DE3520501C2

DE3520501C2 -

Info

Publication number: DE3520501C2
Application number: DE3520501A
Authority: DE
Inventors: Guenther 8978 Burgberg De Heidrich
Original assignee: BHS Bayerische Berg Hutten und Salzwerke AG
Current assignee: BHS Bayerische Berg Hutten und Salzwerke AG
Priority date: 1985-06-07
Filing date: 1985-06-07
Publication date: 1987-07-02
Also published as: DE3520501A1; US4686868A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein geräuschgedämpftes Aggre gat, insbesondere Zahnradgetriebe, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Als Stand der Technik wurde hierbei von der Konstruktion ei nes innerhalb eines Gehäuses angeordneten Zahnradgetriebes ausgegangen, dessen Lagerträger sowohl an einem unteren Teil als auch an einem oberen Teil des Gehäuses federnd aufge hängt sind (GB-PS 1 91 996). Es sollen hierbei Distanzunter schiede eliminiert oder reduziert werden. Besondere Maßnah men zur Reduzierung der von dem Zahnradgetriebe ausgehenden Schallemission sind hierbei nicht vorgesehen.

Andererseits ist es eine Tatsache, daß die von rotierenden, sich bewegenden Maschinenelemente und deren Lagerungen er zeugte Schallenergie als Luft- und Körperschall von dem zur Aufnahme dieser Maschinenelemente erforderlichen Gehäuse ab gestrahlt wird. Ein Teil der Schallenergie wird dabei direkt als Körperschall abgestrahlt; der andere, im allgemeinen größere Teil, wird als Körperschall an die Fundamente der Maschinenanlage abgegeben. Dieser Körperschall erzeugt wie derum Luftschall, wenn er vom Boden in den Raum abgegeben wird.

Die immer strenger werdenden Vorschriften für niedrige Schallemission zwingen die Maschinenhersteller zu besonders lärmarmen Konstruktionen.

Zum Stand der Technik zählen in diesem Zusammenhang folgende Geräuschdämpfungen:

- Reibungsdämpfe durch die Trennflächen (Koppelstellen) zwischen den einzelnen Bauteilen (Erhöhen der Übergangswi derstände);
- Zusatzdämpfung an den sich bewegenden Maschinenelementen und an den Gehäusewänden durch Auftragen bzw. Anbringen von ein- oder mehrschichtigen, dämpfenden Belägen (Entdröhnungswerkstoffen, Verbundsysteme), durch Einlagern solchen Dämpfungsmaterials in besondere Räume sowie durch spezielle Schwingungsabsorber;
- Werkstoffdämpfung, welche jedoch für metallische Teile sehr gering ist.

Es ist außerdem bekannt, bei den Bauteilen die dynamische Steifigkeit durch eine dickwandige Bauweise (form- und schwingungsstabile Konstruktion) mit möglichst kurzen Kraft flußwegen zu erhöhen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, auf einfache Weise eine wirkungsvolle Verbesserung der Geräuschdämpfung zu bewirken.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines extrem langen Körperschallweges vom Erregungsort bis zum Übergang in das Fundament, wobei die erzeugte Schallenergie entlang dieses langen Weges durch innere Reibung und Dämpfung weitgehend reduziert wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das die Befestigungsfüße aufweisende Gehäuseteil das Gehäuseunter teil sein. Weiterhin können nach einem anderen Merkmal der Erfindung die Lagerträger durch Querteile verbunden sein. In diesem Zusammenhang ist ein Kurbelgehäuse für Mehrzylinder- Kolbenmaschinen Stand der Technik, bei dem die Kurbelwelle nach unten ausbaubar ist und jeweils unter den abnehmbaren Kurbellagerwellendeckeln Träger angeordnet sind (DE-PS 22 21 804). Durch Verbindung der Lagerdeckel mit dem Träger ergibt sich eine Versteifung des Gehäuses und damit eine Reduzie rung des Motorengeräusches.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung können die Gehäuse teile jeweils Hohlräume bildende Doppelwände aufweisen, wel che mit Dämpfungsmaterial gefüllt sind. Diese Hohlräume sind an sich bekannt, beispielsweise durch eine Konstruktion, bei welcher ein Getriebegehäuse von mehreren doppelwandigen Schalen umgeben ist, wobei diese Schalen über elastische Be festigungselemente am Gehäusegrundkörper angeordnet sind (DE-PS 32 17 180). Diese Konstruktion ist bezüglich des Auf baues und der Montagemöglichkeit sehr aufwendig.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Stirnrädergetriebe gemäß Schnitt I-I in Fig. 2

Fig. 2 einen Schnitt durch das Getriebe nach Fig. 1 ge mäß der Linie II-II

Fig. 3 einen Schnitt durch das Getriebe nach Fig. 1 ge mäß der Linie III-III in Fig. 2

Fig. 4 ein Planetengetriebe im Längsschnitt;

Fig. 5 einen Schnitt durch das Getriebe nach Fig. 4 gemäß der Linie V-V.

Das in Fig. 1 bis 3 dargestellte Stirnrädergetriebe besteht im wesentlichen aus den rotierenden Zahnrädern 1 und 2, welche in Gleitlagern 3 und 4 gelagert sind. Diese Gleitla ger 3 und 4 werden durch zweigeteilte Lagerträger 5 und 6 bzw. 5′ und 6′ aufgenommen, die parallel und im Abstand zueinander verlaufen. Diese ge samten Maschinenelemente werden von einem Gehäuse 7 um schlossen, welches aus einem Gehäuseunterteil 8 und einem Gehäuseoberteil 9 zusammengesetzt ist.

Die entsprechenden Teile der Lagerträger werden durch Schrauben 10 mit einander verbunden. Es ergibt sich damit jeweils eine Einheit 11, welche mittels Schrauben 12 nur an dem Gehäuseoberteil 9 befestigt ist. Das Gehäuse 7 ist mit Doppelwänden 13 und 14 bzw. 15 und 16 versehen, welche in etwa parallel zu den entsprechenden Längs- und Querwänden des Gehäuses 7 verlaufen, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Durch die Doppelwände 13 und 14 bzw. 15 und 16, die sowohl im Gehäuseunterteil 8 als auch im Gehäuseoberteil 9 vorhanden sind, ergeben sich Hohlräume, welche ihrer seits mit hochwirksamem Dämpfungsmaterial 17 gefüllt sind.

Am Gehäuse 7 sind Deckel 18 und 19 nach Fig. 1 und 3 befe stigt. Diese Deckel verhindern ein Ausfließen von Schmier öl aus dem Gehäuseinnenraum. Das Gehäuseunterteil 8 weist Füße 20 auf, welche am tiefsten Punkt angeordnet sind. Das Gehäuseoberteil 9 besitzt nach Fig. 3 nach außen offene Nischen 21, wodurch eine gute Zugänglichkeit zu den Schrau ben 12 gewährleistet ist.

Nach Fig. 1 und 2 können die unteren Teile der Lagerträger 5, 6 und 5′, 6′ durch Verbindungswän de 22 nach Fig. 2 unlösbar miteinander verbunden sein.

Für eine mögliche Getriebeinspektion sind am Gehäuseunter teil 8 nach Fig. 2 Arretierbolzen 23 angebracht, welche z. B. mittels Gewinde in Bohrungen 24 in die unteren Teile der Lagerträger eingeführt werden können und damit die Lagerträger im Gehäuse 7 in jeder Richtung während einer mögli chen Inspektion fixieren.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 handelt es sich um ein Planetengetriebe üblicher Bauart. Dieses Plane tengetriebe ist von einem Gehäuse umgeben, welches aus ei nem Gehäuseoberteil 27 sowie einem Gehäuseunterteil 28 mit Befestigungsfüßen 20 besteht. Das an sich bekannte Plane tengetriebe ist in zwei im Abstand voneinander liegenden Lagerträgern 25 und 26 gelagert. Die beiden La gerträger 25 und 26 sind nach Fig. 4 und 5 wiederum nur am Gehäuseoberteil 27 über Schrauben 34 befestigt.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, besitzen das Gehäuseober teil 27 und das Gehäuseunterteil 28 wiederum Doppelwände 29 und 30 bzw. 31 und 32, welche Hohlräume bilden, die je weils mit Dämpfungsmaterial 17 ausgefüllt sind.

Für eine Getriebeinspektion des Planetengetriebes sind wie derum Arretierbolzen 23 vorgesehen, welche in Bohrungen 24 analog der Konstruktion nach Fig. 2 eingreifen können. Damit sind die Lagerträger 25 und 26 bei einer Getriebein spektion einwandfrei justiert, so daß kein nachträgliches Justieren mehr erforderlich ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nicht nur auf Zahn rädergetriebe, sondern es ist auch möglich, Gehäuse anderer Aggregate mit rotierenden oder sich hin- und her bewegenden Teilen in der entsprechenden erfindungsgemäßen Konstruktion auszubilden, so beispielsweise die Lagerstühle von Elektro motoren, Turbinen, Verdichtern, Pumpen oder Zwischenwellen, falls es die Geräuschforderung hier notwendig macht. Dabei können die Befestigungsfüße 20 für eine hängende Anordnung des Aggregats auch am Gehäuseoberteil 9 bzw. 27 ausgebil det sein, wobei die Lagerträger dann am Unterteil befestigt werden.

Die Wirkungsweise der Erfindung wird nachfolgend näher be schrieben: Bei dem Stirnradgetriebe nach Fig. 1 bis 3 er folgt die Anregung des Geräusches hauptsächlich durch den Zahneingriff zwischen den Zahnrädern 1 und 2 nach Fig. 2 im Punkt 33. Von dort wird die Schwingungsenergie, wie durch Wellenlinien dargestellt, über Radkörper, Wellen, Lager und Lagerträger auf die Gehäusewandungen übertragen. Hier erfolgt nun die Schwingungsdämpfung nach der Erfindung, welche im wesentlichen auf drei Ursachen beruht:

-Reduzierung des Körperschalls durch einen langen über tragungsweg, wie aus den in Fig. 2 dargestellten Wel lenlinien ersichtlich ist, wobei innere Reibung und Dämpfung die Pegelminderung verursacht. Ana log ist auch nach Fig. 5 bei einem Planetengetriebe ein langer Übertragungsweg gegeben, wie auch hier durch die Wellenlinien dargestellt.
- Verschiebung der Eigenfrequenz zwischen einer ungedämpf ten und gemäß der Erfindung gedämpften Gehäusestruktur.
- Erhöhung der Eingangsimpedanz infolge der hohen Struk tursteifigkeit durch die Doppelwände 13, 14, 15, 16 und die großen Massen des eingelagerten Dämpfungsmaterials 17.

Eine weitere Verbesserung der Gesamtdämpfung wird erzielt durch die innere Dämpfung der Lager, vor allem bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 der Gleitlager 3 und 4 durch den Schmierfilm. Und des weiteren durch Rei bungsdämpfung bei den Trennflächen zwischen den einzel nen Bauteilen, wobei zusätzlich das Anbringen einer Zwi schenlage (Dichtung oder dgl.) die Dämpfung verstärkt.

Nach Fig. 2 und 5 sind die im Körperschallfluß durch einen kleinen Kreis gekennzeichneten Koppelstellen, d. h. an den Trennflächen zwischen Lager 3, 4 und den Lagerträ gern 5, 6 und 5′, 6′; zwischen den Lagerträgern 5, 6 und 5′, 6′ und dem Gehäuseoberteil 9 und zwischen dem Ge häuseoberteil 9 und dem Gehäuseunterteil 8 sowie zwischen dem Gehäuse 7 und dem Fundament. Eine weitere Schallreduzierung wird außerdem auch noch durch eine Bedämpfung der Scheibenwände der Zahnräder 1 und 2 durch ein- oder mehrschichtige Beläge erreicht.

Neben der hohen Schalldämpfung besitzt die Konstruktion nach der Erfindung noch weitere Vorteile:

- Das Herstellen der hochgenauen Lagerbohrungen in den Lagerträgern 5 und 6 bzw. 25 und 26 kann separat ohne das Gehäuse erfolgen. Damit wird dieser Bearbeitungs prozeß einfach und kostensparend.
- in beiden Ausführungsbeispielen kann durch Abnehmen des Gehäuseoberteils 9 bzw. 27 wahlweise der komplette Radsatz oder nur das Oberteil ausgebaut werden, wobei infolge der Nischen 21 eine gute Zugänglichkeit zu den Schrauben 12 gegeben ist.
- Die Anwendung der Doppelwandkonstruktion bei dem ge samten Gehäuse verleiht diesem nicht nur eine hohe dy namische, sondern auch eine hohe statische Steifigkeit. Dadurch werden Verformungen durch die auf das Gehäuse wirkenden Kräfte und Momente vermieden und damit die Funktionssicherheit der Maschine erhöht.

Durch die vorliegende Erfindung wird somit der Vorteil er reicht, daß bei einem aus rotierenden oder sich hin- und her bewegenden Maschinenelementen bestehenden Aggregat be reits im Inneren des Gehäuses durch hohe Dämpfung die ent stehende Schallenergie auf einfache Weise und sehr wir kungsvoll weitgehend reduziert wird.

Claims

1. Geräuschgedämpftes Aggregat, insbesondere Zahnradge triebe, mit sich bewegenden Maschinenelementen, welche mit Wellen zusammenwirken, die in Lagerträgern gelagert sind, welche als Ganzes getrennt von einem Gehäuse ausge bildet und mit diesem verbunden sind, wobei nur ein Teil des geteilten Gehäuses mit Befestigungsfüßen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Maßnahme zur Redu zierung der von dem Aggregat ausgehenden Schallemission die starr mit dem Gehäuse verbundenen Lagerträger (5, 6; 5′, 6′; 25, 26) nur an dem Gehäuseteil (9; 27) befestigt sind, das nicht die Befestigungsfüße (20) trägt und daß die Befestigungfüße (20) an dem sie tragenden Gehäuse teil (8; 28) derartig angeordnet sind, daß sich ein lan ger Schall-Leitungsweg von den Lagerstellen zu den Befe stigungsfüßen (20) ergibt.

2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Befestigungsfüße (20) aufweisende Gehäuseteil ein Gehäuseunterteil ist.

3. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerträger (5, 6; 5′, 6′) über Querteile (22) verbunden sind.

4. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (8, 9; 27, 28) jeweils Hohlräume bildende Doppelwände (13, 14; 15 16; 29, 30; 31, 32) aufweisen, welche mit Dämpfungsmaterial (17) gefüllt sind.