Integrierte doppelt elastische Aktivteilabkopplung Die Erfindung betrifft eine elektrische rotierende Maschine aufweisend einen Aktivteil, ein erstes flexibles Element, ein zweites flexibles Element und eine Zwischenmasse.

Eine derartige elektrische rotierende Maschine, beispielswei- se ein Motor oder ein Generator, insbesondere mit einer Leistung von mehr als einem Megawatt, weist einen Aktivteil auf, der aus den Komponenten besteht, die bei einem Motor maßgeblich für die Konversion von elektrischer Energie in mechanische Energie vorgesehen sind und bei einem Generator für die Konversion von mechanischer Energie in elektrischer Energie vorgesehen sind. Durch den Betrieb der elektrischen rotierenden Maschine entstehen unerwünschte Schwingungsgeräusche, welche in Abhängigkeit ihrer Drehzahl einen relativ großen Frequenzbereich überdecken können und eine Umweltbelastung darstellen.

Eine doppeltelastische Schwingungsabkopplung, auch Schwingungsisolierung genannt, ist eine in der Industrie bekannte und angewandte Lösung zur Reduktion der durch Schwingungsge- räusche hervorgerufenen Umweltbelastung. Das Hauptprinzip basiert auf der Platzierung der Störungsquelle, insbesondere der Maschine, auf einer Konstruktion aus flexiblen Elementen, beispielsweise Federelementen, und einer Zwischenmasse zur Reduzierung der übertragenen mechanischen Schwingungen. So- wohl die Steifigkeiten der flexiblen Elemente als auch das

Gewicht der Zwischenmasse sind Designparameter. Die Anbindung der Störungsquelle, welche als Aktivteil bezeichnet wird, an das Fundament erfolgt dabei über zwei Schichten von flexiblen Elementen zwischen die die bereits erwähnte Zwischenmasse ge- schaltet wird.

Aus DE 39 14 250 AI ist ein Lagerelement zur elastischen Unterstützung von Schwingungen erzeugenden Maschinen, insbeson- dere von Motoren in Kraftfahrzeugen, mit Federelementen bekannt .

Aus EP 0 580 272 Bl ist ein Schwingungsdämpfer für ein System zur Schwingungsisolierung von Objekten mit großer Masse, wie Maschinen, Baugruppen oder Gebäuden, bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische rotierende Maschine mit Mitteln zur Schwingungsisolierung ei- nes Aktivteils anzugeben, bei der der Platzbedarf für die Installation der Maschine signifikant verringert ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrische ro ^¬ tierende Maschine aufweisend einen Aktivteil, ein erstes fle- xibles Element, ein zweites flexibles Element und eine Zwi ^¬ schenmasse gelöst, wobei der Aktivteil über ein erstes fle ^¬ xibles Element mit der Zwischenmasse mechanisch verbunden ist, wobei die Zwischenmasse dafür vorgesehen ist, über das zweite flexible Element mit einem Fundament mechanisch ver- bunden zu werden, wobei die Zwischenmasse als ein Gehäuse für den Aktivteil ausgeführt ist und wobei das erste flexible Element, die als Gehäuse ausgeführte Zwischenmasse und das zweite flexible Element zur Schwingungsisolierung zwischen dem Aktivteil und dem Fundament vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass bisherige Lösungen der Platzbedarf für die Installation der Maschine um die zusätzliche Zwischenmasse und die flexiblen Elemente er ^¬ heblich steigen kann, was bei vielen Anlagen mit hohen

Schwingungsanforderungen zur Lösung von damit verbundenen Problemen führen kann.

Demgegenüber bestehen die Vorteile der Erfindung insbesondere darin, dass der Platzbedarf für die Schwingungsisolierung durch die Ausführung der Zwischenmasse als Gehäuse für den Aktivteil, welcher die Störungsquelle darstellt, erheblich reduziert wird. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind sowohl die als Gehäuse ausgeführte Zwischenmasse als auch das erste flexible Element mit dem Aktivteil zu einem Antrieb inte ^¬ griert. Durch diese kompakte Realisierung wird Platz einge ^¬ spart und/oder die Qualität der Schwingungsisolierung durch die Möglichkeit der Verwendung von mehr Material zur Schwingungsabkopplung verbessert.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die als Gehäuse ausgeführte Zwischenmasse zur mechanischen Verbindung mit einem zweiten flexiblen Element insbesondere an das Fundament vor ^¬ gesehen. Durch diese doppeltelastische Schwingungsabkopplung wird eine Übertragung von Erschütterungen oder Schwingungen in die Umgebung, auch Umwelt genannt, und/oder eine Übertra ^¬ gung von Erschütterungen oder Schwingungen auf einen zu isolierende Gegenstand verhindert.

In besonders vorteilhafter Weise sind der Aktivteil und das erste flexible Element in das Gehäuse integriert. Dies ist besonders vorteilhaft, da durch das unter Umständen erforderliche Gehäuse der Platzbedarf für die Schwingungsisolierung reduziert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen das erste flexible Element und/oder das zweite flexible Element mindestens ein Federelement auf. Dieses Federelement besteht bevorzugt aus einem speziellen Federstahl. Da bei Federelementen eine genaue Bestimmung der Federwerte möglich ist, kann die Vorrichtung zur Schwingungsisolierung mit einem vertretbaren Aufwand definiert abgestimmt werden.

In besonders vorteilhafter Weise ist das Gehäuse zur Schwin ^¬ gungsisolierung, zum Schutz des Aktivteils und zum Tragen des Aktivteils vorgesehen. Dies ist besonders vorteilhaft, da so mehrere Aufgaben vom Gehäuse erfüllt werden, was sowohl Bau ^¬ raum als auch Kosten einspart. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Zwischenraum zwischen dem Aktivteil und dem Gehäuse mit einem gasförmigen Medium gefüllt. Dies ist beispielsweise bei Moto ^¬ ren Luft, kann aber auch ein anderes Gas oder Gasgemisch sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist parallel zu mindestens einem der Federelemente mindestens eines flexiblen Ele ^¬ ments ein viskoser Schwingungsdämpfer geschaltet. Da der ge- gebene Aufbau einen Einmassenschwinger mit einer bestimmten Eigenfrequenz des Aktivteils darstellt, wobei Schwingungen oberhalb der Eigenfrequenz des Aktivteils isoliert werden, kommt es bei der Anregung mit der Eigenfrequenz des Aktivteils zu einer resonanzartigen Überhöhung der Kraftübertra- gungsfunktion . Um die Maschine bei dieser Frequenz zu begrenzen werden parallel zu den elastischen Federelementen viskose Schwingungsdämpfer geschaltet.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert .

Es zeigen: FIG 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur

Schwingungsisolierung eines Aktivteils und

FIG 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur

Schwingungsisolierung eines Aktivteils, wobei Zwi- schenmasse und flexible Elemente in einem Antrieb in ^¬ tegriert sind.

FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Schwingungsisolierung eines Aktivteils 1 mit einer dop- peltelastischen Schwingungsabkopplung. Bei schwingungserzeu- genden Maschinen, Systemen oder Aggregaten dient die Schwingungsisolierung dazu, eine Übertragung einer Erschütterung in die Umgebung zu verhindern. Weiterhin kann es auch notwendig werden, eine Übertragung von Erschütterungen oder Schwingungen auf einen zu isolierenden Gegenstand zu verhindern. Zu diesem Zweck wird der Aktivteil 1 über elastische Zwischenglieder, insbesondere flexible Elemente 5, 6, von einem Fun- dament 2, auf dem der Aktivteil 1 ruht, abgekoppelt. Eine so ^¬ genannte doppeltelastische Schwingungsabkopplung, auch

Schwingungsisolierung genannt, ist hierbei eine in der Industrie bekannte und angewandte Lösung zur Reduktion der Um ^¬ weltbelastung, die durch rotierende oder reziproke Maschinen verursacht wird. Das Hauptprinzip basiert auf der Platzierung eines Aktivteils 1, welcher eine Störungsquelle darstellt, auf einer Konstruktion aus flexiblen Elementen 5, 6, beispielsweise Federelementen 7, und einer Zwischenmasse 3 zur Reduzierung der übertragenen mechanischen Schwingungen. So- wohl die Steifigkeiten der flexiblen Elemente 5, 6 als auch das Gewicht der Zwischenmasse 3 sind Designparameter und bei ^¬ spielsweise von der Masse des Aktivteils 1 und von der Fre ^¬ quenz der Schwingung beziehungsweise den Frequenzen der

Schwingungen abhängig. Die Anbindung des Aktivteils 1, an das Fundament 2 erfolgt dabei über zwei Schichten von flexiblen Elementen 5, 6, nämlich dem ersten flexiblen Element 5, welches den Aktivteil 1 mit der Zwischenmasse 3 verbindet, und dem zweiten flexiblen Element 6, welches die Zwischenmasse 3 auf dem Fundament 2 fixiert. Demnach ist die Zwischenmasse 3 zwischen die oben beschriebenen flexiblen Elemente 5, 6 geschaltet .

FIG 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Schwingungsisolierung eines Aktivteils 1, wobei Zwischen- masse 3 und flexible Elemente 5, 6 in einem Antrieb 9 inte ^¬ griert sind. Hierbei ist die Zwischenmasse 3 als Gehäuse 4 für den Aktivteil 1 derartig ausgeführt, dass der Aktivteil 1 und das erste flexible Element 5 in das Gehäuse 4 integriert sind, was im Vergleich zur in FIG 1 beschriebenen Lösung den Vorteil hat, dass der Platzbedarf der Maschine erheblich re ^¬ duziert wird. Hierbei weisen das erste flexible Element 5 und/oder das zweite flexible Element 6 mindestens ein Federelement 7 auf. In der dargestellten Ausführungsform sind exemplarisch jeweils zwei Federelemente 7 dargestellt. Diese Federelemente 7 bestehen bevorzugt aus einem speziellen Federstahl. Da bei Federelementen 7 eine genaue Bestimmung der Federwerte möglich ist, kann die Vorrichtung zur Schwingungsisolierung mit einem vertretbaren Aufwand definiert abgestimmt werden. Die Realisierung einer integrierten doppeltelastischen Aktivteilabkopplung verlangt nach einer entsprechenden Gestaltung des Aktivteiles 1 und des Gehäuses 4 des Motors oder Genera ^¬ tors. Eine entsprechende Gestaltung und Auslegung der flexib ^¬ len Elemente 5, 6 an den Verbindungsteilen sowohl zwischen dem Aktivteil 1 und Gehäuse 4 als auch zwischen dem Gehäuse 4 und Fundament 2 ist ebenfalls notwendig. Das Hauptmerkmal der Erfindung liegt darin, dass das Gehäuse 4 des Aktivteils ne ^¬ ben der üblichen Schutz- und Tragfunktion auch zur einen effektiven Reduktion der Schwingungsbelastung herangezogen wird.

Der Zwischenraum 8 zwischen dem Aktivteil 1 und dem Gehäuse 4 kann mit einem gasförmigen Medium, beispielsweise Luft gefüllt sein. Weiterhin kann der Zwischenraum 8 zumindest teil- weise mit einem viskosen oder viskoelastischem Medium gefüllt sein. Dies ist besonders vorteilhaft, da so die Bewegungen des Aktivteils 1 sehr flexibel begrenzt werden können. Wei ^¬ terhin kann parallel zu mindestens einem der Federelemente 7 mindestens eines flexiblen Elements 5, 6 ein viskoser Schwin- gungsdämpfer geschaltet sein. Da der gegebene Aufbau einen

Einmassenschwinger mit einer bestimmten Eigenfrequenz des Aktivteils 1 darstellt, wobei Schwingungen oberhalb der Eigen ^¬ frequenz des Aktivteils 1 isoliert werden, kommt es bei der Anregung mit der Eigenfrequenz des Aktivteils 1 zu einer re- sonanzartigen Überhöhung der Kraftübertragungsfunktion. Viskose Schwingungsdämpfer, welche parallel zu den elastischen Federelementen 7 geschaltet sind, begrenzen die Anordnung bei dieser Frequenz zusätzlich. Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine elektrische ro ^¬ tierende Maschine 10 aufweisend einen Aktivteil 1, ein erstes flexibles Element 5, ein zweites flexibles Element 6 und eine Zwischenmasse 3. Um den Platzbedarf für die Installation der elektrischen rotierenden Maschine 10 im Vergleich zum Stand der Technik signifikant zu verringern, wird vorgeschlagen, dass der Aktivteil 1 über ein erstes flexibles Element 5 mit der Zwischenmasse 3 mechanisch verbunden ist, wobei die Zwi ^¬ schenmasse 3 dafür vorgesehen ist, über das zweite flexible Element 6 mit einem Fundament mechanisch verbunden zu werden, wobei die Zwischenmasse 3 als ein Gehäuse 4 für den Ak ^¬ tivteil ausgeführt ist und wobei das erste flexible Element 5, die als Gehäuse 4 ausgeführte Zwischenmasse 3 und das zweite flexible Element 6 zur Schwingungsisolierung zwischen dem Aktivteil 1 und dem Fundament 5 vorgesehen sind.