Einrichtung zum Schutz der Lager von Maschinen bei deren Transport
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung i'ür die mit einem drehbaren Teil versehen sind, der in Kugel-, Rollen-, Nadeloder dergleichen Lagern (Wälzlagern) ge label t ist, und bezweekt insbesondere den Schutz der Lager gegen Beschädigung beim Transport der Maschine.
Beim Transport einer mit einem derartigen drehbaren Teil versehenen Maschine, z. B. einer dynamoelektrischen Maschine, mit normalen Transportmitteln, z. B. in einer Ver paekungskiste, ist die Maschine mit hoher Wahrscheinlichkeit Stossen und Erschütterungen ausgesetzt. Es ist schwierig, die Maschine in ihrer Verpaekungskiste so anzuordnen, dass die von den Stössen und Erschütterungen ver ursaehten Bewegungen nicht auf die Maschine übertragen werden.
Das beispielsweise in Rollenlagern gelagerte, drehbare Organ steht im Transport gewöhnlieh still, so dass die Be nihrungslinien zwischen den Rollen und den in den gleichen Winkellagen verbleiben.-Unter solchen Umständen führen ha ufige, durch Schwingungskräfte verursachte Axialbewegungen des drehbaren Organs zur BeschädigungderLagerflächenundWalzen infolge der ständigen Reibung an ihren Be rührungslinien.
Diese Erscheinung wurde bereits erkannt. und es wurden Vcrpackungsanordnungen vor geschlagen, die eine Drehbewegung des Rotors unter der Wirkung der Schwingungsbewe- gung der Maschine verursachen.
In einer derartigen Anordnung ist die Maschine in ihrer Verpackungskiste elastisch montiert und an dem drehbaren Teil ein Sperrzahnrad angebracht, das mit einer an der Verpackungskiste vorgesehenen Klinke derart zusammenwirkt, dass eine durch Er sehütterungen verursachte Relatiwerscliie- bung zwischen Maschine und Verpackungs- Liste eine sehrittweise Drehbewegung des Sperrzahnrades und daher auch des drehbaren Teils der Maschine bewirkt.
In einer andern Anordnung ist die Maschine starr angeordnet, und es arbeitet ein an ihrem drehbaren Teil vorgesehenes Sperrzahnrad mit einer Klinke zusammen, die auf einem frei schwingungs- fähigen Pendel vorgesehen ist, so dass bei einer durch Stösse verursachten Pendelbewe g'ung des Pendels das Sperrzahnrad und mit ihm der drehbare Teil in bestimmten Drehschritten fortgesehaltet wird.
In derartigen Anordnungen muss jedoch die eine Drehbewegung des drehbaren Teils bewirkende Bewegung mindestens so gross sein wie ein Schaltschritt des Sperrzahnrades, so dass kleine Schwingungsamplituden, die auch eine Beschädigung der Lager verursachen kön- nen, keine diese Beschädigung vermindernde Drehbewegung des Rotors bewirken.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Anordnung, die beim Auftreten von Stö- ssen oder Erschütterungen eine kontinuierliche (nicht sehrittweise) Drehbewegung des drehbaren Teils bewirkt, solange die Sehwingungen in jenem Amplituden-und Frequenzbereich liegen, für das die Einrichtung bestimmt ist.
Erfindungsgemäss wird eine mit einem in Lagern gelagerten, drehbaren Teil versehene Maschine für den Transport mit einem flexiblen (nicht starren) Antriebsorgan versehen, das an entgegengesetzten Enden verankert ist, wenigstens einen Teil einer zylin drischen, zur Drehaehse des drehbaren Teils koaxialen Fläche reibungssehlüssig umsehlingt und durch eine Federung gespannt gehalten wird, die an dem flexiblen Organ zwischen dessen einer Endverankerung und der Umsehlingungsstelle angreift, während eine elastiseh abgestützte Masse so angeordnet ist, dass bei einer durch Erschütterungen verur sachten Verschiebung der genannten Masse der Abstand zwischen der genannten Fläche und zumindest dem andern Verankerungs- ende abwechselnd vergrössert und verkleinert wird,
wobei die Federung den bei der Ver kleinerung des genannten Abstandes auftre- tenden Durchhang des flexiblen Organs aufnimmt und bei der darauffolgenden Vergrö- sserung dieses Abstandes auf die genannte Flä- che infolge des Reibungsschlusses eine Kraft ausübt, die eine Drehbewegung des drehbaren Teils bewirkt.
Das flexible Antriebsorgan kann zum Beispiel aus einem Riemen, einem Band, einem Draht, einer Schnur oder einem Seil bestehen.
Als elastisch abgestützte Masse kann die Maseiline selbst verwendet werden.
Die zylindrische Fläche des drehbaren Teils kann zur Aufnahme des flexiblen Organs gerillt sein. Eine derartig gerillte Form ist als in dem Ausdruck zylindriseh inbegriffen anzusehen.
Beim Auftreten von Schwingungen wie derholt sieh die Vergrösserung und Verklei- nerung des genannten Abstandes. Wenn die der Schwingungsfrequenz entspreehende Wie derholungsfrequenz genügend hoeh ist, läuft das drehbare Organ auf Grund seiner Massenträgheit kontinuierlich um. Wenn man daher die von der Feder ausgeübte Spannkraft F als konstant annimmt, was in der Praxis angenähert der Fall sein wird, da die Versehiebungsamplitude der elastisch abgestützten Masse normalerweise klein ist, dann ergibt sieh aus der normalen Riementriebtheorie. dass die bei einer Vergrösserung des genannten Abstandes im Sinne einer Drehbewegung des drehbaren Teils wirkende Resultierende Rl durch die Gleichung R1 =.
Fe"e- gegeben ist, während die bei der darauffolgenden Verkleinerung des genannten Abstandes im Sinne einer entgegengesetzten Dreh- bewegung wirkende Resultierende R2 dureh die Gleichung
R2 = F - Fe- # gegeben ist, wobei, u der Reibungskoeffizient zwischen dem flexiblen Antriebsorgan und der zylindrischen Fläche und EI das Bogenmass @ des Umschlingungswinkels zwisehen dem flexiblen Organ und der zylindrisehen Fläche ist. Es ergibt sich also, dass zwischen diesen Resultierenden ein beträchtlicher unterschied besteht. Da sie an dem gleiehen Radius angreifen, sind auch die von ihnen auf den drehbaren Teil ausgeübten Drehmomente versehie- den.
Wenn also beim Auftreten von Stössen die erste Resultierende Rl eine Drehbewe- gung in einer Riehtung einleitet, wird diese Drehbewegung so lange fortgesetzt, als die Schwingungen innerhalb eines vorbestimmten Amplituden- und Frequenzbereiches bleiben.
Zur Gewährleistung einer ununterbro0chenen Rotation muss die Federkraft F natürlieh so gewählt sein, dass die Resultierende R2 nieht stark genug ist, um die von der Resultieren- den ssl erzeugte Drehbewegung zu hindern.
Vorstehend wurde angenommen, dass die Zeitkonstante der Spannfederung kleiner ist als die der elastisch abgestützten Masse. Wenn dies nicht der Fall ist, erhält man einen noch grösseren Unterschied zwischen den Resultie- renden Rl und R'-).
Die Konstruktion und Wirkungsweise der Anordnung ist natürlich von einer Anzahl veränderlicher Faktoren abhängig, z. B. vom Radius der von dem flexiblen Organ um schlungenen zylindrischen Fläche, der Masse des drehbaren Organs, der von der Spann federung ausgeübten Kraft, dem Umschlinund und dem Reibungskoeffizienten zwischen dem flexiblen Organ und der zylindrischen Flache und den Kennwerten der ela stisehen Abstützung der genannten Masse.
Die Auswahl der Werte dieser Faktoren ist jedoch nicht kritisch, da zwischen den den drehbaren Teil in entgegengesetzten Riehtun- gen zu drehen traehtenden Resultierenden ein relativ grosser Unterschied besteht.
Im allgemeinen wird die Erfindung bei 3Iaschinen anyewendet. werden, die sich in Verpaekungskisten befinden. Eine Anwendung der Erfindung ist aber auch möglieh. wenn die Maschine zum Beispiel auf dem Boden eines Transportfahrzeuges befestigt ist.
Bei der Durehführung der Erfindung kann das flexible Organ dadureh gespannt werden, dass man das entsprechende Ende desselben mit Hilfe einer Feder von entsprechen- der Kraft veraukert. Das flexible Organ kann auch über eine Seheibe oder ein äquivalentes Organ laufen, das einer Federkraft in einer solchen Richtung ausgesetzt ist, dass die erfor derliche Spannung erzeugt wird.
Wie bereits erwähnt, kann als elastisch abgestützte Masse die Maschine selbst verwen (let werden. In diesem Fall kann das flexible Organ mit seinem in bezug auf die zylindrisehe Fläche der Angriffsstelle der Feder entgegengesetzten Ende fest an einem starren Tragwerk verankert sein, auf dem die Ma sehine ehine elastisch aufliegt, z. B. an einer Ver paekun,'skiste oder dem Boden eines Trans portfahrzeuges. Man kann auch die Maschine e starr montieren und das genannte entgegengesetzte Ende des flexiblen Organs an einer eigenen Masse verankern, die auf dem Tragwerk in bezug auf die Maschine elastisch abgestützt ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung seien zwei Ausführungsbeispiele derselben bei der Anwendung an dynamoelektrischen Maschinen an Hand der Zeichnung beschrieben.
Darin ist
Fig. 1 eine sehematische Darstellung einer Ausführungsform, in der die Maschine selbst die elastisch abgestützte Masse darstellt, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform, in der eine eigene elastisch abgestützte Masse verwendet wird.
In der Ausführungsform der Fig. 1 ist der Läufer 4 einer dynamoelektrischen Maschine in dem Ständer in Walzenlagern oder dergleichen (nieht gezeigt) gelagert. Das Ständer- gehäuse 3 der Maschine ist zum Beispiel mit Schrauben auf einem Tragwerk. 1 befestigt, das zum Beispiel aus dem Boden einer Ver packungskiste und eines Transportfahrzeuges bestehen kann. Zwischen dem Ständergehäuse 3 und dem Tragwerk 1 sind mit 2 bezeichnete elastische Blöeke, Puffer oder dergleichen vorgesehen, so dass die Maschine elastisch abgestützt ist und beim Auftreten von vertikalen Stössen in bezug auf das Tragwerk 1 auf wärts-und abwärtsschwingen kann.
Ein flexibles (nicht starres) Antriebsorgan 5, das aus einem nicht ausdehnungsfähigen Riemen, Draht, Band, Seil oder einer Schnur besteht, ist mit seinem einen Ende am Punkt A direkt an dem Tragwerk 1 verankert und umsehlingt reibungsschlüssig die Welle 6 des Läufers 4. Vorzugsweise ist das flexible Organ in wenigstens einer vollständigen Windung sehraubenförmig um die Welle 6 herumgeführt. An dem andern Ende ist das flexible Organ über eine Spannfeder 7 an einem Punkt B des Tragwerkes 1 verankert.
Wenn bei dieser Anordnung die Maschine infolge des Auftretens von Erschütterungen oder eines plötzlichen Stosses momentan in einer vertikalen Richtung zu dem Tragwerk 1 hin bewegt wird, würde sich der Angriff des flexiblen Organs 5 an der Welle 6 lockern, doch wird das Organ 5 von der Feder 7 um die Welle herum straffgezogen. Dadurch ver kürzt sieh der zwisehen der Verankerungsstelle A seines einen Endes an dem Tragwerk 1 und dem Umschlingungsanfang C an der Welle 6 gelegene Teil des flexiblen Organs 5.
Wenn die Maschine dann wieder in ihre ur- sprüngliche Stellung in bezug auf das Trag werk l zurückkehrt oder in dieser Richtung verschoben wird, übt das flexible Organ 5 infolge seires reibungssehlüssigen Angriffes an der Welle 6 auf diese ein Drehmoment aus, das eine Verdrehimg des Läufers 4 um einen kleinen Winkel bewirkt. Beim Auftreten von Erschütterungen wiederholt sich eine derartige Vertikalversehiebung der Maschine in bezug auf das Tragwerk 1, so dass, wie vorstehend beschrieben, der Läufer infolge seiner Massenträgheit kontinuierlich umläuft, sofern die Amplitude und Frequenz in einem gewissen, durch die Bestimmungsgrössen der jeweiligen Anordnung gegebenen Bereich liegen und die von der Feder 7 ausgeübte Kraft zweckentsprechend ausgewählt ist.
In der Ausführungsform der Fig. 2, in der entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind, ist das Ständer- gehäuse 3 der Maschine auf dem Tragwerk 1 nicht elastisch abgestützt, sondern mit Sehrauben starr befestigt. An seinem der Zugfeder 7 entgegengesetzten Ende ist das flexible An triebsorgan 5 an einem schweren Block 8 befestigt, der seinerseits an dem Tragwerk 1 unter Zwischenschaltung eines elastischen Organs 9 befestigt ist, so dass der Block 8 eine elastisch abgestützte Masse darstellt.
In senkrechter Richtung wirkende Erschütterungen oder Stösse verursachen vertikale Schwin- gungen des Blockes 8, so dass der Abstand zwischen dem Block 8 und dem Umschlingungsanfang des flexiblen Organs 5 an der Welle 6 abwechselnd grösser und kleiner wird.
Es wird also das gleiche Ergebnis wie in der Ausführungsform der Fig. 1 erhalten, so da ss der Läufer 4, wie bereits erläutert, kontinuierlich umläuft.
Anstatt das flexible Antriebsorgan 5 reibungssehlüssig um die Welle 6 zu führen, wie dies vorstehend beschrieben ist, kann man das flexible Organ natürlich auch um eine andere zur Drehaehse des Läufers 4 koaxiale Zylin- derfläche herumlegen. Eine derartige Fläche kann zum Beispiel an einem mit der Welle 6 koaxialen zvllndrisehen Element ausgebildet sein, das für den Transport an der Maschine angebracht wird.
Die Erfindung vermindert nicht nur die Beschädigung an Lagern von Maschinen- die derzeit bereits in komplett zusammengebautem Zustand versant werden, sondern ermöglieht es auch, iIasehinen, die jetzt in Teilen versandt werden, in zusammengebauter Form zu transportieren.