DE10212075A1

DE10212075A1 - Vorrichtung zur Lagerung von Antrieben

Info

Publication number: DE10212075A1
Application number: DE2002112075
Authority: DE
Inventors: Karl Hutschenreiter
Original assignee: Nordseewerke GmbH
Current assignee: Nordseewerke GmbH
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2003-10-09

Abstract

Die Vorrichtung dient zur Lagerung von Antrieben und weist mindestens ein Funktionselement auf, das sowohl mit elastisch federnden als auch mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften versehen ist. Das Funktionselement weist mindestens vier Hartplatten und mindestens drei Federplatten auf, die in Richtung einer Belastungsachse abwechselnd hintereinander angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung von Antrieben, die mindestens ein Funktionselement aufweist, das sowohl mit elastisch federnden als auch mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften versehen ist.

Bei einer Lagerung von Antrieben ist in der Regel eine federnde Lagerung erwünscht, um eine vorgegebene mechanische Entkopplung des Antriebes sowie eines tragenden Fundamentes zu erreichen. Damit sollen die Lagerungen auch eine Körperschalldämmung bereitstellen, um Geräuschübertragungen zu vermindern. Diese Anforderung ist insbesondere bei einer Lagerung von Schiffsantrieben von Bedeutung, wo eine Schallübertragung von den Dieselantrieben zu Mannschaftsbereichen und Passagierkabinen vermindert werden soll. Bei Unterseebooten soll eine Körperschallübertragung auf das umgebende Wasser möglichst weitgehend vermieden werden.

Bei üblichen Antriebslagerungen erweist sich insbesondere die Körperschalldämmwirkung in einem hochfrequenten Bereich als problematisch, da hier das Verhältnis zwischen Fundamentimpedanz und Federimpedanz der Lagerung zu berücksichtigen ist. Die Fundamentimpedanz stellt sich als eine konstruktiv gegebene Größe dar, die Federimpedanz hingegen ist abhängig von einer Größe der Federsteife sowie der Bauform des verwendeten Lagerelementes.

Unter Berücksichtigung von praktisch vorliegenden Materialeigenschaften weisen die üblich verwendeten Federelemente eine Funktionscharakteristik entsprechend einer Parallelschaltung einer massebehafteten Feder und eines Dämpfers auf. Durch die dämpfenden Eigenschaften wird die Feder im höheren Frequenzbereich zunehmend versteift. Hieraus resultiert, daß die Federimpedanz mit zunehmender Frequenz ab einer gewissen Schwelle nicht mehr geringer wird. Dies wiederum hat zur Folge, daß die Körperschalldämmwirkung üblicher elastischer Lagerungen ab einer bestimmten Frequenzschwelle nicht weiter zunimmt, sondern zum Teil sogar wieder abnimmt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß innerhalb eines ausgedehnten Feldes von Einsatzparametern sowohl eine elastische Abstützung des Antriebes als auch eine wirksame Körperschalldämmung bereitgestellt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Funktionselement mindestens vier Hartplatten und mindestens drei Federplatten aufweist, die in Richtung einer Belastungsachse abwechselnd hintereinander angeordnet sind.

Durch die relativ zueinander abwechselnde Anordnung der Hartplatten und der Federplatten wird ein Schichtelement bereitgestellt, das über einen ausgedehnten Frequenzbereich eine wirkungsvolle Körperschalldämmung bereitstellt. Insbesondere erweist es sich als vorteilhaft, daß durch die abwechselnde Anordnung der Hartplatten und der Federplatten räumlich relativ gering dimensionierte und relativ zueinander getrennt angeordnete elastische Federelemente bereitgestellt werden. Die relativ geringe räumliche Dimensionierung der einzelnen Federplatten führt zu einer hochwirksamen Körperschalldämmung auch bei hohen Frequenzen.

Eine mechanisch hochbelastbare Ausführungsform wird dadurch bereitgestellt, daß die Hartplatten aus Metall ausgebildet sind.

Insbesondere ist daran gedacht, daß die Hartplatten aus Stahl ausgebildet sind.

Optimale Federungs- und Dämpfungseigenschaften werden miteinander dadurch kombiniert, daß die Federplatten aus einem elastomeren Material ausgebildet sind.

Insbesondere ist daran gedacht, daß die Federplatten aus Gummi ausgebildet sind.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, daß das Gummi eine Härte von etwa 55 Shore aufweist.

Zur Erleichterung einer Montage des Funktionselementes wird vorgeschlagen, daß die Hartplatten und die Federplatten ein Schichtelement ausbilden, das von Endplatten begrenzt ist, die als Hartplatten ausgebildet sind.

Bei der Durchführung einer Montage des Funktionselementes erweist es sich als vorteilhaft, daß die Endplatten eine Dicke von etwa 15 mm aufweisen.

Eine kompakte Ausführungsform wird dadurch unterstützt, daß die zwischen den Endplatten angeordneten Hartplatten eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 5 mm aufweisen.

Ebenfalls erweist es sich als vorteilhaft, daß die zwischen den Endplatten angeordneten Federplatten eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 5 mm aufweisen.

Die Kombination von elastischen Eigenschaften mit einer hohen mechanischen Belastbarkeit wird dadurch bereitgestellt, daß die Federplatten eine Dichte im Bereich von 1,0 bis 1,4 kg/dm³ aufweisen.

Eine einfach zu handhabende und zugleich hoch belastbare und über einen langen Betriebszeitraum funktionssichere Ausführungsform wird dadurch bereitgestellt, daß die Federplatten und die Hartplatten durch einen Vulkanisationsvorgang miteinander verbunden sind.

Eine typische Anwendung besteht darin, daß das Funktionselement zur Abstützung eines Antriebes im Bereich eines Schiffes ausgebildet ist.

Ein anderes Anwendungsgebiet wird dadurch erschlossen, daß das Funktionselement zur Abstützung eines Antriebes im Bereich eines Unterseebootes ausgebildet ist.

Ein guter Kompromiß zwischen einer kompakten Ausführungsform und einer hocheffektiven Körperschalldämmung wird dadurch bereitgestellt, daß das Funktionselement acht bis fünfzehn Hartplatten sowie eine Anzahl von Federplatten aufweist, die um eins geringer als die Anzahl der Hartplatten ist.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitendarstellung einer als Schichtelement ausgebildeten Lagerung für einen Antrieb,
Fig. 2 das Lagerelement gemäß Fig. 1 in einer Einbausituation zur Lagerung eines Schiffsantriebes mit einer schräg zur Vertikalen angeordneten Belastungsachse,
Fig. 3 eine Darstellung des Lagerelementes in Fig. 2 gemäß Blickrichtung III,
Fig. 4 eine Darstellung eines weiteren Lagerelementes mit gegenüber Fig. 2 unterschiedlicher räumlicher Orientierung der Belastungsachse,
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Aufstellungsraum eines gelagerten Antriebes,
Fig. 6 eine Seitenansicht des Antriebes in Fig. 5 gemäß Blickrichtung VI,
Fig. 7 eine Draufsicht auf den gelagerten Antrieb gemäß Blickrichtung VII in Fig. 5 und
Fig. 8 eine schematische und vereinfachte Darstellung eines gelagerten Antriebes.
Fig. 1 zeigt ein Funktionselement (1), das ein Standardfederelement 2) mit Grundplatte (3) aufweist. Die Grundplatte (3) steht mit einem Flansch (4) relativ zu einer Außenwandung des Standardfederelements (2) seitlich über, um eine Montage beispielweise durch Verschraubung zu unterstützen. Das Standardfederelement 2) trägt eine Mehrzahl von Hartplatten (5) und Federplatten (6), die in Richtung einer Belastungsachse (7) abwechselnd hintereinander angeordnet sind.
Die Hartplatten (5) bestehen vorzugsweise aus Metall. Insbesondere ist an die Verwendung von Stahl gedacht. Die Federplatten (6) werden aus einem elastomeren Material gefertigt. Insbesondere ist hier an eine Verwendung von Gummi gedacht. Die Gummihärte liegt typischerweise in einem Bereich um 55 Shore, eine Dichte des Gummis liegt typischerweise in einem Bereich von 1,0 bis 1,4 Kg/dm³.
Der Stapel von Hartplatten (5) und Federplatten (6) wird gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 von zwei Endplatten (8) begrenzt, die als Hartplatten (5) ausgebildet sind. Die Dicke dieser Endplatten (8) wird typischerweise größer als die Dicke der dazwischen liegenden Platten (5, 6) gewählt. Gemäß einer typischen Dimensionierung liegt die Dicke der Endplatten (8) bei etwa 15 mm, die Dicke der Hartplatten (5) sowie der Federplatten (6) zwischen den Endplatten (8) beträgt jeweils etwa 5 mm.
Eine typische Fertigung des aus den Platten (5, 6, 8) ausgebildeten Schichtelementes erfolgt durch einen Vulkanisiervorgang. Die Hartplatten (5) werden hierzu in einer Form positioniert und die zwischen den Hartplatten (5) vorgesehenen Zwischenräume werden mit einer flüssigen Gummimasse gefüllt, die nach dem Füllvorgang vulkanisiert wird. Durch den Vulkanisiervorgang wird ein einfach zu montierender Materialblock mit optimalen Materialeigenschaften bereitgestellt.
Fig. 2 zeigt das Funktionselement (1) gemäß Fig. 1 in einem montierten Zustand mit geneigter Belastungsachse (7). Die Grundplatte (3) ist hier im Bereich eines Lagerbockes (9) fixiert, der seinerseits im Bereich eines Fundamentes (10) gehaltert ist. Die der Grundplatte (3) abgewandt angeordnete Endplatte (8) des Funktionselementes (1) ist mit einem Stützsockel (11) eines Antriebes (12) verbunden.
Fig. 3 veranschaulicht den Aufbau der Anordnung gemäß Fig. 2 bei einer anderen Blickrichtung. Fig. 4 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 bei einer zu Fig. 2 komplementären räumlichen Orientierung der Belastungsachse (7). Bei einer gemeinsamen Verwendung der Funktionselemente (1) gemäß Fig. 2 und Fig. 4 erfolgt eine beidseitige Abstützung des Antriebes (12) bei gleichmäßiger Krafteinleitung in das Fundament (10).
Fig. 5 zeigt die Anordnung eines gelagerten Antriebes (12), der von einer Antriebstraverse (13) abgestützt ist. Die Antriebstraverse (13) ist von Funktionselementen (1) mit jeweils geneigt angeordneten Belastungsachsen (7) gegenüber dem Fundament (10) abgestützt. Die Ausbildung der Funktionselemente (1) entspricht dabei den Darstellungen in Fig. 2 und Fig. 4.
Fig. 6 zeigt die Antriebsanordnung gemäß Fig. 5 in einer Seitenansicht. Es ist zu erkennen, daß hier zwei Antriebe (12) verwendet sind, die durch eine Schaltkupplung (14) miteinander verbindbar sind. Die Antriebe (12) arbeiten gemeinsam auf einer Antriebswelle (15). Fig. 6 veranschaulicht insbesondere, daß eine Mehrzahl von Funktionselementen (1) zur Abstützung der Antriebe (12) verwendet sind, die jeweils unterschiedliche Orientierungen ihrer Belastungsachsen (7) aufweisen.
Fig. 7 veranschaulicht, daß bei der Anordnung gemäß Fig. 6 jedem der Antriebe (12) vier Funktionselemente (1) zugeordnet sind, die die elastische Lagerung und Körperschallentkopplung gewährleisten.
Fig. 8 zeigt nochmals eine Anordnung ähnlich wie in Fig. 5 aber in stärker vereinfachter Darstellung und mit einer anderen räumlichen Orientierung der Belastungsachsen (7) und der Funktionselemente (1).

Claims

1. Vorrichtung zur Lagerung von Antrieben, die mindestens ein Funktionselement aufweist, das sowohl mit elastisch federnden als auch mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (1) vier Hartplatten (5) und mindestens drei Federplatten (6) aufweist, die in Richtung einer Belastungsachse (7) abwechselnd hintereinander angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartplatten (5) aus Metall ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartplatten (5) aus Stahl ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federplatten (6) aus einem elastomeren Material ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federplatten (6) aus Gummi ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummi eine Härte von etwa 55 Shore aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartplatten (5) und die Federplatten (6) ein Schichtelement ausbilden, das von Endplatten (8) begrenzt ist, die als Hartplatten (5) ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Endplatten (8) eine Dicke von etwa 15 mm aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Endplatten (8) angeordneten Hartplatten (5) eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 5 mm aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Endplatten (8) angeordneten Federplatten (6) eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 5 mm aufweisen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federplatten (6) eine Dichte im Bereich von 1,0 bis 1,4 kg/dm³ aufweisen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Federplatten (6) und die Hartplatten (5) durch einen Vulkanisationsvorgang miteinander verbunden sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (1) zur Abstützung eines Antriebes (12) im Bereich eines Schiffes ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (1) zur Abstützung eines Antriebes (12) im Bereich eines Unterseebootes ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (1) acht bis fünfzehn Hartplatten (5) sowie eine Anzahl von Federplatten (6) aufweist, die um eins geringer als die Anzahl der Hartplatten (5) ist.