DE543400C

DE543400C - Flexible coupling for the transmission of power from machines with unequal torque

Info

Publication number: DE543400C
Application number: DE1930543400D
Authority: DE
Original assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1930-08-07
Filing date: 1930-08-07
Publication date: 1932-02-05

Description

Bei Maschinengruppen oder Wellenleitungen, wie ι. B. auf Schiffen, die durch Kolbenmaschinen angetrieben werden, treten infolge des ungleichen Drehmomentes öfter bei be-S stimmten Drehzahlen Schwingungen auf, die im Falle von Resonanz zum Bruch der Wellenleitung führen können. Durch verschiedene Mittel sucht man diesem Umstand vorzubeugen oder abzuhelfen. Zu diesem ZweckWith machine groups or waveguides, such as ι. B. on ships that are driven by piston engines, due to the unequal torque, vibrations occur more often at certain speeds, which in the case of resonance can lead to breakage of the shaft line. One tries to prevent or remedy this circumstance by various means. To this end

to ist es z. B. bekannt, die kritische Drehzahl durch den Einbau einer elastischen Kupplung so zu ändern, daß sie außerhalb der Betriebsdrehzahlen zu liegen kommt. Da derartige Kupplungen zusammen mit dem ganzen System trotz der veränderten Schwingungselastizität wieder zu Resonanz führen können, ist auch bereits vorgeschlagen worden, in diesem Falle besondere, zusätzliche Dämpfungseinrichtungen vorzusehen.to is it z. B. known, the critical speed by installing a flexible coupling to be changed so that it comes to lie outside the operating speeds. Since such couplings together with the cause the whole system to resonate again despite the changed vibration elasticity can, has also already been suggested, in this case special, additional Provide damping devices.

Die vorliegende Erfindung schließt hieran an und besteht darin, daß an Stelle der bisher für derartige Kupplungen verwendeten Schrauben- oder Blattfedern mit einer Lamellen- oder hydraulischen Dämpfung die an sich bekannten sogenannten Ringfedern verwendet werden, deren Federringe mit konischen Flächen ineinandergleiten, durch die Reibung eine Dämpfung bewirken und so zu bemessen sind, daß die Größe der durch die Reibung der ineinandergleitenden Federringe hervorgerufenen Dämpfungskraft gleichmäßig oder ungefähr gleichmäßig mit der Belastungskraft zu- oder abnimmt. The present invention follows on from this and consists in that in place of the hitherto coil or leaf springs used for such clutches with a lamellar or hydraulic damping, the so-called ring springs known per se are used whose spring washers with conical surfaces slide into each other, cause damping by the friction and so to are dimensioned that the size of the by the friction of the spring rings sliding into one another caused damping force increases or decreases evenly or approximately evenly with the load force.

Hierdurch werden, außer den allgemeinen und bekannten Vorteilen der Ringfedern, für den vorliegenden besonderen Fall noch folgende Vorteile erreicht:This, in addition to the general and well-known advantages of ring springs, for the present particular case still achieves the following advantages:

1. Außer den Federelementen werden keine zusätzlichen Dämpfungselemente benötigt, wie es bei den sonst verwendeten Kupplungen erforderlich ist.1. Apart from the spring elements, no additional damping elements are required, such as it is necessary for the couplings that are otherwise used.

2. Die Größe der Dämpfungskraft ist nicht, entsprechend einem einmal eingestellten Betrag, konstant, sondern ändert sich gleich oder angenähert gleich mit der Kraft selbst, welcher die Federung ausgesetzt ist.2. The size of the damping force is not, according to an amount that has been set once, constant, but changes equal or approximately equal to the force itself, which the suspension is exposed to.

Da bei den bisher bekannten Ausführungen die Größe der Dämpfung konstant ist, wird hierdurch die kritische Drehzahl nur um einen bestimmten Betrag verschoben oder in einem kleinen Bereich geändert, 'denn es sind alsdann alle Glieder des Systems wiederum konstant. Bei der Verwendung von Ringfedern gemäß der vorliegenden Erfindung steigt dagegen beim Wachsen der Impulskraft auch die Dämpfungskraft, wodurch für alle Drehzahlen der Eintritt einer gefährlichen Resonanz mit Sicherheit vermieden wird.Since the size of the damping is constant in the previously known designs, as a result, the critical speed is only shifted by a certain amount or changed in a small area, because then all the members of the system are again constant. When using annular springs according to the present invention, on the other hand, the impulse force increases as the force increases also the damping force, whereby a dangerous occurrence for all speeds Resonance is definitely avoided.

Es ist ferner bekannt, eine unmittelbar auf eine Propellerwelle arbeitende Kolbendampfmaschine und eine nachgeschaltete Abdampfturbine, die über ein Rädergetriebe auf dieselbe Propellerwelle arbeitet, durch eine Kupplung mit Ringfedern miteinander zu verbinden, wobei aber die Kolbenmaschine, also gerade die Maschine mit dem ungleichenIt is also known, a piston steam engine working directly on a propeller shaft and a downstream exhaust turbine, which is connected to the same via a gear train Propeller shaft works by connecting to each other by a clutch with annular springs, but the piston machine, that is, the machine with the unequal

Drehmoment, ihre Leistung nicht unter Vermittlung der Kupplung, sondern 'unmittelbar auf die getriebene Welle überträgt.Torque, their power not through the clutch, but 'directly transfers to the driven shaft.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher veranschaulicht.The invention is illustrated in more detail with the aid of the drawing.

Fig. ι zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch eine Schiffsmaschinenanlage mit mehrzylindriger Kolbendampfmaschine. Fig. 2 und 3 zeigen die dabei im ίο Sinne der Erfindung verwendete Kupplung in etwas größerem Maßstab. Fig. 4 zeigt die Elemente der Ringfeder. Fig. 5 und 6 veranschaulichen Federdiagramme von Ringfedern, ι bezeichnet die Kolbenmaschine mit mehreren Zylindern, 2 die Kupplung, 3 die angetriebene Welle, 4 einen Propeller. 5 und 6 sind die Kupplungshälften auf der treibenden und getriebenen Welle. 7 bezeichnet die Arme an der Kupplungshälfte 5 und 8 die- zo jenigen an der getriebenen Hälfte 6. Zwischen den Armen 7 und 8 sind die Ringfedern 9 eingeschaltet. Diese bestehen aus einer Anzahl innerer und äußerer Federpaare, welche mit ι ο und 11 bezeichnet sind. Die Federn liegen zwischen der äußeren Büchse 12 und den inneren Büchsen 13 (s. Fig. 3).Fig. Ι shows as an embodiment of the invention schematically a ship engine system with a multi-cylinder piston steam engine. 2 and 3 show the coupling used in the sense of the invention on a somewhat larger scale. Fig. 4 shows the elements of the ring spring. Fig. 5 and 6 illustrate spring diagrams of annular springs, ι denotes the piston engine with several cylinders, 2 the clutch, 3 the driven shaft, 4 a propeller. 5 and 6 are the coupling halves on the driving and driven shaft. 7 denotes the arms on the coupling half 5 and 8 die zo those on the driven half 6. Between the arms 7 and 8, the annular springs 9 are switched on. These consist of a number of inner and outer pairs of springs, which are denoted by ι ο and 11. The springs lie between the outer sleeve 12 and the inner sleeves 13 (see Fig. 3).

Die Ringfederkupplung wirkt in gleicher Weise auf Zug wie auf Druck. In der dargestellten Ausführung sind sechs solcher Federelemente 9 vorgesehen, die paarweise nebeneinanderliegen und mit ihren Enden durch Bolzen 14 oder durch die Büchse 12 und den Büchsendeckel 15 abwechselnd mit einem Arm der treibenden oder der getriebenen Kupplungshälfte verbunden sind.The ring spring clutch acts in the same way on pulling as on pushing. In the illustrated Execution, six such spring elements 9 are provided, which lie next to each other in pairs and with their ends by bolts 14 or through the sleeve 12 and the Bush cover 15 alternating with one arm of the driving or the driven coupling half are connected.

Fig. 5 zeigt das Federdiagramm einer solchen Ringfeder. Wie bei einer gewöhnlichen Ringfeder entspricht beispielsweise die Belastung von Ar₁ kg der Strecke 0-a bei einem Federweg V₁. Sinkt die Belastung auf x₂ kg, so entspricht dies in dem Diagramm einer gewöhnlichen Spiralfeder der Strecke O-b mit einer Federung y₂. Bei der Ringfeder wird jedoch bis zu dieser Belastung Jc₂ der ganze Betrag des Kraftunterschiedes von X₁ bis X₂ (Strecke A-O₁) durch Reibung in den Federringen aufgenommen. Die Federung ändert sich daher bei diesen Ringfedern nicht. Erst wenn die Belastung unter X₂ sinkt, ändert sich der Federweg entsprechend der linie O₁-O. Fig. 5 shows the spring diagram of such an annular spring. As with an ordinary ring spring, for example, the load of Ar ₁ kg corresponds to the distance 0-a with a spring deflection V ₁ . If the load drops to x ₂ kg, this corresponds to the distance Ob with a suspension y ₂ in the diagram of a normal spiral spring . In the case of the ring spring, however, up to this load Jc _2, the entire amount of the force difference from X ₁ to X ₂ (distance AO ₁ ) is absorbed by friction in the spring washers. The suspension does not change with these ring springs. Only when the load falls below X ₂ does the spring travel change according to the line O ₁ -O.

Wenn daher bei einem. System von Maschinenelementen die Drehzahl sich einer kritischen Drehzahl nähert, was eine entsprechende Vergrößerung der auftretenden Impulskräfte zur Folge hat, wird auch die Dämpfungskraft der Federelemente vergrößert und hierdurch die kritische Drehzahl des Systems entsprechend geändert. Damit wird das Auftreten von Resonanz und somit von gefahrliehen Kräften vermieden.So if with a. System of machine elements the speed becomes a critical one Speed approaches what a corresponding increase in the impulse forces occurring As a result, the damping force of the spring elements is increased and thereby the critical speed of the system changed accordingly. This means that the occurrence of resonance and thus of danger is lessened Forces avoided.

Fig. 6 zeigt ein ähnliches Federdiagramm, nur mit dem Unterschied, daß die Federcharakteristik der verwendeten Ringfedern einen ungleichmäßigen Verlauf hat. Dies wird in bekannter Weise durch eine abweichende Ausführung der einzelnen Federringe erreicht. Die Ausführung der Kupplungen an sich kann in beliebiger Weise erfolgen. Auch kann z. B. ein vorhandenes Schwungrad oder ein auf der Welle befindliches Zahnrad als Teil der Kupplung verwendet werden.Fig. 6 shows a similar spring diagram, only with the difference that the spring characteristic the ring springs used have an uneven course. This is done in a known manner by a different one Execution of the individual spring washers achieved. The execution of the couplings per se can be done in any way. Also z. B. an existing flywheel or a Gear on the shaft can be used as part of the clutch.

Claims

Claim:

Elastic coupling for the transmission of power from prime movers, in particular Ship engines with unequal torque, characterized in that the coupling is provided with ring springs, whose spring washers slide into one another with conical surfaces.

1 sheet of drawings