DE1675554B2 - Vorrichtung zur wirkungsaenderung von betriebsmaessig auftretenden axialschwingungen der welle einer kraftmaschinenanlage - Google Patents

Description

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aasgebüdet ist, um die erwünschte Wirkung zu Zylinder-Kolben-Bausatz 1, 8 mit dem Rahmen in

gewährleisten. Diese Einrichtung ist aber auch gut Verbindung. Der hydrauUsche Zylinder 1 befindet

geeignet, temperaturbedingte Ausdehnungen und ein sich am Rahmen. Ao. Stirnende derWelle ist der

Lagerspiel im Drucklager ohne Gefahr einer mecha- Kolben 8 angeordnet, welcher mit Hufe eines nicht

rüschen Überlastung zu kompensieren. Mit der er- 5 näher gezeigten AxialroUenlagers 13 mit dem freien

findungsgemäßen Vorrichtung wird eine Art Vor- Ende der KurbelweUe in emei solchen Weise ver-

spannung auf die WeUe aufgebracht und damit eine bunden ist, daß diese sich in bezug aut den Kolben

Veränderung der Resonanzsfrequenz bewirkt frei bewegen kann, diesen jedoch bei axialen Be-

Vorteilhaft ist es, den hydraulischen Zylinder wegungen auf jeden FaU in Richtung aus der Maüber ein ins Zylinderinnere sich öffnendes Rück- io schine heraus mitnimmt .
schlagventil mit dem Schmiermittelumlauf der An den hydraulischen Zylinder 1 ist eme Ol-Kraftmaschinenanlage zu verbinden. Damit wird der zuführleitung 11 angeschlossen, der von einer geZylinder ständig mit dem im Schmiermittelsystem eigneten QueUe, z.B. dem normalen JJrucKscnmierherrschenden Druck mit Schmiermittel gefüUt gehal- system der Maschine, Druckol zugeführt wird, so ten. Auf diese Weise wird für einen ausreichenden 15 daß der hydraulische Zylinder standig durch em sicü Druckmittelvorrat gesorgt, so daß io Zylinder stan- nach innen öffnendes Einlaßventil 7, das als kuckdig ein Schmiermittel-Puffer vorhanden ist, welcher schlagventil ausgeführt ist, mit Druckol geruüt ist.
die Bestrebungen der WeUe zu axialen Bewegungen Auf diese Weise wird das freie Ende der Kurbelauf den Rahmen oder das Fundament der Kraft- welle durch den hydraulischen Zylinder 1 und den maschinenanlage überträgt Durch das Rückschlag- ao Rahmen und das Fundament der Mascnine test mit ventil ist in jedem Fall ein Rücklauf des Schmier- dem Drucklager 4 verbunden, jedenfalls bei Bewemittels in das Leitungssystem des Schmiermittel- gungen des vorderen Endes der Kurbelwelle nacn Umlaufs verhindert vorne, wodurch die Eigenschwingungszahl bei

Schließlich empfiehlt es sich, zum Schutz der An- Längsschwingungen um so viel erhöht wird, da« lage gegenüber gelegentlichen Extremwerten den »5 eine schädliche Resonanz im normalen Drehzahlhydraulischen Zylinder mit einem sich nach außen bereich der Maschine nicht auftreten kann. Der nyhin öffnenden Sicherheitsventil zu versehen. Nor- draulische Zylinder ist mit einem nicht gezeigten, malerweise ist dieses Sicherheitsventil nicht tätig, sich nach außen öffnenden Auslaßventil versehen, sondern wird nur bei besonderen Gelegenheiten in das so eingestellt ist, daß es sich öffnet, wenn der Aktion gebracht. Hierfür ist der Öffnungsdruck des 30 Öldruck im Zylinder einen festgelegten Wert uber-Sicherheitsventils auf einen gewünschten hohen Wert steigt, welches z. B. bei temperaturbedingtem Deneingestellt, um unzulässig hohe Drücke auszuschlie- nen der Kurbelwelle oder bei schnellem Übergang ßen, die z. B. sich bei Umsteuerung der Kraft- von »Rückwärts« nach »Vorwärts«, wobei sich die maschine ergeben, wo die Drehrichtung der Welle Kurbelwelle auf Grund des Spiels im Drucklager umkehrt. Bei dieser Umsteuerung bewegt sich näm- 35 etwas nach vorne bewegt, der Fall ist.
lieh auf Grund des notwendigen Spiels im üblichen Bei der in Fig. 2 gezeigten geänderten Ausfun-Drucklager die Welle als Ganzes ein Stück nach rungsform ist der hydraulische Zylinder 1 m das vorn. Ferner ist eine Wirksamkeit des Sicherheits- freie Ende der Kurbelwelle eingelassen und sein ventils auf Grund von Temperaturunterschieden Einlaßventil 7 liegt direkt m deren als Druckmöglich, wenn sich die Welle bezüglich des Rah- 40 schmierkanal dienenden axialen Bohrung 10. Die mens in Längsrichtung über ein bestimmtes Maß benachbarten Teile des Jochs 6 sind nur ganz schehinaus dehnt. matisch angedeutet und enden wie gezeigt mit einem

In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren koaxial mit der Kurbelwelle angeordneten Zapfen,

Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt der an seinem Ende mit Hilfe eines konischen

Fig. 1 schematisch einen Rahmen einer zehn- 45 Rollenlagers 13 den hydraulischen Kolben 8 trägt,

zylindrigen Kraftmaschinenanlage mit einem Druck- 15 bezeichnet einen Haltering, der bei Montage und

lager für eine Kurbelwelle und der erfindungsgemä- Demontage das Verbleiben des Kolbens im hydrau-

ßen Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Verstim- lischen Zylinder sichert,

mung der Axialschwingungen und In eine axiale Bohrung im Kolben 8 ist ein sich

Fig. 2 in größerem Maßstab eine andere Aus- 50 nach außen öffnendes Überdruckventil 9 eingesetzt

führung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche das so eingestellt ist, daß es sich öffnet wenn der

an einem Ende der Kurbelwelle angeordnet liegt. Druck im hydraulischen Zylinder eine festgesetzte

Gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 1 Grenze überschreitet

ist eine Kurbelwelle 3 von Lagern aufgenommen, die Bei den gezeigten Ausführuiigsfonnen wird di>in üblicher Weise in Traversen eines Rahmens 2 55 feste Verbindung zwischen dem freien Ende der angeordnet sind, der zu einer Kraftmaschinenanlage Kurbelwelle und dem Rahmen der Maschine in der gehört, die im vorliegenden Falle zehn Zylinder Praxis nur bei nach außen gerichteter Bewegung des einer Brennkraftmaschine aufweist. Als Festlegungs- Kurbelwellenendes hervorgebracht, welches in den zone der Welle besitzt der Rahmen 2 an einem Ende meisten Fällen ausreicht, um die Eigenschwingungsein Drucklager 4, welches dem eine Schiffsschraube 5 60 zahl hoch genug zu bringen. Es steht dem jedoch tragenden Ende der Welle 3 zugekehrt ist. Am nichts im Wege, daß eine entsprechend feste Vergegenüberliegenden, vorderen Ende des Rahmens 2 bindung auch bei Bewegungen des freien Endes ist eine Rahmenverlängerung 6 durch Bolzen ange- der Kurbelwelle in entgegengesetzter Richtung herschlossen. In diese Verlängerung 6 ragt das freie vorgebracht wird, wenn dieses sich in besonderen Ende der Welle 3 hinein und steht über einen 65 Fällen als erforderlich erweisen sollte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

.j Schließlich ist ein& ähnliche weitere ν Vorrichtung Patentansprüche: bekannt, wo zwischen den beiden Kammern, welche . durch einen Kolben im Zylinder gebildet werden,

1. Vorrichtung zur Wirkung'sänderung von be- ein Verbindungskanal besteht, der gedrosselt ist, triebsmäßig auftretenden Axialschwingungen der 5 um den Druckmitteffluß möglichst zu behindern Welle einer Kraftmaschinenanlage, wobei die (britische Patentschrift 863 752).

von einer Turbine, Kolbenmotor od. dgL an- Mit diesen Maßnahmen mag eine axiale Bewe-

treibbare Welle in einer Wellenzone gegenüber gung der Welle in ihrer Schwingungsamplitude veraxialen Verschiebungen hinsichtlich des als Be- ringert aber nicht ungefährlich gemacht werden, zugskörper dienenden ruhenden Teils der Ma- io Dies gilt insbesondere für den gefürchteten Resoschinenanlage festgelegt ist, wie eine| 'Rjahmens··_ ? nanzfalL dessen Frequenzlage durch Dämpfung zur Wellenaufnahme oder des Fundaments -der ^{J ?} nicht nennenswert verändert werden kann. Bei Be-Kraf!maschinenanlage, gekennzeichnet trieb ergeben sich erhebliche Vibrationen, die zu d u r c h eine in Entfernung von der "Festlegungs- großen zusätzlichen Spannungen in der Welle der zone (4) angeordnete, gegenüber AxialVerschie- 15 Kraftmaschinenanlage führen,
bungen zumindest in einem Richtungssinn "vm- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

nachgiebige Verbindung (1, 8,13) zwischen der Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entWelle (3) einerseits und dem Bezugskörper (2) wickeln, mit welcher in zuverlässiger Weise die andererseits. bei einer Welle im Betriebszustand auftretenden

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ao Axialschwingungen minimal gehalten werden,
kennzeichnet, daß die Verbindung aus einem bei Dies wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch Normalbetrieb druckunnachgiebigen hydrauli- eine in Entfernung von der eingangs erwähnten Festschen Zylinder-Kolben-Bausatz (1,8) besteht. legungszone angeordnete, gegenüber Axialverschie-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- Ibungen zumindest in einem Richtungssinn unnachkennzeichnet, daß der hydraulische Zylinder (1) as giebige Verbindung zwischen der Welle einerseits über ein ins Zylinderinnere sich öffnendes Rück- und dem Bezugskörper andererseits erreicht. Die schlagventil (7) mit dem Schmiermittelumlauf Festlegungszone der Welle hält mittels üblicher der Kraftmaschinenanlage verbunden ist. Schublager die Welle fest. In Entfernung hiervon

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da- wird erfindungsgemäß die Verbindung angeordnet, durch gekennzeichnet, daß zum Schutz der An- 30 und zwar möglichst weit von dieser Festlegungslage gegenüber gelegentlichen Extremwerten der zone entfernt. Geht man davon aus, daß die Festhydraulische Zylinder (1) ein sich nach außen legungszone das eine Ende der Welle festhält, so hin öffnendes Sicherheitsventil (9) aufweist. wird die Verbindung zweckmäßigerweise am gegenüberliegenden Ende der Welle angeordnet.

35 Es ist erfindungsgemäß erkannt worden, daß

durch diese in einem Richtungssinn unnachgiebige

Verbindung der Eigenschwingung der Welle entscheidend erhöht ist, so daß der gefürchtete Resonanzfall weit oberhalb der im Betriebszustand auf-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung 40 tretenden periodischen Erregungsimpulse der Kraftzur Wirkungsänderung von betriebsmäßig auftre- maschine liegt. Die Erfindung geht also nicht den tenden Axialschwingungen der Welle einer Kraft- bekannten und wenig wirkungsvollen Weg, die gemaschinenanlage, wobei die von einer Turbine, fürchtete Resonanzfrequenz durch Dämpfung in Kolbenmotor od. dgl. antreibbare Welle in einer ihren schädlichen Wirkungen zu mindern, sondern Wellenzone gegenüber axialen Verschiebungen hin- 45 den viel wirkungsvolleren neuen Weg, die Eigensichtlich des als Bezugskörper dienenden ruhenden frequenz des Schwingungssystems in einen anderen Teils der Maschinenanlage festgelegt ist, wie eines Frequenzbereich zu legen, so daß die gefürchtete Rahmens zur Wellenaufnahme oder des Fundaments Resonanzfrequenz grundsätzlich außerhalb des norder Kraftmaschinenanlage. malen Drehzahlbereichs der Kraftmaschine liegt. Bei den bekannten Vorrichtungen bemüht man 50 Durch die vorgeschlagenen Lösungsmittel wird die sich, die Axialschwingungen zu dämpfen, damit Eigenschwingung erhöht, womit die Kraftmaschinenderen Amplitude möglichst gering gehalten wird. anlage im Betriebsfall ihre Erregungsimpulse nur Zur Dämpfung verwendet man dabei einen Zylin- in dem flach ansteigenden Anfangsstück der beder-Kolben-Bausatz, mit welchem die auftretende kannten Resonanzkurve liegen hat. Es ist damit bei Schwingungsenergie an der Welle durch Hin- und 55 der Erfindung unnötig, zu üblichen Dämpfungsmit-Herströmen der Flüssigkeit durch einen Drossel- teln überhaupt zu greifen.

widerstand in Wärmeenergie umgewandelt wird. Bei Es ist zweckmäßig, die Verbindung aus einem bei

einer Dämpfungsvorrichtung zur Hemmung der Normalbetrieb druckunnachgiebigen hydraulischen Axialbewegung der Welle eines Elektromotors ver- Zylinder-Kolben-Bausatz auszubilden. Durch diese wendet man eine Bremse, welche beim Stillsetzen 60 Druckunnachgiebigkeit ist das bei den obener- und beim Anlassen der Motorwelle axiale Verschie- wähnten bekannten Dämpfungsvorrichtungen erfolbungen hervorruft (deutsche Patentschrift 680 598). gende Hin- und Herströmen der Flüssigkeit zwi-Weiter ist ein Axialschwingungsdämpfer bekannt, sehen den beiden Kolbenseiten vermieden. Bei der wo zu Dämpfungszwecken das Druckmittel von Erfindung handelt es sich um eine praktisch ganz eineiner Seite auf die gegenüberliegende Seite des KoI- 65 geschlossene Flüssigkeitsmenge ohne Lufttaschen und bens in einem Zylinder gepumpt wird. Man erreicht ohne gedrosselten Ab- und Zulauf. Hiermit wird hierdurch eine Bewegung des Kolbens innerhalb des ohne mechanische Komplikationen eine Verbindung Zylinders (schweizerische Patentschrift 398 179). geschaffen, die in jedem Augenblick genügend steif