KR0149164B1

KR0149164B1 - 진동 보정장치

Info

Publication number: KR0149164B1
Application number: KR1019890018753A
Authority: KR
Inventors: 린드 키스트 헤닝
Original assignee: 토르벤 후르비그; 에프.엘.에스 마스킨테크닉 아/에스
Priority date: 1988-12-15
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1998-09-15
Also published as: KR900010265A; JP2852090B2; DK697888A; DK169848B1; JPH02209648A; DK697888D0

Abstract

내용 없음.

Description

진동 보상 장치

제1도는 본 발명 진동 보상 장치의 제1 실시예의 개략 횡단면도.

제2도는 제1도의 II-II 선을 따라 자른 개략 단면도.

제3도는 본 발명 진동 보상 장치의 제2 실시예의 개략 황단면도.

제4도는 제3도의 IV-IV 선을 따라 자른 개략 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:하우징 3:원통형 벽

4,5:측벽 6:본체판

7,8:챔버 9,10:다리부

11,12:샤프트 13,14:회전체

18,19,20,21:베어링 22:모우터

23:트랜스미숀 25:벨트

29:제1 기어 31:제2 기어

34:개구

본 발명은 각각의 회전체를 구비하는 2개의 회동 가능하게(pivotally) 장착되고 또한 상호 평행하는 샤프트(shaft)를 구비하는 진동 보상 장치에 관한 것이다. 상기 회전체는 그것의 회전 축에 대해 편심된 무게 중심을 갖고 있고, 동일한 rpm에서 역방향으로 회전하여, 일방향에서 0(영)과 같은 합력(合力) 성분을 생성하고 또한 상기 방향에 수직하는 방향에서 0(영)으로부터 각각의 회전체의 힘의 2배 사이에서 조화적(調和的)으로 변화하는 합력 성분을 생성하도록 상호 연결되어 있다.

이러한 형태의 종래의 진동 보상 장치는 2차(second drder)의 수직 방향 불균형 모우멘트를 보상하기에 적합한 4, 5 및 6기통 디이젤 엔진을 구비한 대형 선박에 관련된다. 이러한 진동 보상 장치의 회전체는 조화 합력 성분(調和合力成分)의 방향이 회전 축의 공통면에 수직하게 되는 서로 대향하는 방향으로 회전하고, 회전 축이 서로 떨어져 배치되므로 회전체는 서로 접촉하지 않으면서 회전축 사이의 영역을 지나간다. 이러한 진동 보상 장치는 큰 공간을 필요로 하는데, 예를 들어, 프로펠러로부터의 사프트 압력의 변화 또는 엔진의 크로스 헤드로부터의 측부 압력의 변화에 의해 생기는 선체의 진동에 대항하고자 하는 경우에, 상기 공간을 제공하는 것은 불가능하지 않다하더라도 곤란한 때가 많다.

미합중국 특허 제2,914,964호에 이러한 형태의 진동 보상 장치가 기재되어 있는데, 이 장치에 의하면 샤프트 사이의 거리는 횡단면 또는 측면에서 보아 회전체가 회전 축 공통 영역을 동시에 횡단하도록 설정된다. 이를 위해, 하나의 회전체는 허브 부재에 연결된 2개가 서로 떨어져 배치된 판 형상 부분을 포함하고, 제2 회전체는 허브 부재에 연결된 판 형상 부분을 포함하여, 상기 제2 회전체의 판 형상 부분은 제1 회전체의 판 형상 부분 사이의 간극을 통과하는 것이 가능하다. 이러한 진동 보상 장치는 횡단면 또는 측면에서 보아 처음에 언급된 진동 보상 장치에 비해 비교적 콤팩트하지만, 소정의 조화력 성분을 얻기 위해서는 그러한 콤팩트화와는 반대로 장치의 길이가 대응해서 크게 증가하게 되므로, 전체적으로 장치의 체적 감소가 없거나 단지 미소한 감소가 얻어질 뿐이다.

또한 덴마크 특허 제155,544호에는 회전 축이 서로 내측을 통과하도록 형성된 만곡부 또는 회전체에 크랭크 연결된 진동 보상 장치가 기재되어 있다. 그 결과 더 콤팩트한 장치가 얻어지지만, 그 대신에 구조는 더 복잡해 진다.

본 발명의 목적은, 매우 단순하고 콤팩트한 구조를 갖는 진동 보상 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 진동 보상 장치는 2개의 샤프트가 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하므로, 조화 합력 성분의 크기에 비해서 매우 단순하고 콤팩트한 진동 보상 장치를 제공하는 것이 가능하다. 이것은 특히, 2개의 샤프트의 회전체가 서로 오버래핑(overlapping)하는 영역을 횡단하지 않도록 진동 보상 장치를 구성할 수 있다는 사실에 의한 것이다.

본 발명에 의하면, 2개의 샤프트 및 그것과 관련한 회전체는 축 방향에서 볼때 연속적으로 배치되고, 또한 실질적으로 동일하다. 그 결과, 본 발명의 제1 실시예에 의하면 특히 제조면에서 유리한 장치가 얻어진다. 상기 실시예는 불균형의 모우멘트를 생성하지만, 상기 모우멘트는 진동 보상 장치가 보상하는 것이 가능한 불균형 모우멘트와 비교하여 극히 작아서, 실제적으로는 문제가 되지 않는 것으로 판명되었다.

또한 본 발명에 의하면, 각각의 회전체는, 샤프트에 고착된 제1 회전체 부분과, 제1 고정 회전체 부분에 대해 회전 가능하게 되도록 상기 샤프트에 히제 가능하게 장착된 제2 회전체 부분을 포함할 수 있다. 진동 보상 장치가 현재의 불균형한 힘 및 모우멘트를 확실히 보상하도록 2개의 해제 가능하게 장착된 회전체를 회전시킴으로써, 상기 장치를 소망의 위치에 배치한 후에 진동 보상 장치에 의해 생성되는 조화력 성분을 조절하는 것이 가능하다.

마지막으로 본 발명에 의하면, 2개의 회전체는 동일하고 또한 동일한 무게 중심을 갖는다. 그러므로, 제조가 용이하고 또한 0(영)에서부터 각각의 회전체 부분에 의해 생성되는 힘의 4배까지 사이의 힘을 보상할 수 있도록 연속적으로 조절하는 것이 가능한 진동 보상 장치가 얻어진다.

이하, 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 진동 보상 장치의 제1도 및 제2도의 제1 실시예는 하우징(1)을 포함한다. 하우징은 원통형 벽(3)과, 상기 원통형 벽의 각각의 단부에 배치된 측벽(4,5)과, 상기 원통형 벽에 고정적으로 연결되어 하우징의 내부를 2개의 챔버(7,8)로 나누는 본체판(6)을 구비한다. 또한, 하우징(1)은 측벽(4,5)에 고정된 다리부(9,10)를 구비한다.

2개의 샤프트(11,12)는 하우징 내측에 회동 가능하게 동축선상에 장착되고, 각 단부에서 상기 샤프트는 좌측 측벽(4)과 본체판(6)내 및 본체판(6)과 우측 측벽(5)내에서 각각의 베어링(18,19) 및 (20,21)에 의해 지지되어 있다. 각각의 샤프트에는 회전체(13,14)가 고착되고, 상기 회전체는 축 방향으로 본 경우 부채꼴 형상이어서, 상기 회전체의 무게 중심(16,17)은 샤프트(11,12)의 중심선(15)에 대해 편심해서 배치된다.

샤프트(11,12) 및 그것과 관련된 회전체(13,14)는 일방향(제1도의 수평 방향)에서 0(영)의 합력 성분이 생성되고, 그 방향에 수직하는 방향(제1도의 연직 방향)에서 0(영)으로부터 각각의 회전체(13,14)의 힘 F의 2배와 사이에서 변화하는 조화력 성분이 생성되도록 동일 rpm에서 역방향으로 회전하도록, 트랜스미숀(23)을 통해 모우터(22), 바람직하게는 AC 서어보 모우터에 의해 구동된다. 제1도의 하우징의 외측에 장착된(설명의 편의를 위해 제2도에서는 생략된) 모우터(22)로부터 보면, 트랜스미숀(23)은 모우터의 출력 샤프트(24)에 장착된 제1 폴리(32)를 포함한다. 폴리(32)는 벨트(25)를 통해 제2 폴리(26)를 구동하고, 상기 제2 폴리(26)는 하우징(1)의 외측에 배치된 베어링 하우징(28)에 회동 가능하게 장착된 샤프트(27)의 입력 단부에 장착된다. 샤프트(27)의 반대쪽 단부에는 제1 기어(29)가 설치되어 있다. 제1 기어(29)는 한편으로는, 제2도의 좌측에 배치된 회전체(13)에 고정적으로 연결되어 상기 회전체를 구동하는 제1 회전체 기어(30)와 맞물리고, 다른 한편으로는, 하우징(1)의 외측에 배치된 베어링 하우징(28)내에 회동 가능하게 장착된 제2 기어(31)와 맞물린다. 다음, 제2 기어(31)는 제2도의 우측에 배치된 회전체(14)에 고정적으로 연결된 제2 회전체 기어(33)와 결합한다. 2개의 회전체 기어(30,33) 및 2개의 기어(29,31)는 동일하기 때문에, 2개의 회전체(13,14)는 동일 rpm에서 역방향으로 회전한다. 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, 2개의 기어(29,31)는 하우징(1)의 원통형 벽(3)의 개구(34)를 통해 뻗어 있고, 개구(34)에 인접하는 영역의 본체판(2)에는 기어(29,31)에 대응하는 오목부가 설치되어 있으므로, 기어는 상기 본체판에 접촉하지 않으면서 통과한다.

샤프트(11)에는 장치(36)(보통 예를 들면, 엔코더(encoder))가 연결되고, 상기 장치는샤프트의 회전 속도 및 각 위치를, 현재의 불균형적인 힘 또는 모우멘트의 주기에 대한 보상력의 주기의 동기화를 보장하는 제어 장치에 전달한다.

회전체(13,14)의 무게 중심 사이의 축 방향 거리는 본 발명에 따른 진동 보상 장치와 관련해서는 자유 모우멘트(free moment)를 발생하지만, 무게 중심 사이의 거리가 비교적 작기 때문에 중요하지 않다.

제3도 및 제4도는 본 발명에 따른 진동 보상 장치의 제2 실시예의 개략도이다. 상기 제2 실시예는 제1도 및 제2도의 실시예에 대응하고, 하우징(51)을 구비하는데, 상기 하우징은 원통형 벽(53)과, 대향하는 측벽(54,55)과, 하우징(51)의 내부를 2개의 챔버(57,58)로 나누는 본체판(56)과, 다리부(59,60)를 갖는다. 2개의 샤프트(61,62)는 같은 방식으로, 하우징(51) 내측에서 동일 축선(35)에 대해 회동 가능하게 장착되는데, 상기 샤프트는 각기 측벽(54)과 본체판(56) 및 본체판(56)과 측벽(55)내에서 베어링(68,69) 및 (70,71)에 의해 지지되어 있다.

샤프트(61,62)의 각각에는 회전체(63,64)가 배치되어 있다. 회전체(63,64)는 각기 고정 회전체 부분(63F,64F)과, 상기 고정 회전체 부분에 대해 각기 회전 가능하도록 샤프트(61,62)에 해제 가능하게 장착된 해제 가능한 회전체 부분(63L,64L)을 구비한다. 4개의 회전체 부분(63F,64F); (63L,64L)은 실질적으로 동일한 형상 및 무게 중심을 가지며, 축선 방향에서 보면 실질적으로 부채꼴 형상이어서, 무게 중심은 회전 축(65)에 대해 편심해서 배치된다. 고정 회전체 부분(63F,64F)은 이하에서 상세히 기술되는 이유 때문에, 본체판(56)에 인접해서 장착되고, 해제 가능한 회전체 부분(63F,64F)은 각기 대응하는 측벽(54,55)에 인접해서 장착된다.

제1 실시예와 같은 방식으로, 회전체(63,64)는 구동 모우터(72)에 의해 구동되는데, 수평 방향에서 0(영)의 힘 성분이 생성되고 또한 수직 방향에서 0(영)으로부터 각각의 회전체(63,64)의 힘 F의 2배까지 사이즈 조화력 성분이 생성되도록, 트랜스미숀(73)에 의해 역방향으로 회전한다. 트랜스미숀은 모우터(72)의 출력 샤프트(74)에 장착된 제1 폴리(82)를 구비한다. 제1 폴리(82)는 벨트(75)를 통해 제2 폴리(86)에 연결되고 상기 제2 폴리는 하우징(51)의 원통형 벽(53)의 외측에 배치된 제1 베어링 하우징(78)내에 회동 가능하게 장착된 샤프트(77)의 일단에 장착된다. 샤프트(77)의 반대쪽 단부에는 제1 기어(79)가 설치되는데, 상기 기어는 한편으로는 회전체(63)의 고정 회전체 부분(63F)에 고정적으로 연결된 회전체 기어(80)와 맞물리고, 다른 한편으로는 하우징(51)의 외측에 배치된 베어링 하우징(78)내에 같은 방식으로 회전 가능하게 장착된 제2 기어(81)와 맞물린다. 제2 기어(81)는 회전체(64)의 고정 회전체 부분(64F)에 고정적으로 연결된 제2 회전체 기어(83)와 맞물려 있다. 제1 실시예와 같은 방식으로, 기어(79,81)는 기구(84)를 통해 각기 챔버(57,58)내로 연장되고, 본체판(56)에는 기어(79,81)에 대응하는 오목부가 설치되어 있다.

회전체(63,64)의 해제 가능한 회전체 부분(63L,64L)은 장착 대상인 샤프트(61,62)에 억지 끼워맞춤(interference fit) 방식으로 장착된다. 샤프트(61,62)는 각기 축 방향 보어(bore)(91,92)와, 상기 축 방향 보어(91,92)로부터 해제 가능한 회전체 부분(63L,64L)의 장착 표면(95,96)을 향해 반경 방향으로 각기 연장하는 반경 방향 보어(93,94)를 구비하고 있다. 샤프트(61,62)의 대향하는 단부면에는 시일링 부재(97)가 배치되는데, 상기 시일링 부재는 축 방향 보어(91,92)를 상호 연결한다. 보어(92)의 외측 단부에는 니플(nipple)(98)이 장착되어 있다.

해제 가능한 회전체 부분(63L,64L)과 샤프트(61,62) 사이의 억지 끼워맞춤은, 지금까지 알려진 방법으로 압력 장치(105)를 니플(98)에 연결하여, 해제 가능한 회전체 부분(63L,64L)과 샤프트(61,62) 상의 그 장착 표면(95,96) 사이의 경계면쪽으로 보어(91,92); (93,94)를 통해 오일을 밀어 넣음으로써 해제될 수 있다. 그 다음, 해제 가능한 회전체 부분(63L,64L)이 동시에 고정되어 있는 동안, 샤프트(61,62) 및 상기 샤프트에 고정된 회전체 부분(63F,64F)은, 하우징(51)의 원통형 벽(53)의 구멍(101,102)을 통해 해제 가능한 회전체 부분(63L,64L) 내의 대응하는 구멍(103,104)으로 뻗은 핀(99,100)에 의해 회전될 수 있다. 따라서, 샤프트(61,62)와 회전체 부분(63F,64F)은, 각각의 샤프트(61,62)에 장착된 고정 및 해제 가능한 회전체 부분(63F,64F)및 (63L,64L)의 상대적인 각도 위치가 같은 정도까지 변화되도록 회전된다. 그 결과, 각각의 회전체(63,64)(고정 회전체 부분(63F,64F) 및 해제 가능한 회전체 부분(63L,64L)의 회전에 의해 생성된 힘은, 최대 힘(고정 회전체 부분(63F,64F))과 해제 가능한 회전체 부분(63L,64L) 각각의 무게 중심이 축 방향에서 일치하는 경우)과, 최소 힘(상기 무게 중심이 축 방향에서 보아 직경 방향으로 대향하는 경우) 사이에서 조절될 수 있다. 고정 및 이동 가능한 회전체 부분(63F,64F) 및 (63L,64L)이 각기 실질적으로 동일하고 또한 동일한 무게 중심을 갖는 이 실시예에서는, 상기 특징은, 회전에 의해 발생된 힘을 0과 각각의 회전체 부분의 힘 (

)의 2배 사이에서 조절하는 것이 가능하고, 따라서 진동 보상 장치에 의해 생성된 진동 조화력은 수직 방향에서의 2F₁과 0 사이에서 연속적으로 조절 가능함을 의미한다. 그 결과, 진동 보상 장치를 장착한 후에 현재의 불균형된 모우멘트를 정확히 보상할 수 있도록, 힘 성분의 정확한 조절을 실시하는 것이 가능하다.

본 발명은 본 발명의 정신에 벗어남이 없이 여러 방법으로 변화될 수 있다. 예를 들면, 제2 실시예의 해제 가능한 회전체 부분이 고정 회전체 부분보다 더욱 미미한 무게 중심을 갖도록 구성될 수도 있다.

Claims

각각의 회전체(63, 64)를 구비하고 공통 축선(35)상에서 하우징 내측에 회동 가능하게 장착되는 2개의 샤프트(61, 62)를 구비하는 진동 보상 장치에 있어서, 상기 각각의 회전체(63, 64)는 그것의 회전 축선(35)에 대해 편심되어 있는 무게 중심을 가지고, 또한 동일 rpm 에서 역방향으로 회전되어 일방향에서는 0(영)의 합력 성분을 생성하고 그리고 상기 방향에 수직하는 방향에서는 0(영)에서부터 상기 각각의 회전체(63, 64)의 힘(F₁)의 2배 사이에서 조화적으로 변화하는 합력 성분을 생성하도록 상호 연결되며, 상기 각각의 회전체(63, 64)는 상기 샤프트(61, 62)에 고정적으로 장착된 제1 회전체 부분(63F, 64F)과, 상기 제1 고정 회전체 부분(63F, 64F)에 대해 회전 가능하도록 억지 끼워맞춤 방식으로 상기 샤프트(61, 62)에 해제 가능하게 장착되는 제2 회전체 부분(63L, 64L)을 구비하는데, 상기 각각의 회전체 부분은 상기 회전 축선에 대해 편심된 무게 중심을 가지며, 상기 각각의 샤프트(61, 62)는 상기 샤프트(61, 62) 상의 상기 각각의 해제 가능한 제2 회전체 부분(63L, 64L)의 장착 표면(95, 96) 내로 향하는 개구와 연결되는 반경 방향 보어(93, 94) 및 축 방향 보어(91, 92)를 구비하는 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
제1항에 있어서, 상기 2개의 회전체 부분(63F, 64F; 63L, 64L)은 동일하고, 또한 실질적으로 동일한 무게중심을 갖는 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 각각의 해제 가능한 제2 회전체 부분(63L, 64L)은, 상기 하우징(51)의 벽(53)에 설치된 대응하는 반경 방향 구멍(101, 102)과 정렬되도록 배치되는 반경 방향 구멍(103, 104)을 구비하는 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.