Kein Auf und Ab mehr

Bei der Schwingungsdämpfung steht die ganzheitliche Systembetrachtung vor der Optimierung des Bauteils. Schwingungen reduzieren die Lebensdauer von Maschinen. Gerade Antriebe sind besonders häufig...

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Schwingungen reduzieren die Lebensdauer von Maschinen. Gerade Antriebe sind besonders häufig Schwingungsquellen mit hohem Schadenspotenzial. Optimierte Lagerungs- und Dämpfersysteme bieten dafür eine wirtschaftliche Lösung. Die Komplexität unterschiedlicher Schwingungsquellen in einem Antriebsstrang erfordert jedoch eine ganzheitliche Systembetrachtung noch vor dem Bauteil-Feintuning. Deshalb hat Freudenberg Simrit sein Bauteil- und Werkstoff-Know-how konsequent zu einer umfassenden Systementwicklungskompetenz für Dichtungs- und Schwingungstechnik ausgebaut. Diese Systemkompetenz in einem möglichst frühen Entwicklungsstadium genutzt, verkürzt Entwicklungszeiten und ermöglicht die wirtschaftliche Realisierung von Maschinen mit optimierter Lagerung und Dämpfung. Schwingungen verkürzen die Lebensdauer eines BauteilsSchwingungen führen nicht nur zu Geräuschemissionen, sondern sie können die Komponenten in einem Antriebsstrang so stark beanspruchen, dass die Lebensdauer drastisch sinkt. Motoren, Getriebe, Antriebswellen oder Abtriebswellen und Kupplungen mit den nachgeschalteten Maschinen beeinflussen sich in ihrer Schwingungs- und Geräuschübertragung gegenseitig. Anfahrmomente, Unwuchten oder das Einwirken von äußeren Kräften und Drehmomentspitzen spielen dabei für das Systemverhalten ebenso eine Rolle wie die zwischengeschalteten Komponenten im Übertragungsweg und der Maschinenstruktur. Sowohl Starrkörpereigenschaften als auch die strukturelastischen Eigenschwingungsformen des Aggregates beeinflussen die Schwingungsübertragung und müssen bei der Abstimmung und Auslegung geeigneter Lager- und Dämpfersysteme berücksichtigt werden. Die Übertragungspfade von Schwingungen und Körperschall bilden so fast immer ein sehr komplexes Gebilde. Der schnellste und wirtschaftlichste Weg zu einem wirksamen Lagerungs- und Dämpfersystem führt immer über die ganzheitliche Systembetrachtung.Ganzheitlicher Ansatz sorgt für TransparenzAnalyse, Simulation und Optimierung bilden mit der ganzheitlichen Systembetrachtung einen fest verzahnten Regelkreis, der sich aus folgenden Schritten aufbaut: Problemdarstellung, Grundvermessung, Modellaufbau, Simulation, Systemanalyse, Systemoptimierung, Umsetzung in Bauteile und Realisierung im Antriebsstrang, konstruktive Optimierungsvorschläge und Verifikationsmessung.Vorhersagen sind schon im Entwicklungsstadium möglichMit Hilfe dieses ganzheitlichen Ansatzes lassen sich schon in einem sehr frühen Entwicklungsstadium Vorhersagen zu definierten Systemeigenschaften machen. Auf der Basis dieses umfassenden Systemverständnisses werden alle Parameter und die Funktionseigenschaften schwingungstechnischer Lösungen ermittelt. Mit diesem Anforderungsprofil kann dann auf ein umfangreiches Standardprogramm zurückgegriffen werden. Alternativ kann darauf aufbauend ein optimiertes schwingungstechnisches Bauteil spezifiziert, hergestellt und im Versuch dessen Eigenschaften verifiziert werden. Antriebstechnik- und Maschinenhersteller können so bereits für die Erprobungsphase über eine ganze Reihe von optimierten Komponenten verfügen. Der unmittelbare Einfluss schwingungstechnischer Bauteile ist auf diese Weise in einem sehr frühen Entwicklungsstadium direkt an den Maschinen überprüfbar und präzisierbar. Einzelne Komponenten werden individuell optimiertAuf der Basis der Systemauslegung werden einzelne Komponenten individuell optimiert. Diese können als Gummimetall-Lager, wie Ultrabuchsen oder Sphärolager, Torsionsschwingungsdämpfer oder Schwingungstilger, ausgeführt sein. Oder es werden störende Kräfte durch eine optimierte Kombination aus Schwingungsdämpfer, Lager und Entkopplung in einem einzigen Bauteil - dem innovativen Hydrolager - kompensiert. Ultrabuchsen gehören zu den universell einsetzbaren Komponenten, die eine Vielzahl von Dämpfungsfunktionen übernehmen können. Ultrabuchsen bestehen aus je einer inneren- und äußeren Präzisionshülse, die durch eine einvulkanisierte Elastomerschicht verbunden sind. Damit können Ultrabuchsen (Bild 2) sowohl Verdrehungen wie auch axiale, radiale und kardanische Bewegungen ausgleichen. Die Ultrabuchse wirkt als torsionselastische Kupplung, wartungsfreies Gelenk oder dient als Aufhängung von Anlagen. In der axialen Auslenkung nimmt die Ultrabuchse Montage-Ungenauigkeiten und Materialdehnungen auf oder federt axiale Stöße, wie beispielsweise Anlaufdrehmomente. Die Ultrabuchse von Freudenberg Simrit wird nach dem Vulkanisationsprozess kalibriert. Dabei wird in der Regel der Außendurchmesser plastisch reduziert. Dieser eher aufwändige Prozess führt zu einer wesentlichen Lebensdauerverlängerung.Ultrabuchse wirkt Körperschall hemmendAls radial dämpfendes Element arbeitet die Ultrabuchse als Körperschall hemmende Aufhängung, beispielsweise in Kupplungen mit großer Momentübertragung oder in Augen von Drehmomentstützen eingepresst zur Aufnahme von Reaktionskräften. Kardanisch belastet gleicht die Ultrabuchse Fluchtungsfehler aus und stellt eine formschlüssige Verbindung trotz Wellenversatz her.Bei Komplettantrieben, die auf einer Schwinge montiert sind, wird das Reaktionsmoment der Antriebs-einheit über Ultrabuchsen aufgenommen. Sie werden sehr häufig auch bei Aufsteckgetriebmotoren in Drehmomentstützen eingepresst. Drehmomentabstützung durch SphärolagerIm Gegensatz zu den zylindrischen Simrit-Ultrabuchsen bestehen die Simrit-Sphärolager aus einer inneren metallischen Kugel und einer äußeren, ebenfalls metallischen Kugelschale, die durch eine einvulkanisierte Elastomerschicht festhaftend miteinander verbunden sind. Sphärolager eignen sich ideal für die Dämpfung bei Axial- und Radial-, Verdrehbelastungen sowie bei kardanischen Belastungen. Dadurch erschließen sie sich ein sehr weites Einsatzfeld, das von Gelenken in Drehmomentstützen über die Anbindung von Stoßdämpfern, Lenkerstangen bis hin zu Gelenkkupplungen in Schienenfahrzeugen oder auch bei Schiffsantrieben reicht. Elastische Elemente wie Sphärolager, Ultrabuchsen oder auch Stützlager werden in der Antriebstechnik sehr häufig eingesetzt, um die Drehmomentspitzen während des Anfahrens aufzufangen oder um Drehmomentspitzen, die sich während des Betriebs ergeben, auszugleichen. Sphärolager können auch bei kardanischen Bewegungen oder zum Ausgleich von geometrischen Verlagerungen bei den Maschinen eingesetzt werden.Speziell für die Lagerung von Motoren hat sich das Keillager als ideal erwiesen. Das Keillager besteht aus einem keilförmigen Metallkäfig, in den Maschinenaufnahme und Elastomerdämpfer integriert sind. Es ist nicht nur abreißsicher, leicht zu montieren und wartungsfrei, sondern mit Steifigkeiten von 400 N/mm bis 2000 N/mm in Z-Richtung kann es gezielt auf die benötigte Abfederung eingestellt werden. Es bietet zudem eine sehr hohe Lebensdauer und ist auch für Betriebsbedingungen unter hohen Temperaturen geeignet. Lebensdauerberechnung von Gummi-Metall-TeilenGummi-Metall-Elemente, wie die beschriebenen Ultrabuchsen, Sphäro- und Keillager, werden in der Regel im Bereich der Zeitfestigkeit betrieben. Für eine Vorhersage des Verhaltens ist deshalb die Kenntnis des Zusammenhanges zwischen Last und Lebensdauer notwendig. Für die Berechnung der Lebensdauer von Gummi-Metall-Elementen verfügen die Spezialisten von Freudenberg Simrit über eine umfangreiche Erfahrung. Weil vielfach für die Dämpfungselemente in der Antriebstechnik jedoch sehr große Betriebsstundenzahlen, zum Beispiel 30 000 h für Elemente in Eisenbahnantrieben, gefordert werden, muss über verkürzte Tests eine zuverlässige Aussage für die Gesamtlebensdauer getroffen werden können. Auf der Grundlage des Simrit-Expertenwissens lassen eine systematische Analyse von Lastkollektiven und gezielte Dauerversuche an Gummi-Metall-Bauteilen eine exakte Schätzung der zu erwartenden Lebensdauer zu. Um auch für mehrachsige Belastungen oder um den Einfluss von Mittellasten präzisieren zu können, arbeiten die Simrit-Experten auch in der Grundlagenforschung an diesen Themen weiter.