirkung damit auch keineswegs gleichzusetzen.
Der Unterschied der neuartigen Unterlagsplatten zu bekannten Lagerelementen (beispielsweise nach der
deutschen Patentschrift 12.31 739) tritt schon in dem äußeren Erscheinungsbild mit den paketartig geschichteten
Gewebelagan hervor, wobei die Gewebe nicht als
Einlagen, sondern vielmehr als Beilagen zu bzw. zwischen den mit nicht größerer Schichtstärke ausgeführten
Gummischichten erscheinen.
In Ausgestaltung der Erfindung sind die von Gummilagen gebildeten Außenflächen mit eingeformten
Oberflächen-Profilierungen wie z. B. Rippen, Noppen, Lochungen o. dgl„ versehen.
Die in an sich bekannter Weise eingeformten Profilierungen dienen dazu, Unebenheiten und Ausrichtungsungenauigkeiten
auf den Kontaktflächen der druckübertragenden Konstruktionsteile durch eine
volumenveidrängende Vorfederung ausgleichen zu
können. Es wird damit möglich, ständige ocier auch vorübergehende Abweichungen von den Einbaumaßen
ohne Beteiligung der Gesamtfederung zu überbrücken und teilflächiges Abheben mit Spaltbüdung zu vermeiden.
Auf der anderen Seite ist dadurch auch die Gefahr punkt- oder linienförmiger Beanspruchungen und
unzulässiger örtlicher Spannungsspitzen von vornherein ausgeschaltet. Die daraus folgende direkte Kontaktfederung
kann noch weicher eingestellt werden, wenn die Vertiefungen der Oberflächenprofilierungen in
ebenfalls bekannter Weise mit einem viskosen, pastösen oder plastischen Stoff ausgefüllt werden.
Die Erfindung ist anhand der schematischen Darsteliung eines Auslührungsbeispiels in der Zeichnung
verdeutlicht. In der Zeichnung ist
Fi g. 1 ein Teilstück einer erfindungsgemäßen Unterlage
in perspektivischer Ansicht und
F i g. 2 und 3 Querschnittsdarstellungen der Unterlage im Ein- und Ausfederungszustand unter der Einwirkung
einer Stoßbelastung.
Die gezeichnete Unterlage ist aus zwei Gewcbelagen 4, einer inneren Gummilage 6 und zwei die Kontaktflächen
zu den gegeneinander abgestützten Konstruktionsteilen 8, 9 bildenden Gummiauflagen 7 aufgebaut
und zu einem in sich zusammenhängenden einheitlichen Schichtkörper von rechteckiger oder quadratischer
Grundgestalt zusammengesetzt. Die Gewebelagen 4 bestehen jeweils aus mehreren, beispielsweise fünf
unmittelbar aufeinandergelegten Gewebebahnen, die der notwendigen Haftverbindung wegen zweckmäßig
mit einer Kautschukimprägnierung versehen werden. Ihre Schichtstärke ist in jedem Falle in einer der
Gummilage 5 entsprechenden oder auch diese geringfügig überschreitenden Größenordnung bemessen und
ίο kann beispielsweise 5 mm betragen — ohne damit aber
die Erfindung auf diese in einer praktischen Ausführungsform als zweckmäßig erwiesene Dimension zu
beschränken. Die äußeren Gummiauflagen 6 tragen eine tief eingeformte Oberflächen-Profilierung in Gestalt
von parallel zueinander geradlinig über die ganze Länge bzw. Breite der Unterlagen durchlaufenden Dreikantrippen,
die sich im Finbauzustand der Unterlage schon unter der normalen Druckbelastung in die Vertiefungen
hinein verformen.
Die Querschnittsdarstellung in Fig.2 zeigt die eingebaute Unterlage unter der Wirk Mg eines extrem
schweren Belastungsstoßes P: Die inkompressible innere Gummilage 5 sucht ihr Volumen durch
Ausweichen über die Randkanten hinaus konstant zu halten und nimmt infolge der parabelförmig von der
Mitte nach den Seiten hin abfallenden Spannungsverteilung die in der Zeichnung angedeutete, einer Zerstreuungslinse
ähnelnde bikonkave Querschnittsgestalt an, der sich die benachbarten Gewebelagen 4 durch
Einwölben aufeinander zu angleichen. Mit dem Abschwellen der Stoßkraft P (F i g. 3) kehren sich die
Verhältnisse um: Der elastomere Werkstoff der Gummilage 5 zieht sich über seinen Ruhezustand hinaus
nach der Plattenmitte hin zusammen, was eine Verdickung im Mittenbereich nach Art einer bikonkaven
Sammellinse und deutliches Einkehlen der Randkanten mit entsprechendem Auswölben der Gewebelagen
4 zur Folge hat Die durch den Stoß angeregten Schwingungen der Konstruktionsteile 8,9 weiden djrch
diesen Wirkungsmechanismus federnd aufgefangen und stark gedämpft nach wenigen Ausschlägen zum
Abklingen gebracht.
Anstatt zweier Gewebelagen 4 können auch drei oder mehr mit zusätzlichen Gummilagen 5 vorgesehen
werden. In gleicher Weise unterliegen auch die äußeren Gummiauflagen 6 den von spezifischen Einsatzbedingungen
geprägten Variationsmöglichkeiten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
- Patentansprüche;1, Aus haftend untereinander verbundenen Lagen von Gewebe und Gummi in wechselnder Schichtenfolge aufgebaute scbwingungsdämpfende Unterlage z. B, für Kraft- und Arbeitsmaschinen, Transporteinrichtungen in Blechwalzwerken u.dgl. dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebelagen (4) in kompressibler Anordnung aus jeweils mehreren Schichten paketartig aufeinandergelegt sind und die verschiedenen Werkstofflagen (4,5) Schichtstärken von im wesentlichen gleicher Größenordnung aufweisen.
- 2. Unterlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre von Gummilagen (6) gebildeten Außenflächen mit eingeformten Oberflächenprofilierungen, z. B. Rippen, Noppen, Lochungen od. dgl, versehen sind.
Priority Applications (1)
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DE2740815A DE2740815C2 (de) | 1977-09-10 | 1977-09-10 | Schwingungsdämpfende Unterlage |
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DE2740815A DE2740815C2 (de) | 1977-09-10 | 1977-09-10 | Schwingungsdämpfende Unterlage |
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DE2740815A1 DE2740815A1 (de) | 1979-03-22 |
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ID=6018601
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DE2740815A Expired DE2740815C2 (de) | 1977-09-10 | 1977-09-10 | Schwingungsdämpfende Unterlage |
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Cited By (1)
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1977
- 1977-09-10 DE DE2740815A patent/DE2740815C2/de not_active Expired
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EP4100181B1 (de) * | 2020-02-04 | 2024-04-24 | SMS Group GmbH | Entkoppelte walzanlage |
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