Schwingungsdämpfer

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Typenprogramm

Neben dem Luftschall müssen auch die von Ventilatoren und anderen rotierenden Maschinen erzeugten Schwingungen, die unter anderem zu Material- und Körperschäden durch Materialermüdung, Verschleiß und Lärmbelästigungen führen können, gedämpft werden. Die von Witt & Sohn angebotenen Schwingungsdämpfer können, abgestimmt auf die Gewichtsverteilung und die Erregerfrequenz, solche Probleme verhindern bzw. minimieren. Wie auch bei schalldämmenden Maßnahmen empfiehlt es sich, den Ventilator gleich mit seinen Schwingungsdämpfern aus einer Hand zu beziehen, um Abstimmungsschwierigkeiten und die damit verbundenen Probleme zu minimieren.

Für kleinere Ventilatoren werden hauptsächlich Gummipuffer und bei größeren Ventilatoren komplett eingeschlossene Metallfederschwingungsdämpfer verwendet. Für besondere Anwendungen bieten wir auch eine Serie von offenen Metallfederdämpfern an. Außerdem können wir Schwingungsmembrane für Schallböden etc. liefern.

 

Gummipuffer

Für die elastische Lagerung von leichten und mittelschweren Aggregaten bieten wir unsere ST-Serie von Gummipuffern an. Insgesamt umfasst die Serie 6 Typen, mit einer Belastung von max. 350 kg pro Dämpfer bei einem Federweg von 11 mm. Die am Markt einzigartige Konstruktion mit komplett umschlossenen Stahlbefestigungsplatten gibt den Schwingungsdämpfern eine sehr große Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigung.

 

Gekapselte Metallschwingungsdämpfer

Für mittelschwere bis schwere Aggregate bis zu 1600 kg pro Dämpfer bietet sich die SA-Typenreihe an. Sie umfasst 5 komplett eingeschlossene Metallfeder- Schwingungsdämpfer-Baureihen mit jeweils 11 verschiedenen Typen. Die Schwingungsdämpfer bestehen aus einer maschinell hergestellten unteren Schale, die auf einer Grundplatte aufgeschweißt ist. Die Grundplatte ist mit vorgestanzten Löchern für die Niederhalteschrauben versehen. In der Schale ist eine Stahlspiralfeder eingebaut, die sich auf einer Hochfrequenz-Schwingungsisolierauflage aus Neopren befindet. Die Feder wird von oben von einer Druckplatte gehalten, die von einer Stellschraube nivelliert wird, die durch einen Gewindeeinsatz in der oberen Schale bedient wird. Ein Neoprenring zwischen den Schalen gewährleistet die seitliche Stabilität.

 

Offene Metallfederschwingungsdämpfer

Für viele Anwendungen, z. B. einfache Aufstellungen von Aggregaten, Kanälen, Aufbauten etc. empfehlen wir unsere offenen Metallfeder-Schwingungsdämpfer. Durch verschiedene Befestigungsanordnungen können Gewichte bis zu 125 kg pro Feder mit einem maximalen Federweg von 25 mm isoliert werden.

 

Isoliermatten

Unsere 50 mm Corlam-Isolations-Membrane finden Anwendung in Fundamenten, schallisolierten Räumen, etc. Mit einer maximalen Belastung von 300 kN/M2 und einem Federweg von 20 mm deckt sie die häufigsten Anwendungen von Isoliermatten ab.

 

Auswahl

Vergleichen Sie die Anzahl Senkrechtbelastungen pro Schwingungspuffer unter Berücksichtigung der statischen Belastung der Isolatorposition. Wenn eine maximale Dämpfungsfähigkeit gewünscht wird, wählen Sie den nächsten Wert unter Maximalbelastung, und wenn Sie die Linie nach unten verfolgen, kommen Sie zur ISOLATORART.

Dann lesen Sie die senkrechte Belastung ab, indem Sie vom angegebenen (oder interpolierten) Wert nach rechts gehen, über die Ablenklinie, um den Wert für die STATISCHE ABLENKUNG abzulesen. Diese Linie setzt sich fort, bis sie auf den angegebenen (oder interpolierten) Wert für die niedrigste Geschwindigkeit stößt, die auf den gewünschten Isolator wirkt und senkrecht darüber steht die ISOLATORLEISTUNG (%). Diese Wahl beruht darauf, dass Schwingsysteme auf einer hohen Masse, im Vergleich zu der des Systems beruhen. Bei Wahl unter 800 U/min. sollte eine Trägheitsbasis eingeschlossen werden für die wir gern ein genaues Angebot unterbreiten. Wir sind in der Lage, Ihre Schwingungsprobleme rechnerisch zu lösen, mit einem schriftlichen Dokument für Ihre Unterlagen.

 

Beispiel

3600 kg gleichmäßig auf 4 Dämpfer verteilt, bei einer Drehzahl von 5000/min, ergibt bei dem Schwingungsdämpfertyp SA/Dh 1000 einen Federweg von 45 mm und einen Isolationsgrad von 90 %.

 

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Grundlagen

Hauptzweck eines Schwingungsdämpfers (der eigentlich - wie im Englischen - Schwingungsisolator heißen sollte) ist es, die Übertragung von Körperschall und Schwingungen vom Ventilator auf die restliche Anlage, z.B. dem Schiff, dem Gebäude etc. zu minimieren.

 

Berechnung der Isolationseigenfrequenz

Bei Ventilatoren kann man von der Hauptdrehzahl als der zu isolierenden Haupterregerfrequenz ausgehen. Das heißt: Erregerfrequenz

$ f_{vent} = \frac {\texttt{fan speed}} {60} = \frac {n_{vent}} {60} \texttt{ in Hz} $

Der Schwingungsisolationsgrad „i“ und der Körperschall-Dämmwert „D“ sind ausschließlich von dem Frequenzverhältnis zwischen der Erregerfrequenz des Ventilators $ f_{vent} $ und der Gesamt-Eigenfrequenz $ f_{iso} $ der Schwingungsisolatoren abhängig.

 

Frequenzverhältnis:

$ \lambda = \frac {f_{vent}} {f_{iso}} $

 

Isolationsgrad:

$ i = \frac {\lambda^2 - 2} {\lambda^2 - 1} \cdot 100\% \Leftrightarrow \lambda = \sqrt{\frac {2-\frac{i}{100}} {1-\frac{i}{100}} } $

 

Körperschalldämmwert:

$ D = 20 \cdot log \frac {1} {1 - i} db(A) $

 

Die Schwingungsdämpfer-Eigenfrequenz in einem Punkt A:

$ f_{iso_A} = \frac{1}{2 \pi} \cdot \sqrt{\frac{C_A} {F_A}} = \frac{1}{2 \pi} \cdot \sqrt{\frac{C_A} {M_A \cdot g}} $

$ C_A $ Federkonstante
$ F_A $ Kraft im Punkt A
$ M_A $ Gewicht
$ g $ Erdbeschleunigung

Normalerweise möchte man einen Isolationsgrad von mehr als 60 % und einen Körperschalldämmwert von mindestens 8 dB erreichen. Daraus ergibt sich, dass das Frequenzverhältnis $ \lambda $ größer als 1,87 sein muss:

$ i = 60\% \lambda =< \sqrt{ \frac{2 - \frac{60}{100}} {1 - \frac{60}{100}} } = 1,87 $

 

Wenn man die Gleichungen für verschiedene $ \lambda $ − Werte löst oder graphisch darstellt (siehe Bild 1), sieht man, dass bei

$ \lambda \leq \sqrt{2} $

der Isolationsgrad größer als 100% wird, d.h. es tritt eine Vergrößerung der übertragenen Energie auf. Man spricht isolationstechnisch vom unterkritischen Gebiet, welches auslegungstechnisch vermieden werden muss. Bild 1

 

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Bild 2 gibt den Zusammenhang zwischen Erregerfrequenz, Isolationsgrad (Körperschalldämmwert) und der notwendig maximalen statischen Einfederung.

 

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Die statische Einfederung $ S_{statA} $ in einem Punkt oder auf einer Fläche A ergibt sich aus der Federkonstante und Auflagekräften, die auf diesen Punkt oder dieser Fläche wirken.

$ S_{statA} = \frac{F_A}{C_A} \texttt{ in m} $

Der maximale Schwingungsausschlag kann gemäß nachstehender Gleichung berechnet werden:

$ S_{max} = \frac{S_{stat}}{1 - \lambda ^ 2} \texttt{ in m} $

und die maximale Beschleunigung gemäß folgender Gleichung:

$ a_{max} = S_{max} * (2 \pi * f_{vent})^2 \texttt{ in m/s}^2 $

Beachtet werden muss, dass bei Parallelschaltung von Schwingungsdämpfern die Federkonstanten der einzelnen Federn addiert werden müssen. Bei einer Reihenschaltung ergibt sich hingegen eine Bruchteiladdition.