DE4227992C2 - Stützelement für ein schwingungsbelastetes Aggregat - Google Patents
Stützelement für ein schwingungsbelastetes AggregatInfo
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Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Maschinenelemente
und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung eines Stütz
elementes anzuwenden, auf dem sich ein schwingungsbe
lastetes Aggregat abstützt und mit dessen Hilfe das
Schwingungsverhalten beeinflußt wird.
Zur federnden Abstützung des Ständers einer vertikalen
elektrischen Maschine ist eine Anordnung bekannt, bei der
zwischen dem Ständer und der Grundplatte Federn liegen,
die mit einem Dämpfungsglied kombiniert sind. Diese
Abstützung ist tief abgestimmt, so daß bei verschiedenen
Betriebsfällen die Abstützeigenfrequenz durchfahren wird.
Bei dieser Abstützung, bei der als Federn sogenannte
Plattenfedern eingesetzt sind, sind zusätzliche Dämpfungen
für die tangential gerichteten Beanspruchungen vorgesehen.
Als Dämpfungselemente sind Gummifedern vorgesehen, die von
den tangential gerichteten Kräften auf Schub beansprucht
werden (DE-OS 23 05 854).
Um bei einer drehelastischen Abstützung einer vertikalen
Maschine unzulässig große Resonanzbeanspruchungen zu
vermeiden, ist weiterhin eine Anordnung bekannt, bei der
die zwischen der Tragplatte und der Grundplatte des Stütz
elementes angeordneten Plattenfedern eine abgeknickte
Federkennlinie aufweisen. Dies wird dadurch erreicht, daß
die Amplitude der Plattenfedern durch Anschläge begrenzt
ist. Diese Anschläge können in der Höhe oder in ihrem
seitlichen Abstand zu den Plattenfedern einstellbar sein,
um auf diese Weise eine dem Betriebsverhalten der Maschine
angepaßte Verstimmung einzustellen (DE-OS 25 38 974).
Auch bei horizontal angeordneten Aggregaten, wie beispiels
weise elektrischen Maschinen, kommt es mitunter darauf an,
Resonanzerscheinungen durch Dämpfung oder Verstimmung zu
unterdrücken. Beispielsweise bei Dieselgeneratoren, bei
denen der Dieselmotor und der Generator über das gemeinsa
me Fundament schwingungsmäßig gekoppelt sind, kann der
Generator durch das Dieselaggregat zu resonanzartigen
Schwingungen angeregt werden. Dies hat man u. a. durch
eine möglichst steife Aufstellung der Aggregate sowie eine
festigkeitsmäßige Stärkung schwingungsgefährdeter Bauteile
zu beherrschen versucht. Durch die Erfindung soll ein
materialmäßig weniger aufwendiger und möglichst wirksame
rer Weg zur Ausschaltung resonanzartiger Erscheinungen
erschlossen werden.
Ausgehend von einem Stützelement mit den Merkmalen des
Oberbegriffes des Patentanspruches 1 (DE-23 05 854) liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Stützelement so
auszubilden, daß es eine möglichst wirksame Verstimmung
zwischen einer Anregungsfrequenz und einer resonanzgefähr
deten Eigenfrequenz des sich abstützenden Aggregates
ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Durch die gemäß der Erfindung vorgesehene Ausgestaltung
des zweiten Federelementes wird die für Schwingungen in
Querrichtung des Stützelementes maßgebliche Steifigkeit
des Stützelementes erhöht. Diese Quersteifigkeit ist
zugleich in gewissen Grenzen einstellbar, wodurch eine
Verstimmung zwischen einer Anregungsfrequenz und einer
resonanzgefährdeten Eigenfrequenz des auf dem Stützelement
abgestützten Aggregates möglich ist.
Als Federelemente mit einer anisotropen, nichtlinearen
Federcharasteristik kommen Drahtkissenfedern, Teller- und
Ringfedern® oder auch entsprechend gestaltete Gummifedern
in Betracht. Diese Federn zeichnen sich generell durch
eine nichtlineare Federcharakteristik aus, wobei die Feder
wirkung eine oder auch zwei Vorzugsrichtungen aufweist
(Anisotropie).
Bezüglich der konstruktiven Anordnung eines solchen Feder
elementes sind zwei Konsolen vorgesehen, zwischen deren
Druckflächen das zweite Federelement angeordnet ist, wobei
diese Druckflächen vertikal zur Grund- und Stützplatte des
Stützelementes gerichtet sind. Vor allem im Hinblick auf
den Einsatz an elektrischen Maschinen, beispielsweise
Dieselgeneratoren, hat sich dabei eine konstruktive An
ordnung als besonders vorteilhaft erwiesen, bei der das
erste Federelement aus zwei wenigstens symmetrisch, vor
zugsweise vier paarweise symmetrisch angeordneten Feder
platten besteht und das zweite Federelement mittig zwi
schen den beiden Federplattenpaaren angeordnet ist.
Die Einstellung einer Vorspannung des zweiten Federelemen
tes kann beispielsweise mit Hilfe von Schrauben erfolgen,
die in der Druckplatte einer der beiden Konsolen geführt
sind und die eine weitere Druckplatte gegen das zweite
Federelement drücken. Eine in Federrichtung räumlich wenig
auftragende und leicht einstellbare Einrichtung besteht
jedoch in einer selbsthemmenden Verkeilung, die der mit
der Grundplatte verbundenen Konsole zugeordnet ist, wobei
der Standkeil auf der Grundplatte steht und die Position
des Treibkeiles durch eine in die Grundplatte eingreifende
Schraube gesichert wird.
Wie bereits erwähnt, kommt als zweites Federelement auch
ein Federelement in Betracht, daß zwei Wirkrichtungen
aufweist. Eine konstruktiv einfache Lösung hierfür besteht
darin, für das erste Federelement Stabfedern zu verwenden
und für das zweite Federelement zwei einstellbare Federn
mit nichtlinearer Federcharakteristik einzusetzen, wobei
die Wirkrichtungen dieser beiden Federn senkrecht zuein
ander verlaufen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 1
bis 3 dargestellt. Dabei zeigen
Fig. 1 und Fig. 2 in Ansicht und Draufsicht ein Stütz
element, bei dem das erste Federelement aus
Plattenfedern besteht und
Fig. 3 in vergrößerter Darstellung eine Einrichtung zur
Einstellung einer Vorspannung des zweiten Feder
elementes bei einem Stützelement gemäß den Fig.
1 und 2.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Grundplatte 1, auf der
sich über Plattenfedern 3 eine Stützplatte 2 abstützt. Auf
der Stützplatte liegt der eine Statorfuß 10 eines Genera
tors auf. Der andere Statorfuß ist in gleicher Weise
abgestützt.
Das zwischen der Grundplatte 1 und der Stützplatte 2 ange
ordnete Federelement besteht aus vier Plattenfedern 3, die
paarweise symmetrisch angeordnet sind. Mittig zwischen den
beiden Plattenfederpaaren ist an der Unterseite der Stütz
platte 2 eine Konsole befestigt, die aus zwei Stützwänden
4 und einer Druckplatte 5 besteht. Eine gleichartige Konso
le mit den beiden Stützwänden 6 und der Druckplatte 7 ist
auf der Grundplatte 1 befestigt. Die Druckplatten 5 und 7
der beiden Konsolen verlaufen vertikal zur Grundplatte und
zur Stützplatte und stehen einander gegenüber, wobei sich
zwischen beiden Druckplatten ein Federelement 8 befindet,
das eine anisotrope, nichtlineare Federcharakteristik
aufweist. Diesem Federelement 8 ist noch eine Einrichtung
9 zur Einstellung einer Vorspannung zugeordnet.
Gemäß Fig. 3 besteht die Einrichtung zur Einstellung
einer Vorspannung des Federelementes 8 aus einer selbst
hemmenden Verkeilung mit dem Standkeil 91 und dem Treib
keil 92. Die Position des Treibkeiles 92 ist durch eine in
die Grundplatte 1 eingreifende Schraube 93 gesichert. -
Das Federelement 8 besteht aus Drahtkissenfedern. Anstelle
von Drahtkissenfedern können aber auch Teller- oder Ring
federn verwendet werden. In gleicher Weise kommen Federn
auf Polymerbasis, insbesondere Gummi-Metall-Federn mit
entsprechender Formgebung in Betracht.
Die gemäß den Fig. 1 bis 3 vorgesehene Einstellbarkeit
des zweiten Federelementes in einer horizontal und quer zu
den Plattenfedern verlaufenden Richtung kann analog auch
gleichzeitig für eine zweite, auf der ersten horizontalen
Querrichtung senkrecht stehenden horizontalen Richtung
erfolgen. In diesem Fall sind als erstes Federelement
Stabfedern zu verwenden. Die für die zweite horizontale
Richtung einzusetzenden nichtlinearen Federelemente sind
analog zu den in der ersten horizontalen Richtung angeord
neten Federelementen zu gestalten. Um hierbei eine
statische Vorbelastung der Stabfedern des ersten Feder
elementes durch die Vorspannung der zweiten Federelemente
zu vermeiden, werden die zweiten Federelemente in zweck
mäßiger Weise symmetrisch zu einer in der Horizontalebene
liegende Achse angeordnet. Die Vorspannungen der beiden
symmetrisch angeordneten zweiten Federelemente kompensie
ren sich dann, so daß die Stabfedern des ersten Federele
mentes unbelastet bleiben.
Für das erste Federelement kommen anstelle von Plattenfe
dern oder Stabfedern auch Schwingmetallfedern® mit analogen
Steifigkeitseigenschaften in Betracht, z. B. keilförmige
Sandwich -Gummimetallfedern anstelle der Plattenfedern
und ebene Sandwich-Gummimetallfedern anstelle der Stab
federn.
Claims (6)
1. Stützelement für ein schwingungsbelastetes Aggregrat,
insbesondere für eine Maschine mit einem rotierenden
Maschinenteil, bestehend aus einer Grundplatte, einer
Stützplatte und einem zwischen der Grundplatte und der
Stützplatte angeordneten, in Stützrichtung steif ausgebil
deten ersten Federelement sowie einem parallel zum ersten
Federelement geschalteten zweiten Federelement,
dadurch gekennzeichnet, daß das
zweite Federelement (8) eine anisotrope, nichtlineare
Federcharakteristik aufweist, daß diesem Federelement
eine Einrichtung (9) zur Einstellung einer Vorspannung
zugeordnet ist und daß das zweite Federelement (8)
zwischen zwei Konsolen (4, 5; 6, 7) angeordnet ist, deren
Druckflächen vertikal zur Grund- und Stützplatte (1, 2)
gerichtet sind.
2. Stützelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Federelement aus wenigstens zwei symmetrisch
angeordneten Plattenfedern (3) besteht und daß das zweite
Federelement (8) mittig zwischen den beiden Plattenfeder
paaren angeordnet ist.
3. Stützelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Federelement aus Stabfedern besteht und
daß das zweite Federelement aus wenigstens zwei ein
stellbaren Federn mit nichtlinearer Federcharakteristik
besteht, wobei die Wirkrichtungen der beiden Federn senk
recht zueinander verlaufen.
4. Stützelement nach einem der Anspruche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellvorrichtung (9) aus einer selbsthemmenden
Verkeilung (91, 92) oder aus einer Verschraubung besteht.
5. Stützelement nach Anspruch 4 mit einer selbsthemmenden
Verkeilung,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Standkeil (91) auf der Grundplatte (1) steht und
daß die Position des Treibkeiles (92) durch eine in die
Grundplatte (1) eingreifende Schraube (93) gesichert ist.
6. Stützelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Federelement (8) als Drahtkissen-, Teller-,
Ring- oder Gummifeder ausgebildet ist.
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Cited By (1)
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DE3200816C2 (de) * | 1982-01-11 | 1987-01-15 | Gerb Gesellschaft für Isolierung mbH & Co KG, 1000 Berlin | Elastisches Lagerungselement für eine biegeelastische Fundamentplatte |
-
1992
- 1992-08-21 DE DE19924227992 patent/DE4227992C2/de not_active Expired - Lifetime
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