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Verfahren und Einrichtung zum selbsttätigen Auswuchten Es ist bekannt,
die Größe und Lage der Unwucht eines sich drehenden Körpers durch die Beobachtung
des selbsttätigen Massenausgleiches zu ermitteln, der durch eine Flüssigkeit, z.
B. Quecksilber, erreicht wird, die sich in einem mit dem Prüfkörper umlaufenden
ringförmigen Behälter befindet. In diesem Behälter verteilt sich die Flüssigkeit
sichelförmig an dessen Umfang und bewirkt hierdurch bei überkritischer Drehzahl
des ganzen Systems einen Massenausgleich. Unterhalb der kritischen Drehzahl hat
die Ausgleichsflüssigkeit dagegen das Bestreben, den Massenausgleich aufzuheben
und die etwa vorhandene Unwucht noch zu vergrößern so daß verstirkte Schüttelschwingungen
entstechen.
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Dies wirkt sich besonders bei solchen Maschinen sehr ungtinstig aus,
die, wie beispiels.-wise Spinntopfmotoren, unterschiedlichen Betriebsbedingungen
ausgesetzt sind, die sich daraus ergeben, daß die Füllung des Spinntopfes sich während
des Betriebes ändert.
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Wenn der Spinntopfmotor, z. B. besonders bei haibgefülltem Spinntopf,
vor Inbetriebsetzung bereits eine Unwucht aufweist, die groß genug ist, um den Durchgang
durch die kritische Drehzahl zu erschweren, wirkt sich die für den selbsttätigen
Massenausgleich bestimmte Flüssigkeit sehr schädlich aus, da sie die bereits vorhandene
starke Unwucht noch beträchtlich vergrößert und unter Umständen den Durchgang durch
die kritische Drehzahl ganz verhindert oder doch den Spinatopfmotor in der Nähe
dieser Drehzahl besonders gefährdet. Ein in der Nähe und unterhalb der kritischen
Drehzahl besonders stark zu schädlichen Schwingungen neigender Spinntopf wird also
durch die Ausgleichsfiussigkeit
nicht allein in nutzolser, sondern
sopgar in schädlicher Weise belastet. Dies ist deshalb von Bedeutung, weil bei Spinntopfmotoren
im Drehzahlgebiet unterhalb der kritischen Drehzahl schon an sich die größten Schuingungbeanspruchungen
auftreten.
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Um nich die Verteile des bekannten selbsttätigen Massennsusgleiches
bei überkritischer Drehzahl durch nachteie im unterkritischen Drehzahlgebeit erkaufen
zu müssen, wird beim selbsttütigen Auswuchten von mit überkritischer Drehzahl umlaufenden
Maschinen oder Maschinenteilen, insbesondere Spinntopfmotoren, mittels einer in
einem Ringraum der Maschine o. dgl. frei beweglichen Flüssigkeit erfindungsgemäß
in der Weise verfahren, daß die Flüssigkeit, zweckmäßig Wasser, bei überkritischer
Drehzahl der Maschine o.dgl. in den Ringraum eingefüllt und bei unterkritischer
Drehazhal, insbesondere unter Ausnutzung ihrer Schwerkraft, wieder aus dem Ringraum
entfernt wird. Hierdurch ist erreicht, daß die Wirkung der den Massenausglich im
überkritischen Drehzahlgebiet herbeiführenden Ausgleichmassen sich nur auf dieses
Drehzahl gebiet in dem angestrebten günstigen Simlle beschränkt, während eine ungünstige
Wirkung im unterkritischen Drehzahlgebiet wegen des Fehlens der Ausgleichmasse überhaupt
ausgeschaltet ist. Abgesehen von der Erreichung dieses Zieles, ist gemäß der Erfindung
infolge der Verwendung von Wasser als Ausgleichflüssigkeit noch der bvei Spinnotopfmotoren
besonders in Erscheinung tretende Vorteil erreicht, daß das Wasser beim Austrenten
aus der Ausgleichrinne bei Unterschreitung der kritischen Drehzahl zum Fortspülen
der sich auf dem oberen Lagerschild des Motors absetzenden Salzkristalle benutzt
werden kann, die leicht zu Betriebsstörungen Anlaß geben.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Auswuchteinrichtung nach der Erfindung
sind auf der Zeichnung schematisch dargestellt.
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Abb. I zeigt einen Spinntopf im senkrechten Längsschnitt und einen
Teil des zugehörigen Antriebsmotors in Ansicht.
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Abb. 2 zeigt in der gleichen Darstellung eine Abänderungsform des
Spinntopfes.
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Abb. 3 zeigt in der gleichen Darstellung wie Abb. I eine weitere
Ausführungsform.
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Abb. 4 zeigt im Schnitt eine Vorrichttmg, mit deren Hilfe eine meßbare
Menge Ausgleichflüssigkeit in den Ausglciehraunm des Spinntopfmotors eingespritzt
werden kann.
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Gemöß Abb.1 ist der Spinntopf a mit der Welle b eines stehend gelagerten
Elektromotors c gekuppelt. Unterhalb des Spinntopfes a ist durch eine sich nach
unten erstreckende Verlöngerung d der Seitwneandung ein Ringraum gebildet, der außen
durch die Verlängerung (1, oben durch den Boden des Spinntopfes und seitlich durch
die Nabe des Spinntopfes begrenzt ist. Nach unten ist der Ringraum e offen. Zwischen
dem Spinntopf und dem Motor ist auf der Motorwelle b ein Spritzrung f befestigt.
Durch eine Düse g kann in den Ringraum e Wasser oder eine andere Flüsigkeit derart
eingespritzt werden, daß sich bei umlaufendem Spinntopf innerhalb des Ringraumes
ein Wasserring h ausbildet, dar durch den nach innen eingzogenen Rand der Verlängerung
il unter der Wirkung der Fliehkraft verhindert wird, aus dem Ringraume c auszutreten.
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Das Einspritzen des Wassers mittels der Düwe g in den Ringraum e
erfolgt gemäß dem Verfahren nach der Erfindung erst daon. wenn das umlaufende System
die kritische Drehzahl überschritten hat, und zwar wird zweckmäßig eine Flüssigkeitsmenge
eingespritzt, die groß genug ist, die Rinne zunächst vollständig auszufüllen. Der
vorhandene Flüssigkeitsüberschuß wird dann durch die Wirkung dr Fliebhraft abteschleudert,
während sich innerhalb der Rinne ein Flüssigkeitsting ausbildet, der dann innerhalb
des Ringeraumes e eine solche Lage einnimmt, daß die dem System anhaftende Unwucht
ausgeglichen ist. Sobald heim Stillsetzen des umlaufenden Systems die Drehzahl in
das unterkritische Drehzahlgebiet zu wandern beginnt, fängt die Flüssigkeit an,
aus dem Ringraum e auszutreten. Die austretende Flüssigkeit fällt auf den Spritzring
f und wird von diesem seitlich fortgeschleudert.
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Bei hinreichend niedriger Drehzahl strömt der letzte Rest der in
dem Ringraum e befindlichen Flüssigkeit über den nunmehr wirkungslosen Spritzringf
hinweg und gelangt auf das obere Lagerschildi des Motors c, das hierbei von anhaftenden
Salzkristallen befreit wird.
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Die Ausführungsform nach Abb. 2 unter scheidet sich von derjenigen
nach Abb. I dadurch, daß die äußere Seitenwand des Ringraumes e nicht durch eine
sich nacll unten erstreckende Verlängerung, sondern durch einen seitilcihen Ansatz
d. der Spinntopfwand gebilder ist. Diese Lage der Ausgleichrinne e hat den konstruktiv
bedingten Vorteil, daß die Rinne für die Einspritzdüse g leichter zugänglich ist
und eine lotrechte Lage dieser Düsc zuläßt.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 ist die Ausgleichrinne e in Abweichung
von den berwits beschriebenen Ausführungsformen nicht am Spinntopf selbst, sondern
am Spritzring f vorgesehen. Die Rinne e kann jedoch auch unmittelbar am Motor angebraht
sine.
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Abb.4 zeigt eine Vorrichtung, mit deren Hilfe der Düse g eine meßbare
Menge. Flüssigkeit zugeführt werden kann. Die Vorrichtung besteht aus einem Zylinder
k, in dem ein durckknoplbetätigter Kolben m angeordnet ist.
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An den oberen Teil des Zylinders k ist die Flfissigkeitszuleitung
n und an den unteren Zylinderteil die Druckleitung o angeschlossen.
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Mittels dieser Vorrichtung kann durch Niederdrücken des Druckknofpses
p die der Aus gleichrinne e zugeführte Flüssigkeitsmenge so bemessen werden, daß
die größtmögliche Auswuchtwirkung erzielt wird. In diesem Falle braucht also keine
überschüssige Flüssigkeitsmenge durch die Fliehkraft abgeschiendert zu werden.
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Die Erfindung beschränkt sich keineswegs auf Spinntopfmotoren; sie
ist vielmehr bei allen Kraft-, Arbeits- und Werkzeugmaschinen anwendbar, die mit
überkritischer Drehzahl laufen und seIbsttätig von der vorhandenen Unwucht befreit
werden sollen.
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PATENTNSPRÜCHE: 1. Verfahren zum selbsttätigen Auswuchten von mit
überkritischer Drehzahl umlaufenden Maschinen oder Maschinenteilen, insbesondere
Spinntopfmotoren, mittels einer in einem Ringraum der Maschine o. dgl. frei beweglichen
Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, bei
iiberkritischler Drehzahl der Maschine o. dgl. in den Ringraum (e) eingefüllt und
bei nnterkritischer Drehzahl, insbesondere unter Ausnutzung ihrer Schwerkraft, wieder
aus diesem Raum entfernt wird.