DE1206215B - Drehschwingungsdaempfer fuer umlaufende Wellen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

F06f

Deutsche KL: 47 a-20

Nummer: 1206 215

Aktenzeichen: D 40276 XII/47 a

Anmeldetag: 13. November 1962

Auslegetag: 2. Dezember 1965

Bekannt sind Drehschwingungsdämpfer für umlaufende Wellen mit einer auf der Welle drehbar (pendelnd) gelagerten Schwungmasse und mindestens einer die Welle und die Schwungmasse kuppelnden achsparallelliegenden Blattfeder, welche an den Enden mit einer Seite je an einer Abstützfläche des einen Teiles (Welle oder Schwungmasse), in der Mitte mit der anderen Seite an eine Stützfläche des anderen Teiles anliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschwingungsdämpfer so auszubilden, daß die Federkraft mit der Relativbewegung der Welle und der Schwungmasse zunimmt, wodurch das Risiko der Bildung von Resonanzdrehschwingungen in der Welle vermieden oder mindestens stark verkleinert wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Stützflächen konvex gekrümmt sind, derart, daß die Feder beim Durchbiegen durch eine Relativdrehung der beiden Teile in ihrer wirksamen Länge verkürzt wird.

Beispielsweise sind die Abstützflächen durch die Flanken von am Außenumfang der beiden Teile axial verlaufenden Nuten gebildet. Die Nuten können ganz oder teilweise fluchten.

Die Feder kann mit Vorspannung eingelegt sein. Dies gilt besonders für eine Ausführungsform, bei welcher jede Feder zwischen einer einzigen Stützfläche in der Mitte und einer Stützfläche an jedem Ende eingelegt ist, wobei sich die Stützfläche in der Mitte und die Stützflächen an den Enden auf gegenüberliegenden Seiten der Feder befinden.

Die Stützflächen und die Feder können von einem Gehäuse umgeben sein, das zur Dämpfung der Relativbewegung Flüssigkeit enthält.

Für die Gegenstände der Unteransprüche wird nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruches Schutz begehrt.

Die Figuren erläutern die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel. Es stellt dar

F i g. 1 die Stirnansicht der Einrichtung,

F i g. 2 den Schnitt nach Linie 2-2 zu F i g. 1,

F i g. 3 einen Teilschnitt nach Linie 3-3 zu F i g. 2, F i g. 4 einen Teilschnitt nach Linie 4-4 zu F i g. 2,

F i g. 5 einen Teilschnitt nach Linie 5-5 zu F i g. 2 in Abwicklung,

F i g. 6 eine ebensolche Abwicklung für eine abgewandelte Ausführungsform.

Eine Treibwelle 10 hat einen Flansch 11, an welchem durch Bolzen 12 ein im wesentlichen zylindrischer Körper 14 befestigt ist. An diesem befindet sich ringsum eine äußere Rippe 15, auf welche ein Rad 16 aufgeschrumpft ist, das hundertzwanzig Zähne

Drehschwingungsdämpfer für umlaufende Wellen

Anmelder:

William Doxford & Sons (Engineers) Limited,

Pallion, Sunderland, Durham (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dr.-Ing. A. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann

und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,

München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:
John Francis Butler,
^ao Firm 0rbeck,

Pallion, Sunderland, Durham (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
_a- Großbritannien vom 16. November 1961 (41055)

oder Anschläge 17 aufweist, die auf dem Umfang vorstehen. Die Zähne 17 sind in den F i g. 3 und 5 zu sehen.

Das Stirnende des zylindrischen Körpers 14 trägt einen Arm 18 und eine Riemenscheibe 19.
Die Umfangsoberfläche des zylindrischen Körpers 14 hat beiderseitig der Rippe 15 je eine Lagerfläche 20; auf jeder dieser Lagerflächen sitzt lose ein Ring 21, der auf den Lagerflächen drehbar ist.

Die beiden Ringe 21 sind miteinander und mit einem zweiteiligen Mantel 22 durch Bolzen 23 gekuppelt. Die beiden Hälften des Mantels 22 sind durch Bolzen 24 zusammengespannt. Jeder der Ringe trägt ein aufgeschrumpftes Rad 25; jedes dieser Räder hat hundertzwanzig Zähne oder Anschläge 26, die mit den Zähnen 17 korrespondieren. Die Zähne 26 sind aus den F i g. 4 und 5 zu ersehen.

Die Ringe 21, die Räder 25 und der Mantel 22 bilden eine Schwungmasse, die relativ zu dem zylindrischen Körper 14 und dem zugehörigen, fest auf der Welle 10 sitzenden Rad 16 drehbar ist.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind zwischen die Zähne 26 und die Zähne 17 Blattfederpakete 27, je bestehend aus drei Blattfedern, eingelegt. Diese Feder-

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pakete 27 bilden einen Widerstand gegen relative Drehung der Schwungmasse in bezug auf ein feststehendes Glied, das die auf der Welle 10 fest angeordneten Teile umfaßt.

Wenn eine Relativbewegung eintritt, dann erhöht sich der durch die Federn erzeugte Widerstand, und zwar einmal wegen der Eigenschaften der Federn selbst, aber auch infolge der konvexen Krümmung der Flanken der Zähne, wobei sich die Federn, wenn sie durchgebogen werden, in ihrer effektiven Länge verkürzen. Bei umlaufender Welle und beim Auftreten von Drehmomentimpulsen kann die Resonanz zwischen diesen Impulsen und der natürlichen Frequenz von Drehmomentvibrationen des Wellensystems bei der gegebenen Umlaufgeschwindigkeit eine außerordentlich hohe Torsionsbeanspruchung der Welle verursachen.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung erzeugt jeder Torsionsimpuls eine Relativdrehung der Schwungmasse gegenüber den mit der Welle fest verbundenen Teilen, hervorgerufen durch die Trägheit der Schwungmasse. Auf diese Weise werden Vibrationen abgeschwächt. Zusätzlich wird Vibrationsenergie gedämpft durch Überwindung der Reibung der Federn und durch die Dämpfungswirkung des Öls zwischen den sich bewegenden Teilen.

Von der Welle 10 wird durch ein Rohr 30 und ein Verbindungsstück 31 Schmiermittel zu einer Bohrung 32 in das Wellenglied zugeführt und von hier zu einer Kammer 39, die sich zwischen den beiden Wellengliedern befindet. Das Schmiermittel dient zur weiteren Dämpfung der Resonanz.

Zwischen den feststehenden und den auf der Welle drehbaren Gliedern ist eine begrenzte Axialbewegung vorgesehen, die durch zwölf Paare von Kolben 33 gedämpft wird. Diese Kolben sind rund um die Glieder in gleichen Abständen angeordnet und stützen sich an der Rippe 15 ab.

Jeder Kolben befindet sich in einer Bohrung 34 in einem der Ringe 21 und wird in Angriff an der Rippe 15 durch eine Feder 35 und eine Schraube 36 gehalten. Jeder Kolben 33 und jede Schraube 36 haben einen durchgehenden Drosselkanal 37,38, durch welchen Schmiermittel aus der Kammer 39 austreten kann.

Wenn das Wellensystem axialen Vibrationen unterworfen ist, dann haben die auf der Welle festsitzenden Glieder und die auf der Welle drehbaren (pendelnden) Glieder die Neigung, sich relativ axial zueinander zu bewegen infolge der Trägheit der beweglichen Glieder. Einer solchen Axialbewegung wirken die Kolben 33, die Federn 35 und das aus den Bohrungen 34 durch die Kanäle 37,38 austretende Schmiermittel entgegen. Auf diese Weise werden Axialvibrationen wirksam verringert. Diese Ausbildung gehört jedoch nicht mit zur Erfindung.

Die erfindungsgemäße Einrichtung befindet sich in einem Gehäuse 50.

Fig. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei welcher Federn 40 zwischen Zähnen 41, 42 an der Welle bzw. den drehbar und pendelnd gelagerten Gliedern angeordnet sind.

Die Federn befinden sich bei diesem Ausführungsbeispiel in vorgespanntem Zustand, weil die Weite der Zähne 42 größer ist als die Weite zwischen den Federn 40 in Kontakt mit den Zähnen 41.

Wenn auch nach dem beschriebenen Ausführungsbeispiel das auf der Welle feste Glied einen Satz von Zähnen und das bewegliche Glied zwei Sätze von Zähnen aufweisen, einen auf jeder Seite des Wellengliedes, so kann auch das mit zwei Sätzen von Zähnen ausgerüstete Glied fest mit der Welle verbunden und das nur einen Satz tragende Glied relativ begrenzt sein. Mit anderen Worten: die Funktionen der beiden Glieder können vertauscht werden, wobei auch in diesem Falle die Vibrationsbeanspruchungen in dem Wellensystem, wie beschrieben, verringert würden.

Die Vorsprünge oder Zähne müssen nicht notwendig rund um den ganzen Umfang eines jeden Gliedes angeordnet sein. Beispielsweise können zwei Gruppen von Zähnen mit zugeordneten Federn diametral einander gegenüber vorgesehen sein.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist im besonderen Maße zur Verwendung bei großen Schiffsdieselmaschinen geeignet. Hierbei wäre die Welle 10 das Frontende der Kurbelwelle der Dieselmaschine.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Drehschwingungsdämpfer für umlaufende Wellen mit einer auf der Welle drehbar (pendelnd) gelagerten Schwungmasse und mindestens einer die Welle und die Schwungmasse kuppelnden achsparallelliegenden Blattfeder, welche an den Enden mit einer Seite je an einer Abstützfläche des einen Teiles (Welle oder Schwungmasse), in der Mitte mit der anderen Seite an eine Stützfläche des anderen Teiles anliegt, dadurchgekennz e i c h η e t, daß die Stützflächen (17, 26, 41, 42) konvex gekrümmt sind, derart, daß die Feder beim Durchbiegen durch eine Relativdrehung der beiden Teile in ihrer wirksamen Länge verkürzt wird.

2. Drehsehwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflächen durch die Flanken von am Außenumfang der beiden Teile axial verlaufenden Nuten gebildet sind.

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten ganz oder teilweise fluchten.

4. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (27,40) vorgespannt sind.

5. Drehsehwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflächen und die Federn (27, 40) von einem Gehäuse umgeben sind, das zur Dämpfung der Relativbewegungen Flüssigkeit enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 307 086, 505 649;
USA.-Patentschrift Nr. 2 198 763.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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