DE1231488B

DE1231488B - Maschinenfundament in Verbundbauweise

Info

Publication number: DE1231488B
Application number: DEG39324A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Blume; Dr-Ing Adolf Hoyden
Original assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Priority date: 1963-12-05
Filing date: 1963-12-05
Publication date: 1966-12-29

Description

Maschinenfundament in Verbundbauweise Die Erfindung bezieht sich auf ein Maschinenfundament in Verbundbauweise, das aus einer Tischplatte mit Obergurt, Untergurt und Querstegen und aus darunter angeordneten Stützen in Stahlkonstruktion besteht.
Insbesondere beim Betrieb von Turbomaschinen ergeben sich im Fundament durch unvermeidliche Unwuchten Schwingungen, deren Amplituden von der Steifigkeit des Fundamentes, den Dämpfungseigenschaften seines Werkstoffes und der Masse abhängen. In diesem Zusammenhang kommt es einerseits darauf an, eine Resonanz der Eigenschwingungen des Fundamentes mit der Drehzahl der Maschine zu vermeiden; infolgedessen muß je nach Lage der normalen Betriebsdrehzahl für eine vergleichsweise hohe oder tiefe Abstimmung des Fundamentes gesorgt werden. Andererseits wird häufig die Forderung gestellt, daß die Schwingungsamplituden mit Rücksicht auf die Maschinenlager usw. eine bestimmte Größe nicht überschreiten dürfen. Daraus ergibt sich dann die Notwendigkeit einer entsprechenden Ausbildung des Fundamentes. Das gilt hauptsächlich für tief abgestimmte Fundamente, deren Eigenkritische beim Anfahren und Abstellen der Maschine durchfahren werden.
Es sind bereits Tischfundamente mit einer horizontalen Platte und mehreren darunter angeordneten Stützen bekannt. Bei solchen Fundamenten sind zur Beeinflussung der Eigenfrequenz zwischen der Tischplatte und den Stützen Federelemente angeordnet, mit denen eine begrenzte Nachgiebigkeit in vertikaler Richtung erreicht wird. Statt dessen gibt es auch vorgespannte Stützen. Andere bekannte Vorschläge bedienen sich der speziellen Eigenschaften bestimmter Werkstoffe, nämlich in der Weise, daß entweder das ganze Fundament aus einer Stahl- oder aus einer Stahlbetonkonstruktion besteht.
Weiterhin sind Maschinenfundamente in Mischbauweise bekannt, bei denen die Tischplatte aus Stahlbeton besteht, während die Stützen als Stahlkonstruktion ausgeführt sind. Ferner ist eine Verbundbauweise bei Brücken bekannt, bei denen der Obergurt als Betonplatte, der Untergurt und die Querstege in Stahlkonstruktion ausgeführt sind. Hierbei liegen aber die Belastungsverhältnisse andes, insbesondere treten bei Brücken keine kritischen Drehzahlen auf, die beim Anfahren und Auslaufen einer Maschine durchfahren werden müssen.
Während eine reine Stahlkonstruktion infolge des relativ größeren E-Moduls eine höhere Steifigkeit als eine Betonplatte von gleicher Stärke hat, ergeben sich für die erstere aber bei gleicher Erregung im allgemeinen größere Schwingungsamplituden infolge der geringeren Masse und des geringeren Dämpfungsdekrementes. Deshalb wurde auch schon die Oberseite einer Stahlplatte mit einer Aufbetonschicht versehen, um eine Massendämpfung zu erreichen. Eine derartige Konstruktion bringt aber bezüglich der richtigen Erfassung der Steifigkeitswerte große Schwierigkeiten mit sich, weil eine anteilige Mitwirkung der Betonschicht praktisch unvermeidbar und die richtige Höhe für das Ansetzen des elastischen Verbundes unbestimmbar ist.
Entsprechendes gilt für noch andere Versuche, die sich mit dem zusätzlichen Aufbringen einer Betonschicht auf dem damit schubfest verbundenen tragenden Stahlobergurt eines im übrigen ganz aus Stahl bestehenden Fundamentes bezogen haben. Infolge der großen Unsicherheit in den Berechnungsannahmen wurde auch davon wieder Abstand genommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Maschinenfundament in Verbundbauweise zu schaffen, bei dem nicht nur die Vorteile der großen Steifigkeit eines Stahlfundamentes mit der dämpfenden Wirkung einer Betonschicht und der dadurch erreichten Vergrößerung der Masse in der Nähe der Maschinenlager erreicht werden, sondern gleichzeitig klare Berechnungsannahmen der Erfassung der Steifigkeitswerte geschaffen werden, mit denen sich die Eigenkritischen des ganzen Systems mit der erforderlichen Sicherheit berechnen lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Obergurt der Tischplatte als Betonplatte, der Untergurt und die Querstege in Stahlkonstruktion ausgebildet sind. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht der Obergurt der Tischplatte in an sich bekannter Weise aus einer verlorenen Blechschalung und der armierten Betonplatte, wobei bolzenartige Schubdübel mit Hilfe eines Stumpfschweißverfahrens auf der Blechschalung und zugleich mit dieser auch auf darunterliegenden horizontalen Stahllamellen befestigt sind.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Maschinenfundamentes in Verbundbauweise, F i g. 2 und 3 vertikale Schnitte nach den Ebenen II-11 bzw. III-Iff der F i g. 1.
Das Maschinenfandament setzt sich aus einer rahmenartigen Tischplatte, als Ganzes mit 1 bezeichnet, und mehreren, ün vorliegenden Falle sechs vertikalen Stützen 2 zusimmen. Die Stützen sind mit ihrem unteren Ende an einer Sohlplatte 3 und mit ihrem oberen Ende an dem aus Stahlblechen bestehenden Untergurt 4 des Tisches befestigt. Die Querstege 5 des Tischkastens bestehen ebenfalls aus Stahlblechen, während der Obergurt in Beton ausgeführt ist, und zwar aus einem trapezförmigen Schaltungsblech 6 mit stumpf aufgeschweißten bolzenartigen Schubdübeln 7 und einer darüberliegenden bewehrten Betonplatte 8. Das relativ dünne Schalungsblech 6 dient dabei lediglich züm Betonieren des Obergurtes; es hat dagegen keine mittragende Wirkung. Mittels der Schubdübel 7 ist gleichzeitig das Schalungsblech 6 auf darunterliegenden horizontalen Stahllamellen 9 befestigt, die im vorliegenden Fall seitlich an die Querstege 5 angeschweißt sind.

Claims

Patentansprüche: 1. Maschinenfundament in Verbundbauweise, bestehend aus einer Tischplatte mit Obergurt, Untergurt und Querstegen und aus darunter angeordneten Stützen in Stahlkonstraktion, d a - durch gekennzeichnet, daß der Obergurt der Tischplatte als Betonplatte (8), der Untergurt (4) und die Querstege (5) in Stahlkonstruktion ausgebildet sind.
2. Maschinenfundament nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Obergurt der Tischplatte in an sich bekannter Weise aus einer verlorenen Blechschalung (6) und der armierten Betonplatte (8) besteht, wobei bolzenartige Schubdübel (7) mit Hilfe eines Stumpfschweißverfahrens auf der Blechschalung und zugleich mit dieser auch auf darunterliegenden horizontalen Stahllamellen (9) befestigt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 821215, 916 533, 951 234, 1032 610.