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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schwingungsisolierenden
Befestigung z. B. eines Servomotors an einem Maschinengestell, einer
Gehäusewand, allgemein Gestellen von denen Schwingungen
ausgehen. Umgekehrt besteht auch Schutz der Umgebung, die Schwingungen
von angrenzenden Bauteilen, Motoren etc. ausgesetzt ist. Dies kann
insbesondere ein Pressenkörper sein.
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Stand der Technik
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Schwingungsisolierende
Halterungen dienen dazu die Schwingungen und Stöße,
die beispielsweise von einem Elektromotor hervorgerufen werden oder
durch Schwingungen der angetriebenen Bauteile, wie zum Beispiel
einem Rädergetriebe einem Riementrieb oder dem Produktionsprozeß einer
Maschine entstehen, so zu isolieren, dass diese dynamischen Kräfte
und Momente nicht mehr oder nur noch stark reduziert auf die sie
umgebenden Bauteile einwirken. Durch diese Schwingungsisolierung
sollen Schäden, insbesondere Rissen an den umgebenden Bauteilen
vorgebeugt werden. Gleichbedeutend wichtig ist der Schutz des Antriebes
bzw. Aggregates selbst, speziell der Lagerung des Rotors, des Messsystems
sowie Platinen mit schweren Elektronikbauteilen. Besonders bei Umformpressen,
deren Bauteile hohen Belastungen und vielen Lastwechseln ausgesetzt
werden, ist die Gefahr von Schäden, wie bespielsweise Ausfälle
empfindlicher Servomotoren bzw. deren Steuerungsgeber, Rissbildung
oder Abrieb durch Schwingungen, besonders hoch und eine Schwingungsisolierung
unerlässlich. Außerdem verhindert eine Schwingungsisolierung
unerwünschte Geräuschentwicklungen.
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Eine
derartige Anordnung zur schwingungsisolierenden Halterung eines
Elektromotors ist aus der Gebrauchsmusterschrift
DE 297 22 852 U1 bekannt.
Sie soll eine effektive Schwingungsisolierung gewährleisten,
insbesondere bei relativ großen und schwergewichtigen Elektromotoren.
Dies soll dadurch erreicht werden, dass zwei Flanschelemente dreidimensional
in allen Raumrichtungen und zwar axial, radial und tangential, jeweils über
einen bestimmten Bewegungsspielraum hinweg relativ zueinander elastisch
beweglich sind, wobei Anschlagmittel zur dreidimensionalen Begrenzung
der elastischen Relativbewegung vorhanden sind. Die elastischen Relativbewegungen
werden durch in drei Raumrichtungen elastisch verformbare Bauteile
ermöglicht. Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass der
Dämpfungsgrad dieser schwingungsisolierenden Halterung
abhängig von der geometrischen Gestaltung des elastischen
Elements ist. Um einen gewünschten Dämpfungseffekt
zu erhalten, ist eine aufwendige und kostenintensive Auslegung und
Herstellung des elastischen Elementes erforderlich. Ein nachträgliches
Einstellen oder Ändern des Dämpfungsgrades ist
nicht möglich.
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Aufgabe und Vorteil der Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es ausgehend vom Stand der Technik eine
schwingungsisolierende Befestigung für schwingungsempfindliche
Bauteile zu entwickeln, welche einerseits mit einfachen und kostengünstigen
Mitteln eine deutliche Reduktion von Schwingungen und Stößen
bewirkt und andererseits eine hohe Drehsteife für präzise
Regelaufgaben gewährleistet. Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruch 1 gelöst. Weitere
detaillierte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass sowohl eine axiale Schwingungsisolierung, als auch eine radiale
Schwingungsisolierung, als auch eine Drehmomentabstützung
mit jeweils unabhängig voneinander gestalteten elastischen
Elementen erfolgen, wobei alle eingesetzten Elemente so zusammenwirken,
dass eine schwingungstechnische Entkopplung z. B. eines Motorflansches
zu einem Befestigungsflansch in allen Freiheitsgraden erreicht wird.
Die dabei eingesetzten Bauteile sind handelsüblich oder
aus am Markt verfügbaren Werkstoffen einfach herstellbar
und somit kostengünstig. Insbesondere sind die Dämpfungsgrade
in allen Richtungen speziell der Dämpfungsgrad in axialer
und radialer Richtung getrennt veränderbar und über
die Vorspannung der Federelemente, veränderbare geometrische
Formen und die Werkstoffauswahl vorbestimmbar.
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Die
erfindungsgemäße schwingungsisolierende Befestigungseinrichtung
ist so gestaltet, dass sie komplett vormontiert werden kann und
somit als eine Einheit an einem Gerät, beispielsweise einem Motor
oder an einer Maschinenwandung angebracht werden kann. Dies ermöglicht
eine einfache und kostengünstige Montage.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem, anhand
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
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Es
zeigt 1: Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen
schwingungsisolierenden Befestigungsvorrichtung
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Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
die erfindungsgemäße schwingungsisolierende Befestigungsvorrichtung 1 in
einer Schnittdarstellung. Beispielhaft wird im Folgenden die schwingungsisolierende
Befestigungsvorrichtung 1 zur Befestigung eines Motors
an einer Umgebungskonstruktion dargestellt. Die gesamte Befestigungsvorrichtung 1 ist über
den Befestigungsflansch 2 mit der hier nicht dargestellten
Umgebungskonstruktion verbunden. Die Befestigung erfolgt mittels
Befestigungsschrauben 4. Darüber hinaus bewirken
die Befestigungsschrauben 4 zusätzliche mit allen
Federelementen (6, 7, 9, 10)
eine elastische, schwingungsisolierende Verbindung zwischen dem
Befestigungsflansch 2 und einem geräteseitigen
Flansch 3, welche in diesem Ausführungsbeispiel
mit einem nicht dargestellten Motor fest verbunden ist. Der Abtrieb des
Motors ist über ein flexibles Kupplungsstück 11 mit
den weiteren Bewegungsübertragungsmitteln wirkverbunden.
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Zwischen
dem Befestigungsflansch 2 und dem geräteseitigen
Flansch 3 wirkt die Kombination von Elementen aus starren
und elastischen Bauteilen als Zentrierung und als Dämpfungselement,
sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, sowie in allen anderen
Richtungen. Die Befestigung erfolgt über mit üblicher
Vorspannkraft gegen Festanschlag angezogenen Schrauben. Zur Schwingungsisolierung
in axialer Richtung wirkt eine von der Hülsenlänge
(8) abhängige und damit einstellbare Vorspannung
der Federelemente 6, 7 mittels Befestigungsschrauben 4 und
Scheiben 5. Die Federelemente 6 entkoppeln den
Befestigungsflansch 2 vom geräteseitigen Flansch 3 in
axialer Richtung. Die radiale Zentrierung des geräteseitigen
Flansches 3 zum Befestigungsflansch 2 erfolgt über
Hülsen 8 und die Federelemente 9 und 10 im
Verbund mit den Scheiben 5 und den Befestigungsschrauben 4.
Die Hülsen erlauben zugleich ein Anziehen der Schrauben
mit definiertem Anzugsmoment, ein nicht beabsichtigtes Lösen
der Schrauben 4 ist also ausgeschlossen.
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In
radialer Richtung wird eine Schwingungsisolierung durch die Federelemente 9 und 10 erreicht. Eine
radiale Zentrierung des geräteseitigen Flansches 3 zum
Befestigungsflansch 2 erfolgt über die Federelemente 9.
Diese spezielle konstruktive Gestaltung gewährleistet mechanischen
Formschluss (Durchschlagssicherheit) und Schwingungsisolierung bei
gleichzeitig höchster Verdrehsteifigkeit. Um präzisen
Regelaufgaben gerecht zu werden ist es erforderlich, dass trotz
einer Schwingungsisolierung eine hohe Drehsteife zwischen dem geräteseitigen Flansch 3 und
dem Befestigungsflansch 2 vorhanden ist. Diese isolierte
Drehmomentabstützung wird bei der erfindungsgemäßen
schwingungsisolierenden Motorbefestigung 1 durch die Metallhülsen 8 in
Verbindung mit den Federelementen 10 realisiert.
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Die
Erfindung ist nicht auf dargestellte oder beschriebene Ausführungsbeispiele
beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch Weiterbildungen der
Erfindung im Rahmen der Schutzrechtsansprüche. Insbesondere
ist die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung
nicht nur für Motoranbauten, sondern auch für
alle anderen denkbaren Geräte einsetzbar.
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- 1
- schwingungsisolierende
Befestigungsvorrichtung
- 2
- Befestigungsflansch
- 3
- geräteseitiger
Flansch
- 4
- Befestigungsschrauben
- 5
- Scheiben
- 6,
7
- Federelemente
axial
- 8
- Hülse
- 9,
10
- Federelemente
radial
- 11
- flexible
Kupplung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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