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Schwingungsdämpfendes Auflager aus Gummi für Maschinen
Die Erfindung bezieht sich auf schwingungsdämpfende Auflager für Maschinen aller Art, insbesondere für Werkzeugmaschinen, Kompressoren, Zentrifugen und allgemein für Maschinen, bei denen sowohl sta- tische Belastungen als auch Vibrationen, d. h. mit verhältnismässig niedriger Frequenz veränderliche Kräf- te auftreten. Diese Bedingungen liegen insbesondere vor, wenn das Bett einer Werkzeugmaschine auf einem
Betonsockel montiert ist, der nachgiebig am Werkstättenboden abgestützt ist.
Es ist bekannt, zum Dämpfen von Schwingungen Unterlagsplatten aus Gummi od. dgl. zu verwenden, die allseitig geschlossene Hohlräume mit nach der gleichen Seite geneigten Zwischenwänden aufweisen.
Durch diese Hohlräume soll die federnde Nachgiebigkeit der Platte bei relativ geringem Materialaufwand erhöht werden, indem sich die Platte unter der Belastung leicht nach der durch die Schräglage der Zwischenwände vorgegebenen Richtung seitlich deformieren kann. Dabei ergibt sich allerdings der Nachteil, dass der gelagerte Teil eine seitliche "Schwimmbewegung" ausführt, die noch dazu unsymmetrisch ist.
Ferner sind für die Stossdämpfung nachgiebige Kissen bzw. Auflager bekannt, die im wesentlichen eine flache, parallelepipedische Form mit zwei gegenüberliegenden Laststützflächen aufweisen und von zwei oder mehr in verschiedenen Ebenen liegenden, gegeneinander auch seitlich versetzten Scharen von endseitig offenen Kanälen durchsetzt sind. Diese Kanäle haben zwar im unbelasteten Zustand des Kissens kreisförmigen Querschnitt, werden aber unter der niemals genau senkrechten Krafteinwirkung bei der Belastung des Kissens unsymmetrisch eingedrückt, was ebenfalls zu einer willkürlich gerichteten seitlichen Verschiebung zwischen Ober- und Unterteil des Kissens, also zu einem seitlichen "Schwimmen" führt.
Eine derartige Abstützung ist unbedenklich, wenn es im wesentlichen nur auf eine Stossdampfung ankommt, eignet sich aber nicht gut zur Schwingungsdämpfung. Für eine gute Schwingungsdämpfung soll nämlich ein seitliches "Schwimmen" des gelagerten Teiles weitgehend vermieden werden.
Ein dieser Forderung genügendes Auflager gemäss der Erfindung hat im wesentlichen eine flache, parallelepipedische Form mit zwei gegenüberliegenden Laststützflächen und weist zumindest eine Schar von endseitig offenen zu denStützflächen parallelen Kanälen, vorzugsweise aber zwei oder mehr in verschiedenen Ebenen seitlich gegeneinander versetzt liegende Scharen solcher Kanäle auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass bei unbelastetem Auflager jeder Kanal einen langgestreckten Querschnitt hat, der von zwei zueinander und zu den Laststützflächen im wesentlichen parallelen Längsseiten begrenzt wird, welche über gekrümmte, z. B. kreisbogenförmige Schmalseiten verbunden sind.
Durch diese Ausbildung des Auflagers wird, wie nachfolgend noch erläutert wird, ein seitliches "Schwimmen" des gelagerten Teiles vermieden.
Parallelepipede der vorstehend gekennzeichneten Art können zu zweit oder zu mehreren übereinander gestapelt werden, um so ein Auflager zu erhalten, das die erforderliche Nachgiebigkeit und Weichheit aufweist ; zu diesem Zweck können die aneinanderliegenden Oberflächen zweier benachbarter Parallelepipede mit ineinandergreifenden Rippen und Nuten versehen sein, die durch ihren Eingriff eine gegenseitige Verschiebung der Parallelepipede verhindern.
Weitere Vorteile und Merkmale eines schwingungsdämpfenden Auflagers gemäss der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung hervor. Die Fig. 1 und 2 zeigen in perspektivischer Ansicht zwei Parallelepipede oder Blöcke aus Gummi, die zusammen das in Fig. 3 ge-
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zeigte schwingungsdämpfende Auflager bilden. Fig. 4 stellt schematisch ein Anwendungsbeispiel eines solchen Auflagers dar. Die Fig. 5a, b und c erläutern die Wirkungsweise der Erfindung.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten parallelepipedischen Blöcke 10 und 11 aus Gummi haben eine deut- lich flachgestreckte Form. Jeder dieser Blöcke weist zwei Scharen von Kanälen 12, 12' auf, die unter- einander parallel sind und parallel zu den Ober- und Unterseiten der Blöcke verlaufen. Die Kanäle der einen Schar sind bezüglich der Kanäle der andern Schar versetzt angeordnet, wobei alle Kanäle einen horizontal langgestreckten Querschnitt haben.
Die Ober- oder Unterseite eines jeden Blockes ist mit Nuten 14, 15 versehen, die ähnlich den beiden
Balken des Buchstaben T angeordnet sind ; die gegenüberliegende Seite des Blockes 10 ist mit Rippen 16,
17 versehen, die in gleicher Weise wie die Nuten angeordnet sind, so dass die Rippen des Blockes 10 und die Nuten des Blockes 11 ineinandergreifen können, um dadurch ein Gleiten des Blockes 11 am Block 10 zu verhindern, wenn die beiden Blöcke in der in Fig. 3 dargestellten Weise gestapelt werden.
Die zweite Seite 11'des Blockes 11 ist eben, d. h. sie weist keine Rippen auf ; sie dient als Aufla- gefläche für die abzustützende Maschineneinheit. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass die zusammengebauten
Blöcke so ausgerichtet sind, dass die Kanäle 12, 12'aller Blöcke parallel zueinander verlaufen.
Im Anwendungsbeispiel nach Fig. 4 ist das Bett 5 einer Werkzeugmaschine mit einem Betonsockel 6 verbunden. Dieser Sockel befindet sich versenkt in einem Hohlraum 7 im Werkstättenboden 18 und ruht auf mehreren schwingungsdämpfenden Auflagern, von denen jedes aus Blöcken 10, 11 gemäss Fig. 3 besteht.
Im Boden des Hohlraumes 7 sind Spannstäbe 19 aus Stahl verankert, die in vertikaler Richtung weite Bohrungen im Betonsockel 6 durchsetzen. Jeder dieser Spannstäbe 19 ist mit einem Gewindeende versehen, auf das unter Zwischenschaltung einer Beilagscheibe 20 eine Mutter 21 aufgeschraubt ist. Zwischen jeder Beilagscheibe 20 und dem Betonsockel 16 ist noch ein ringförmiger Polster 22 angeordnet.
Durch geeignete Wahl der Anzahl der Blöcke 10, 11 und ihrer Anordnung sowie der durch die Muttern 21 aufgebrachten Vorspannung wird eine "schwebende" Lagerung der Maschine bzw. des Maschinenbettes 5 auf dem Sockel 6 erreicht, bei welcher die Blöcke 10 und 11 einen den zu absorbierenden Schwingungen angepassten Zustand annehmen, wodurch praktisch eine Übertragung dieser Schwingungen auf den Boden 18 verhindert wird.
Zur Erläuterung dessen, wie durch die Erfindung ein seitliches "Schwimmen" des gelagerten Teiles vermieden wird, ist in Fig. 5a ein Teilschnitt durch das Auflager im Bereich eines Kanals im unbelasteten Zustand dargestellt, wogegen die Fig. 5b und 5c die gleichen Teilschnitte im schwach bzw. stark belasteten Zustand des Auflagers zeigen. Es ist erkennbar, dass die quer zur Belastungsrichtung im Querschnitt langgestreckten Kanäle 12 des erfindungsgemässen Auflagers bei zunehmender Belastung (Schwingungsbelastung) unter Wahrung der Symmetrie allmählich zusammengedrückt werden. Dabei kommen die oberen und unteren Kanalwände 12a bzw. 12b bald mehr und mehr zur Berührung.
Hiedurch tritt auch bei starker Belastung keine Unsymmetrie auf, weil die Reibung an der Berührungsstelle 12c der Kanalwandungen eine gegenseitige Verschiebung der Kanalwände verhindert.