DE102017126668A1

DE102017126668A1 - Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102017126668A1
Application number: DE102017126668.2A
Authority: DE
Inventors: Dirk Broneske
Original assignee: Schwingungstechnik Broneske GmbH; Schwingungstechnik-Broneske GmbH
Current assignee: Schwingungstechnik Broneske GmbH; Schwingungstechnik-Broneske GmbH
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2019-05-16

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer (10, 100) mit einem unteren Flansch (11, 111) und einem oberen Flansch (20, 120) sowie mindestens einem dazwischen angeordneten elastomeren Dämpfungselement (14, 114). Damit dieser sowohl Körperschall als auch mechanische Schocks effektiver dämpft, wird vorgeschlagen, dass zwischen dem mindestens einen elastomeren Dämpfungselement (14, 114) und einem der Flansche (11, 20, 111, 120) mindestens ein elastisches Metallfederelement (19, 119) vorgesehen ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für die elastische Lagerung von Maschinen, Geräten oder Bauteilen.
Hintergrund der Erfindung
Bei der Aufstellung von Motoren, Aggregaten und ähnlichen Geräten oder Maschinen werden für deren elastische Lagerung Schwingungsdämpfer mit Elastomeren verwendet, um störende Schwingungen, Vibrationen und Körperschall zu reduzieren. Ein derartiger Schwingungsdämpfer mit Gummielementen ist in dem Gebrauchsmuster G 80 02 600 beschrieben. Sollen Elastomerlager auch mechanische Schocklasten, also Stöße absorbieren, so sind Elastomerlager, sogenannte Hut-Lager, bekannt. Diese sind jedoch groß und schwer und haben außerdem den Nachteil, dass ihre Schockabsorption verhältnismäßig gering ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund des vorstehend beschriebenen Stands der Technik entwickelt. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schwingungsdämpfer mit einem unteren Flansch und einem oberen Flansch sowie mindestens einem dazwischen angeordneten elastomeren Dämpfungselement vorzuschlagen, der sowohl Körperschall als auch mechanische Schocks effektiver dämpft.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zwischen dem mindestens einen elastomeren Dämpfungselement und einem der Flansche mindestens ein elastisches Metallfederelement vorgesehen ist. Als Flansch im Sinne der Erfindung ist jedes geeignete Mittel zur Verbindung bzw. Befestigung des Schwingungsdämpfers an einem seiner beiden Enden zu verstehen. Das elastomere Dämpfungselement dämpft in erster Linie Körperschall, also Schwingungen mit hoher Frequenz und kleiner Amplitude. Das Metallfederelement dämpft auch Körperschall, hauptsächlich aber niederfrequentere Schwingungen mit großer Amplitude. Insgesamt führt dies in einem synergistischen Zusammenwirken der Komponenten sowohl zu einer besseren Dämpfung des Körperschalls als auch zu einer zusätzlichen Absorption von mechanischen Stößen und niederfrequenteren Vibrationen. Das elastomere Dämpfungselement und das Metallfederelement sind seriell angeordnet, wodurch je nach ihrer Anordnungsreihenfolge zwei unterschiedliche Ausführungsformen möglich sind, die unterschiedliche Dämpfungseigenschaften aufweisen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung mit nicht beschränkenden zusätzlichen Merkmalen werden nachfolgend beschrieben.
Für das Metallfederelement wird vorzugsweise ein schraubenförmig gewundenes Stahlkabel verwendet. Dieses weist eine besonders große mechanische Stabilität bei hoher Elastizität auf und kann starke Stöße und Schockwellen aufnehmen und absorbieren.
Das Metallfederelement mit dem Stahlkabel ist derart angeordnet, dass dessen Schraubenachse etwa orthogonal zur Längsachse des Schwingungsdämpfers verläuft. Dies bedeutet, dass die Stahlkabel-Schraubenfeder nicht entlang ihrer Längsachse elastisch verformt wird, sondern entlang ihrer Querachse. Daher ist der Querschnitt der Stahlkabel-Schraubenfeder ohne Belastung im Wesentlichen kreisförmig und verformt sich bei einer Druck- oder Zugbelastung oval.
Zwischen dem elastomeren Dämpfungselement und dem Metallfederelement ist ein Zwischenelement befestigt, das beide Elemente verbindet. Das Zwischenelement kann zusätzliche Dämpfungseigenschaften aufweisen.
Im Zwischenelement und in dem Flansch, der an dem Metallfederelement angeordnet ist, sind jeweils Führungsöffnungen zur Befestigung des Metallfederelements vorgesehen.
Der Schwingungsdämpfer kann entlang seiner Längsachse eine zentrale Öffnung aufweisen, in der ein Sicherungselement oder ein Bolzen angeordnet ist. Dadurch wird eine Abrisssicherung und/oder eine Zugentlastung ermöglicht, sodass der Schwingungsdämpfer auch hängend verwendet werden kann.
Der Bolzen weist ein Begrenzungselement für einen Anschlag auf, durch das die maximale Dehnung des Schwingungsdämpfers durch Zugkräfte mechanisch begrenzt wird.
Das Elastomer des elastomeren Dämpfungselements kann Gummi, Metall oder Kunststoff aufweisen und/oder aus diesen Stoffen bestehen.
Figurenliste
Die Figuren zeigen im Einzelnen:

1 einen vertikalen Längsschnitt des Schwingungsdämpfers in einer ersten Ausführungsform;
2 eine zweite Ausführungsform des Schwingungsdämpfers im vertikalen Längsschnitt; und
3 eine dritte Ausführungsform des Schwingungsdämpfers im vertikalen Längsschnitt.

Funktionsmäßig gleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Merkmale den Zeichnungen zu entnehmen sind.
1 zeigt einen vertikalen Längsschnitt des Schwingungsdämpfers 10. Dieser umfasst einen unteren Flansch 11 mit einem Flanschblatt 12. Der Flansch 11 ist mittels des Flanschblattes 12 auf einem unteren Fundament (nicht gezeigt) verschraubt. Der Flansch 11 besteht aus Metall und weist eine konusförmige Aufnahmefläche 13 auf. Auf dem Flansch 11 ist ein dazu komplementäres, elastomeres Dämpfungselement 14 aus Gummi befestigt. Dieses absorbiert vor allem Körperschall.
Auf dem konusförmigen Dämpfungselement 14 ist ein Zwischenelement 15 befestigt. Das Zwischenelement 15 ist in seinem unteren Bereich eine hohlkonusförmige Aufnahmeöffnung 16 auf, die zur Konusform des Dämpfungselementes 14 komplementär ist. In dem oberen Bereich des Zwischenelements 15 sind Führungsöffnungen 17 vorgesehen, durch die untere Abschnitte des gewundenen Stahlkabels 18 eines Metallfederelements 19 verlaufen. Hierdurch wird das Metallfederelement 19 am Zwischenelement 15 befestigt. Da der Federweg des schraubenfederförmigen Stahlkabels 18 entlang der Querachse verläuft, die mit der gestrichelt dargestellten Längsachse 30 des Schwingungsdämpfers 10 zusammenfällt, ergibt sich die dargestellte ovale Verformung des Metallfederelements 19.
Auf dem Metallfederelement 19 ist ein oberer Flansch 20 mit einem Flanschblatt 21 befestigt. Zur Befestigung des Metallfederelements 19 weist der obere Flansch 20 Führungsöffnungen 23 auf, durch die obere Abschnitte des gewundenen Stahlkabels 18 des Metallfederelements 19 verlaufen. An dem oberen Flanschblatt 21 ist ein Motor, Aggregat oder dergleichen (nicht gezeigt) befestigt. Diese Geräte sind eine Quelle von unerwünschten Schallwellen, Vibrationen und/oder Stößen, welche wirkungsvoll gedämpft werden und dadurch nicht oder zumindest nur vermindert auf das Fundament übertragen werden.
Weiterhin weist der Schwingungsdämpfer 10 entlang seiner Längsachse 30 eine zentrale Öffnung 22 auf, in der ein Sicherungselement oder ein Bolzen 25 angeordnet sein kann (siehe 3). Dadurch kann eine Abrisssicherung und/oder eine Zugentlastung vorgesehen sein.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Schwingungsdämpfers 100 im vertikalen Längsschnitt. Dieser umfasst einen unteren Flansch 111 mit einem Flanschblatt 112. Der Flansch 111 ist mittels des Flanschblattes 112 auf einem unteren Fundament (nicht gezeigt) verschraubt. Der untere Flansch 111 weist Führungsöffnungen 123 auf, durch die das gewundene Stahlkabel 118 des Metallfederelements 119 verläuft und so befestigt ist. An der Oberseite des Metallfederelements 119 ist das Zwischenelement 115 befestigt, und zwar auf die gleiche Weise mittels der Führungsöffnungen 117 für das Stahlkabel 118. Das metallene Zwischenelement 115 weist eine konusförmige Aufnahmefläche 113 auf, auf der das komplementär konusförmige Dämpfungselement 114 befestigt ist. Auf dem Dämpfungselement 114 ist wiederum ein oberer Flansch 120 mit einer für das Dämpfungselement 114 vorgesehenen hohlkonusförmigen Aufnahmeöffnung 116 befestigt. An dem oberen Flanschblatt 121 ist ein Motor, Aggregat oder dergleichen (nicht gezeigt) befestigt, die Schallwellen, Vibrationen und/oder Stößen erzeugen.
Vom grundsätzlichen Aufbau entspricht der dargestellte Schwingungsdämpfer 100 der ersten Ausführungsform 10 in 1. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass bei der ersten Ausführungsform 10 der Schall und die Stöße zuerst das Metallfederelement 19 und danach das Dämpfungselement 14 durchlaufen und bei der zweiten Ausführungsform 100 zuerst das Dämpfungselement 114 und danach das Metallfederelement 119. Hierdurch ergeben sich andere Dämpfungseigenschaften. Auf diese Weise kann der Schwingungsdämpfer, 10, 100 den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Schwingungsdämpfers 10' im vertikalen Längsschnitt. Dieser Schwingungsdämpfers 10' entspricht im Wesentlichen der in 1 dargestellten Ausführungsform, mit dem Unterschied, dass in der zentralen Öffnung 22 ein verschieblicher Bolzen 25 angeordnet ist.
Außerdem ist im unteren Flansch 11 eine Ausnehmung 24 für ein Begrenzungselement 26 des Bolzens 25 vorgesehen, durch das eine Dehnung des Schwingungsdämpfers 10' durch Zugkräfte nur soweit möglich ist, bis das Begrenzungselement 26 den oberen Anschlag 27 erreicht. Durch den Bolzen 25 kann der Schwingungsdämpfer 10' größeren Zugkräften ausgesetzt werden, da eine Dehnung nur soweit möglich ist, bis das Begrenzungselement 26 den oberen Anschlag 27 erreicht. Hierdurch kann der Schwingungsdämpfer 10' beispielsweise auch hängend eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

10.: Schwingungsdämpfer
11.: Unterer Flansch
12.: Unteres Flanschblatt
13.: Aufnahmefläche
14.: Elastomeres Dämpfungselement
15.: Zwischenelement
16.: Aufnahmeöffnung
17.: Führungsöffnungen
18.: Stahlkabel
19.: Metallfederelement
20.: Oberer Flansch
21.: Oberes Flanschblatt
22.: Zentrale Öffnung
23.: Führungsöffnungen
24.: Ausnehmung
25.: Bolzen
26.: Begrenzungselement
27.: Oberer Anschlag
30.: Längsachse des Schwingungsdämpfers
100.: Schwingungsdämpfer
111.: Unterer Flansch
112.: Unteres Flanschblatt
114.: Elastomeres Dämpfungselement
113.: Aufnahmefläche
115.: Zwischenelement
116.: Aufnahmeöffnung
117.: Führungsöffnungen
118.: Stahlkabel
119.: Metallfederelement
120.: Oberer Flansch
121.: Oberes Flanschblatt
123.: Führungsöffnungen

Claims

Schwingungsdämpfer (10, 100) mit einem unteren Flansch (11, 111) und einem oberen Flansch (20, 120) sowie mindestens einem dazwischen angeordneten elastomeren Dämpfungselement (14, 114), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen elastomeren Dämpfungselement (14, 114) und einem der Flansche (11, 20, 111, 120) mindestens ein elastisches Metallfederelement (19, 119) vorgesehen ist.
Schwingungsdämpfer (10, 100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Metallfederelement (19, 119) ein schraubenförmig gewundenes Stahlkabel (18, 118) aufweist.
Schwingungsdämpfer (10, 100) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Metallfederelement (19, 119) derart angeordnet ist, dass seine Schraubenachse etwa orthogonal zur Längsachse (30) des Schwingungsdämpfers (10, 100) verläuft.
Schwingungsdämpfer (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elastomeren Dämpfungselement (14, 114) und dem elastischen Metallfederelement (19, 119) ein Zwischenelement (15, 115) befestigt ist.
Schwingungsdämpfer(10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenelement (15, 115) und in einem Flansch (11, 20, 111, 120) jeweils Führungsöffnungen (17, 23, 117, 123) zur Befestigung des Metallfederelements (19, 119) vorgesehen sind.
Schwingungsdämpfer (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsdämpfer (10, 100) entlang seiner Längsachse (30) eine zentrale Öffnung (22) aufweist, in der eine Sicherungselement, vorzugsweise ein Bolzen (25), angeordnet ist.
Schwingungsdämpfer (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (25) ein Begrenzungselement (26) für einen Anschlag (27) aufweist, durch das die Dehnung durch Zugkräfte begrenzt wird.
Schwingungsdämpfer (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Form in Bezug auf seine Längsachse (30) aufweist.
Schwingungsdämpfer (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer des elastomeren Dämpfungselements (14, 114) Gummi, Metall oder Kunststoff aufweist und/oder aus diesen Stoffen besteht.