DE2001654A1

DE2001654A1 - Vorrichtung zur Kompensation von Unwuchten

Info

Publication number: DE2001654A1
Application number: DE19702001654
Authority: DE
Inventors: Claude Latour
Original assignee: DEV IND PROCLEM SOC ET
Current assignee: DEV IND PROCLEM SOC ET
Priority date: 1969-01-31
Filing date: 1970-01-15
Publication date: 1970-08-06
Also published as: FR2029933A5; SE355648B; GB1296467A; US3620044A

Description

PATENTANWÄLTE

dr. W.Schalk ' dipl.-ing. P. Wirth · dipl.-ing.C. Dannenberg

DR. V. SGH MI ED-KOWARZI K · DR. P. WEI N HOLD · DR. D. G UDEL

6 FRANKFURT AM MAIN

OR. ESCHENHEIMER STRASSE 39

14. Januar 1970
Gu/RK

SOCIETE d«ETUDES ET DE DEVELOPPEMENT INDUSTRIEL PROCLEM

14-16 Rue Clement Bayard Levallois-Perret (Hauts-de-Seine) Frankreich

Vorrichtung zur Kompensation von Unwuchten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kompensation von Unwuchten bei der Kraftübertragung zwischen einem führenden und einem geführten Element«

Sämtliche Motoren besitzen in unterschiedlichem Ausmaß und vor allem im unteren Leistungsbereich zyklische Unregelmäßigkeiten .oder Unwuchten, die beim Betrieb der Apparate oder bei der Bewegung der Last mehr oder weniger starke Nachteile mit sich bringen· Dies trifft vor allem auf Verbrennungsmotoren und insbesondere auf Dieselmotoren zu.

Als Folge hiervon erzeugt der Motor ein störendes Geräusch. Als Folge der Erschütterungen stellt sich häufig eine schnelle teilweise und oft auch totale Zerstörung der Ver~ bindungseleeente zwischen Motoren und angetriebenen Teilen oder tuch der Apparate selber ein.

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Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten sind bereits zahlreiche Versuche unternommen worden (beispielsweise mit Unwuchten, Riemen, Spezialkupplungen usw.). Bis heute ist dieses Problem auf herstellungstechnisch und wirtschaftlich vernünftige Weise jedoch noch nicht gelöst worden.

Studiert man von neuem die Arbeitsweise eines Motors mit einer Unwucht, so kann man ein Diagramm aufzeichnen, wie es in Fig. 1 wiedergegeben ist. Dort ist in Abhängigkeit von der Zeit t die Drehgeschwindigkeit Cj aufgetragen. Hieraus ist einerseits die Kurve it>_m ersichtlich, die die mittlere Drehgeschwindigkeit der Last wiedergibt, und andererseits eine im allgemeinen sinusförmige Kurve, deren Unregelmäßigkeiten aus den Unwuchten resultieren. Die erste Kurve ist dagegen eine Gerade_o Die sinusförmige Kurve besitzt aufsteigende Teile, die der Beschleunigung entsprechen, und absteigende Teile, die die Verlangsamung repräsentieren. Diese zweite Kurve entspricht der Änderung der Drehgeschwindigkeit des Motors mit führendem Organ.

Bei einem Vergleich dieser beiden Kurven wird die der Erfindung zugrundeliegende I^ee deutlich% Für die Übertragung der Kräfte sollen nur die aufsteigenden Teile der zweiten Kurve verwendet werden, d.h. diese Teile (M), bei denen die Last "schiebt¹¹. Die absteigenden Teile (R), bei denen die Last "bremst", werden außer Aoht gelassen.

Dies kann dadurch erreicht werden, daß das führende und das geführte Bauteil unter Spiel in beiden Richtungen angeordnet sind, dessen Betrag etwa von der Auslenkung der größten Unwucht des führenden Teils begreifst ist. Hierdurch werden die oben angegebenen Nachteil®, nämlich die Qe;Kusche und der meohaniiohe Vereehleiß, #.***keaji unter-

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BAD ORIGINAL

Die Vorrichtung naph der Erfindung, die also zur Kompensation von Unzuchten dient, kann zwischen einem führenden Teil und einem geführten Teil vorgesehen werden, wobei auch ein Schaltkasten oder eine Gangschaltung angeordnet sein kann„

Diese Vorrichtung ist besonders vorteilhaft bei Systemen mit einem freien Rad. Dabei entspricht jedes winkelige Schiefstellen, das durch die zyklischen Unregelmäßigkeiten hervorgerufen wird, praktisch einer gewollten Auslenkung des freien Rades. Falls eine Vorrichtung nach der Erfindung nicht eingebaut wird, wird alsp die Lebensdauer der Teile, die als freie Räder wirken, fühlbar herabgesetzt. Die Verringerung der Lebensdauer gegenüber den von den Herstellern angegebenen Zeiten ist unter anderem darauf zurückzuführen, daß bei dieser Angabe nicht berücksichtigt wurde, daß im Betrieb derartige Steuerbewegungen ausgeführt werden müssen.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Gegenstands der Erfindung sind am äußeren und am inneren Umfang der konzentrischen -Teile des führenden bzw. des geführten Elements einander komplementäre Aufnahmen vorgesehen, in denen parallel zur gemeinsamen Achse bewegliche, beispielsweise zylindrische Teile angeordnet sind, die die Länge dieser gemeinsamen Teile aufweisen, wobei die Bogenlänge jeder Aufnahme den entsprechenden Mittelwinkel der größten zyklischen Auslenkung des führenden oder geführten Elements gleich ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 2 einen Schnitt durch eine erste Vorrichtung nach der Erfindungj

Fig. 3 einen entsprechenden Schnitt durch eine abgewan-

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delte Ausführungsformj

Fig. 4 in schematischer Weise eine Vorrichtung zur Bestimmung des maximalen Winkelausschlages der Unwuchten, und

Figo 5 eine mit der Vorrichtung nach Fig. 4 aufgezeichnete Kurve.

Ein Motorelement 1 zieht beim Ausführungsbeispiel nach m, Fig. 2 das angetriebene Teil 2 um die gemeinsame Achse X, wobei zwischen beiden Teilen ein Zwischenraum 3 freibleibt.

Beim Ausbohren des Motorelementes 1 ur.4 im Umfang des angetriebenen Teiles 2 sind Halbzellen 4, 5 vorgesehen, deren Abmessungen weiter unten erläutert werden.

In jeder Halbzelle befindet sich ein Klotz 6 (zylindrisches Nadellager), der sich in der Zelle 4, 5 in Abhängigkeit von den zyklischen Unregelmäßigkeiten des Motorelementes 1 frei bewegen kann.

P Beim Ausführungsbeispiel nach Fig« 3 bewegt ein Motorelement 11 ein geführtes Teil 12. Diese Bauelemente sind so hergestellt, daß das Motorelement 11 eine Anzahl von unter gleichen Abständen vorgesehenen Vorsprüngen 14 aufweist, während das geführte Teil 12 in entsprechender Weise eine gleiche Anzahl von Vorsprüngen 15 besitzt, die ebenfalls unter sich den gleichen Abstand lassen. Dabei befindet sich ein Vorsprung 14 jeweils zwischen zwei VorSprüngen 15 und umgekehrt.

Die Anordnung ist so getroffen, daß die Kammern, die zwischen zwei VorSprüngen 14, 15 und den entsprechenden Umfangsstücken des Motorelements 11 und des geführten Teiles

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12 ausgeführt werden, Zellen ausbilden, in denen Klötze 16 vorgesehen sind, die den Klötzen 6 beim Ausführungsbeispiel nach Figo 2 entsprechen»

Nun sei angenommen,daß der Motor, der die Achse 1 haw. antreibt, eine Unwucht oder zyklische Unregelmäßigkwit in einem Winkelbetrag von N⁰ aufweist, wobei der Winkel im Mittelpunkt dem Bogen der Zelle entspricht und gleich

einem Maximum Von 2N° gewählt wird«

Als Wert für diesen Winkel N kann man den wählen, der vom Hersteller angegeben wird«, Diese Angabe ist jedoch im allgemeinen ungenau· Es ist daher vorteilhafter und auch leichter, diesen Winkel jeweils genau zu bestimmen. Hierzu kann die Vorrichtung nach Fig. 4 dienen, bei der eine dünne elastische Feder 17 vorgesehen ist, die an ihrem freien Ende eine Kugel 18 trägt. Das andere Ende der Feder ist mit der Motorwelle 1 verbunden. Auf eiiem dünnen Teil 2 wird auf geeignete Weise ein Stück Papier 19 bezüglich der Ruhestellung der Feder 17 symmetrisch befestigt. Die kugelförmige Masse 18 besitzt eine Schreibspitze 20, die sich auf dem Papier abstützt« Wird nun der Motor angeworfen, so entfernt sich die Feder 17 mehr | oder weniger von ihrer Ruhelage, und die Masse 18 ent-¹ fernt sich entsprechend mehr oder weniger von der Drehachse X der Welle, und zwar abhängig von der Drehgeschwindigkeit des Motors· Auf dem Papier wird also eine Kurve beschrieben, die in Fig. 5 wiedergegeben ist. Aus dieser Kurve kann man für jede Drehgeschwindigkeit des Motors direkt den genauen Wert des Winkels N ablesen, der die Unwucht bestimmt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet wie folgt: Dreht der Motor und mimnt die Last mit, so bewegen sich die V Klötze 6, 16 In ihren Zellen in Drthrichtung nach vorne, falle die ansteigenden Teile M dar Kurvt nach Fig. 1 duroh-

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laufen werden. Sie werden nach hinten versetzt, falls die abfallenden Teile R dieser Kurve durchlaufen werden.

Hierdurch erhält man eine Absorption der Unwucht, und gleichzeitig bleiben beide Teile 1 und 2 bzw. 11 und 12 zueinander konzentrisch«

Verwendet man bewegliche Teile aus elastischem Material, so werden darüberhinaus gewisse Störschwingungen beseitigt. Die Anordnung nach den Fig. 2 und 3 bietet den Vorteil, daß die sich drehenden Teile nicht mehr abgeschnitten zu werden brauchen. Dies ist bei elastischen Klötzen (aus Elastomeren oder ähnlichem Material) besonders vorteilhaft.

In der vorstehenden Beschreibung sind die beweglichen Teile in den Zellen zylindrisch ausgebildet. Diese Elemente können auch konisch sein, falls eine nicht homokinetische Übertragung (beispielsweise weil die Wellen nicht parallel zueinander verlaufen) mit einem homokinetischen Kupplungseffekt erzielt werden soll.

Ferner kann auch ein Teil der beweglichen Teile aus hochelastischem und ein anderer Teil aus geringelastischem Material hergestellt sein.

- Ansprüche -

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Claims

14. Januar 1970 SOCIETE Cl¹ETUDES ET DE

<V DEVELOPPEMENT INDUSTRIEL T PROCLEM

Patentansprüche

Vorrichtung zur Kompensation von Unwuchten "bei der Kraftubertragung zwischen einem führenden und einem geführten Element, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elemente (1, 11; 2, 12) mit gegenseitigem Spiel in beiden Richtungen angeordnet sind, dessen Betrag etwa von der Auslenkung der größten Unwucht des führenden Teiles (1, 11) begrenzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren und inneren Umfang der konzentrischen Teile des führenden bzw. . geführten Elements (1,11; 2, 12) einander komplementäre Aufnahmen (4, 5) vorgesehen sind, in denen parallel zur gemeinsamen Achse (X) bewegliche, beispielsweise zylindrische. Teile angeordnet sind, die die Länge dieser gemeinsamen Teile aufweisen, wobei die Bogenlänge jeder Aufnahme dem entsprechenden Mittelwinkei der größten zyklischen Auslenkung des führenden oder geführten Elementes gleich ist.

Der Patentanwalt:

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t.

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