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VORRICHTUNG ZUR ELASTISCHEN LAGERUNG VON MASCHINEN, VORZUGSWEISE
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EINER STATIONAR AUFGESTELLTEN BRENNKRAFTMASCHINE BESCHREIBUNG Die
Ereindung betrifft eine Vorrichtung zur elastischen Lagerung von Maschinen, vorzugsweise
einer stationär aufgestellten Brenn kraftmaschine, die zwischen der Brennkraftmaschine
oder einem mit der Brennkraftmaschine verbundenen Tragrahmen und einem Grundrahmen
angeordnet ist und aus mehreren Federelementen besteht,.wobei jedes der Federelemente
einen Gummipuffer aufweist, der einerseits vorzugsweise am Tragrahmen befestigt
ist und andererseits mit einem vorzugsweise mit dem Grundrahmen verbundenen Tragelement
zusammenwirkts während eine in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine
betätigbare und der tnderung der Federkonstanten dienende Verstelleinrichtung vorgesehen
ist.
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Bei Aufstellung einer stationär betriebenen Brennkraftmaschine in
einem Gebäude ist die Abstimmung der Motorlagerung von sehr großer Bedeutung, da
eine Ubertragung von Körperschall auf das Gebäude weitestgehend vermieden werden
sollo Beim Anfahren und.Abstellen der Brennkraftmaschine wird jeweils die kritische
Drehzahl durchfahren, wobei im kritischen Drehzahlbereich die Erregerfrequenz der
Eigenfrequenz des Schwingungssystemes entspricht, was zu extrem großen Amplituden
des schwingenden Systemes führt.
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Insbesondere bei einer Wärmepumpe, die von einer Brennkraftmaschine
angetrieben wird, muß für das Durchfahren der kritischen Drenzahl eine entsprechende
Dämpfung und Federung für die elastische Lagerung vorgesehen werden, damit die mit
dem Antriebsaggregat verbundenen Leitungen nicht zu stark beansprucht werden.
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Ist die Betriebsdrehzahl erreicht, so läuft die Brennkraftmaschine
im überkritischen Bereich des Feder-Masse-Systemes, wobei in diesem Betriebszustand
die elastische Lagerung sehr weich vorgenommen werden kann, da beispielsweise bei
einer Antriebseinheit für eine Wärmepumpe kein Rückdrehmoment auf die elastische
Lagerung wirksam wird Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,.eine Motorlagerung
für stationär aufgestellte Brennkraftmaschinen zu schaffen, die einfach im Aufbau
ist und beim Durchfahren der kritischen Drehzahl beim Anfahren und Abstellen der
Brennkràftmaschine mit möglichst geringen Amplituden arbeitet, während bei der Betriebsdrehzahl
im überkritischen Bereich eine weitgehende Entkoppelung vorhanden ist Diese Aufgabe
wird entsprechend der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Luftfederbalg zwischen Tragrahmen
und Grundrahmen angeordnet ist, der über ein Steuerventil mit einer Druckluftquelle
verbindbar ist und eine parallel zum Gummipuffer wirkende Luftfeder bildet, Mit
einer derartigen elastischen Lagerung ist es auf einfache Weise möglich, daß während
des Stillstandes, Anfahrens und Abstellens der Brennkraftmaschine nur die Gummipuffer
als Lagerungselemente wirksam sind, während nach Durchfßahren der kritischen Drehzahl
über das Steuerventil die Luft federbeaufschlagt wird, wobei die Gummipuffer zumindest
in vertikaler Richtung vollstndig abgekoppelt werden können und somit nur die Luftfeder
mit der entsprechend weichen Federcharakteristik wirkt.
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Einen sehr einfachen Aufbau der elastischen Lagerung erhält man -wie
ein Merkmal der Erfindung zeigt - dadurch, daß der Luftfederbalg einerseits am tragrahmenseitigen
Ende des Gummipuffers und andererseits am Tragelement abdichtend befestigt ist und
das Tragelement einen in den Innenraum des Luftfederbalges ragenden Ansatz aufweist,
in welchem Durchtrittsöffnungen für die Druckluft angeordnet sind.
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Um eine Führung in waagerechter Richtung für die elastische Lagerung
zu erreichen weist der Ansatz des Tragelementes erfindungsgemäß eine kegelförmige
Vertiefung aufn in welche das freie Ende des Gummipuffers eingreift
Nachfolgend
wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben: In der Figur ist der
Tragrahmen 1 fest mit einer nicht eingezeichneten Brennkraftmaschine verbunden,
Zwischen diesem Tragrahmen 1 und einem Grundrahmen 6 ist eine elastische Lagerung
angeordnet, die aus mehreren Federelementen besteht. Hierbei weist jedes Federelement
einen konisch ausgebildeten Gummipuffer 3 auf, der mit seinem oheren Ende am Tragrahmen
1 befestigt ist und im Befestigungsbereich eine Aufnahme für einen Luftfederbalg
2 besitzt. Auf dem Grundrahmen 6 ist ein Tragelement 4 befestigt, wobei der vom
Tragelement 4 gebildete Hohlraum ein Fuffervolumen 5 bildet. Das Puffervolumen 5
steht über eine Pneumatikleitung 7 und ein Steuerventil 8 mit einer Druckluftquelle
10 in Verb in dung. Außerdem bildet das Tragelement 4 mit dem Ansatz 11 und der
kegelförmigen Vertiefung 12 die Auflagerfläche für den Gummipuffer 3. Außen an diesem
Ansatz 11 ist der Luftfederbalg 2 abdichtend befestigt, während im in den Innenraum
des Luftfederbalges 2 ragenden, zylindrischen Teil des Ansatzes 11 Durchtrittsöffnungen
9 für die Druckluft vorgesehen sind.
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Während des Stillstandes der mit dem.Tragrahmen 1 verbundenen, nicht
eingezeichneten Brennkraftmaschine bzw. der aus Brennkraftmaschine und Kompressor
bestehenden Antriebseinheit einer Wärmepumpe liegen die Gummipuffer 3 auf.-der kegelförmigen
Vertiefung 12 des Ansatzes 11 Das Puffervolumen 5 sowie der über die Durchtrittsöffnungen
9 verbundene Innenraum des Luftfederbalges 2 ist drucklos, so daß in diesem Zustande
lediglich der Gummipuffer 3 als Federelement wirksam istq Wird nun die Brennkr tmaschine
gestartet9 so stützt sich das Aggregat - wie beim StK11-stand der Brennkraftmaschine
beschrieben - lediglich über die; Gummipuffer 3 in der kegelförmigen Vertiefung
12 des TragelemiDntes 4 ah. Ist das Aggregat auf Betriebsdrehzahl, so wird da» Steuerventil
8 geöffnet und aus der Druckluftquelle 10 strömt Druckluft über die Pneumatikleitung
7 in das Puffervolumen 5 und von dort über die Durchtrittsöffnungen 9 in den vom
Luftfederbalg 2 gebildeten Federraum Die Druckluftquelle 10 kann eine von der Brennkraftmaschine
angetriebene Druckluftpumpe sein Das Aufpumpendes Federraumes erfolgt solange, bis
der Gummipuffer 3 von
der kegelförmigen Vertiefung 12 abhebt und
nur die Luft feder mit der entsprechend weichen Federcharakteristik wirksam ist.
Die Größe des Puffervolumens 5 und des vom Luftfederbalg 2 begrenzten Federraumes
bestimmen die Federkonstante der Luftfeder, so daß beispielsweise durch entsprechende
Wahl des Fuffervolumens 5 die gewünschte Federkonstante der Luftfeder geschaffen
werden kann; um eine möglichst nlederfrequente Abstimmung durch die Luft feder zu
erzielen. Durch die kegelförmige Vertiefung 12 wird erreicht, daß der Gummipuffer
3 bei auftretenden Kräften in waagerechter Richtung eine Rückstellkraft auf den
Motortragrahmen 1 ausübt so daß die Zentrierung zwischen Gummipuffer 3 und Tragelement
4 auch dann gewährleistet wird, wenn nur die Luftfeder wirksam ist.
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Beim Abschalten des Aggregates wird bei Erreichen einer vorbestimmten
Motordrehzahl das Steuerventil 8 geöffnet, so daß die Luft über die Pneumatikleitung
7 aus dem Federbalg 2 und dem Puffervolumen 5 abströmen kann. Bedingt durch die
kegelförmige Vertiefung 12 des Ansatzes 11 zentriert sich der Gummipuffer 3 beim
Absenken selbsttätig zum Tragelement 4, wobei in dieser Phase wiederum nur der Gummipuffer
3 als Federelement wirksam ist.
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Sowohl beim Abstellen als auch beim Starten erfolgt das Durchfahren
des kritischen Drehzahlbereiches in der Phase 9 in welcher lediglich der Gummipuffer
3 zur elastischen Lagerung der Brennkraftmaschine bzw des aus Brennkraftmaschine
und Verdichter bestehenden Aggregates wirksam ist.
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Um eine einwandfreie Zuordnung des Gummipuffers 3 zum Tragelement
Lt auch beim Transport der Anlage zu gewährleisten, ist zweckmäßigerweise eine Transportsicherung
vorgesehen, die vor Inbetriebnahme der Anlage gelöst werden muß.