DE544648C - Schwingungsdaempfung fuer Wellen - Google Patents

Description

Es sind verschiedene Arten von Schwingungsdämpfung zur Beseitigung von Vibrationen verhältnismäßig rasch umlaufender Massen bekannt. Hierzu werden im allgemeinen Polsterungen aus flüssigen oder festen, nachgiebigen Körpern verwendet, oder man benutzt die Reibung zwischen festen Körpern. Den bekannten Maßnahmen ist der Nachteil gemeinsam, daß sie sich nur für bestimmte

to Betriebsverhältnisse hinsichtlich Belastung, Unbalanz oder Geschwindigkeit eignen und daß bei einer Änderung der genannten Verhältnisse die jeweilige Ausführungsform versagt und durch eine andere ersetzt werden muß.

Die Flüssigkeitsdämpfung hat den Nachteil ungenügender Arbeitsfähigkeit gegenüber großen Unbalanzen, weil im allgemeinen nicht genügend Platz für die Unterbringung ausreichender Dämpfungsflächen vorhanden ist. Die Reibungs- oder Gleitbremsung hat den Nachteil, daß für den Anfang der Bremsbewegung die Reibung der Ruhe zu überwinden ist, wodurch eine stoßartige Wirkung zustände kommt, zumal wenn die Gleitflächen nicht gut geschmiert sind. Eine solche Einrichtung könnte nicht einmal bei gleichbleibendenBetriebsverhältnissen gleichmäßig wirken, weil bei vorwiegend trockener Reibung fortwährend Abnutzung und somit eine entsprechende Veränderung der Gleitverhältnisse stattfindet.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die Flüssigkeitsdämpfung ergänzt wird durch eine Reibungsoder Gleitbremsung in solcher Anordnung, daß zunächst nur die Flüssigkeitsdämpfung und erst später auch noch die Reibungs- oder Gleitbremsung wirksam wird, und zwar zweckmäßig mit stufenweise gesteigerter Wirkung.

Zur Veranschaulichung der Erfindung ist in

Fig. ι ein Diagramm der Bremswirkung der Flüssigkeitsdämpfung, in

Fig. 2 ein ebensolches Diagramm der Wirkung einer Reibungsbremsung gegeben.

Fig. 3 zeigt zum Vergleich die Wirkung der neuen Dämpfung.

Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine mit der neuen Dämpfung ausgestatteten Lagerung.

Fig. 5 zeigt in gleicher Darstellungsweise den Zustand, in welchem die Reibungsbremsung einsetzt.

Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform.

Fig. 7, 8 und 9 sind Teillängsschnitte durch weitere Ausführungsformen.

Fig. 10 stellt einen Längsschnitt durch eine Zentrifugenlagerung dar.

In den Fig. 1 bis 3 bedeuten dieOrdinatenP die Bremskräfte, die Abszisse W den Bremsweg.

Wie Fig. ι zeigt, nimmt bei reiner Flüssigkeitsdämpfung die Wirkung mit dem Bremsweg nur wenig zu. Bei reiner Reibungsbremsung ist zunächst die verhältnismäßig hohe Reibung der Ruhe vorhanden. Bei größerem Bremsweg nimmt der Reibungswiderstand und damit auch die Wirkung der

^V

Einrichtung zunächst rasch, dann langsamer ab.

Wird gemäß der Erfindung für den Anfang ausschließlichFlüssigkeitsdämpfung angewendet und dann stufenweise verstärkt"^:.Reibungsdämpfung, so ergibt sich das Bild gemäß Fig. 3. Hiernach kann ein in jedem Fall genügend starkes Ansteigen der Bremskräfte erzielt werden. Zunächst wirkt nur die Flüssigkeitsdämpfung, die weich einsetzt und deren Wirkung allmählich etwas zunimmt. Später setzt eine Stufe der Reibungsdämpfung ein, die eine zwar sprungweise, aber -ihrem Betrag nach nicht allzu hohe Vergrößerung der Bremswirkung ergibt. Es folgt der dem Übergang von ruhender Reibung zu gleitender Reibung entsprechende Abfall, bis die nächste Stufe der Reibungsdämpfung die Bremswirkung weiter erhöht usf.

Das Diagramm nach Fig. 3 läßt sich durch eine Einrichtung gemäß Fig. 4 .erzielen.

Die Welle ι läuft in dem Halslager 2 und' dem Spurlager 3. Beide Lager befinden sich in einer gemeinsamen Lagerhülse 4, die in Höhe des Halslagers 2 mittels der Kugelflächen 5 und 6 schwenkbar ist. In genügender Entfernung des Schwingungsmittelpunktes sind auf der Lägerhülse in· besonderer Weise Bremsringe7 gröBerenAußendurchmessers rund Bremsringe 8 kleineren AußenduEchmessers angeordnet. Die Ringe 8 passen lose· auf den Mantel der Lagerhülse 4, während die Ringe 7 ■"--reichlich Spiel zwischen ihrer-Bohrung und' der Lagerhülse aufweisen. Bei allen Ringen besteht auch Spiel zwischen dem äußeren Umfang der Ringe und der Innenfläche desLagergehäuses 9, jedoch ist zwischen dem. Umfang der Ringe 7 und" der Läg-ergehäusebQhrung geringerer Spielraum als zwischen dem Umfang der Ringe 8 und dem Lagergehäuse. "

Die RingeS sind zweckmäßig, an einer Stelle aufgeschlitzt, damit sich das ' in dem Lägergehäuse g (befindliche Schmiermittel gut ., über die .Gleitflächen zwischen >den Ringen verteilen kann. Diese ebenen Gleitflächen : sind dauernd durch eine Feder lö belastet, die sich einerseits gegen den Deckel 11 -des Gehäuses9 und über die Ringe 7'und :8 andererr seits gegen einen auf das untere Ende der ' 50 Lägerhülse 4 aufgeschraubten Ring 20' abstützt. Infolgedessen-stehen die Kugelschalenflächen S und 6 ebenfalls -dauernd unter der -Wirkung derFederbelästuiig. Die-s ist wichtig, weil die gesamte Dämpfungseinrichtungteine -möglichst spielfrei arbeitende; Bendelung' er-■ -fordert, -damit in ihr- bei Wirksamwerden der -Reibjpigsbremsung; kein. Ausweichen stattfinden-katin. " ' ' ": Die. Füllung des Lagergehäuses-9 mit Öl -oder Fett reicht .bis aur Höhe N:~ ■ . Beim Auftreten von Schwingungen pendelt die Lagerhülse 4 und findet zunächst einen Widerstand in dem Schmiermittel, das zu verdrängen ist. Bei Vergrößerung des Schwjtigungsausschlages bis zu einem vorbestimmten Winkel α (Fig. 5) kommt der ,unterste Ring 7 zur Anlage gegen die Innenfläche des Lagergehäuses 9 und erfährt schon bei geringer weiterer Vergrößerung des Ausschlages eine Verschiebung entlang seinen beiden Bremsflächen. Hierbei setzt die erste Stufe der Reibungsdämpfung ein. Bei fernerer Vergrößerung des Schwingungsaussqhlages kommt der nächstfolgende Ring 7 zur Wirkung usf.

Es ist nicht unbedingt notwendig, daß der Raum, in welchem die D ämpfungs einrichtung arbeitet, wie gezeichnet, durch Kanäle 21 mit dem Innern der Lagerhülse 4 in Verbindung steht und das für die Flüssigkeitsdämpfung verwendete Schmiermittel auch als Schmiermittel für das .Spurlager dient. Vielmehr könnte der Raum für die Schwingungsdämpfung auch gegenüber der Lagerung vollständig abgeschlossen sein.

Die Ausführungsform nach Fig. 6 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig.4 und 5 nur durch die besonders Art der Federspannung .und ^abstützung.. Hier ist eine.Schraubhülseig als Federteller verwendet, die in ein Innengewinde des Gehäuses .9 - geschraubt wird/an; dem-die-Lagerhülse 4 gedreht wird. Zwei -Mitnehmer 14 in der X-ag.erhülse greifen in Schlitze 15-der Schraubhülse 13, so daß •letztere gezwungen ist, die Drehung der Lagerhülse mitzumachen. ■ Nach Einstellung der richtigen Federspannung- wird die Lagerfcülse4 an Drehung im -Gehäuse 9 durch .Sicherungsstifte 16 verhindert - .·' ■ . Gemäß Fig. 7 ist die jspielfreie-Pendelung dadurch .erreicht, daß .die Lagerhüls.e 4 an einer Membran 12 aus nachgiebigem Stoff, Leder, Blech -α. dgl., befestigt- ist,-.die andererseits zwischen 'einer -Schulter : des Gehäusedeekels 11 und meiner Schraubkappe 22 festgeldemmt ist. . ·· ·· ..-- .- · ....

•Der Außendurchmesser -der -Ringe 7 kann g-emäß -Fig. 8 verschieden groß gehalten werjden, und zwar in der Weise, -daß der unterste Ring den größten, - der oberste Ring den Ideins.ten Äioßendurchmesser -.aufweist. Diese Ausführung ergibt ein .besonders wirksames stufenweises Arbeiten-der Reibungsbremsung. Dieselbe Wirkung könnte auch bei gleichem Atußendurchmesser der -Ringe 7· durch entsprechend kegelige Bohrung ; des . Lagergehäuses 9-er reicht werden.

Die -Bohrung-müßte dann in ihrem unteren Teil geringeren Durchmesser haben als im

oberen. ■ . · ■

Gemäß Fig. 9 sind die Gleitflächen der JBremsringe 7 und 8 kegelig gestaltet. Hier-

Claims (9)

1. durch ergibt sich die besondere Wirkung, daß die Reibungskraft mit der Vergrößerung des Ausschlages entsprechend wächst. Es. kann also hierbei durch die Verringerung der Dämpfungswirkung, welche beim Diagramm (Fig. 3) zwischen je zwei Stufen der Reibungsdämpfung eintritt, ein Anwachsen der Bremswirkung erzielt werden.

   Fig. 10 zeigt ein Beispiel der Anwendung ,o der Erfindung auf die Lagerung einer Zentrifuge. Im wesentlichen findet sich hier die Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 wieder. Jedoch bildet die Einrichtung für die Reibungsbremsung einen Teil für sich. Sie wird von einer Hülse 24 getragen, die an das Gehäuse 25 des Antriebselektromotors 26 angeschraubt werden kann, also unabhängig von der Lagerung dieses Motors an ihn ange-• schraubt wird. Die Motorwelle 1 läuft in den _zo beiden Lagern 2 und 3, die sich in dem Motorgehäuse 25 befinden, das somit die Rolle der Lagerhülse 4 spielt. Das Motorgehäuse ist mit der Kugelschale 27 ausgestattet, mit welcher es in einem kugelschaligen Sitz des äußeren Gehäuses 9 ruht, so daß der Motor in jenen Kugelflächen infolge von Unbalanzen der auf das obere Wellenehde aufgesetzten .Massen pendeln kann. Es werden dann wieder die Schwingungen, die das untere Ende des Motors ausführt, in gleicher Weise, wie oben beschrieben, durch die Bremsanordnung gedämpft.

   Bei der gezeichneten Ausführung, bei welcher die Belastungsfeder 10 einfach zwischen Motorgehäuse und dem Ringsystem 7, 8 angeordnet ist, wirkt die Feder nicht auf die Pendellagerung 27, 9. Jedoch konnte die Ab- . Stützung der Feder auch am äußeren Gehäuse 9 erfolgen und dadurch die Kugelpfannenlagerung ebenfalls unter Federbelastung gebracht werden.

   Zur Erhöhung der Wirkung deröldämpfung ist der Boden des Gehäuses 9 mit einem zylindrischen Ansatz 19 versehen, der mit genügendem Spiel in die Bohrung der Hülse 24 hineinragt. Im Unterteil des Gehäuses 9 befindet sich wieder öl oder Fett bis zur HöheiV. Beim Auftreten von Schwingungen wirkt wiederum zunächst nur Flüssigkeitsdämpfung in den Zylinderspalten zwischen Hülse 24 und Ansatz 19 sowie zwischen den Bremsringen und der Bohrung des äußeren Gehäuses 9. Später kommen nacheinander die Bremsringe 7 zur Anlage in der Gehäusebohrung.

   Patentanserüche:

   r. Schwingungsdämpfung für raschlaufende Wellen vorwiegend senkrechter Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß . eine spielfrei pendelnd angeordnete Lagerhülse sowohl einer Flüssigkeitsdämpfung als auch einer Reibungsbremsung ausgesetzt ist, in solcher Anordnung, daß die letztere erst dann wirksam wird, wenn die Amplitude der Schwingungen eine gewisse Grenze überschreitet.
2. 2. Schwingungsdämpfung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reibungsbremsung mehrere nacheinander zur Wirkung kommende Bremseinrichtungen vorgesehen sind.
3. 3. Schwingungsdämpfung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schmierung der Reibungsbremseinrichtung dieselbe Flüssigkeit benutzt ist, die zur Flüssigkeitsdämpfung verwendet ist.
4. 4. Schwingungsdämpfung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reibungsdämpfung Ringe oder Scheiben verwendet sind, welche dieLagerhülse umgeben und von denen die einen Ringe bei entsprechendem Ausschlag zur Anlage an einen feststehenden Teil (Lagergehäuse 9) kommen, während die anderen Ringe von der Lagerhülse mitgenommen werden.
5. 5. Schwingungsdämpfung nach Anspruch ι und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen der Ringe (7 und 8) unter zusätzlicher nachgiebiger Belastung (Feder 10) stehen.
6. 6. Schwingungsdämpfung nach Anspruch ι und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendelgelenk, um das die Lagerhülse schwingt, zur Vermeidung von Spiel der Wirkung der Belastungsfeder (10) ausgesetzt ist.
7. 7. Schwingungsdämpfung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, too daß als Bremskörper Ringe mit k'egeligen Gleitflächen verwendet sind.
8. Hierzu χ Blatt Zeichnungen:
9. feÜN. GEDRUCKT IfJ DER