Schwingungsdämpfer: So reduzieren Sie Vibrationen!
Kleine Komponenten, große Wirkung – alles über Gummipuffer, Stossdämpfer und Co
Vibrationsdämpfer schwächen unerwünschte Stösse und Schwingungen ab und verbessern so den wirtschaftlicheren Betrieb von Maschinen – von der einfachen Waschmaschine bis zur grossen Anlage. Auch immer strengere Gesetze zum Arbeitsschutz steigern den Bedarf an schwingungsdämpfenden Lösungen, da sie zudem auch Geräusche minimieren. Erfahren Sie hier bei welchen Anwendungen sie besonders effektiv zum Einsatz kommen.
Was sind Schwingungsdämpfer und wo werden Sie eingesetzt?
Je grösser die Maschine, desto mehr Energie in Form von Vibrationen und Stossbelastungen setzt sie beim Betrieb frei. Mit der Zeit nehmen Schäden an Produktionsanlagen und Produkten gefährliche Ausmasse an und beeinträchtigen zusätzlich die Arbeitssicherheit. Hier helfen Vibrationsdämpfer, Schwingungsdämpfer, Schwingungsisolatoren oder elastische Lager: Die Komponenten, schwächen mechanische Schwingungen und Körperschall von Geräten, Maschinen und Anlagen ab. Sie kommen bei einer Vielzahl industrieller Anwendungen zum Einsatz: Das können zum Beispiel Motoren, Pumpen und Generatoren sein. Schwingungsdämpfer helfen aber nicht nur dabei, Vibrationen zu reduzieren, sie verringern auch den dadurch entstehenden Lärm. Typische Einsatzgebiete sind:
- Industrieproduktion: Hier schützen vibrationsdämpfende Bauteile vor unerwünschten Eigenschwingungen von Maschinen und Geräten, die diese in ihrer Funktion beeinträchtigen, sie beschädigen oder sogar zerstören können. Dazu gehören zum Beispiel Maschinenfüsse.
- Automobilindustrie: Ob Motorenschwingungen und Bodenwellen – Vibrationsdämpfer vermindern hier Bewegungen und reduzieren Geräuschkulissen im Innenraum. Bestes Beispiel: Stossdämpfer.
- Heizungs- und Klimatechnik: Hier sorgen schwingungsdämpfende Komponenten wie Anti-Vibrationsfüsse an Wärmepumpen und Klimaanlagen für eine rüttel- und geräuscharme Gerätefunktion.
- Haushaltsgeräte: Hohe Rotationsgeschwindigkeiten erzeugen bei vielen Geräten Vibrationen und Resonanzen. Eine beliebte Lösung sind, z.B. Dämmmatten unter der Waschmaschine.
Vorteile von Vibrationsdämpfern
Für eine optimale Leistung bei gleichzeitig geringem Verschleiss sollten Maschinenvibrationen auf ein Minimum reduziert werden. Daraus ergeben sich langfristig
- verbesserte Produktqualität durch geringere Fertigungstoleranzen,
- Kostenvorteile dank geringerem Produktionsausschuss,
- erhöhte Produktionsgeschwindigkeit,
- weniger Wartungsaufwand und verlangsamter Verschleiss der Bauteile,
- längere Lebensdauer von Maschinen und Anlagen durch geringere Belastung,
- weniger Schäden an Maschinen und Produkten,
- exakte und schnellere Messergebnisse,
- verbesserte Arbeitsbedingungen dank verringerter Lärmemissionen,
- höhere Arbeitssicherheit.
Arten von Schwingungsdämpfern
Je nach Anwendung müssen Vibrationsdämpfer ganz unterschiedliche Anforderungen erfüllen. Die verschiedenen Einsatzorte, Befestigungsmöglichkeiten sowie der verfügbare Platz im Gerät machen Schwingungsdämpfer in vielfältigen Grössen, Formen und Materialien erforderlich. Dazu gibt es noch unterschiedliche Anforderungen an Art, Stärke und Richtung der Belastung. Von einfachen Gummipuffern mit und ohne Gewinde, drehbaren Gummilagern bis hin zu vibrationsdämmende Matten können diese auf unterschiedlichste Art und Weise konstruiert sein und verschiedene technische Merkmale hinsichtlich Nennlast, Lastrichtung, Federrate und Dämpfungsverhalten aufweisen.
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen:
- Gummipuffern mit und ohne Gewinde,
- elastischen Aufhängungen,
- Maschinenfüssen,
- elastischen Lagern,
- Anti-Vibrations-Schienen,
- Antivibrationsmatten,
- Stossdämpfern.
Bei der grossen Auswahl unterschiedlicher Vibrationsdämpfer muss man also vieles beim Kauf des richtigen Bauteils für den jeweiligen Anwendungsfall berücksichtigen.
Gut zu wissen!
Benennungskonventionen – einfach erklärt
Für Schwingungsdämpfer, die über Gewinde verfügen, gelten dieselben Grössenangaben wie bei Schrauben. Schwingungsdämpfer M8 haben zum Beispiel ein metrisches Gewinde in der Nenngrösse 8 mm. Die Angabe gilt gleichermassen für Innengewinde und Aussengewinde. Standardisierte Gummipuffer sind in den Grössen M3, M4, M5, M6, M8, M10, M12 und M16 erhältlich. Für abweichende Ausführungen bieten einige Hersteller Sonderanfertigungen an. Weitere wichtige Grössenangaben für die Montage sind Schraubenlänge und Bohrung.
Welcher Gummipuffer eignet sich für welchen Einsatz?
Gummipuffer lassen sich auch nach ihrer Verwendung klassifizieren:
Anschlagpuffer: der Standard-Gummipuffer. Eine kostengünstige Möglichkeit, einfache Stösse abzufangen. Es gibt sie in einer Vielzahl von Ausführungen, Grössen, Materialien und Härten.
Radpuffer: Ursprünglich als Stossdämpfer für Krankatzen gedacht, eignen sie sich auch an anderen Maschinen als elastische Wegbegrenzer.
Rammpuffer: Sie sind oft im Nutzfahrzeugbau zu finden und verhindern als Rammschutz Beschädigungen beim Anfahren.
Anschlagschienen: In Verbindung mit federnden Lagerungen eignen sie sich für die Begrenzung von Schwingungsausschlägen und können grosse Energiemengen aufnehmen.
Bügelelemente: Hiermit lassen sich die Enden von Wellenelementen vibrationsdämpfend auf ebenen Flächen montieren.
Flanschelemente: Mit ihnen lassen sich Rohre und Wellen zur Vibrationsdämpfung horizontal anbringen.
Glockenelemente: Dienen der hängenden Lagerung und fangen so Bewegungsenergie ab.
Hohlpuffer: Man setzt sie häufig als Paar zur Drehmomentabstützung ein. Die Befestigung erfolgt an entsprechenden Führungen und Vorspannungen.
Aufsetzpuffer: Entworfen für den Aufzugbau dienen sie als Anschlagpuffer zur Stossdämpfung.
Türpuffer: Begrenzen den Öffnungswinkel von Türen und sorgen so für einen weichen Anschlag.
Vorteile von Vibrationsdämpfern
Schwingungsdämpfende Unterlagen kommen vor allem unter schweren Maschinen zum Einsatz. Sie entkoppeln diese effektiv, indem sie Erschütterungen, Vibrationen und Stösse absorbieren. Man findet sie auch als Ladungssicherungsmatte in der Logistik, als Bautenschutzmatte unter Konstruktionen wie Solaranlagen oder Parkhäusern oder auch im Kraftraum des Fitnessstudios, wo sie die Bewegungen der schweren Geräte abfedern und den Boden vor herabfallenden Gewichten schützen. Im Haushalt minimieren Antivibrationsmatten als Waschmaschinen-Unterlage Schwingungen und Geräuschentwicklungen.
Vibrationsdämpfende Matten bestehen meist aus Gummi, Neopren oder Silikon und sind in verschiedenen Stärke und Abmassen erhältlich. Oft gibt es sie als Meterware, die sich einfach auf die benötigte Grösse zuschneiden lässt. Je nach Material sind sie wärmebeständig oder weisen eine gute Öl-, Chemikalien- und Kraftstoffbeständigkeit auf. Sie eignen sich auch, um Hydraulikpressen oder Kompressoren zu lagern. Auch als kreisrunde Lagerkissen oder quadratische Gummiplattem für Maschinen sind sie erhältlich. Mit einer Stärke von 1 mm bis 2,5 cm können sie Lasten von bis zu 8.000 psi bzw. 552 bar standhalten.
Industriestossdämpfer: Bewegungen effektiv abfedern
Wenn grosse bewegte Massen über ihren gesamten Hub gleichmässig abgebremst werden müssen, kommen Stossdämpfer zum Einsatz. In der Industrie sorgen die einbaufertigen und wartungsfreien Maschinenkomponenten für sanfte Bewegungen auf Förderbändern, dienen als Palettenstopper und werden in Dreh-, Schwenkantrieben oder Linearzylindern verbaut. Dank ihnen reduziert sich die Schwingungs- und Stossbelastung von Maschinen auf ein Minimum. Wie mit keinem anderen Bauteil lassen sich Maschinenschäden und Produktionsausfälle verringern sowie Produktivität und Arbeitsbedingungen verbessern.
Besonders absorptionsstarke Stossdämpfer, wie man sie in der Industrie verwendet, zeichnen sich durch eine hohe Energieaufnahme bis 1200 Nm, eine robuste Bauweise und eine lange Lebensdauer aus. Sie halten 3 bis 5 Millionen Lastwechsel aus, bevor sie je nach Nutzungsintensität und -dauer entsorgt werden müssen.
Das Funktionsprinzip von Industriestossdämpfern basiert auf dem Verdrängungsprinzip. Eine Kolbenstange wird durch die eintreffende Bewegungsenergie in eine geschlossene, mit Öl gefüllten Röhre gedrückt. Das Öl wird durch Bohrungen in einen internen Speicher gedrängt, wodurch sich die Einfahrgeschwindigkeit des Kolbens verringert und die Bewegung schliesslich ganz abgebremst wird. Mit einstellbaren Industriestossdämpfern ist eine individuelle Regulierung möglich. Selbsteinstellende Stossdämpfer funktionieren automatisch und verfügen über eine lineare oder progressive Dämpfung.
Hand in Hand: effektive Kombinationen von Schwingungsdämpfern
Viele Industriemaschinen profitieren von der Kombination mehrerer Vibrationsdämpfer miteinander. So findet man bei der Motoraufhängung von Dreh- oder Fräsmaschinen schwingungsdämpfenden Lagern, damit die Drehbewegung richtig rund läuft. Dazu sind die Anschlagpunkte der Bedienelemente mit Gummipuffern versehen und verbleibende Bewegungen lassen sich mit Maschinenfüssen reduzieren. Diese schützen einerseits die Maschine selbst und verhindern zudem, dass sie auf den Boden überspringen.
Auch der Bau moderner Fahrzeuge wäre ohne Schwingungsdämpfer undenkbar. Damit das Auto wie auf Schienen fährt, der Motor leise schnurrt und die Fahrt ruckelfrei und ohne störende Nebengeräusche abläuft, arbeiten verschiedene Bauteile perfekt zusammen.
Drehschwingungsdämpfer an der Kurbelwelle fangen Drehungleichförmigkeiten des Motors auf. Stossdämpfer gleichen Fahrbahnunebenheiten aus und sorgen dafür, dass die Räder stets in Kontakt mit dem Untergrund bleiben. Und im Innenraum lassen sich Sitze dank Anschlagpuffer geräuscharm nach vorne und hinten schieben.
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