DE7728048U1 - Schwingungsdämpfende Unterlage - Google Patents

Description

t · · 1 * It )

■ · I * 1 1 *

Schwingungsdärapfende Unterlage

Die Erfindung bezieht sich auf schwingungsdämpftnde Unterlagen z. B. für Kraft- und Arbeitsmaschinen, Transporteinrichtungen in Blechwalzwerken u. dgl.

Zürn Aufnehmen und Dämpfen mechanischer Schwingungen und zum akustischen Isolieren gegen die Umgebung werden ortsfest aufgestellte Maschinen oder auch dynamisch beanspruchte Bauwerkskonstruktionen häufig in bekannter Weise auf elastomeren Lagerelementen abgestützt. Durch den Aufbau und die Gestaltung der Lagerlemente, die Wahl des elastomeren Werkstoffe^ und gegebenenfalls auch die Ausstattung mit Verstärkungsein- oder -auflagen kann dabei verschiedenartigen Einsatzbecüngungen in weitern Umfange begegnet werden. Eine aus dem Rahmen des üblichen fallende besondere Erschwernis ergibt sich aber, wenn regelmäßig schlagartig auftreffende heftige Druckstüße abzufangen sind. Dies gilt beispielsweise für die Auflagerung der Schabotte schwerer Schmiedehämmer und in noch höherem Maße für die Unterstützung der Transportrollen in Grobblechwalzwerken. Es zeigte sich in solchen und ähnlichen Fällen immer wieder, daß die unangenehmen, auf die Dauer schädlichen Schwingungen mit den bekannten Lagerelementen nicht wirksam zu dämpfen waren und es trotz der elastomeren Zwischenglieder unter Umständen zu RiSbiiäungen in den betroffenen Fundamentteilen kam. Der Erfindung liegt demgegenüber eine neuartige Zusammensetzung und Gestaltung von FederungEeiementen für schwere und schwerste Stoßbelastungen zugrunde mit dem Ziel, eine wirksame und schnell abklingende, über lange Zeitdauer und häufige Lastwechsel gleichbleibende befriedigende Schwingungsdämpfung zu erreichen.

der Erfindung kennzeichnen sich Unterlagen der eingangs genannten Gattung dadurch, daß sie als plattenförmige Elemente aus haftend untereinander verbundenen Lage*! eines kompression en und eines inkom-

» » Ii

» · I ι

mi »» !

t Cl « J · ■

I C C C t ■ · t

CC <·! I II C C C tC I (ti Ct II IC

IA

pressiblen biegsamen Werkstoffes in wechselnder Schichtenfolge aufgebaut sind, wobei die Lagen kompressiblen Werkstoffes aus jeweils in mehreren Schichten paketartig aufeinandergelegten Geweben und die Lagen inkompressiblen Werkstoffes aus natürlichem oder synthetischem vulkanisierten Kautschuk hergestellt sind. Die verschiede- |? nen Werkstofflagen können Schichtstärken von im wesentlichen gleicher Größenordnung aufweisen, und gemäß einem "tilmerkmai der Erfindung sind die die Auflag^rkräfte übertragenden Oberflächen der Unterlage zweckmäßig von Kautschukauflagen gebildet.

Die Erfindung macht sich das unterschiedliche Biege-Schwingungsverhalten der in sich kompressiblen Gewebedämpfungsschichten auf der einen und der volumenkonstanten inkomoressiblen Elastomer-Federn auf der anderen Seite zunutze und gelangt mit der funktioneilen Vereinigung beider Komponenten in einem zusammenhängenden Schichtkörper zu überraschend günstigen Ergebnissen. Es ist bekannt, daß sich unter gleichmäßig auf Druck belasteten reinen Elastomerlagern, das heißt also aus inkompressiblen Werkstoffen hergestellten Dämpfungsplatten oder Federungselementen ein parabelförmig umgrenztes, von den Handbereichen auf einen Höchstwert in der Kitte anschwellendes Spannungsfeld aufbaut, während dagegen die Kraftlinien unter einer Dämpfungsplatte aus kompressiblen Werkstoffen wie etwa Gewebeschichten unter den gleichen Bedingungen einen der Fläche eines Rechteckes entsprechenden gleichförmigen'Verlauf zeigen. Die erfindungsgemäße Kombination beider verschiedenartigen Wirkungen führt einmal zu einer erwünschten Vergleichmäßigung in der Arbeitsaufnähme und der Spannungsverteilung, zum anderen aber gleichzeitig auch zu einem von der Form bzw. dem Volumen weitgehend unabhängigen Federungsverhalten des zusammengesetzten Schichtkörpers, das wiederum für die Konstruktion einfachere Gestaltungen und Bemessungen zuläßt. Der inkompressible elastomere Werkstoff bildet dabei aufgrund seiner ausgebildeten Schubverformbarkeit innerhalb des einheitlichen Mehrschichtenaufbaues Federkerne, die die Biegefähigkeit der plattenförmigen Unterlage günstig beeinflussen und auch unter der Einwirkung ausmittig auftretender Druckstöße die Randspannungen als Folge ihrer Parabel-Charakteristik in Grenzen halten und keine schädlichen Kantenpressungen aufkommen lassen.

Der erfindungsgemäße Schichtenaufbau ist dem an sich bekannten Verstärken elastomerer Baulager durch eingebettete Einzelfasern, Gewebe und andere textile oder metallische Festigkeitsträger nicht zu vergleichen und in der wirkung damit auch keineswegs gleichzusetzen. Der Unterschied der neuartigen Unterlagsplatten zu bekannten Lagerelementen beispielsweise nach der deutschen Patentschrift 1 231 739 tritt schon in dem äu.ßeren Erscheinungsbild mit den paketartig geschichteten Gewebelagen hervor, wobei die Gewebe nicht als Einlagen, sondern vielmehr als Beilagen zu bzw. zwischen den mit nicht größerer Schichtstärke ausgeführten Gummischichten erscheinen.

In Weiterbildung des Erfindungsgedanker.s empfiehlt es sich, die auf den Oberflächen der neuartigen Unterlage vorgesehenen Kautschukauflagen in an sich bekannter Weise mit eingeformten Profilierungen, z. B. Rippen, Noppen, Lochungen o. dgl. auszubilden, um Unebenheiten und Ausrichtungsungenauigkeiten auf den Kontaktflächen der druckübertrarenden Konstruktionsteile durch eine volumenverdrängende Vorfederung ausgleichen zu können. Es wird damit möglich, ständige oder auch vorübergehende Abweichungen von den Einbaumaßen ohne Beteiligung der Gesatr.tfederung zu überbrücken und b-.-iilfj.achiges Abheben mit Spaltbildungen zu vermeiden. Auf der anderen Seite ist die Gefahr punkt- oder linsenförmiger Beanspruchungen und unzulässiger örtlicher Spannungsspitzen von vornherein ausgeschaltet. Die dadurch erzielte direkte Kontaktfeäerung kann noch weicher eingestellt werden, indem die Vertiefungen der Oberflächenprofilierungen in ebenfalls bekannter 'weise mit einem viskosen, psstösen oder plastischen Stoff ausgefüllt werden.

Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung verdeutlicht. In der Zeichnung ist:

Fig. ι ein Teilstück einer erfinäungsgemäilen Unterlage in perspektivischer Ansicht und

I It 1 I ■ I I ■ I >

111 ι ι

TIO 1 1 ι 1 - ■ J 1 >

ι ι I : .ι : J ^; _ if' _ ·

Fig. 2 und 3 Querschnittsdarstellungen der Unterlage

im Ein- und Ausfederungszustand unter der Einwirkung einer Stoßbelastung.

Die gezeichnete Unterlage ist aus zwei Gewebelagen 4, einer inneren Gummilage 6 und zwei die Kontaktflächen zu den gegeneinander abgestützten Konstruktionsteilen 8, 9 bildenden Gummiauflagen 7 aufgebaut und zu einem in sich zusammenhängenden einheitlichen Schichtkörper von rechteckiger oder quadratischer Grundgestalt zusammengesetzt. Die Gewebelagen k bestehen jeweils aus mehreren, beispielsweise fünf unmittelbar aufeinandergelegten Gewebebahnen, die der notwendigen Haftverbindung wegen zweckmäßig mit einer Kautschuk imprägnierung versehen werden. Ihre Schichtstärke ist in jedem Falle in einer der Gummilage 5 entsprechenden oder auch diese geringfügig überschreitenden Größenordnung bemessen und kann beispielsweise 5 mm betragen - ohne damit aber die Erfindung auf diese in einer praktischen Ausführungsform als zweckmäßig erwiesene Dimension zu beschränken. Die äußeren Gummiauflagen 6 tragen eine tief eingeformte Oberflächen-Profilierung ii'i Gestalt von parallel zueinander geradlinig über die ganze Länge bzw. Breite der Unterlagen durchlaufenden Dreikantrippen, die sich im Ein bauzustand der Unterlage schon unter der normalen Druckbelastung in die Vertiefungen hinein verformen.

Die Querschnittsdarstellung in Fig. 2 zeigt die eingebaute Unterlage unter der Wirkung eines extrem schweren Belastungsstoßes P: Die inkompressible innere Gummilage 5 sucht ihr Volumen durch Ausweichen über die Rarnkanten hinaus konstant zu halten und nimmt infolge der parabelförmig von der Mitte nach den Seiten hin abfallenden Spannungsverteilung die in der Zeichnung angedeutete,, einer Zerstreuungslinse ähnelnde bikonkave Querschnittsgestalt an, der sich die benachbarten Gewebelagen k durch Einwölben aufeinander zu angleichen. Mit dem Abschwellen der Stoßkraft P (Fig. j) kehren sich die Verhältnisse um: Der elastomere Werkstoff der Gummilage 5 zieht sich über seinen Ruhezustand hinaus nach der Plattenmitte hin zusammen, was eine Verdickung im Mittenbereich nach Art einer bikonkaven Sammellinse und deutliches Einkehlen der Randkanten mit entsprechendem Auswölben der Gewebeiafen h zur Folge hat. Die durch

1 I I I ti

in X > : '' ■■ (-1 »

den Stoß angeregten Schwingungen der Konstruktionsteile 8, 9 werden durch diesen Wirkungsmechanisraus federnd aufgefangen und stark gedämpft nach wenigen Ausschlägen zum Abklingen gebracht.

Der gezeichnete Schichtenaufbau ist nicht zwingend. Je nach den vorliegenden Bedingungen könnten anstatt zweier Gewebelagen k drei oder mehr mit zusätzlichen Gurpmilagen 5 vorgesehen werden. In gleicher Weise unterliegen auch die äußeren Gummiauflagen 6 den von spezifischen Einsatzbedingungen geprägten Variationsmöglichkeiten.

1 ! 1 1

) 1 > Ϊ

I)M Ϊ J 1

Claims (6)

• ·» lilt ■· ι · · · ι ■ / • C · I 1 J ) · I -/ • · O · 1 5 , I > 1 I » · · · SJ Ti u I ? Ansprüche:

1. Schwingungsdämpfende Unterlage z. B. für Kraft- und Arbeitsmaschinen, Transporteinrichtungen in Blechwalzwerken u. dgl., dadurch gekennzeichnet, dall sie als plattenförmiges Element aus haftend untereinander verbundenen Lagen eines kompressiblen und eines irkompressiblen biegsamen Werkstoffes in wechselnder Schichtenfolge aufgebaut ist.

2. Unterlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen kompressiblen Werkstoffes aus jeweils in mehreren Schichten paketartig aufeinandergelegten Geweben (^) und die Lagen inkompressiblen Werkstoffen (5) aus natürlichem oder synthetischem vulkanisierten Kautschuk hergestellt sind.

3. Unterlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihre die Auflagerkräfte übertragenden Oberflächen von Kautschukauflagen (6) gebildet sind.

*f. Unterlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der äußeren Kautschukauflagen (6) mit eingeformten Oberflächen-Profilierungen, z. B. Rippen, Noppen, Lochungen o. dgl., versehen ist .

5. Unterlagen nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen der Oberflächen-Profilierungen mit einem viskosen, pastösen oder plastischen Stoff ausgefüllt sind.

6. Unterlage nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Werkstofflagen (4, 5) Schichtstärken von im wesentlichen gleicher Größenordnung aufweisen.

Hannover, den 2. September 1977
Sü/Br