DE4420288A1

DE4420288A1 - Device for axial oscillation dampening of rotating machine parts

Info

Publication number: DE4420288A1
Application number: DE19944420288
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Geib; Juergen Dipl Ing Thomas
Original assignee: ROSTOCK DIESELMOTOREN
Current assignee: ROSTOCK DIESELMOTOREN
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1995-12-14
Anticipated expiration: 2014-06-11
Also published as: DE4420288C2

Abstract

The ring chamber (17) of the combination ring (3) is divided into two pressure chambers (5,6) by a flange (4) or web. The chambers have an associated common pre-chamber (7), and the connection is via feed bores (16). Radial bores (13) extend from the pressure chambers to an axial bore (14) in the shaft (2). The sum of the profiles of feed bores or radial bores, is the same or smaller than the cross-section of the pipe (15) for the complete oil supply. The chambers have associated open bores (10,11), which act with a throttle unit (12) to adjust the strength of the damper action.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur axialen Schwingungsdämpfung von rotierenden Maschinenelementen, z. B. Getriebewellen, die mit einem anderen Maschinenelement verbunden sind und bei der gleichzeitig die Ölversorgung dieses Maschinenelements mit erfolgt.The invention relates to a device for the axial vibration damping of rotating machine elements, e.g. B. gear shafts with another Machine element are connected and at the same time the oil supply this Machine element done with.

Die Notwendigkeit einer axialen Schwingungsdämpfung ergibt sich daraus, daß Wellen (unter bestimmten Voraussetzungen) bei einer Rotation um ihre Längsachse zu Axialschwingungen angeregt werden, und dies in vielen Fällen zum Funktionsausfall oder zur Zerstörung der Maschine oder einzelner Maschinenelemente führen kann. Das macht zum Beispiel eine axiale Schwingungsdämpfung der Kurbelwelle eines Schiffsdieselmotors erforderlich.The need for axial vibration damping results from the fact that Waves (under certain conditions) when rotating about their longitudinal axis are excited to axial vibrations, and in many cases to Malfunction or to destroy the machine or individual Machine elements can lead. That makes an axial one, for example Vibration damping of the crankshaft of a marine diesel engine is required.

Die Ölversorgung von Maschinenteilen ist ebenfalls erforderlich, um die Funktionstüchtigkeit von Maschinen und Maschinenelementen aufrechtzuerhalten. Gleitlager müssen z. B. aus diesem Grund mit Schmier- bzw. Kühlmittel versorgt werden. Dies wird bei rotierenden Teilen im allgemeinen axial mittels eines Rotoranschlusses (z. B. Schalt- und Kühlöl bei Lamellenkupplungen) und radial über Gleitringkonstruktionen (z. B. Verstellpropeller und Stevenrohrabdichtungen von Schiffen) realisiert.The oil supply to machine parts is also required in order to Maintain the functionality of machines and machine elements. Plain bearings must, for. B. for this reason supplied with lubricant or coolant become. In the case of rotating parts, this is generally done axially by means of a Rotor connection (e.g. switching and cooling oil for multi-plate clutches) and radial via mechanical seal designs (e.g. variable pitch propeller and stern tube seals from Ships).

Bisher wurden die beiden Funktionen axiale Schwingungsdämpfung und Ölversorgung (Medienleitung) in entsprechenden Ausführungsvarianten getrennt verwirklicht. Diese Funktionstrennung hat eine Elementenredundanz bei der Ausführung von Maschinenanlagen zur Folge, die einen Kostenmehraufwand hervorruft.So far, the two functions of axial vibration damping and Oil supply (media line) separated in corresponding design variants realized. This separation of functions has an element redundancy in the Execution of machine systems resulting in an additional cost evokes.

Ziel dieser Einrichtung ist es, den technischen und ökonomischen Aufwand für die o.g. Funktionen zu verringern. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Entwicklung einer Einrichtung zur axialen Schwingungsdämpfung von rotierenden Maschinenelementen, bei der die Funktion der axialen Schwingungsdämpfung mit der Ölversorgung vereinigt sind und die Dämpfungsstärke einstellbar ist.The aim of this facility is to reduce the technical and economic outlay for the o.g. Reduce functions. The object of the invention is therefore in Development of a device for the axial vibration damping of rotating Machine elements in which the function of the axial vibration damping with the oil supply are combined and the damping strength is adjustable.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Ringraum einer radialen Ölzuführung in Ruhelage durch einen Steg (Flansch) in zwei Druckkammern gleicher Dimension unterteilt ist und daß diese Druckkammern mit einer gemeinsamen Vorkammer und mit der zentralen Axialbohrung der Welle über die Zuführungsbohrungen verbunden sind. Gleichzeitig sind die Druckkammern durch Kurzschlußbohrungen verbunden, um durch Drosseleinrichtungen den Druckausgleich zwischen den Druckkammern definiert zu beeinflussen und die Dämpfung in Grenzen einstellbar zu gestalten. Zur Verminderung der Schwächung der Welle sind die Bohrungen der einzelnen Druckkammern zur zentralen Axialbohrung zueinander drehwinkelversetzt angeordnet.According to the invention it is provided that the annular space in a radial oil supply Rest position through a web (flange) in two pressure chambers of the same dimension is divided and that these pressure chambers with a common prechamber and connected to the central axial bore of the shaft via the feed bores are. At the same time, the pressure chambers are connected by short-circuit bores, in order to equalize the pressure between the pressure chambers by means of throttling devices influence in a defined manner and to make the damping adjustable within limits. For The weakening of the shaft reduces the drilling of the individual Pressure chambers for the central axial bore are offset from one another by an angle of rotation arranged.

Vorteile der neuen Lösung bestehen in der Aufwandsreduzierung bei Konstruktion und Fertigung, der Volumen- bzw. Masseeinsparung so ausgeführter Anlagen, der Aufwandsreduzierung bei Wartung und Reparatur.The advantages of the new solution are the reduction in design effort and manufacturing, the volume and mass savings of so executed systems, the Reduction of effort for maintenance and repair.

Nachfolgend soll die erfindungsgemäße Lösung durch zwei Ausführungsvarianten veranschaulicht werden:In the following, the solution according to the invention is intended to be implemented in two ways are illustrated:

Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch eine Welle mit aufgesetztem "Kombiring" zur Ölzuführung und Längsschwingungsdämpfung. Fig. 1 shows an axial section through a shaft with attached "combination ring" for oil supply and longitudinal vibration damping.

Nach Fig. 1 ist auf der durch eine Gehäusewand 1 geführten Welle 2 ein kombinierter axialer Schwingungsdämpfer und radialer Ölversorgungsgleitring (Kombiring) 3 gelagert, der mit der Gehäusewand 1 fest verbunden ist. Dieser Kombiring 3 umschließt mit seinem Ringraum 17 einen auf der Welle 2 befindlichen Flansch 4, der fest mit der Welle 2 verbunden ist. Der Kombiring 3, der axial oder radial geteilt ausgeführt ist, bildet mit diesem Flansch 4 die Druckkammern 5, 6. Die Abdichtung dieser beiden Druckkammern 5, 6 zueinander erfolgt über einen Dichtring 8. Nach außen sind die Druckkammern 5, 6 mit Dichtringen 9 abgedichtet. Weiterhin sind die Druckkammern 5, 6 über je eine Kurzschlußbohrung 10, 11 miteinander über die Drosseleinrichtung 12 zur Einstellung der Dämpfungsstärke verbunden. Die Weiterleitung des Öls durch die Welle 2 erfolgt mittels der Radialbohrungen 13 die in die Axialbohrung 14 einmünden. Die Anzahl der Radialbohrungen 13 werden zu gleichen Teilen der Druckkammer 5 und 6 zugeteilt und münden winkelversetzt in der Axialbohrung 14, um die Schwächung der Welle 2 klein zu halten. Durchmesser und Anzahl sind abhängig vom durchzusetzenden Ölstrom. Die Ölzuführung zu den Druckkammern 5, 6 erfolgt über die im Kombiring 3 angeordneten und entsprechend dem Öldurchsatz dimensionierten Zuführungsbohrungen 16 aus einer gemeinsamen Vorkammer 7, an die die Rohrleitung 15 angeflanscht ist.According to Fig. 1, a combined axial and radial vibration Ölversorgungsgleitring (combi ring) 3 is mounted on the guided through a housing wall 1 Shaft 2, which is firmly connected with the housing wall 1. This combination ring 3 encloses with its annular space 17 a flange 4 located on the shaft 2 , which is firmly connected to the shaft 2 . The combination ring 3 , which is axially or radially divided, forms the pressure chambers 5 , 6 with this flange 4 . These two pressure chambers 5 , 6 are sealed off from one another via a sealing ring 8 . The pressure chambers 5 , 6 are sealed to the outside with sealing rings 9 . Furthermore, the pressure chambers 5 , 6 are each connected via a short-circuit bore 10 , 11 to one another via the throttle device 12 for setting the damping strength. The oil is passed on through the shaft 2 by means of the radial bores 13 which open into the axial bore 14 . The number of radial bores 13 are allocated in equal parts to the pressure chamber 5 and 6 and open angularly offset in the axial bore 14 in order to keep the weakening of the shaft 2 small. The diameter and number depend on the oil flow to be achieved. The oil supply to the pressure chambers 5, 6 takes place arranged in combination ring 3 via the oil and according to the throughput dimensioned supply holes 16 from a common pre-chamber 7 to which the conduit is flanged 15 °.

Fig. 2 zeigt einen axialen Schnitt durch eine Welle mit aufgesetztem "Kombiring" zur Ölzuführung und Längsschwingungsdämpfung. Fig. 2 shows an axial section through a shaft with attached "combination ring" for oil supply and longitudinal vibration damping.

Es zeigt Fig. 2 die gleiche Anordnung wie Fig. 1, nur wird der Ringraum 19 von der Welle 2 mittels einer eingebrachten Eindrehung und dem Kombiring 3 gebildet. Die Druckkammern 5, 6 entstehen durch das Eingreifen eines Stegs 18 am Kombiring 3 in die Eindrehung der Welle 2. Der Dichtring 8 sitzt zwischen Steg 18 und Welle 2. FIG. 2 shows the same arrangement as FIG. 1, only the annular space 19 is formed by the shaft 2 by means of an inserted turn and the combination ring 3 . The pressure chambers 5 , 6 are created by the engagement of a web 18 on the combination ring 3 in the rotation of the shaft 2 . The sealing ring 8 sits between the web 18 and the shaft 2 .

Das Öl wird durch die Rohrleitung 15 über die Vorkammer 7 und die Zuführungsbohrungen 16 gleichzeitig in die Druckkammern 5 und 6 geleitet. Durch den anliegenden Öldruck werden die gegenüberliegenden Flächen des Flansches 4 bzw. des Stege 18 mit jeweils einer Kraft beaufschlagt, welche die Welle 2 axial in relativer Ruhe zum Kombiring 3 halten möchte. Wird die Welle 2 jetzt zu Axialschwingungen angeregt, verkleinert sie dadurch die eine der beiden Druckkammern 5, 6 und vergrößert gleichzeitig die andere, wodurch es zum Druckunterschied zwischen den Druckkammern 5 und 6 kommt, der die axiale Bewegung der Welle 2 dämpft. Der Ausgleich des Druckunterschiedes vollzieht sich über die Kurzschlußbohrungen 10, 11 und wird durch die Drosseleinrichtung 12 beeinflußt. Das Öl gelangt gleichzeitig über die Radialbohrungen 13 und der Axialbohrung 14 zu den zu versorgenden Schmierstellen.The oil is passed through the pipeline 15 via the prechamber 7 and the feed bores 16 into the pressure chambers 5 and 6 at the same time. Due to the applied oil pressure, the opposite surfaces of the flange 4 or the webs 18 are each subjected to a force which the shaft 2 wishes to hold axially in relative rest to the combination ring 3 . If the shaft 2 is now excited to axial vibrations, it thereby reduces the one of the two pressure chambers 5 , 6 and at the same time increases the other, which leads to a pressure difference between the pressure chambers 5 and 6 , which dampens the axial movement of the shaft 2 . The pressure difference is compensated for via the short-circuit bores 10 , 11 and is influenced by the throttle device 12 . The oil reaches the lubrication points to be supplied simultaneously via the radial bores 13 and the axial bore 14 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Gehäusewand
2 Welle
3 Kombiring
4 Flansch
5 Druckkammer
6 Druckkammer
7 Vorkammer
8 Dichtring
9 Dichtring
10 Kurzschlußbohrung
11 Kurzschlußbohrung
12 Drosseleinrichtung
13 Radialbohrung
14 Axialbohrung
15 Rohrleitung
16 Zuführungsbohrung
17 Ringraum
18 Steg
19 Ringraum 1 housing wall
2 wave
3 combination ring
4 flange
5 pressure chamber
6 pressure chamber
7 antechamber
8 sealing ring
9 sealing ring
10 short circuit hole
11 short circuit hole
12 throttle device
13 radial bore
14 axial bore
15 pipeline
16 feed hole
17 annulus
18 bridge
19 annulus

Claims

1. A device for the axial vibration damping of rotating machine NEN elements in which the oil supply for this or coupled machine elements takes place at the same time, characterized in that the annular space ( 17 , 19 ) of the combination ring ( 3 ) by a flange ( 4 ) or web ( 18 ) into two pressure chambers (5, 6) is divided and that this pressure chambers (5, 6) have a common pre-chamber (7) is associated and the connection is made via feed bores (16) and that of the pressure chambers (5, 6) has radial bores (13 ) are provided for an axial bore ( 14 ) in the shaft ( 2 ), the bores ( 13 ) of the individual pressure chambers ( 5 , 6 ) being arranged offset from one another in rotation.

2. Device according to claim 1, characterized in that the sum of the cross sections of the feed bores ( 16 ) or the radial bores ( 13 ) in the shaft ( 2 ) is equal to or smaller than the pipe cross section of the pipeline ( 15 ) for the entire oil supply.

3. Device according to claim 1, characterized in that the pressure chambers ( 5 , 6 ) are associated with open bores ( 10 , 11 ) which are operatively connected together with a throttle device ( 12 ) for adjusting the damping strength.

4. Device according to claim 1, characterized in that the combination ring ( 3 ) has an annular space ( 17 ) into which a flange ( 4 ) connected to the shaft ( 2 ) engages.

5. Device according to claim 1, characterized in that the annular space ( 19 ) incorporated in the shaft ( 2 ) and on the combination ring ( 3 ) a web ( 18 ) is provided which engages in this annular space ( 19 ).

6. Device according to claim 1, 4 and 5, characterized in that the combination ring ( 3 ) is axially or radially divided.