DE1231069B

DE1231069B - Elastic suspension for machine units with operational imbalances

Info

Publication number: DE1231069B
Application number: DEV24182A
Authority: DE
Inventors: Clemens A Voigt; Dr-Ing Konrad Oeser; Dipl-Ing Josef Peter Schmalohr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-06-15
Filing date: 1963-06-15
Publication date: 1966-12-22
Also published as: BE647911A; NL6405736A; GB1062274A; AT256755B; CH408544A

Description

Elastische Aufhängung für Maschinen-Aggregate mit betriebsmäßigen Unwuchten Für die Dämpfung der Schwingungen, die an Maschinenaggregaten mit betriebsmäßig vorkommenden Unwuchten auftreten, gibt es zahlreiche elastische Ab- stützungen und Aufhängungen. Dabei kommt es darauf an, die für die Erzeugung der Schwingungen maßgebenden Unwuchten abzufangen, damit diese nicht Erschütterungen des Fundamentes und daraus sich ergebende Schäden verursachen.Elastic suspension for machines units with operational imbalances for the damping of vibrations occurring on machine assemblies with operationally occurring imbalances, there are numerous subsidies elastic waste and suspensions. It is important to absorb the imbalances that are decisive for the generation of the vibrations so that they do not cause shocks to the foundation and the resulting damage.

Auch gibt es Maschinen, z. B. Schleudertrommein, deren Unwuchten von der jeweiligen Lage des frei beweglichen Füllungsmaterials abhängen und sich deshalb nach Größe und Richtung nicht eindeutig vorbestimmen lassen. Für solche Verhältnisse ist es einerseits erwünscht, das Maschinenaggregat so abzustützen, daß in keinem Fall unzulässige Beanspruchungen und Eigenschwingungen auftreten, andererseits aber trotz möglichst allseitiger Nachgiebigkeit die Normallage immer wieder hergestellt wird und die Betriebssicherheit gewährleistet ist.There are also machines, e.g. B. centrifugal drum, the imbalances of the respective position of the freely movable filling material and therefore depend cannot be clearly pre-determined according to size and direction. For such conditions it is on the one hand desirable to support the machine assembly so that in none If inadmissible loads and natural vibrations occur, on the other hand, however despite the greatest possible flexibility on all sides, the normal position is always restored and operational safety is guaranteed.

Bei bekannten Konstruktionen erfolgt die Abstützung eines Maschinenaggregates, insbesondere des Gehäuses oder Behälters einer um eine waagerechte Achse umlaufenden Trommel, im allgemeinen an vier Stellen. Als elastische Stützelemente werden teils Schraubenfedem oder sonstige metallische Federn, teils reine Gummifedern und schließlich auch kombinierte Gummi-Metall-Körper verwendet.In known constructions, a machine assembly is supported, in particular the housing or container of a rotating around a horizontal axis Drum, generally in four places. As elastic support elements are partly Coil springs or other metallic springs, partly pure rubber springs and finally Combined rubber-metal bodies are also used.

Demgegenüber geht die Erfindung von der Aufgabe aus, eine vergleichsweise einfachere Konstruktion zu schaffen, die mit möglichst wenigen Bauteilen alle Bedingungen bezüglich einer elastischen und zugleich schwingungsdämpfenden Aufhängung zu erfüllen vermag. Zur Lösung der Aufgabe genügt es aber nicht, wie bei den bekannten Konstruktionen, sich nur nach der einen oder anderen durch den Schwerpunkt des Aggregates gehenden Ebene zu richten. Es ist außerdem noch zu berücksichtigen, daß es nicht allein auf die Beweglichkeit in allen Freiheitsgraden mit nahezu gleichen Frequenzen ankommt. Vielmehr sind bei Verwendung von Lagern aus Gummi auch noch die Art der Formänderungen und die Beanspruchungen der Gummiteile von Bedeutung.In contrast, the invention is based on the object of a comparatively To create a simpler construction that meets all conditions with as few components as possible with regard to an elastic and at the same time vibration-damping suspension able. To solve the problem, however, it is not sufficient, as with the known constructions, going through the center of gravity of the unit only after one or the other Level to judge. It also has to be taken into account that it is not alone the mobility in all degrees of freedom arrives with almost the same frequencies. Rather, when using bearings made of rubber, the type of shape changes are also important and the stresses on the rubber parts are important.

Um alledem gerecht zu werden, wird erfindungsgemäß von einer bekannten elastischen Aufhängung für Maschinenaggregate mit betriebsmäßig vorkommenden Unwuchtungen eines mit horizontaler Welle umlaufenden Bauteiles ausgegangen, bei der je zwei auf beiden Seiten im Abstand voneinander angeordnete elastische Stützlager vorgesehen sind, die symmetrisch zu den vertikalen Schwerpunkt-Längs- und Querebenen sowie mindestens annähernd in der horizontalen Schwerpunktebene liegen. Diese be- kannte Aufhängung weist jedoch Lager auf, die bei Verwendung von säulen-, band- oder walzenförmigen Gummiteilen im wesentlichen auf Zug beansprucht und gänzlich unabhängig voneinander sind. Sie kann daher nicht allen Anforderungen genügen und erfor-.dert eine Umgestaltung, die gemäß der Erfindung darin liegt, daß die Stützlager beiderseits auf Hebeln angebracht sind, die in zur Drehachse des Aggregates parallelen Ebenen verlaufen und am ungefederten Teil an zwei auseinander liegenden Stellen über allseits elastische, druckbeanspruchte Gummi-Metall-Lager nach oben bzw. unten abgestützt sind.To all this meet, according to the invention starting from a known elastic suspension for machine units with operatively occurring Unwuchtungen a revolving horizontal shaft component, are provided in two on both sides in spaced-apart resilient bearings, symmetrical to the vertical center of gravity Longitudinal and transverse planes and at least approximately in the horizontal plane of the center of gravity. However, this known loading suspension has bearings, which with the use of columnar, strip or roll-shaped rubber parts substantially subjected to train and are completely independent. It can therefore not meet all requirements and requires a redesign, which according to the invention is that the support bearings are mounted on both sides on levers that run in planes parallel to the axis of rotation of the unit and on the unsprung part at two points apart Elastic, pressure-loaded rubber-metal bearings are supported upwards and downwards on all sides.

Mit den Hebeln wird dabei von einem Merkmal Gebrauch gemacht, das an sich für Fahrzeugabfederungen bekannt, jedoch nicht ohne weiteres im Zusammenhang mit der elastischen Aufhängung eines Maschinenaggregates, wie sie der Erfindung zugrunde liegt, zu verwenden ist. Während nämlich die Hebel der bekannten Fahrzeugabfederung irn Hinblick auf die Bewegungsverhältnisse bei einem Fahrzeug eine feste Achse aufweisen, sind die Hebel in ihrer Anwendung gemäß der Erfindung durch ihre besondere Abstützung ohne Achse frei in allen Richtungen beweglich und werden damit den Anforderungen an eine Aufhängung von Maschinenaggregaten mit betriebsmäßig vorkommenden Unwuchten gerecht, und zwar in Verbindung mit günstigen Verhältnissen in den Formänderungen und Beanspruchungen der Gummiteile.With the levers, use is made of a feature that known per se for vehicle cushioning, but not necessarily in context with the elastic suspension of a machine unit, such as that of the invention is to be used. While namely the lever of the well-known vehicle suspension have a fixed axis with regard to the movement conditions in a vehicle, are the levers in their application according to the invention by their special support Can be moved freely in all directions without an axis and thus meet the requirements to a suspension of machine units with operationally occurring imbalances fair, in connection with favorable conditions in the form changes and stresses on the rubber parts.

Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf Einzelheiten der Gummi-Metall-Lager. So können diese Lager in an sich bekannter Weise als Keillager ausgebildet und gegebenenfalls im Scheitel des Gummiteiles mit einer Ausnehmung versehen sein. Schließlich empfiehlt es sich, zum etwa erforderlichen nachträglichen und wiederholten Ausrichten des Aggregates, z. B. bei Montageungenauigkeiten und/oder Kriecherscheinungen des elastischen Materials, jedes Gummi-Metaff-Lager gegenüber dem zugehörigen Hebel einstellbar zu machen.Further features of the invention relate to details of the Rubber-metal bearings. So these bearings can be used as wedge bearings in a manner known per se formed and optionally in the apex of the rubber part with a recess be provided. Finally, it is best to go to any necessary subsequent and repeated alignment of the unit, e.g. B. with assembly inaccuracies and / or creep of the elastic material, any rubber Metaff bearing to make adjustable with respect to the associated lever.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer Maschine mit stilisierten Bauteilen, F i g. 2 die Vorderansicht dieser Maschine, F i g. 3 eine Seitenansicht einer Maschine mit stilisierten Bauteilen anderer Ausführungsart der elastischen Lagerung, F i g. 4 die Vorderansicht dieser Maschine, F i g. 5 eine Einheit der in den F i g. 1 und 2 dargestellten trapezförmigen Gummi-Metall-Lager am gehäuseseitigen Hebelende, F i g. 6 eine Einzelheit der Stützlager am aggregatseitigen Hebelende, F i g. 7 eine Einzelheit eines in den F i g. 3 und 4 dargestellten trapezförmigen Gummi-Metall-Lagers, kombiniert mit einem Gununi-Metall-Drucklager, F i g. 8 eine Einzelheit mit Einzelstützlagem am aggregatseitigen Hebelende bei geradem Hebel und F i g. 9 ein anderes Ausführungsbeispiel am aggregatseitigen Hebelende als hülsenförmiges Gummi etall-Teil.The object of the invention is shown in the drawing in one embodiment. It shows F i g. 1 shows a side view of a machine with stylized components, FIG. 2 shows the front view of this machine, FIG. 3 shows a side view of a machine with stylized components of another embodiment of the elastic mounting, FIG. 4 shows the front view of this machine, FIG. 5 a unit of the in the F i g. 1 and 2 illustrated trapezoidal rubber-metal bearings at the lever end on the housing side, F i g. 6 shows a detail of the support bearings at the lever end on the unit side, FIG . 7 shows a detail of one of the FIGS. 3 and 4 illustrated trapezoidal rubber-metal bearing, combined with a Gununi metal thrust bearing, FIG . 8 a detail with individual support bearings at the lever end on the unit side with a straight lever and FIG . 9 shows another embodiment at the unit-side lever end as a sleeve-shaped rubber metal part.

Der Flüssigkeitsbehälterl nimmt die rotierende Trommel 2 in sich auf, deren Antrieb über den Riementrieb 4 von einem oder zwei Elektromotoren 5 aus erfolgt. In üblicher Weise sind die Elektromotoren 5 am Flüssigkeitsbehälter 1 befestigt, so daß die Antriebsvorrichtung, der Flüssigkeitsbehälter 1 und die Trommel 2 ein schwingendes Aggregat bilden, das von Hebeln 6 beiderseits des Flüssigkeitsbehälters 1, symmetrisch zur vertikalen Schwerpunkt-Längsebene und parallel zur Drehachse des Aggregates aufgenommen wird. Jeder Hebel 6 besteht bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 aus einem gekröpftenBalken, der an seinem gehäuseseitigen Ende in elastischen Lagern 7 und 8 und an seinem behälterseitigen Ende über elastische Stützlager 9 an der Lagerpratze 26 gelagert ist. Die elastischen Lager 7, 8 sind über Halterungen 10 und 11 am Gehäuse 3 befestigt.The liquid container accommodates the rotating drum 2, which is driven by one or two electric motors 5 via the belt drive 4. In the usual way, the electric motors 5 are attached to the liquid container 1 , so that the drive device, the liquid container 1 and the drum 2 form a vibrating unit, which is supported by levers 6 on both sides of the liquid container 1, symmetrical to the vertical longitudinal plane of the center of gravity and parallel to the axis of rotation of the unit is recorded. Each lever 6 consists in the embodiment according to FIG. 1 and 2 from a cranked beam, which is supported at its end on the housing side in elastic bearings 7 and 8 and at its end on the container side via elastic support bearings 9 on the bearing claw 26 . The elastic bearings 7, 8 are fastened to the housing 3 via brackets 10 and 11.

Die für das Aggregat, d. h. die für seine Schwingungsausschläge wichtigen Ebenen sind folgende: 1. vertikale Schwerpunkt-Längsebene nach Schnittlinie I-I; 2. vertikale Schwerpunkt-Querebene nach Schnittlinie II-II, 3. horizontale Ebene durch die Drehachse nach Schnittlinie IH-III.The for the aggregate, i. H. the planes that are important for its oscillation fluctuations are as follows: 1. vertical longitudinal plane of the center of gravity according to section line II; 2. vertical transverse plane of the center of gravity according to section line II-II, 3. horizontal plane through the axis of rotation according to section line IH-III.

Der Schwerpunkt des Aggregates ist mit S bezeichnet. Das Aggregat führt also gleichzeitig Bewegun-Gen in diesen obengenannten drei Richtungen aus und zeigt außerdem Drehbewegungen um die Achsen in Hochrichtung, in Querrichtung und um den Schwerpunkt, wobei diese Achsen sich im Schwerpunkt schneiden.The center of gravity of the unit is denoted by S. The aggregate thus simultaneously executes movement genes in these three directions mentioned above and also shows rotational movements around the axes in the vertical direction, in the transverse direction and around the center of gravity, these axes intersecting at the center of gravity.

Das Ausführungsbeispiel in den F i g. 3 und 4 zeigt einen Hebel 12, der gerade ist und in diesem Falle andere Stätzlager 13 erhält. Im Gegensatz zu den übereinandergeschichteten Stützlagern 9 können hier am Hebelende symmetrisch verteilt zwei elastische Lager aus Gummi-Metall-Bauteilen angeordnet sein. Am gehäuseseitigen Hebelende ist'ein träpeif6iniige-s Gununi-Metall-Lager 14 einzeln unterhalb des Hebels 12 so angeordnet, daß es einerseits an der Lasche 15 und andererseits am Hebel 12 angeschlossen ist. Das Glimmi-Metall-Lager 14 ist in an sich bekannter Weise als Keillager ausgebildet und besteht gemäß F i g. 7 aus einem inneren Metallteil 25 sowie entsprechend den Lagern 7 und 8 gemäß F i g. 5 aus einem äußeren Metallteil 16 und einem zwischengefügten trapezförmigen elastischen Körper 17. Oberhalb des elastischen Lagers 14 befindet sich ein Drucklager 18, das über die Lasche 19 am Gehäuse 3 befestigt ist. In den Lagern 7, 8 und 14, und zwar im elastischen Körper, kann sich eine Ausnehmung 20 befinden.The embodiment in FIGS. 3 and 4 show a lever 12 which is straight and in this case receives other support bearings 13. In contrast to the stacked support bearings 9 , two elastic bearings made of rubber-metal components can be arranged here at the end of the lever, symmetrically distributed. At the end of the lever on the housing side, a trapezoidal Gununi metal bearing 14 is arranged individually below the lever 12 in such a way that it is connected on the one hand to the bracket 15 and on the other hand to the lever 12. The glow-metal bearing 14 is designed in a manner known per se as a wedge bearing and consists according to FIG . 7 from an inner metal part 25 and corresponding to the bearings 7 and 8 according to FIG. 5 from an outer metal part 16 and an interposed trapezoidal elastic body 17. Above the elastic bearing 14 there is a thrust bearing 18 which is fastened to the housing 3 via the bracket 19. A recess 20 can be located in the bearings 7, 8 and 14, specifically in the elastic body.

In F i g. 9 ist eine Abstützung am aggregatseitigen Hebelende eines U-förmigen Hebels 21 dargestellt, wobei eine Gummi-Metall-Hülse aus einem inneren Metallteil 22 und einem äußeren Metallteil 23 und dazwischengefügtem elastischen Ringkörper 24 besteht.In Fig. 9 shows a support on the unit-side lever end of a U-shaped lever 21, a rubber-metal sleeve consisting of an inner metal part 22 and an outer metal part 23 and an elastic ring body 24 interposed therebetween.

Besonders vorteilhaft ist die versetzte Anordnung der gehäuseseitigen elastischen Lager 7, 8 und 14, 18, die in axialer Richtung in solchen Abständen den Hebel 6 bzw. 12 so unter- bzw. übergreifen, daß die Eigenfrequenzen des Hebels besonders in Richtung der senkrechten Längsebene relativ klein und möglichst auf das ganze Schwingungssystem mit gleichen Eigenfrequenzen abgestimmt sind.Particularly advantageous is the staggered arrangement of the elastic bearings 7, 8 and 14, 18 on the housing side, which reach under or over the lever 6 or 12 in the axial direction at such intervals that the natural frequencies of the lever are relative, especially in the direction of the vertical longitudinal plane are small and, if possible, matched to the entire oscillation system with the same natural frequencies.

Die besonderen Vorteile des Erfindungsgegenstandes bestehen vor allem in der Beweglichkeit des ganzen aufgehängten Maschinenaggregates in allen Freiheitsgraden mit nahezu gleichen Frequenzen bei gleichzeitig nur mäßigen Formänderungen der elastischen Glieder an den Verbindungsstellen und einer günstigen Beanspruchung der Gummiteile, d. h. im wesentlichen nicht auf Zug, sondern auf Druck-Schub. Ferner läßt sich die Federsteifigkeit der elastischen Glieder so wählen, daß das Eigenfrequenzgebiet des Aggregates in dem jeweils gewünschten Bereich von z. B. 2 bis 5 Hz liegt. Auch die Tatsache, daß die Kopplungskräfte und Momente um so kleiner werden, je mehr das System der Aufhängung eine übertragung lediglich vertikaler Auflagerkräfte in gleichmäßiger Verteilung auf die vorhandenen Angriffsstellen der Hebel ermöglicht, ist im vorliegenden Fall trotz äußerster Verringerung der Zahl dieser Angriffsstellen in bestmöglicher Weise berücksichtigt.The particular advantages of the subject matter of the invention consist primarily in the mobility of the entire suspended machine assembly in all degrees of freedom with almost the same frequencies with only moderate changes in shape of the elastic members at the connection points and a favorable stress on the rubber parts, i.e. H. essentially not on pull, but on push-push. Furthermore, the spring stiffness of the elastic members can be chosen so that the natural frequency range of the unit in the desired range of z. B. 2 to 5 Hz. Also the fact that the coupling forces and moments become smaller, the more the suspension system enables a transfer of only vertical support forces in an even distribution to the existing points of application of the levers, is in the present case in the best possible way despite the extreme reduction in the number of these points of application considered.

Die neue Art der Auffiängung zeichnet sich im übrigen aus durch eine gute Raumausnutzung. Geräuscharmut, Zulässigkeit beliebig hoher Betriebsdrehzahlen, Entbehrlichkeit einer zusätzlichen Bodenverankerung und große Wirtschaftlichkeit wegen der vergleichsweise geringeren Anzahl und großen Einfachheit praktisch wartungsfreier Bauteile.The new type of interception is also characterized by a good use of space. Low noise, admissibility of any high operating speed, No need for additional ground anchoring and great economy practically maintenance-free because of the comparatively small number and great simplicity Components.

Claims

Claims: 1. Elastic suspension for machine units with operationally occurring imbalances of a component rotating with a horizontal shaft by means of two elastic support bearings arranged at a distance from one another on both sides, which are symmetrical to the vertical longitudinal and transverse planes and at least approximately in the horizontal plane of the center of gravity , characterized in that the support bearings (9 or 13) are mounted on both sides on levers (6, 12) which run in planes parallel to the axis of rotation of the unit (1, 2) and on the unsprung part (3) at two points apart Gunimi metal bearings (7, 8 or 14, 18) that are elastic and are under pressure on all sides are supported upwards or downwards.

2. Suspension according to claim 1, characterized in that the rubber-metal bearings (7, 8 or 14) are wedge bearings (F i g. 5 and 7). 3. Suspension according to claim 2, characterized in that the wedge bearings (7, 8 or 14) are provided in a known manner in the apex of the rubber (17) with a recess (20). 4. Suspension according to claims 1 to 3, characterized in that each Giimmi metal bearing (7, 8 or 14, 18) opposite the lever (6, 12) and / or the unsprung part (10, 11, 15 , 19) is adjustable. Considered publications: German Auslegeschriften Nos. 1 002 168, 1 144 652, 1 145 131; German utility model No. 1676 870.