DE321098C

DE321098C - Verfahren zur Vermeidung groesserer Schwingungsausschlaege bei Wellenleitungen

Info

Publication number: DE321098C
Application number: DE1917321098D
Authority: DE
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1917-02-27
Filing date: 1917-02-27
Publication date: 1920-05-17

Description

Verfahren zur Vermeidung größerer Schwingungsausschläge bei Wellenleitungen. Wellenleitungen von Kraftmaschinen mit periodischen Impulsen und mehreren Massen besitzen sogenannte kritische Drehzahlen. Unter denselben versteht man diejenigen Umdrehungszahlen, welche mit einer der Ordnungen der Eigenschwingungszahl der Maschinenwelle zusammenfallen. Die Lage dieser kritischen Umdrehungszahl ist abhängig von der Anordnung und der Größe der auf der Welle sitzenden und mit ihr starr verbundenen Schwungmassen und von dem Trägheitsmoment der Welle. Sofern sie unterhalb der normalen Umdrehungszahl der betreffenden Maschine liegt, muß bei jedem Anlassen und Abstellen diese Umdrehungszahl durchschritten werden; infolge der dabei auftretenden starken Schwingungen findet eine außerordentlich starke Beanspruchung der Welle statt, welche sogar zum Bruch führen kann.
Um diese Beanspruchung auf ein Mindestmaß zu vermindern, ist es erforderlich, die Ausbildung der Schwingungen nach Möglichkeit zu verhindern. Ein Mittel dazu ist das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren.
Dasselbe besteht darin, daß eine oder mehrere Schwungmassen drehbar auf die Welle aufgesetzt und von mit der Welle fest verbundenen Mitnehmern mittelbar, mitgenommen werden Die Verbindung zwischen Mitnehmer und Schwungmasse ist so ausgeführt, daß die von ersterem auf die letztere übertragene Umfangskraft abhängig ist von der Relativgeschwindigkeit zwischen Mitnehmer und Schwungmasse. je größer die Relativgeschwindigkeit ist, desto größer ist die vom Mitnehmer auf die Schwungmasse ausgeübte Umfangskraft.
Infolgedessen wird bei normalem Gang der Maschine, d. h. bei kleinen Schwingungsausschlägen der Welle und des fest mit ihr gekuppelten Mitnehmers, die durch das Verbindungsglied auf die lose Schwungmasse übertragbare Kraft zu klein sein, um letztere ebenfalls in schwingende Bewegung zu setzen. Die Welle wird also ihren normalen Gang beibehalten und die Schwungma 5se mit der mittleren Geschwindigkeit der .Welle sich gleichmäßig drehen.
In der Nähe der kritischen Umdrehungszahl, d. h. sobald die Schwingungsausschläge der Wellenleitung und damit auch die Relativgeschwindigkeiten größer werden, nehmen die von dem Mitnehmer auf die Schwungmasse ausgeübten; mit den Schwingungen periodisch wechselnden Umfangskräfte bedeutend zu. Bei genügender Größe der Schwungmasse kann letztere den. rasch wechselnden Impulsen des Mitnehmers nicht ohne weiteres folgen. Die Schwungmasse dreht sich daher nach wie vor verhältnismäßig gleichförmig und übt - rückwirkend - auf den Mitnehmer eine seiner Relativbewegung entgegengesetzte, d. h. seine Ausschläge dämpfende Kraft aus, so daß einerseits die Schwingungsausschläge, anderseits auch die durch dieselben in der Welle hervorgerufenen Beanspruchungen verringert werden. je größer die Schwingungsausschläge, desto größer ist die Refativgeschwindigkeit zwischen Mitnehmer und Schwungmasse, desto größer ist also auch die rückwirkende Kraft.
In den Fig. x und 2 der Zeichnung sind als Anführungsbeispiele zwei Vorrichtungen dargestellt, durch welche das vorbeschriebene Verfahren verwirklicht wird. In der Fig i bedeutet a die Wellenleitung, b einen mit der Wellenleitung fest verbundenen Körper, welcher mehrere senkrecht zur Welle stehende Scheiben c trägt. Die Masse dieser Scheiben kann sehr gering gewählt werden. Außerhalb des Scheibenkörpers b-c ist die Schwungmassed angeordnet, welche durch die Nabe e auf der Welle drehbar gelagert ist.
Der Schwungkörper hat ebenfalls zu der Welle konzentrische Scheiben f, welche zwischen den vorerwähnten Scheiben angeordnet und mit dem Schwungkörper starr verbunden sind. Der Zwischenraum zwischen den einzelnen Scheiben wird durch eine Flüssigkeit ausgefüllt, welche dazu dient, die Schwungscheibe durch Reibungskraft mitzunehmen. Durch entsprechende Wahl der Zähigkeit der Flüssigkeit sowie des Zwischenraumes zwischen den Scheiben und der Oberfläche derselben ist es möglich, die Reibung zwischen Mitnehmerscheibe und Schwungmasse in weitgehendem Maße zu verändern. Je größer dieRelativgeschwindigkeit zwischen den Scheiben c und f wird, um so größer wird auch die auftretende Reibungskraft, welche einen derartigen Gleichgewichtszustand herstellen wird, daß die Ausschläge ein bestimmtes Maß nicht überschreiten und die Wellenbeanspruchung auf eine Mindestgröße beschränken.
Eine andere Bauart einer solchen Vorrichtung stellt Fig. 2 dar. In dieser bedeutet a wieder die Wellenleitung; b ist ein fest mit der Welle verbundener Mitnehmer und c die lose auf der Welle sitzende Schwungmasse. Der Mitnehmer b bewegt - sich in zwei Aussparungen d-e bzw. f-g der Schwungmasse. Dadurch, das der Mitnehmer an die Wandungen der Schwungmasse dicht anschließt, werden die beiden Aussparungen in je zwei Kammern d und e bzw. f und g unterteilt, welche lediglich durch Öffnungen h bzw. i in dem Mitnehmer b miteinander verbunden sind. Diese Kammern werden ebenfalls mit einer 1- lüssigkeit vollständig gefüllt, welche bei einer 1Zelativbewegung zwischen Mitnehmer und Schwungmasse durch die Öffnungen h bzw. i von der einen Kammer in die andere übertreten muß. Durch geeignete Wahl der Flüssigkeit und der Größe der Öffnungen im Mitnehmer kann die dämpfende Kraft zwischen Mitnehmer und Schwungmasse wiederum beliebig verändert -werden.
Je größer auch hier die Relativgeschwindigkeit des Mitnehmers wird, um so größere rückwirkende Kräfte treten entsprechend der hierbei auftretenden größeren Druckhöhe auf, um die Flüssigkeit von der einen Kammer in die andere zu drücken, wodurch auch hier ein bestimmter Gleichgewichtszustand sich ein-:;tellt, der die Ausschläge und damit die Beanspruchungen auf eine Mindestgröße beschränkt.

Claims

PATENT-ANSpRUCH: Verfahren zur Vermeidung größerer Schwingungsausseliläge bei Wellenleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Wellenleitung eine oder mehrere Schwungmassen drehbar angeordnet und mit auf der Wellenleitung festsitzenden Mitnehmern mittelbar derart verbunden sind, daß infolge der Trägheit der Schwungmasse bei auftretenden Schwingungen des Mitnehmers bzw. der Welle Kräfte auf den Mitnehmer einwirken, welche den Schwingbewegungen des Mitnehmers entgegenwirken und deren Größe abhängig ist von der Relativgeschwindigkeit zwischen Mitnehmer und Schwungmasse.