Wir haben in unseren letzten Artikeln oftmals über unsere Schwingungsdämpfer aus Drahtgestricken gesprochen. Aufgrund dessen konnten Sie einige Einblicke gewinnen, wie diese Art der Entkopplungselemente aufgebaut ist, funktioniert und welche Formen es gibt. An dieser Stelle wollen wir einen Schritt weiter gehen und schauen, wofür Maschinenfüße und Co. eingesetzt werden können.
Die potenziellen Märkte für Schwingungsdämpfer sind vielschichtig. Federelemente werden oftmals als aktiver Isolator zur Quellisolation genutzt. Mit Drahtgestricken ausgestattete Dämpfungselemente können zur passiven Empfängerisolation vorgesehen werden. Dementsprechend sind Federisolatoren zu großen Teilen in den Bereichen der mechanischen Verfahrenstechnik oder der Energietechnik zu finden. Dämpfungskissen und die entsprechenden Dämpfer-Baugruppen finden sich im Schiffbau oder dem Anlagen- sowie Fahrzeugbau wieder. Dies liegt zudem darin begründet, dass die Energieaufnahmefähigkeit von Federsystemen weit größer ist als die von Drahtgestricken. Gerade in Bereichen mit hoher Dynamik beziehungsweise großer aktiver Krafteinleitung wie in Teilen der mechanischen Verfahrenstechnik, sind Federisolatoren mit integrierter Dämpfung Ihre erste Wahl.
Die folgenden Beispiele sollen Ihnen einen Einblick geben, welches Element für welche Anwendung des jeweiligen Marktes in Frage kommt, aber lesen Sie selbst.
Maschinen- und Apparatebau
In diesen Bereich zählen vor allen Dingen Anwendungen der klassischen mechanischen Verfahrenstechnik. In den meisten Fällen sind hierbei Quellisolationen an den Anwendungen vorzunehmen. Durch die beweglichen Teile entsteht teils eine sehr hohe Energie im System. Die hieraus umgesetzten Vibrationen können durch Federsysteme sehr gut isoliert werden. Typische Anwendungen für diese Fälle sind Mischer, Brecher, Siebe oder Pressen.
Mischer/ Brecher
Im Bereich der Mischer reicht die Anwendungen von Federisolatoren vom kleinen Laborrührer bis hin zu großen Mischern im Bereich der Nahrungsmittelindustrie. Egal in welcher Situation, die Auslegungskriterien bleiben hingegen oftmals gleich. In erster Instanz ist dies das Gewicht der Maschine im leeren, wie auch im vollen Zustand. Die Drehzahl der Rührer sowie die Anzahl der Schaufeln und die zu mischenden Medien spielen ebenso eine Rolle. Bei den zu mischenden Medien ist es vor allem die Viskosität, welche bei der Auswahl der Federsysteme mit in Betracht gezogen werden muss. Höherviskose Fluide können durch Verkleben an den Seitenrändern zu zusätzlichen Unwuchten führen. Diese können durch eine erhöhte Steifigkeit oder die richtige Dämpfung innerhalb des Federsystems vermindert werden. Bleibt zuletzt noch die Angabe des Gesamtschwerpunktes, um die genaue Anordnung der zu verwendenden Elemente festzulegen.
Ebenso verhält es sich bei der Auslegung von Brechern. Auch hier spielen sehr hohe Kräfte bedingt durch die vorhandene Dynamik eine übergeordnete Rolle. Federisolatoren mit integrierter Dämpfung in Form eines viskosen Mediums sind in diesem Falle die erste Wahl. Dies liegt vor allen Dingen daran, dass das Dämpfungsmaß der viskosen Flüssigkeit größer ist, als jenes von Drahtgestricken. Eine Überhöhung im Resonanzbereich wird somit möglichst geringgehalten, die allgemeine Dämpfung verbessert. Es kann je nach Anwendung zudem sinnvoll sein, weitere radiale Anschläge in Form von horizontal angebrachten Maschinenfüßen zu setzen.
Siebe
Die schwingungsentkopplende Lagerung von Sieben verhält sich hier ein wenig anders. Während die restlichen hier aufgeführten Komponenten ihre Vibrationen zu einem großen Teil axial abführen, arbeiten Siebmaschinen zudem mit radialen Bewegungen. Dies ist der Grund, weswegen eine Energieaufnahme in seitliche Richtung genauso wichtig ist, wie eine gute Lagerung in axiale Richtung. In diesem Falle findet sich ein sehr guter Kompromiss aus Dämpfung in axiale und radiale Richtung in einem Vielrichtungsdämpfer. Dieser Dämpfertyp deckt jegliche Achsrichtung in definierte Weise ab und bietet zudem noch eine lange Lebensdauer. Sie erreichen eine über Jahre hinweg konstante Lagerung ihrer Systeme. Ein zusätzlicher Vorteil ist die Unabhängigkeit vom Beladungszustand ihrer Maschine, da durch eine höhere Steifigkeit der Lagerung eine durch ungleichmäßig verteiltes Siebgut verursachte Schiefstellung der Maschine vermieden oder zumindest klein gehalten wird.
Pressen/ Stanzen
Egal, ob der kleine Stanzautomat oder die große Pressenstraße. Stanzen und Pressen geben Schläge an die Umwelt und somit an Mensch und Maschine im direkten Umfeld ab. Hierbei spielt es keine Rolle, ob im Schnelllauf bei kleinen Hüben oder im Einmalhub mit großer Krafteinwirkung, eine Lagerung sollte in jedem Fall vorgenommen werden.
Je nach Anwendung können hier sowohl Drahtgestricke als auch Federisolatoren zum Einsatz kommen. Wenn möglich werden als Standardelemente jedoch Federn eingesetzt, da sie im Gegensatz zum reinen Edelstahlgestrick die höhere Energieaufnahme bieten. Zusätzliche Dämpfungskissen können in das Federsystem integriert oder als Zuganker zur Begrenzung des Aufschaukelns der Maschine genutzt werden.
Bei der Lagerung von Stanzautomaten oder Schnellläufern sind handelsübliche Stellfüße oftmals eine gute Alternative. Mit zwei oder drei übereinander angeordneten Dämpfungskissen realisieren sie einen Federweg, welcher eine adäquate Energieaufnahme ermöglicht. So ist eine gute, über Jahre hinweg konstante und somit günstige Lagerung Ihrer Anwendung möglich.
Schiffbau
Wie man ebenfalls auf unserer Branchenseite lesen kann, ist ein weiterer großer Bereich, wo Schwingungsdämpfer genutzt werden, der Schiffbau. Während im oben beschriebenen Maschinen- und Apparatebau vorrangig stationäre Anwendungen gelagert werden, sind es im Schiffbau ausschließlich instationäre Fälle. Dies ist der Hauptgrund, weswegen auf diesem Gebiet Federisolatoren nur sehr wenig Sinn ergeben und wir hier grundsätzlich mit Drahtgestricken aus Edelstahl arbeiten. Diese haben den großen Vorteil der Korrosionsresistenz, welche es gerade im maritimen Umfeld benötigt. Hierzu sei ebenfalls gesagt, dass unsere KTL-Standardbeschichtung der Stahlkomponenten im Hinblick auf Korrosionsresistenz durch eine Seewasserresistente Beschichtung ersetzt werden kann.
Welche Anwendungen gilt es sich hier genauer anzuschauen und was kommt als Lagerungselement für Sie überhaupt in Frage?
Motorenaggregate
Unter stationären Bedingungen wäre eine Lagerung von Motorenaggregaten mit Federelementen vorzunehmen. Unter instationären Bedingungen an Bord eines Schiffes, gelten andere Vorzeichen. Hier ist als oberstes Gebot die Abrisssicherung vorzusehen, welche bei Standard-Federisolatoren der RG+ Schwingungstechnik unter hoher radialer Belastung aus instationären Bedingungen nicht gewährleistet wird. Auf Grund dessen erfolgt eine Lagerung solcher Aggregate mittels Druck-Zug Elementen der Reihe GDZ. Die Isolierwirkung dieser Vielrichtungsdämpfer ist nicht so hoch wie die von Federn, trotzdem bieten sie einen sehr guten Kompromiss aus Dämpfungskapazität und Sicherheit der Lagerung. Hierbei spielt es keine Rolle, ob Aggregate auf Schiffen der Binnenschifffahrt oder Schiffen für die Hochsee gelagert werden müssen.
Rohrleitungen
Neben der Lagerung von Motoren und Generatoren ist die Stabilisierung der Abgasleitungen von großer Bedeutung. Ein sich durch diese Leitungen ausbreitender Schall, der im schlimmsten Falle die Passagierräume erreicht ist in jedem Falle zu unterbinden.
Im Hinblick auf die richtige Lagerung ist gerade bei Abgasrohrleitungen auf die Wärmedehnung im vorhandenen System zu achten. Hierzu sind Fest-, wie auch Lospunkte, ergänzt durch Kompensatoren vorzusehen. Für die Anbindung an einen Festpunkt bietet sich in unserem Falle die Reihe der GDZ-Dämpfer an. Lospunkte können durch Abspannelemente oder mittels Vielrichtungsdämpfern und Schiebesitzen realisiert werden. Auch hier ist auf die Auflagerlast der Leitungen bei der Dimensionierung zu achten. Eine Überdimensionierung kann im Falle der reinen Stabilisation sehr sinnvoll sein, um die Lagerung flexibel zu halten.
Gerade bei den hohen Temperaturen in diesem Bereich wird ersichtlich, wie wichtig es ist, Schwingungsdämpfer mit hoher Temperaturresistenz zu verwenden. So arbeiten Elemente aus Stahlkomponenten auch bei 300°C noch zuverlässig.
Steuerstände/Führerkabinen
Die oben beschriebenen Motorenaggregate sowie Rohrleitungsverläufe sind die Hauptkomponenten, welche im Schiffbau durch Schwingungsdämpfer gelagert werden. Zusätzlich zu diesen ist es sinnvoll, weitere Komponenten wie beispielsweise Führerkabinen oder Steuerstände zu lagern. Dies kann durch Vielrichtungsdämpfer oder Bundlagerverbindungen geschehen. Bei geringem Bauraum sind Bundlager die erste Wahl, während Druck-Zug Elemente bei höherem Bauraum zu bevorzugen sind.
Es wird ersichtlich, dass sowohl im stationären wie auch instationären Umfeld die Anwendungsmöglichkeiten vielzählig sind. Diese unterscheiden sich vor allen Dingen durch die von der Umwelt induzierten Belastungen. So sind die wirkenden Kräfte im Schiffbau unberechenbarer und deswegen eine Unbekannte, welche zwingend mit in Betracht gezogen werden muss. Federisolatoren, welche seitliche Kräfte in hohem Maße nicht aufnehmen können, sind hierbei zu meiden. Ihre Stärke haben diese wiederum, wenn im Maschinenbau hohe Energien aus den Systemen isoliert werden müssen.
Hierzu beraten wir Sie jederzeit gerne und freuen uns, wenn Sie mit Ihrer Problemstellung auf uns zukommen.
Bochum, 01.03.2023
