유닛 지지를 위한 종방향 빔 및 횡방향 축으로 이루어진 프레임, 및 상기 프레임의 제조 방법{FRAME CONSISTING OF LONGITUDINAL BEAMS AND TRANSVERSES FOR BEARING UNITS AND METHOD FOR PRODUCING SAID FRAME} 진동(vibration), 특히 고체 전달음(structure-borne noise)이 베이스 안으로 유입되는 것을 막기 위해, 예컨대 내연기관과 같은 유닛을 종방향 빔 및 횡방향 축으로 이루어진 프레임 상에 설치하는 방법이 공지되어 있다. 상기와 같은 프레임은 예컨대 DE 43 15 694 A1호에 공지되어 있다. DE 43 15 694 A1호에 제시된 종방향 빔 및 횡방향 축으로 이루어진 프레임은 고무 패드(rubber pad) 상에 설치되고, 상기 고무 패드는 프레임의 4개의 꼭짓점에 배치된다. 상기 프레임의 다수의 지지부 상에 고체 전달음을 생성하는 엔진(engine), 특히 원심분리기(centrifugal)가 설치된다. 프레임에 의해 엔진의 진동을 흡수하기 위해, 유닛 베어링의 고정 수단과 기본 프레임(base frame) 사이에 접합 부분(joint)이 형성되며, 상기 접합 부분은 고체 전달음을 감쇠시키는(damping) 내압(pressure-resistant) 재료, 즉 몰드 콘크리트(molded concrete) 또는 몰드 미네랄(molded mineral)로 채워지는데, 이러한 내압 재료는 고체 전달 음파가 측면 지지부에 전달되는 것을 막는 작용을 한다. 또 다른 형성예에서는, 측면 지지부가 적어도 유닛 베어링 마운트(unit bearing mount)의 고정 영역에서 진동 감쇠 재료로 채워져서, 고정 수단의 부분들이 고체 전달음 감쇠 재료 내에 설치된다. 특히 박스 거더(box girder)형 측면 지지부가 전체 길이에 걸쳐서 고체 전달음 감쇠 재료로 채워질 수도 있다. 따라서 이러한 구성 및 지지 구조에서 효과적인 방음(防音)을 위해서는 다량의 고체 전달음 감쇠 재료가 절대적으로 필요할 수도 있다. 또한, 기본 구성 원리가 크게 변하지 않고서는 변동된 응력 강하(stress drop)에 지지 시스템을 매칭시키는 것이 더 이상 불가능하다. 충전을 위해 지지부 내에 챔버들이 형성되어야 하기 때문에 제조도 복잡하다. 접합 부분 제조를 위해 무겁고 부피가 큰 지지부의 배치가 복잡하게 이루어져야 하기 때문에, 이러한 프레임의 제조는 복잡하고 비용이 많이 든다. 본 발명의 목적은 진동 전달, 특히 고체 전달음 전달에 관련하여 효과적인 감쇠 작용을 가지며, 간단하고 저가로 제조될 수 있으며, 제조시 기본 구성 원리를 변화시킬 필요없이 간단한 방식으로 상이한 응력 강하에 유연성 있게 매칭될 수 있는 프레임을 제공하는 것이다. 상기 목적은 청구항에 제시된 특징들에 의해 달성된다. 효과적인 진동 감쇠를 제공하는 동시에 낮은 중량의 프레임을 간단하고 저가로 제조할 수 있는 가능성은 프레임 베어링 마운트(frame bearing mount) 및 유닛 베어링 마운트(unit bearing mount)가 서로에 대해 수직으로 중첩 배치되고, 프레임 베어링 마운트와 유닛 베어링 마운트 사이에 블록 형태로 고체 전달음 감쇠 재료가 배치됨으로써 달성된다. 이와 같은 배치에 의해, 유닛 베어링 마운트에 의해 고체 전달음 감쇠 재료 안으로 유입되는 고주파 진동들이 프레임 베어링 마운트로 이어지는 경로 상에서 고체 전달음 감쇠 재료의 내부 감쇠에 의해 효과적으로 감쇠된다. 고체 전달음 감쇠 재료로 이루어진 블록은 설치되는 장소, 즉 진동 유입 영역에 정확하게 배치되는 큰 덩어리이다. 이와 같이 재료 사용량(material usage)이 적을 경우에도 저주파 진동 및 고주파 진동을 최적으로 감쇠시킬 수 있다. 그러나 이와 같은 베어링의 구조에 의해 프레임의 응력도 감소된다. 그럴 경우, 유닛 베어링 마운트와 프레임 베어링 마운트가 서로 수직으로 배치되기 때문에 작동시 발생하는 동력(dynamic power) 및 정지력(static power)이 지지부 주변으로 편향되지 않고 베이스 안으로 직접 유입된다. 이를 통해, 프레임 부재들의 치수가 작아지고 중량이 낮아질 수 있다. 프레임 베어링 마운트와 유닛 베어링 마운트 사이에 놓인 블록 형태로 고체전달음 감쇠 재료가 형성됨으로써, 도시된 바와 같이 진동 감쇠에 대한 기능적인 장점들뿐만 아니라 제조 기술적인 장점들도 제시된다. 로지스틱스(logistics)에서 표준화 및 미리 제조된 부재들에 의한 비용 절감이 나타난다. 상이한 엔진, 제너레이터 및 기어의 구조 형태에 대한 프레임의 매칭이 간단하게 달성될 수 있다. 구성 원리를 변화시킬 필요없이 크기 및 위치에 있어서 표준 프로파일들이 매칭될 수 있다. 프레임의 산출은 강도, 고유 주파수 및 음향 특성에 있어서 표준 구조로 제공됨으로써 간소화된다. 특히 상이한 재료들의 간단하고 확실한 분리가 가능하기 때문에, 최종적으로 재생(recycling)이 쉽게 달성될 수 있다. 프레임의 단지 소수의 부분들 만이 중합체 콘크리트로 채워지기 때문에, 프레임의 넓은 영역에서 용접을 이용하여 고정될 장치나 파이프 라인등을 부착할 수 있다. 따라서 넓은 영역에서 고가의 나사 연결을 생략할 수 있다. 청구항 2항에 따르면, 프레임의 구성 원리를 변화시킬 필요없이, 고체 전달음 감쇠 재료로 이루어진 블록의 적합한 설계에 의해 제조시에 발생하는 응력 강하에 필수 감쇠가 유연성 있게 매칭될 수 있다. 청구항 3항에 따르면, 유닛 베어링 마운트가 프레임 접촉 없이 고체 전달음 감쇠 재료로 이루어진 블록 상에 설치된다. 청구항 4항에 따르면, 종방향 빔 및 횡방향 축이 만나는 프레임 영역들, 특히 접합 영역들(청구항 5항)의 재주조(recasting)에 의해 형성된다. 청구항 6항에 따르면, 블록을 수용하기 위해 공동형 섹션(hollow section)이 사용되며, 상기 공동형 섹션 안으로 고체 전달음 감쇠 재료가 채워진다. 이러한 공동형 섹션은 프레임 내에서 수직으로 배치된 부재이며, 상기 부재는 프레임 변동없이 상이한 응력 강하에 유연성 있게 매칭될 수 있다. 청구항 7항에 따라 공동형 섹션이 압출 섹션(extruded section)으로 형성되거나, 청구항 8항에 따라 주조 부품(cast part)으로 형성될 수 있다. 청구항 9항에 따라 공동형 섹션이 프레임의 프레임 섹션 내에 삽입되거나, 청구항 10항에 따라 공동형 섹션이 프레임 부품들 사이에 배치된다. 공동형 섹션이 프레임 부품들 사이에 배치될 경우에는 더 높은 용적이 나타날 수 있다는 장점이 있다. 공동형 섹션은 청구항 11항에 따른 용접에 의해 또는 청구항 12항에 따른 나사 연결에 의해 프레임과 연결될 수 있다. 그러나 적합한 구조적 처리에 의해 중합체 콘크리트 내에 높은 열이 도입되는 것을 막을 수 있다는 사실이 용접시에 고려된다. 공동형 섹션으로부터 먼 지점에서 용접을 할 수 있도록 하기 위해, 예컨대 공동형 섹션은 적합한 접합용 철판을 가질 수 있다. 그러나 열이 적게 확장되도록 하기 위해 적합한 냉각 처리를 갖는 용접 방법이 선택될 수도 있다. 또한, 공동형 섹션은 중합체 콘크리트에 의해 채워지기 전에도 프레임과 용접될 수 있기 때문에, 조립에 따른 단점들을 감수할 수밖에 없다. 고체 전달음 감쇠 재료로 이루어진 블록의 표면은 청구항 13항에 따라 유닛 베어링 측에서 간격유지판(distance plate)을 가질 수 있으며, 상기 간격유지판은 무접촉 방식으로 공동형 섹션 위로 돌출한다. 제조 방법의 실질적인 장점은 공동형 섹션의 사용시, 공동형 섹션이 프레임과 연결되기 전에 청구항 14항에 따른 고체 전달음 감쇠 재료가 공동형 섹션 안으로 채워진다는데 있다. 이미 언급한 바와 같이, 고체 전달음 감쇠 재료로 채워진 블록이 완전한 프레임의 존재 없이 제조될 수 있기 때문에 조립시 조작이 용이해진다. 도면에 도시된 본 발명의 실시예를 참고로 본 발명을 더 자세히 살펴보면 아래와 같다: 도 1은 펼쳐진 베어링 블록을 갖는 프레임의 사시도이고, 도 2는 베어링 블록을 나사로 고정하는 과정을 보여주는 사시도이며, 도 3은 진동 감쇠 재료에 의해 프레임 영역들을 재주조하는 방식으로 블록 형성이 이루어지는, 프레임의 사시도이다. 도 1에 도시된 프레임(1)은 두 개의 종방향 빔(2) 및 다수의 횡방향 축(3)으로 형성된다. 예컨대 제너레이터를 갖는 내연기관과 같은 유닛(도시되지 않음)을 설치하기 위해, 종방향 빔(2) 상에 배치되는 8개의 베어링 블록(4)이 사용된다. 베어링 블록(4)의 개별 부품들이 펼쳐져 있다. 베이스(도시되지 않음) 위에 프레임(1)을 설치하는 과정은 프레임 베어링 마운트(5) 상에서 이루어진다. 프레임 베어링 마운트(5)는 플레이트들로 이루어지고, 상기 플레이트들 사이에 탄성 고무 부재가 놓인다. 프레임 베어링 마운트(5)는 중간 플레이트(6)에 의해 종방향 빔(2)과 나사로 연결된다. 종방향 빔(2) 내에 프레임 섹션들(9)이 제공되고, 상기 프레임 섹션들(9)은 공동형 섹션(7)을 수용하기 위해 사용된다. 공동형 섹션(7)은 반응 수지 콘크리트(reaction resin concrete)에 의해 채워지며, 상기 반응 수지 콘크리트는 블록(8) 형태로 공동형 섹션(7) 내에 놓인다. 바람직하게는 공동형 섹션(7)이 프레임 섹션(9) 내에 삽입되기 전에 반응 수지와 함께 주조되는데, 이렇게 하면 조립시의 처리가 매우 쉬워진다. 그러나 공동형 섹션(7)이 용접에 의해 프레임(1) 내에 고정되면, 반응 수지 내에 너무 많은 열이 도입되는 것을 막기 위한 처리가 수행될 수 있다. 이는 바람직하게는 용접 지점이 예컨대 적합한 열 방출 처리에 적합하게 제공되거나, 및/또는 적합한 형상에 의해 용접 지점이 공동형 섹션(7)의 인접 영역으로부터 먼 곳에 위치하는 방식의 구조적 처리에 의해 이루어진다. 이를 위해, 공동형 섹션(7)에 예컨대 접합용 철판(도 2에 상응함)이 제공될 수 있으며, 상기 접합용 철판은 프레임(1) 상에 단단하게 용접된다. 공동형 섹션(7)은 베어링에 대한 지지부의 이동을 막기 위해 프레임(1)과 고정 연결되어야 한다. 지지부와 고정 연결되는 공동형 섹션(7)은 프레임 섹션에 의해 약해진 지지부를 평준화한다. 엔진 마운팅(engine mounting)(12)은 플레이트(11) 및 간격유지판(10)에 의해, 예컨대 나사 앵커(screw anchor)에 의해 블록(8)에 부착된다. 간격유지판(10)의 치수는 공동형 섹션(7)의 벽과의 접촉이 달성되지 않도록 선택되고, 간격유지판(10)이 공동형 섹션(7)의 상부 에지 위로 돌출한다. 이를 통해, 엔진 마운팅(12)을 지지하는 플레이트(11)는 공동형 섹션(7)의 금속과 접촉하지 않는다. 도 2는 고정 수단들의 배열 구조를 보여주는데, 이 고정 수단들은 나사 연결에 의해 공동형 섹션(7)을 프레임 섹션(9) 내에 고정시킬 수 있다. 나사 연결은 용접시와 같은 열 확장이 발생하지 않는다는 장점을 가지므로, 반응 수지로 채워진 공동형 섹션(7)의 조립은 전혀 문제가 되지 않는다. 공동형 섹션(7)은 접합용 철판(13) 및 릿지(ridge)(15)에 의해 프레임(1) 상에 부착된다. 또한, 종방향 빔(2) 내에 용접된 릿지(14)가 상기 릿지 내에 삽입될 수 있는 나사(16)를 위한 지지부로 사용된다. 프레임 리세스(9)에 대해 갭(gap)을 갖는 공동형 섹션(7)이 삽입된 나사들(16) 사이에 이동 불가능하게 고정된다. 도 3에서는 본 발명에 따른 프레임(1)의 또 다른 실시예가 도시된다. 진동 감쇠 재료로 이루어진 블록들(8)은 종방향 빔 및 횡방향 축(2, 3)으로 형성되는 접합 영역들의 재주조에 의해 제조된다. 이를 위해, 접합 영역에 몰드(mold)가 배치되며, 상기 몰드는 중합체 콘크리트와 함께 주조된다. 몰드의 제거후에 유닛 베어링(12) 및 프레임 베어링(5)이 금속 접촉 없이 중합체 콘크리트 내에 나사로 고정될 수 있다. 이러한 구성의 장점은 베어링 블록의 영역에서 매우 높은 용적이 나타날 수 있어서, 프레임(1)의 고체 전달음 감쇠 특성들이 효과적으로 개선된다는 것이다. 모든 실시예에서 공통적인 사실은, 유닛 베어링(12)이 각각 수직으로 프레임 베어링(5) 위에 놓인다는 것이다. 질량의 힘으로부터 야기되는 힘을 반응 수지 콘크리트로 채워진 공동형 섹션(7) 또는 주조된 접합점으로 형성되는 큰 용적과 함께 베이스 안으로 직접 유도함으로써, 프레임(1)의 휨 진동이 여기되는 것을 막을 수 있다. 고체 전달음 절연에 의해, 고체 전달음의 전달이 강철에 비해 높은 내부 감쇠를 갖는 충진제에 의해서만 이루어지는 방식으로 개선된다. 이 경우, 상부 지지 영역과 하부 지지 영역 간의 직접적인 강철 연결은 존재하지 않는다. 필수적인 감쇠는 고체 전달음 감쇠 재료로 이루어진 블록(8)의 높이의 변화 - 이러한 변화는 프레임 부분의 변화없이 간단하게 달성됨 - 가 수행되는 방식으로 간단하게 매칭될 수 있다. 특히 강철로 이루어진 공동형 섹션(7) 및 블록(8)의 용적이 예상된 용적 크기에 맞게 광범위하게 조절될 수 있다. 본 발명에 따른 프레임 형성에 의해 상당한 중량 감소가 나타난다. 또한, 간단한 제조에 따른 비용적 측면의 장점도 제공된다. 특히 제조 간소화는 바람직한 실시예에 따라 공동형 섹션(7)이 프레임(1) 내에 제공되기 전에 상기 공동형 섹션(7)이 중합체 콘크리트로 채워질 때 달성된다. 완전한 프레임 대신에, 단지 공동형 섹션(7) 만이 중합체 콘크리트로 채워지기 위해 수송되어야 한다. 특히 빌딩 블록(building block) 구조에 의해서도 제조 기술적인 장점들이 나타난다. 프레임은 크기 및 위치에 있어서 기본적인 구성 컨셉의 변화없이도 상이한 엔진-, 제너레이터- 및 기어 구조에 간단하게 매칭될 수 있다. |
