DE691589C

DE691589C - Gummi-Wellenkupplung fuer Flugmotorenpruefstaende

Info

Publication number: DE691589C
Application number: DE1937D0076624
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Behrmann; Dipl-Ing Reinhold Lambrich
Original assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Current assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Priority date: 1937-11-20
Filing date: 1937-11-20
Publication date: 1940-05-31

Description

Gummi-Wellenkupplung für flugmotorenprüfstände Bei Prüfständen für Flugmotoren wird der zu prüfende Flugmotor häufig durch eine 4aage Zwischenwelle mit dem Bremsmittel verbunden, wobei Zwischenlager für die lange Zwischenwelle im allgemeinen wegen der Luftströmung unerwünscht sind. Wegen, einer gewissen Beweglichkeit, die der. zu prüfende Flugmotor, insbesondere bei federnder Aufhängung auf dem Prüfstand besitzt muß die Zwischenwelle mit dem Flugmotor und dem Bremsmittel dtu-ch Gelenke verbunden werden.
Bisher wurden die Gelenkwellen verdrehungs- und biegesteif mit zwei Kardangelenken ausgeführt. Beabsichtigt war dabei, die Drehfederung so steif zu haltern, daß praktisch die gleichen Drehschwingungsverhältnisse für den zu prüfenden Flugmotor vorlagen wie bei dem unmittelbar mit der Luftschraube gekuppelten Motor. Es hat sich aber herausgestellt, daß die langen Wellen und insbesondere die Kardangelenke und die längsverschiebliche Kupplung eine solche Drehelastizität besitzen, daß die Grundschwingung des Prüfstandes gegenüber dem Systern mit Luftschraube herabgedrückt wird.
Das hat bei einer Reihe von Motoren zur Folge, daß stärkere kritische Umlaufszahlen in den Drehzahlbereich fallen, die vorher genügend hoch lagen. Dadurch sind mehrere Kardangelenke zu Bruch gegangen.
Um nun das Hereinwandern starker kritischer Umlaufszahlen in den Drehzahlbereich zu vermeiden, wurde die Welle zwischen den beiden Kardangeienken als Torsionsstab ausgebildet, so daß die Grundschwingung des Gesamtschwingungssystems Kurbelwelle-Torsioasstab-Bremsmittel sehr tief lag und keine Resonanzdrehzahlen der Weile in ihrenDrehzalilbereich fallen. Der lange Torsionss;tab mußte zur Vermeidung von Resonanzbiegeschwingungen mehrfach gestützt werden. Aus diesem Grunde wurde um ilm herum ein biegesteifes Rohr angeordnet, das die Stutzlager trägt und mit umläuft, da äußere Zwischenlager im Prüfstand unerwünscht sind.
Das Außenrohr wurde an das motorseitige Kardangelenk. angeflanscht, und sein Massenträgheitsmoment sollte das der Luftschraube ersetzen und für die Kurbelwelle etwa die gleiche Eigenschwingungszahl und -form wirken wie die Luftschraube. Da die zität des ersten Kardangelenkes zwischen Rohrmasse und dem Luftschraubenflansth liegt, braucht das Massenträgheitsmoment des Rohres nicht die Größe der Luftschraubenmasse zu erreichen. An der anderen Seite stützte sich das Rohr gegen den Torsionsstab ab.
Diese Anordnung erfüllt zwar die Aufgabe, neue kritische Drehzahlen aus dem Drehzahlbereich fernzuhalten, besitzt aber doch noch einige Nachteile. Das motorseitige Kardangelenk befindet sich nämlich in einem Schwingungsknoten der der Grundschwingung des Systems Kurbelwelle-Luftschraube entsprechenden Eigenschwingung zweiten Grades'. Es erleidet daher die stärksten Drehschwingungsmomente und ist noch immer gefährdet, Zudem muß die Abstützung des Rohres auf dem Torsionsstab sorgfältig vorgenommen werden. Der Torsionsstab muß an dieser Stelle so kräftig ausgebildet oder so dicht nebeneinander abgestützt werden, daß keine zu großen Verformungen des Stabes und kein dadurch bedingtes Unrundlaufen des Rohres und keine Urnvuchtkräfte auftreten.
Es sind auch elastische Wellenkupplungen bekanntgeworden, die einen eingebauten Schwingungsdämpfer enthalten, der der eigentlichen Kupplung parallel geschaltet ist, welcher entweder als neiiner Reibungs- oder Flüssigkeitsdämpfer ausgebildet ist oder als sog. dynamischer Dämpfer arbeitet, so-daß die Schwingungsenergie von dem zu schützenden Wellenstrang auf eine federnd angelenkte ringförmige Zusatzmasse abgeleitet wird.
Hierdurch ergibt sich aber der Nachteil, daß die Anzahl der Freiheitsgrade des Drehschwingungssystems um einen vermehrt wird.
Durch die Gummi-Wellenkupplung gemäß der Erfindung werden die Nachteile ider beschnebenen Anordnungen vermieden. Die Erwindung besteht darin, daß bei einer Gummi-Wellenkupplung für Flugmotorenprüfstände mit zwischen den Flanschen angeordneter, vulkanisierter Gummischicht der motorseitige Flansch mit einer als Schwungrad dienenden Rinamasse versehen ist. Die Gummischicht besitzt eine große Drehelastizität und läßt auch Neigungen der durch sie verbundenen Wellen zu. Die Drehfederung dieser Kupplung bewirkt eine sehr niedrige Grundschxvingung des Gesamtsystems. Die Oberschwingang des gesamten Drehschwingungssystems wird mit Bezug auf die Schwingungszahl und -£orm durch die die Gummischicht umhüllende Ringmasse am motorseitigen flansch etwa @leich der Grundschwingung des Systems 4 rbelwelle-Luftschraube gemacht. Die . Su'mmischicht selbst, die Zwischenwelle und das Kardangelenk an dem Bremsmittel erhalten nur eine geringe Schwingungsbeanspruchung, da die Schwingungsform für die Oberschwingung in diesem Teil wegen der großen Drehfederung der Gummischicht sehr flach verläuft.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der dem Motor abgekehrte Flansch durch ein Gelenklager, z. B. durch ein Pendelkugellager, in dem motorseitigen Flansch abgestützt und das stützende Gelenklager in dem motorseitigen Flansch längsverschieblich.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in den Abbildungen dargestellt.
Abb. I zeigt schematisch in Ansicht, teilweise im Schnitt eine Prüfstandsanordnung mit der erfindungsgemäßen Gummi-Wellenkupplung und Abb. 2 zeigt die Gummi-Wellenkupplung in vergrößertem Maßstab im Schnitt.
Zwischen den Flanschen 1 und 3 liegt die Gummischicht 5. D'er motorseitige Flansch 1 ist mit einer als Schwungrad dienenden Ringmasse 2 versehen, die die Gummischicht umhüllt. Der zweite, dem Motor abgekehrte Flansch 3 ist durch ein Gelenklager, beispielsweise durch ein Pendelkugellager 4 in dem motorseitigen Flansch I abgestützt. Zwischen der Kurbelwelle 6 des Flugmotors und der Kupplung ist Seine Verschiebekupplung 7 angeordnet. Die Gummi-Wellenkupplung ist über eine Zwischenwelle 8 und ein Kardangelenk 9 mit dem Bremsrotor 10 verbunden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Gummi-Wellenkupplung für Flugmotorenprüfstände mit zwischen den Kupplungsflanschen angeordneter, vulkanisierter Gummischicht, dadurch gekennzeichnet, daß der motorseitige Kupplungsflansch (I) mit einer als Schwungrad dienenden Ringmasse (2) versehen ist.
2. Kupplung nach Anspruch I, dadurch gekennz, eichnet, daß der dein Motor abgekehrte Flansch (3) durch ein Gelenklager, z. B. durch ein Pendelkugellager (4), in dem motorseitigen Flansch (I) abgestützt und daß das stützende Gelenklager in dem motorseitigen Flansch (I) längsverschieblich ist.