DK155544B - Svingningkompensator - Google Patents

Description

i

DK 155544 B

Opfindelsen angår en svingningskompensator omfattende et hus, hvori der er lejret to aksler med af svinglegemer frembragte excentriske masser, hvilke aksler er indrettet til at rotere omkring indbyrdes parallelle omdrejningsakser og er indbyrdes 5 forbundet til med samme omløbstal at rotere i modsat retning af hinanden med henblik på i én retning at frembringe en resulterende kraftkomposant, der er lig med nul, og i en retning vinkelret herpå en resulterende kraftkomposant, som harmonisk varierer mellem nul og det dobbelte af kraften fra den enkelte 10 excentriske masse.

Der kendes en svingningskompensator af den nævnte art, som er beregnet til ved større skibe med 4-, 5- og 6-cyl indrede dieselmotorer at kompenesere for motorernes lodrette ubalance-15 momenter af 2. orden. Ved denne svingningskompensator roterer svinglegemerne således i modsat retning af hinanden, at retningen af den resulterende harmonisk varierende kraftkomposant står vinkelret på omdrejningsaksernes fælles plan, og omdrejningsakserne er anbragt med en sådan afstand, at svinglege-20 merne fri af hinanden samtidig kan passere området mellem omdrejningsakserne. En således udformet svingningskompensator er meget pladskrævende og meget vanskelig eller umulig at få plads til, når man eksempelvis ønsker at modvirke skrogvibrationer hidrørende fra varierende akseltryk fra propellerne 25 eller varierende sidetryk fra motorens krydshoved.

Fra US patent nr. 2.914.964 kendes en svingningskompensator af den ovenfor nævnte art, hvor akselafstanden er således, at svinglegemerne set i tværsnit eller fra siden samtidigt be-30 stryger et fælles område mellem omdrejningsakserne. Med henblik herpå består det ene svinglegeme af to med indbyrdes afstand beliggende og med en navdel forbundne pladeformede dele, og det andet svinglegeme af en med en navdel forbundet pladeformet del, som kan passere gennem mellemrummet mellem det 35 første svinglegemes pladeformede dele. Denne svingningskompensator er godt nok forholdvis kompakt set i tværsnit eller fra siden i forhold til førstnævnte svingningskompensator, hvor svingmasserne fri af hinanden passerer området mellem omdrej-

DK 155544B

2 ningsakserne. Men for opnåelse af en given harmonisk kraftkom-posant, vil denne kompakthed blive modvirket af en tilsvarende større længde af kompensatoren, således at der totalt ikke opnås nogen eller meget lille reduktion af kompensatorens volu-5 men.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en svingningskom-pensator af den indledningsvis nævnte art til modvirkning af skrogvibrationer, og som er så kompakt, at det er muligt at få 10 plads til denne i såvel eksisterende anlæg som i nybygninger.

Til opnåelse af dette formål er svingningskompensatoren ifølge opfindelsen ejedommelig ved, at akslerne er således indbyrdes forbundne, at kræfterne hidrørende fra de to excentriske mas-15 ser peger i hovedsagen i samme retning og er beliggende i hovedsagen i omdrejningsaksernes fælles plan, når den resulterende harmonisk varierende kraftkomposant er maksimal, og at akselafstanden på i og for sig kendt måde er mindre end diameteren af det af akslerne og disse svinglegemer ved rotation 20 bestrøgne område. Herved fremkommer en for en given størrelse af den resulterende harmonisk varierende kraftkomposant mere kompakt svingningskompensator end hidtil kendt, hvilket især skyldes at svinglegemerne ikke samtidigt og i modsat retning af hinanden skal passere det mellem omdrejningsakserne lig-25 gende plan, hvori den resulterende harmonisk varierende kraft-komposant er beliggende.

Ifølge opfindelsen kan akselafstanden være mindre end radius af det af akslerne og disses svinglegemer ved rotation be-30 strøgne område, og hver aksel være udformet som en i modstående husvægge lejret forkrøppet aksel med en eller flere bugter, der er udformet således, at de kan passere indvendigt i tilsvarende bugter i den anden forkrøppede aksel. Herved fremkommer en særlig kompakt udførelsesform for svingningskom-35 pensatoren samtidig med at det indre moment i denne reduceres.

Yderligere kan ifølge opfindelsen de forkrøppede aksler være identiske og hver omfatte to i hver sin modstående husvæg

DK 155544 B

3 lejrede akseltappe, som hver er fast forbundet med en svingarm, hvilke svingarme er indbyrdes forbundet ved hjælp et svinglegeme, som er symmetrisk om forkrøpningsplanet og har en sådan ydre form, at de kan passere tæt forbi hinanden. Herved 5 fremkommer en særlig enkel og foretrukken udførelsesform for opfindelsen.

Endvidere kan ifølge opfindelsen svinglegemerne, der frembringer de excentriske masser, have et eller flere indre hulrum, 10 hvori der efter ønske kan anbringes yderligere svingmasse. Herved er det muligt at afpasse den resulterende kraftkom-posant efter de aktuelle svingninger, som skal modvirkes.

Endelig er ved en foretrukken udførelsesform for opfindelsen 15 hvert svinglegeme dannet af to symmetrisk om forkrøpningspla-net anbragte i tværsnit cirkulære rør, som er indbyrdes forbundet ved hjælp af to krumme plader til dannelse af et konvekst cylindrisk legeme, som ved hver ende er lukket ved hjælp af en plade, og rummet mellem rørene er udfyldt med et materi-20 ale med stor massefylde, såsom bly, og den ene endeplade har til rørenes lysning svarende huller, som hver er lukkede ved hjælp af et aftageligt dæksel således, at rørene for opnåelse af den ønskede resulterende kraftkomposant kan fyldes op med yderligere svingmasse, eksempelvis i form af vægtlodder med 25 forskellig massefylde og med et til rørenes lysning svarende tværsnit, og at der i den overfor dækslerne liggende husvæg er tildannet et til fjernelse og anbringelse af dæksel og vægtlodder beregnet hul, som har centrum i en af skæringslinierne mellem de to cylindrerflader svinglegemernes rørakser beskri-30 ver under rotation.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor under henvisning til tegningen, hvor 35 fig. 1 viser skematisk en foretrukken udførelsesform for svingningskompensatoren ifølge opfindelsen, set fra siden, fig. 2 samme set i retningen II-II i fig. 1,

DK 155544 B

4 fig. 3 grafisk de af svingningskompensatoren under drift fremkaldte kræfter samt disses kraftkomposanter, fig. 4 mere detaljeret den foretrukne udførelsesform for 5 svingningskompensatoren ifølge opfindelsen, set fra enden og d&lvis i snit og fig. 5 samme set efter linien V-V i fig. 4.

10 Fig. 1 og 2 viser skematisk en foretrukken udførelsesform for svingningskompensatoren ifølge opfindelsen, som omfatter et hus 1, hvori der i modstående husvægge 2, 3 er lejret to for-krøppede aksler 4, 4' med en bugt. Afstanden a mellem de for-krøppede akslers 4, 4’ omdrejningsakser 5, 5' er mindre end 15 radius af det af akslerne 4, 4' ved rotation bestrøgne område.

De forkrøppede aksler 4, 4' er udformet således, at hver af disse ved rotation kan passere indvendigt i den anden forkrøppede aksel, hvilket fremgår af fig. 2. Ved hjælp af tandhjul 6, 6' er akslerne indbyrdes forbundet til med samme omløbstal 20 at rotere i modsat retning af hinanden og med en sådan fase, at der i en retning parallelt med omdrejningsaksernes 5, 5' fælles plan fremkommer en resulterende harmonisk varierende kraf tkOimposant, der varierer mellem nul og det dobbelte af kraften hidrørende fra de enkelte aksler 4, 4', og at der i en 25 retning vinkelret på omdrejningsaksernes 5, 5' fælles plan frembringes en resulterende kraftkomposant, der er konstant lig med nul. Dette er grafisk vist i fig. 3, hvor kraften F hidrørende fra de to forkrøppede aksler 4, 4' er opløst i en komponent F-j, der ligger i omdrejningsaksernes fællesplan, og 30 en komponent F*-, der ligger i et herpå vinkelret stående plan.

Svingningskompensatoren drives fortrinsvis ved hjælp af en hydraulisk motor 7, der er sammenkoblet med den ene forkrøppede aksel 5, og med et omløbstal svarende til frekvensen af 35 de svingninger, som svingningskompensatoren skal modvirke.

Dvs. en frekvens, der er lig med det aktuelle motoromdrejningstal x cylindertallet, når det drejer sig om at modvirke de varierende aksialtryk fra et skibs propeller, de varierende

DK 155544 B

5 sidetryk fra motorens krydshoved eller motorens lodrette uba-1ancemomenter af 2. orden. Svingningskompensatoren anbringes på et til modvirkning af de aktuelle svingninger strategisk sted, hvilket ved modvirkning af svingninger hidrørende fra 5 propellernes varierende aksialkræfter kan være i området bag ved dieselmotorens svinghjul, ved modvirkning af svingninger hidrørende fra krydshovedets varierende sidetryk kan være ved toppen og/eller bunden af dieselmotoren og ved modvirkning af motorens lodrette ubalancemomenter kan være i skibets styre-10 maskinrum.

Idet der henvises til fig. 4 og 5, vil den foretrukne udførelsesform for svingningskompensatoren herefter blive beskrevet i detaljer. Denne består som omtalt under henvisning til fig. 1 15 og 2 af et hus 11, hvori der i modstående husvægge 12, 13 drejeligt omkring parallelle omdrejningsakser 15, 15' er lejret to forkrøppede aksler 14, 14', som ved hjælp af en hydraulisk motor 17 og via to tandhjul 16, 16' drives til drejning i modsat retning af hinanden.

20

Hver forkrøppede aksel 14, 14' består af to i de modstående husvægge 12, 13 ved hjælp af rulningslejer drejeligt lejrede akseltappe 18, 19; 18', 19' som hver er fast forbundet med en svingarm 20, 21, 20', 21'. Disse svingarme 20, 21; 20', 21' er 25 indbyrdes forbundet ved hjælp af et svinglegeme 22, 22', som er symmetrisk om de forkrøppede akslers 14, 14' forkrøpnings-plan. Hvert svinglegeme består af to symmetrisk om forkrøp-ningsplanet anbragte og i tværsnit cirkulære rør 23, 24; 23', 24' (hvoraf kun 23 og 23' er fuldt synlige) som er indbyrdes 30 forbundet ved hjælp af to krumme plader 25, 26; 25', 26' til dannelse af et konvekst cylinderlegeme. Dette er ved hver ende lukket ved hjælp af en plade 27, 28; 27', 28'. Rummet mellem de cirkulære rør 23 og 24, 23' og 24' og de krumme plader (25, 26; 25', 26') er udfyldt med et materiale med stor massefylde, 35 såsom bly, og den ene af hver svinglegemes 22, 22' endeplade 27; 27' har to til rørenes lysning svarende huller 29, 30; 29', 30'(hvoraf kun 29 og 29' er synlige), som hver er lukkede ved hjælp af et aftageligt dæksel 31, der ligeledes har en

DK 155544 B

6 diameter svarende til de cirkulære rørs 23, 24; 23', 24' lysning og er forsynet med to gennemgående huller 32, 33.

I hver af de andre endeplader 28, 28' er der i området inden i 5 rørene med en indbyrdes afstand svarende;til afstanden mellem de gennemgående huller 32, 33 i dækslet 31 anbragt to stavbolte 34, 35, som strækker sig aksialt gennem rørene.

Det indre af hvert af rørene 23, 24; 23’, 24' er fyldt op med 10 vægtlodder 36, som har til stavboltene svarende gennemgående huller, og som fastholdes ved hjælp af dækslet 31, idet dette fastspændes ved påskruning af møtrikker på stavboltene 34, 35. Ved at udfylde hvert af rørenes 23, 24; 23', 24' indre med vægtlodder 36 fremstillet af materialer med forskellig masse-15 fylde kan den samlede masse af hvert af sving1 egernerne 22, 22' og derved den resulterende kraftkomposant varieres til opnåelse af en ønsket størrelse. Hensigtsmæssigt kan der benyttes vægtlodder fremstillet af et materiale med meget stof massefylde, f.eks. bly, og vægtlodder fremstillet af et materiale 20 med lav massefylde, f.eks. træ, hvorved den resulterende kraftkomposant kan varieres inden for et meget stort område.

Svinglegemerne 22, 22' har, som det især fremgår af fig. 4 set i tværsnit en sådan form, at de, når de i modsat omdrejnings-25 retning af hinanden og inden i hinanden krydser omdrejningsakseplanet, passerer tæt forbi hinanden, således at sving-ningskompensatoren bliver så kompakt som muligt.

Husets 11 modstående husvægge 12, 13 er indbyrdes forbundet 30 ved hjælp af en huskappe 37, der som det fremgår af fig. 4 i tværsnit har en form, der svarer til det af svinglegemerne 22, 22' tilsammen ved rotation bestrøgne område. I den ene husvæg 12 er der tildannet et hul 38, som har centrum i en af skæringslinierne mellem de to cylinderflader 39, 39' hver af 3 5 svi nglegernernes 22, 22' rørakser beskriver under rotation.

Dette hul 38 har lidt større diameter end de aftagelige dæksler 31 og benyttes ved anbringelse og fjernelse af vægtlodder 36 i rørene 23, 24; 23', 24'. På ydersiden af husvæggen 12,

Claims (5)

1. Svingningskompensator omfattende et hus (1, 11), hvori der er lejret to aksler (4, 4'; 14, 14') med af svinglegemer (22, 22*) frembragte excentriske masser, hvilke aksler (4, 4'; 14, 14') er indrettet til at rotere omkring indbyrdes parallelle 20 omdrejningsakser (5, 5'; 15, 15") og er indbyrdes forbundet til med samme omløbstal at rotere i modsat retning af hinanden med henblik på i én retning af frembringe en resulterende kraftkomposant, der er lig med nul, og i en retning vinkelret herpå en resulterende kraftkomposant, som harmonisk varierer 25 mellem nul og det dobbelte af kraften (F) fra den enkelte excentriske masse, kendetegnet ved, at akslerne (4, 4'; 14, 14') er således indbyrdes forbundet, at kræfterne hidrørende fra de to excentriske masser peger i hovedsagen i samme retning og er beliggende i hovedsagen i omdrejningsak-30 sernes (5, 5'; 15, 15') fælles plan, når den resulterende harmonisk varierende kraftkomposant er maksimal, og at akselafstanden (a) på i og for sig kendt måde er mindre end diameteren af de af akslerne (4, 4'; 14, 14') og disses svinglegemer (22, 22') ved rotation bestrøgne område. 35

2. Svingningskompensator ifølge krav 1, kendetegnet ved, at akselafstanden (a) er mindre end radius af det af akslerne (4, 4'; 14, 14') og disses svinglegemer (22, 22') ved DK 155544B rotation bestrøgne område, og at hver aksel (4, 4'; 14, 14') er udformet som en i modstående husvægge (2, 3) lejret for-krøppet aksel med en eller flere bugter, der er udformet således, at de kan passere indvendigt i tilsvarende bugter i den 5 anden forkrøppede aksel .

3. Svingningskompensator ifølge krav 2, kendetegnet ved, at de forkrøppede aksler (4, 4'; 14, 14') er identiske, og hver omfatter to i hver sin modstående husvæg (2, 3) lejre- 10 rede akseltappe (18, 19; 18', 19'), som hver er fast forbundet med en svingarm (20, 21; 20', 21'), hvilke svingarme (20, 21; 20', 21') er indbyrdes forbundet ved hjælp af et svinglegeme (22, 22'), som er symmetrisk om forkrøpningsplanet og har en sådan ydre form, at de kan passere tæt forbi hinanden. 15

4. Svingningskompensator ifølge et eller flere af kravene 1-3, kendetegnet ved, at sving1 egernerne (22, 22'), der frembringer de excentriske masser, har et eller flere indre hulrum, hvori der efter ønske kan anbringes yderligere sving- 20 masse.

5. Svingningskompensator ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at hvert svinglegeme (22, 22') er dannet af to symmetrisk om forkrøpningsplanet anbragte, i tværsnit cirkulæ- 25 re rør (23, 24; 23', 24'), som er indbyrdes forbundet ved hjælp af to krumme plader (25, 26; 25', 26') til dannelse af et konvekst cylindrisk legeme, som ved hver ende er lukket ved hjælp af en plade (27, 28), og at rummet mellem rørene (23, 24 og 23', 24') er udfyldt med et materiale med stor massefylde, 30 såsom bly, og den ene endeplade (27, 27') har til rørenes (23, 24; 23', 24') lysning svarende huller (29, 30; 29', 30'), som hver er lukket ved hjælp af et aftageligt dæksel (31), således at rørene for opnåelse af den ønskede resulterende kraftkompo-sant kan fyldes op med yderligere svingmasse, eksempelvis i 35 form af vægtlodder (36) med forskellig massefylde og med til rørenes (23, 24; 23', 24') lysning svarende tværsnit, og at der i den over for dækslerne liggende husvæg (12) er tildannet et til fjernelse og anbringelse af dækslet (31) og vægtlodder DK 155544 B (36) beregnet hul (38), soro har centrum i en af skæringslim'-erne mellem de to cylinderf1 ader (39, 39’) svinglegemernes (22 , 22') rørakser beskriver under rotation. 5 10 15 20 25 30 35