DE2304132A1

DE2304132A1 - Befestigungsvorrichtung fuer maschinen an fundamenten

Info

Publication number: DE2304132A1
Application number: DE19732304132
Authority: DE
Inventors: Johann Von Emden-Messer
Original assignee: Gemex & Co KG GmbH
Current assignee: Gemex & Co KG GmbH
Priority date: 1973-01-29
Filing date: 1973-01-29
Publication date: 1974-08-01

Description

Befestigungsvorrichtung für Maschinen an Fundamenten Es ist bekannt, Maschinen in der Weise an einem bestimmten Standplatz zu befestigen, daß sie mit ihren Fußteilen an aus dem Fundament herausragenden Schraubankern festgeschraubt werden. Beim Auftreten stärkerer Schwingungen in der Maschine greifen erhebliche Kräfte an dem Schraubanker, insbesondere an der Stelle, an welcher er aus dem Fundament an die Oberfläche tritt, an, wobei es sich bei diesen Kräften sowohl um Zug- und Kompressionskråfte als auch um Biegekräfte handelt. Diese Kräfte können zur Folge haben, daß der Schraubanker insbesondere an der genannten Stelle bricht. Der Durchmesser des Schraubankers kann zwar derartig groß bemessen werden, daß die Kräfte für einen Bruch nicht mehr ausreichen, dadurch wird jedoch der dieser Befestigungsvorrichtung anhaftende weitere Nachteil einer unzureichenden Schwingungsableitung in das Fundament bzw. Schwingungsdämpfung nicht beseitigt. Eine unzureichende Schwingunqsableitung bzw. -dämofung hat zur Folie , daß in der Maschine Schwingungsresonanzen entstehen können, die sich unter anderem in einem erhöhten Lagerverschleiß oder in dem Bruch von Maschinenelementen zu erkennen geben.
Außerdem übertragen sich aus dem Fundament kommende Schwingungen auf die Maschine, was in vielen Fällen, insbesondere im Falle von Präzisionsmaschinen, nachteilig ist.
Man hat daher versucht, Auf lager aus elastischen, federnden und weichen Materialien zu verwenden. Bei der Verwendung derartiger Auflager wird zwar eine gewisse Schwingungsdämpfung erzielt, es ist jedoch dabei der Nachteil einer Druckverformung, die eine Nachnivellierung der Maschinen oder einen Ersatz der Auflager bedingt, in Kauf zu nehmen.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Befestigungsvorrichtung für Maschinen an Fundamenten zu schaffen, durch welche die Maschine einerseits fest an einer bestimmten Stelle gehalten wird und andererseits eine optimale Schwingungsableitung bzw. -dämpfung erzielt wird, und zwar sowohl bezüglich der von der Maschine erzeugten Schwingungen als auch der Schwingungen, die aus dem Fundament auf die Maschine übertragen werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer -Befestigungseinrichtung für Maschinen an Fundamenten, bestehend aus einem die Maschine gegen das Fundament verspannenden Schraubanker, dadurch gelöst, daß der Schraubanker als Dehnungsanker ausgebildet ist, bei welchem sich ein verhältnismäßig langer mittlerer Abschnitt frei zwischen seinem mit dem Fundament fest verankerten Ende und seinem einen Maschinenfuß durchsetzenden sowie gegenüber dem Fundament verspannten Ende erstreckt.
Bei Verwendung dieser Befestigungsvorrichtung werden in überraschender Weise die in der Maschine erzeugten Schwingungen weitgehend in das Fundament abgeleitet bzw. gedämpft. Außerdem erfolgt eine annähernd vollständige Dämpfung von Schwingungen, die aus dem Fundament kommen.
Zur Erzielung einer optimalen Schwingungsableitung bzw. -dämpfung ist es wesentlich, daß der Dehnungsanker eine feste Verspannung des Maschinenfußes gegen das Fundament bewirkt.
Vorzugsweise ist ein räumlich verstellbares Auflager für den Maschinenfuß aus einem harten Material, beispielsweise Gußeisen oder Stahl, konzentrisch um den Dehnungsanker, deren falls aus Eisen oder Stahl bestehen kann, angeordnet. Dieses Auflager kann aus einer Auflagermutter, in die eine Schwenkschraube einschraubbar ist, sowie einer auf der Schwenkschraube gelagerten Schwenkscheibe bestehen. Es empfiehlt sich dabei, die Schwenkschraube und die Auflagermutter über ein Trapez-oder Eägeschraubengewinde zu verbinden, welches durch den flachen Winkel der tragenden Flanke eine größere Schwingungsableitung erlaubt. Dabei sollte die Steigung des Gewindes kleiner als 1 ° sein.
Das erfindungsgemäß vorzugsweise verwendete Auflager gestattet eine Höhenverstellung des auf ihm gelagerten Maschinenfußes und damit eine Nivellierung der Maschine. Die Höhenverstellung kann in einfacher Weise unter-Verwendung eines Iiakenschlüssels erfolgen, der in Hakenschlüsselbohrungen an der Mantelfläche der Schwenkschraube einsetzbar ist.
Vorzugsweise ist die Schwenkscheibe mit einer konkaven Kugelfläche auf einer entsprechenden konvexen Kugel fläche der Schwenkschraube gelagert. Dabei sollte die Rauhtiefe der Kugel flächen kleiner als 10/1000 mm sein. Der Außendurchmesser der Schwenkscheibe ist vorzugsweise größer als der Außendurchmesser der Schwenkschraube. Durch diese Anordnung der Schwenkscheibe, deren Bohrung, durch welche sich der Dehnungsanker erstreckt, ein ernehlicnes Spiel zu diesem aufweist, ist eine günstige Übertragung von horizontalen Schwingungen und Verdrehungen möglich, da die Schwenkscheibe in einem gewissen Ausmaß auf der Schwenkschraube gleiten und damit Spitzenbelastungen ausgleichen kann.
Vorzugsweise sollte die durchschnittliche Querschnittsfläche des Dehnungsankers größer sein als 4 % der Kugelfläche der Schwenkschraube. Die durch Verspannen des Dehnungsankers er-2 zielten Zugspannungen sollten größer als 30 kp/mm2 sein, und zwar als Dauerbeansprucnung bei scnwellender Belastungsart.
Die Fußfläche der Auflagermutter sollte vorzugsweise größer als die ihrer oberen Kugelfläche sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Auflagermutter in das Fundament eingelassen. Dabei sind an der Ankermutter an ihrem Seitenumfang vorzugsweise Rippen angeordnet, die eine Verdrenung der Ankermutter in dem Fundament, das beispielsweise aus Beton bestehen kann, verhindern.
Bei dieser Ausführungsform besteht die Befestigungsstelle für den Dehnungsanker aus einer Ankerhülse in dem Fundament, in deren Muttergewinde ein Schraubengewinde am unteren Ende des Dennungsankers eingreift. Um eine möglicnst weitgehende Schwingungsableitung bzw. -dämpfung zu erzielen, ist die Ankernülse in einem größeren Abstand unterhalb der Auflagermutter in das Fundament eingelassen, so daß sich ein verhältnismäßig langer mittlerer Abscnnitt des Dehnungsankers frei erstreckt.
Es ist auch möglicn, eine Fußscheibe auf dem Fundament zu befestigen, beispielsweise mit dem Fundament zu verkleben, wobei die Auflagermutter mit ihrer Mantelfläche in eine entsprechende Eindrehung der Fußscheibe eingepreßt ist. In diesem Falle kann der Dehnungsanker mit einem Gewinde an seinem unteren Ende in eine entsprechende Gewindebohrung in dieser Fußscheibe einschraubbar sein. In diesem Falle sollte die Höhe des Auflagers groß sein, um einen möglichst langen freien mittleren Abschnitt des Dehnungsankers zu gewährleisten. Die Befestigung des Dehnungsankers an dem Maschinenfuß erfolgt vorzugsweise derart, daß der Dehnungsanker an seinem oberen Ende mit einem <,ewinde versehen ist, auf das eine Mutter aufschraubbar ist, durch welche der Maschinenfuß vorzugsweise über eine Unterlegscheibe gegen die Schwenkscheibe verspannbar ist.
Um bei den Ausführungsformen, in welcher sich die Befestigungsstelle für den Dehnungsanker in dem Fundament befindet, zu gewährleisten, daß sich der Dehnungsanker innerhalb des Fundaments frei erstreckt, ist er vorzugsweise in dem Fundament konzentrisch von einem Schutzrohr umgeben.
Durch die beigefügten Figuren 1 bis 3 werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Befestigungsvc richtung wiedergegeben. Es zeigen: Fig 1 eine Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung, teilweise in senkrechtem Schnitt, wobei die in das Fundament eingelassene untere Befestigungsstelle für den Zuganker weggelassen isti Fig. 2 eine Ansicht der Ausführungsform von Fig. 1 in ihrer Gesamtheit, teilweise in senkrechtem Schnitt; Fig. - 3 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei welcher sich die untere Befestigungsstelle für den Zuganker in einer mit dem Fundament verklebten Fußscheibe befindet, ehenfalls in teilweise senkrechtem Schnitt.
GemäR Fig. 1 lagert die befestigte Maschine mit inrem Maschinenfuß 1 auf einer Schwenkscheibe 4 des Auf lagers, wobei diese Schwenkscheibe mit einer konkaven Kugelfläche 43 auf einer entsprechenden konvexen Kugelfläche 51 einer Schwenkschraube 5 gelagert ist. Die Schwenkschraube ist über ein Schraubengewinde 54 in ein entsprechendes Muttergewinde 62 einer Auflagermutter 6 eingeschraubt. Durch Drehen der Schwenkschraube ist das Auflager in seiner Höhe verstellbar. Die Auflagermutter ist an ihrer Fußfläche 65 sowie ihrer Mantelfläche, an welcher Rippen 6L angeordnet sind, von Beton 9, der ein Fundament 10 darstellt, umgeben. Durch ein Schutzrohr 8 wird verhindert, daß beim Vergießen des Betons ein Dehnungsanker 7 innerhalb des Fundaments unterhalb der Auflagermutter 6 mit Beton in Berührung kommt.
Das Schutzrohr 8 sitzt in einer konzentrischen Eindrehung 64 in der Auflagermutter sowie in einer entsprechenden eindrehung der nicht gezeigten Ankerhülse. Durch den Dehnungsanker 7 wird der Maschinenfuß 1 mit seiner Fußfläche 13 gegen die Schwenkscheibe 4 gepreßt, und zwar über eine Unterlegscneibe 3, die auf die Kopffläche des Maschinenfußes einwirkt und an einer Mutter 2 anliegt, die auf ein Gewinde 72 am oberen Ende des Dehnungsankers 7 aufgeschraubt ist.
Der Dehnungsanker 7 erstreckt sich durch eine Bohrung 12 in dem Maschinenfuß, eine Bohrung 41 in der Schwenkscheibe, eine Bohrung 55 in der Schwenkschraube und eine Bohrung 63 in der Auflagermutter bis zu der in dieser Fig. nicht gezeigten unteren Befestigungsstelle im Fundament. Das Gewinde 72 des Dehnungsankers besitzt eine Länge, die etwa das Doppelte der Höhe der Mutter 2 übersteigt, damit Verstellungen durch Nachziehen bzw. Lockermachen der Mutter möglich sind. An einer Stelle 71 am oberen Teil des Dehnungsankers ist der Kerndurchmesser d.h. der Durchmesser ohne Schraubengewinde, des Dehnungsankers am geringsten und nimmt dann absatzweise zu. Beispielsweise entspricht der Schaftdurchmesser an einer Stelle 73 den Durchmesser des Kernes plus Gewinde an einer Stelle 72.
Die Schwenkscheibe 4 ragt mit ihrer Mantelfläche 42 über die Mantelfläche 52 der Schwenkschraube 5 hinaus, d.h. sie besitzt einen größeren Außendurchmesser.
Fig. 2 zeigt im wesentlichen die durch Fig. 1 wiedergegebene Ausführungsform, jedoch mit der im Fundament befestigten Ankerhülse, in welche der Dehnungsanker 7 einqescnraubt ist. Die Ankerhulse 110 ist seitlich mit Rippen 111 versehen, durch welche eine bessere Verankerung dieser Hülse in dem aus Beton bestehenden Fundament erreicht wird.
Aus dieser Fig. ist zu ersenen, wie das Schutzrohr 8 in der zentrischen Eindrehung 64 der Auf lagermutter 6 sowie der zentrischen Eindrehung 114 in der Kopffläche 113 der Ankerhülse eingesetzt ist.
Aus der Fig. 2 ist auch erkennbar, wie die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung installiert werden kann. Zunächst wird an der vorgesenenen Horne in dem Fundament die ilülse 110 in bereits vorhandenen flüssigen Beton eingedrückt oder an der vorgesehenen Stelle in Position gebracht und anschließend von flüssigem Beton umgeben. Dann wird das Schutzrohr 8 in die zentrische Eindrehung 114 in der kopffläche 113 der Ankerhülse eingesetzt, woraufhin auf das Oberteil des Schutzrohres die Schwenkschraube 5 derart aufgesetzt wird, daß das Schutzrohr in die entsprechend dimensionierte zentrische Eindrehung 64 in der Fußfläcne der Auflagermutter 6 paßt. Dann wird mit Beton soweit aufgefüllt, daß die Auf lagermutter 6 zumindest teilweise von dem Beton umgeben ist. Gegebenenfalls kann auch nocn ein Estricn 112 auf den Beton aufgebracht werden, wobei der Estrich in der rechten Hälfte der Fig. bis etwa zur halben Höhe der Auflagermutter und in der linken Hälfte bis zur Oberkante der Mutter reicht.
Durch die Fig. 3 wird eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung gezeigt. Der Unterschied zu der durch die Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Ausführungsform besteht darin, daß die untere Befestigungsstelle des Dehnungsankers 7 sich nicht im Fundament befindet, sondern aus einer zentrischen Bohrung in einer Fußscheibe 120 besteht, die mit dem Fundament 10 über eine I"lebstoffschicht 130 verklebt ist.
Der Dehnungsanker ist mit dem Gewinde 74 an seinem unteren Ende in das Muttergewinde 122 der erwännten zentrischen Bohrung eingeschraubt. Die Auflagermutter 6 ist mit der Mantelfläche 66 in eine Eindrehung 121 der Fußscheibe 120 eingepreßt.
Im übrigen entspricht diese Ausfünrungsform der erfindungsge-.
mäßen Befestigungsvorrichtung der durch die Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Vorrichtung. Da die schwingungsableitende bzw. schwingungsdämpfende Wirkung des Dehnungsankers 7 mit seiner freien Länge zunimmt, ist bei dieser Ausführungsform die öne des aus Schwenkscheibe 4, Schwenkschraube 5 und der Auflagermutter 6 bestehenden Auf lagers größer als die Höhe der Auflager der Ausführungsformen der Fig. 1 und 2.

Claims

Patentansprüche

9 Befestiqungsvorrichtung für Maschinen an Fundamenten, bestehend aus einem die Maschine gegen das Fundement verspannenden Schraubanker, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubanker als Dehnungsanker (7) ausgebildet ist, bei welchem sich ein verhältnismaßig langer mittlerer Abschnitt frei zwischen seinem mit dem Fundament fest verankerten Ende und seinem einen Maschinenfuß durchsetzenden sowie gegenüber dem Fundament verspannten Ende erstreckt.
2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein räumlicn verstellbares Auflager (4, 5, 6) für den Maschinenfuß (1) aus hartem Material konzentrisch um den Dehnungsanker (7) angeordnet ist.
3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager (4, 5, 6) aus einer Auflager mutter (6), in die eine Schwenkschraube (5) einschraubbar ist, sowie einer auf der Schwenkschraube gelagerten:Schwenk scheibe (4) besteht.
4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkschraube (5) und die Auflager mutter (6) durch ein Trapez- oder Sägeschraubengewinde (54) verbunden sind.
5. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch o, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Gewindes (54) kleiner als 10 ist.
6. Befestigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkscheibe (4) mit einer konkaven Kugelfläcne (43) auf einer entsprechenden konvexen Kugelfläche (51) der Schwenkschraube (5) gelagert ist.
7. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhtiefe der Kugelfläcnen (43, 51) kleiner als 10/1000 nun ist.
8. Befestigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Schwenkscheibe 4 größer ist als der Außendurchmesser (52) der Schwenkschräübe (5).
9. Befestigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mantelfläche (52) der Schwenkschraube (5) Hakenschlüsselbonrungen (53) angeordnet sind.
10. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf lagermutter (6) in das Fundament (10) eingelassen ist (Fig. 1, 2).
11. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Seitenumfang der Auf lagermutter (6) Rippen (61) angeordnet sind.
12. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprücne 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstelle für den Dehnungsanker (7) im Fundament aus einem Anker bestent, in dessen Gewinde das Schraubengewinde des Dehnungsankers eingreift (Fig. 2, 3)
13. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ankerülse(llO) in das Fundament (10) im Abstand von der Auflagermutter (6) eingelassen ist.
14. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Seitenumfang der Ankerhülse (110) Rippen (111) angeordnet sind.
15. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fußscheibe (120) auf dem Fundament (10) befestigt ist (Fig. 3).
16. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußscheibe (120) mit dem Fundament (10) verklebt ist.
17. Befestigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf lagermutter (G) mit der Mantelfläche (66) in eine entsprechende Eindrehung (121) der Fußscheibe (120) eingepreßt ist.
18. Befestigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsanker (7) mit einem Gewinde (74) in eine Gewindebohrung (122) in der Fußscheibe (120) einschraubbar ist.
19. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsanker(7) am oberen Ende mit einem Gewinde (72) versehen ist, auf das eine Mutter (2) aufschraubbar ist, durch welche der Maschinenfuß (1) vorzugsweise über eine Unterlegscheibe (3) gegen die Schwenkscheibe (4) verspannbar ist.
20. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Dehnungsankers (7) größer als 4 t0 der Kugelfläche (51) der Schwenkschraube (5) ist.
21. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzrohr (8) konzentrisch um den Dennungsanker (7) angeordnet ist.