DE4341404C2

DE4341404C2 - Rubber spring bearing

Info

Publication number: DE4341404C2
Application number: DE19934341404
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl Ing Tillack; Frithjof Dipl Ing Stein
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesministerium der Verteidigung
Current assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesministerium der Verteidigung
Priority date: 1993-12-04
Filing date: 1993-12-04
Publication date: 1999-07-08
Anticipated expiration: 2013-12-05
Also published as: DE4341404A1

Description

Arbeitsmaschinen mit rotierenden oder oszillierenden Arbeitsprozessen beaufschla gen die Fundamente, an denen sie befestigt sind, mit Schwingungen. Durch diese Körperschallanregung strahlen dann diese Fundamentstrukturen zusätzlich zur Ma schine Luftschall ab und sie leiten den Körperschall weiter. Will man die Körper schallanregung der Struktur verringern, müssen Maschine und Fundament voneinan der entkoppelt werden. Häufig benutzt man dazu Federelemente, deren als Feder wir kende Teile aus Gummi hergestellt sind und statisch auf Zug oder Druck beansprucht werden. Bei für Gummi ungünstiger Zugbelastung kommt es oft zu Beschädigungen. Der notwendige Isolierwirkungsgrad des Elements ist dann nicht mehr gegeben.Work machines with rotating or oscillating work processes against the foundations to which they are attached with vibrations. Through this Structure-borne noise excitation then radiates these foundation structures in addition to the Ma shine off airborne noise and they transmit the structure-borne noise. You want the body To reduce the sound excitation of the structure, the machine and the foundation have to be separated which are decoupled. Often you use spring elements, which we use as springs kend parts are made of rubber and statically stressed under tension or pressure become. Damage is often caused when the tensile load is unfavorable for rubber. The necessary insulation efficiency of the element is then no longer given.

Besonders kritisch wirkt sich die Zugbelastung dann aus, wenn das Federlager mit einer impulsartig auftretenden Kraft (Schock) beaufschlagt wird.The tensile load is particularly critical if the spring bearing is included a pulsating force (shock) is applied.

Schock ist physikalisch gesehen immer eine stark beschleunigte Hinbewegung, ge folgt von einer anschließenden ebenso schlagartigen Herbewegung, welche sich über die Nullage hinaus erstreckt. Für ein solches Federelement bedeutet die Hinbewe gung, daß das Gummifederlager hierbei auf Druck beansprucht wird, die anschließen de Herbewegung läßt dann Zugkräfte entstehen.From a physical point of view, shock is always a strongly accelerated movement, ge follows from a subsequent equally sudden movement, which over extends the zero position. For such a spring element, the sign means supply that the rubber spring bearing is subjected to pressure, which connect de movement then creates tensile forces.

Die FR 26 73 453 beschreibt ein Gummifederlager bei welchem der Gummifederteil im Falle einer Schockbeanspruchung in der damit verbundenen Zugphase im Betrieb entweder in sich oder an den Vulkanisationsflächen zu reißen droht. Ein solches Gummifederlager ist bei extrem hohen Spitzenbelastungen wie Schockbeanspru chung nicht zuverlässig genug und birgt somit die Gefahr der Schädigung der Anlage, in welche es eingebaut ist.FR 26 73 453 describes a rubber spring bearing in which the rubber spring part in In the event of a shock load in the associated pull phase during operation tears either in itself or on the vulcanization surfaces. Such one Rubber spring bearing is at extremely high peak loads such as shock not reliable enough and therefore carries the risk of damage to the system, in which it is built.

Die EP 00 58 911 beschreibt ebenfalls ein Gummifederlager.EP 00 58 911 also describes a rubber spring bearing.

Über die Metallkonsole 1 wird dabei die Kraft in das Lager eingeleitet. Das Funda ment 3 nimmt dabei die Gegenkraft auf. Bedingt durch die geometrische Zuordnung von Metallkonsole und Fundament wird dieses Gummifederlager sowohl in axialer wie auch in rotatorischer Weise beansprucht. Somit muß dieses Lager sowohl eine Axial kraft als auch ein Drehmoment aufnehmen.The force is introduced into the bearing via the metal console 1 . The foundation 3 absorbs the counterforce. Due to the geometrical assignment of the metal bracket and foundation, this rubber spring bearing is stressed both in an axial and in a rotational manner. Thus, this bearing must absorb both an axial force and a torque.

Bei Schockbelastung dieses Lagers läuft die Schraube 2 bedingt durch das Auftreten eines außergewöhnlich hohen Drehmoments Gefahr deformiert zu werden bzw. zu zerbrechen. Dieses hat zur Folge, daß das Gummifederlager an Tragfähigkeit verliert und bei wiederholter Schockbelastung endgültig unbrauchbar wird.When this bearing is subjected to shock, the screw 2 runs the risk of being deformed or broken due to the occurrence of an extraordinarily high torque. The consequence of this is that the rubber spring bearing loses its load-bearing capacity and becomes unusable in the event of repeated shock loads.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gummifederla ger zu schaffen, das auch wiederholt einer Schockbeanspruchung ausgesetzt werden kann. The invention has for its object a rubber spring to create that also repeatedly exposed to shock can be.

Die Aufgabe wird durch das Gummifederlager nach Anspruch 1 gelöst.The task is through the rubber spring bearing solved according to claim 1.

Das vorliegende Federlager arbeitet auf der Basis der Dämpfungseigenschaften von Gummi. Es dient nicht nur zur Gewichtsaufnahme des zu lagernden Gerätes, sondern auch zur Schwingungsentkopplung zwischen Gerät und tragendem Fundament. Durch die besondere Anordnung treten im Element keine statischen Zugkräfte auf und es kann auch stoßartige Kräfte, die im ungünstigsten Fall der Gewichtskraft entgegen wirken, auffangen. Weiterhin ist es durch das Aufbringen einer Vorspannung auf die Gummiteile des Elements nicht mehr möglich, daß Gummiteile bei dieser stoßartigen Belastung unerlaubt hoch und lange auf Zug beansprucht werden.This spring bearing works on the basis of the damping properties of Rubber. It is not only used to record the weight of the device to be stored, but also also for vibration decoupling between the device and the supporting foundation. By the special arrangement there are no static tensile forces in the element and it can also counteract sudden forces, which in the worst case counteract the weight work, catch. Furthermore, it is by applying a bias to the Rubber parts of the element no longer possible that rubber parts in this shock-like Loads are impermissibly high and can be used for a long time.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur der Zeichnung das Gummifederlager in der Seitenansicht.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows the only figure of the drawing the rubber spring bearing in side view.

Das erfindungsgemäße Gummifederlager besteht im wesentlichen aus 3 Baugruppen.The rubber spring bearing according to the invention consists essentially of 3 assemblies.

Zentrale Baugruppe ist dabei ein Mittelteil. Er besteht aus einem oberen Mittelteil 10, welches zur Montage an einer Maschine mit Gewindebohrungen 12 ausgerüstet ist. Durch ein Distanzstück 11 beabstandet, schließt sich ein unteres Mittelteil 7 an, wel ches zum Zwecke der Montage mit weiteren Gewindebohrungen 13 versehen ist. The central assembly is a middle part. It consists of an upper middle part 10 , which is equipped with threaded holes 12 for mounting on a machine. Spaced by a spacer 11 , a lower middle part 7 follows, which is provided with further threaded holes 13 for the purpose of assembly.

Durch das obere Mittelteil 10 sowie durch das untere Mittelteil 7 und durch das Di stanzstück 11 verläuft zentrisch eine Vorspanneinrichtung 5, welche durch einen Bol zen 16 und eine Mutter 15 dargestellt wird. Der Kopf des Bolzens 16 ist im oberen Mit telteil 10 versenkt angeordnet, um ein planes Anliegen der angeschraubten Arbeits maschine zu gewährleisten. Wie in der Zeichnung dargestellt, befindet sich im Kopf des Bolzens 16 eine Ausnehmung zur Aufnahme eines drehmomentaufbringenden Werkzeuges, um den Bolzen festzuhalten, wenn durch Anziehen der Mutter 15 die Vorspannkraft aufgebracht wird.Through the upper middle part 10 and through the lower middle part 7 and through the di punch 11 , a biasing device 5 runs centrally, which is represented by a bolt 16 and a nut 15 . The head of the bolt 16 is sunk in the upper middle part 10 to ensure a flat contact of the screwed machine. As shown in the drawing, there is a recess in the head of the bolt 16 for receiving a torque-applying tool in order to hold the bolt when the pretensioning force is applied by tightening the nut 15 .

Erreicht wird dieses ebenfalls, wenn die Ausnehmung so geformt ist, daß zwischen dem Bolzenkopf und der Ausnehmung Kraft und Formschluß besteht. Die Stärke des Distanzstückes 11 kann unterschiedlich sein, auch eine Kombination unterschiedlich starker Distanzstücke ist möglich.This is also achieved if the recess is shaped in such a way that there is force and positive locking between the bolt head and the recess. The thickness of the spacer 11 can be different, a combination of spacers of different strengths is also possible.

Entscheidend für die Auswahl der Stärke der Distanzstücke 11 ist immer die Größe der benötigten Vorspannkraft.The size of the pretensioning force required is always decisive for the selection of the strength of the spacers 11 .

Das Gummifederlager wird mittels zweier Pratzen 8, 9 am Fundament 6 festge schraubt. Hierzu sind sowohl im Fundament 6 als auch in der jeweiligen Pratze Boh rungen vorgesehen, die in der Figur durch eine senkrechte Linie dargestellt werden. The rubber spring bearing is screwed to the foundation 6 using two claws 8 , 9 . For this purpose, bores are provided both in the foundation 6 and in the respective claw, which are represented in the figure by a vertical line.

Zwischen jeder Pratze 8, 9 und dem oberen Mittelteil 10 ist ein Gummifederelement 2 angeordnet, welches sowohl an einer glatten Fläche 20 des oberen Mittelteiles 10 als auch an einer glatten Fläche 19 der Pratzen 8, 9 anvulkanisiert ist. Das Gummifeder element 2 steht dabei in einem Winkel zur Mittelachse des Mittelteils 7, 10. Der untere Mittelteil 7 ist als Traverse ausgebildet. In den nach oben zeigenden Ausneh mungen 17 stehen lose, also nicht auf dem unteren Mittelteil 7 verbundene weitere Gummifederelemente 3, 4, welche mit ihrem anderen Ende jeweils an einem nach in nen zeigenden Flansch 18 der Pratzen von unten anvulkanisiert sind.Between each claw 8 , 9 and the upper middle part 10 , a rubber spring element 2 is arranged, which is vulcanized on both a smooth surface 20 of the upper middle part 10 and on a smooth surface 19 of the claws 8 , 9 . The rubber spring element 2 is at an angle to the central axis of the central part 7 , 10th The lower middle part 7 is designed as a traverse. In the upward pointing Ausneh lines 17 are loose, so not connected to the lower middle part 7 further rubber spring elements 3 , 4 , which are vulcanized with their other end to a inward pointing flange 18 of the claws from below.

Beide Gummifederelemente verlaufen parallel zur Mittelachse.Both rubber spring elements run parallel to the central axis.

Die hier als Gummifedern ausgeführten Dämpfungselemente können auch als beliebi ge andere Federelemente, z. B. Schraubenfedern, ausgeführt sein. Die Funktion des Gummifederlagers wird nachfolgend beschrieben.The damping elements designed here as rubber springs can also be used as desired ge other spring elements, e.g. B. coil springs. The function of the Rubber spring bearing is described below.

Die durch die akustische Quelle auf das Element übertragenen Schwingungen werden vom Mittelteil über die Teilelemente auf die Pratzen gedämpft übertragen. Dabei wer den die Teilelemente 1, 2, 3 und 4 nur auf Druck beansprucht. Wird die Gewichtskraft durch eine zusätzliche Druckkraft überlagert, so wird die Belastung nur durch die Teilelemente 1 und 2 aufgefangen, die Teilelemente 3 und 4 werden nicht durch Zug beaufschlagt, da sie nur an einer Seite befestigt sind. Bedingt durch die erfindungs gemäße Vorspanneinrichtung 5 können die Teilelemente auf Druck vorgespannt wer den. The vibrations transmitted to the element by the acoustic source are transmitted from the central part to the brackets via the partial elements. Whoever claims the sub-elements 1 , 2 , 3 and 4 only under pressure. If the weight is superimposed by an additional pressure force, the load is only absorbed by the sub-elements 1 and 2 , the sub-elements 3 and 4 are not acted on by train, since they are only attached to one side. Due to the pretensioning device 5 according to the invention, the partial elements can be prestressed under pressure.

Wird nun die Gewichtskraft durch eine entgegenwirkende schockartige Kraft, bei ei nem Kriegsschiff z. B. im Falle einer schiffsnahen Minendetonation, überlagert, so wird bei richtig eingestellter Vorspannkraft die Last innerhalb des Elements durch die Teilelemente 3 und 4 elastisch aufgefangen, die Teilelemente 1 und 2 werden bis zum drucklosen Zustand entspannt, aber auch kurzfristige Zugbelastungen der Teilelemen te 1 und 2 sind zulässig.Now is the weight due to an opposing shock-like force in a warship z. B. in the case of near-ship mine detonation, the load within the element is elastically absorbed by the sub-elements 3 and 4 , the sub-elements 1 and 2 are relaxed to the depressurized state, but also short-term tensile loads of the Teilelemen te 1 with correctly set preload and 2 are permissible.

Claims

1. Rubber spring bearing for foundations of work machines, in particular on ships with a rubber spring consisting of several rubber elements ( 1 , 2 , 3 , 4 ) and egg nem consisting of an upper ( 10 ) and a lower middle part ( 7 ) consisting of a double T-shaped middle part ( 7 , 10 ), which has an axially arranged longitudinal bore for the purpose of receiving a mechanically operating pretensioning device, characterized in that
that for fastening the rubber elements ( 1 , 2 , 3 , 4 ) on a foundation ( 6 ) to the left and right of the central part a claw with a triangular cross section ( 8 , 9 ) is seen before, the respective base of which is extended towards the central part,
that both on each inward to the center line of the central part ( 7 , 10 ) pointing oblique side surface ( 19 ) of the triangular claws ( 8 , 9 ) and on the inside ( 20 ) of the upper central part ( 10 ), each of which runs parallel to it, each one at an angle to the center line of the central part ( 7 , 10 ) standing rubber element ( 1 , 2 ) is vulcanized on both sides,
that on the side facing the lower middle part ( 7 ) of the base of each claw ( 8 , 9 ) parallel to the center line of the middle part ( 7 , 10 ) each further spring element ( 3 , 4 ) is vulcanized in the area of the extension of the base, the other end lo se in a designated recess ( 17 ) in the lower middle part ( 7 ) is taken up.

2. Rubber spring bearing according to claim 1, characterized in that the biasing direction can be represented by a bolt ( 16 ) and a nut ( 15 ), a di punching piece ( 11 ) being provided between the upper middle part ( 10 ) and the lower middle part ( 7 ) is.

3. Rubber spring bearing according to claim 2, characterized in that the bolt head of the bolt ( 16 ) is designed to be lockable.

4. Rubber spring bearing according to claim 3, characterized in that between the bolt head and the surrounding upper middle part ( 10 ) there is a positive connection.