CH163965A

CH163965A - Vorrichtung auf Wellen zur Verminderung von torsionsschwingungen mittelst pendelnder Massen.

Info

Publication number: CH163965A
Authority: CH
Inventors: Aktiengesellschaft Gebr Sulzer
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1932-03-14
Filing date: 1932-03-14
Publication date: 1933-09-15

Description

Vorrichtung auf Wellen zur Verminderung von Torsionsschwingungen mittelst pendelnder blassen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vor richtung auf Wellen zur Verminderung von Torsionsschwingungen, insbesondere von Schwingungen hoher Frequenz mittelst pen delnder Massen. Gemäss der Erfindung ist jede Masse mit mindestens zwei Punkten auf gegenüber der Welle festen Bahnen geführt. Die Massen können an zwei Punkten mittelst je eines Pendelarmes an der Welle bezw. einem auf der Welle aufgekeilten Teil auf gehängt sein, so dass sie die Bewegung eines bifilaren Pendels ausführen. Sie können aber auch in einem mit der Welle starr verbun denen Hohlkörper angeordnet und mit minde stens zwei Punkten auf einer Kurvenbahn des Hohlkörpers geführt sein.

Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Ver minderung von Torsionsschwingungen, bei der die Massen nach Art eines bifilaren Pen dels an zwei Armen aufgehängt sind; Fig. 2 stellt eine der Massen von Fig. 1 dar; Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine Vorrich tung, bei der die Massen mittelst Rollen auf einer Kurvenbahn geführt sind; Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt zu Fig. 3; Fig. 5 veranschaulicht eine weitere Vor richtung zur Dämpfung von Torsionsschwin gungen, und schliesslich zeigen Fig. 6 und 7 Vorrichtungen zum Dämpfen der Pendelbewegungen der Massen bei einer Vorrichtung gemäss Fig. 1 und,2; Fig. 8, zeigt schliesslich eine Vorrichtung, bei welcher sich die Verhältnisse der Pendel bewegung beim Anlaufen bis zum normalen Betrieb ändern.

Bei der Vorrichtung nach Fig. l und 2 ist auf der Welle 1, deren Torsionsschwin- gungen vermindert werden sollen, ein drei eckiger Träger 7 aufgekeilt, in dessen Ecken mittelst Zapfen 6 drei zweiarmige Hebel 8 gelagert sind. Die Massen 2a, 2b, 20 sind an den zweiarmigen Hebeln 3 mittelst Zapfen 4 im Abstand r von den Drehzapfen G der Hebel derart aufgehängt, dass je zwei ihrer Punkte sich auf gegenüber der Welle 1 festen Bahnen 5 bewegen können.

Die Massen 2 wer den dabei bezüglich der Welle um die Mittel- punkte :der Zapfen 6 eine translatorische Pendelbewegung ausführen. Bei gleichför miger Drehung der Welle bewegen sich die Mittelpunkte der Zapfen 4 um die Welle 1 auf einem Kreis 7', dessen Radius R grösser als der Radius r der Schwingungsbahnen 5 ist.

Werden sowohl die beiden Radien P und r als auch die Grösse x, welche die Differenz aus dem Abstand des .Schwerpunktes S der Massen von der Achse der Welle 1 und dem Pendelradius r darstellt, in geeigneter Weise gewählt, so entsteht ein Optimum in der zu erwartenden Dämpfungswirkung.

Es lässt sich nachweisen, dass dieser Wert dann er wartet werden kann, wenn die Bedingung
EMI0002.0013
erfüllt ist, das heisst wenn die Differenz des Abstandes des Schwerpunktes S der Massen 2 -2c von der Achse der Welle 1 und dem Krümmungsradius r der gekrümmten Pendel bewegungen, dividiert durch den Krüm mungsradius r der Pendelbewegung, gleich dem Quadrat der Ordnungszahl der zu dämpfenden Torsionsschwingung ist. Eine Dämpfungswirkung wird auch dann erreicht, wenn die Grösse
EMI0002.0015
kleiner als der Wert von vê ist. Auf keinen Fall darf aber der Wert
EMI0002.0017
grösser als v2 sein.

Die Vorrichtung wird also solange arbeiten, als die allgemeine Bedingung
EMI0002.0019
erfüllt ist. Aus den erwähnten Bedingungen folgt aus Konstruktionsgründen, dass vorteil hafterweise der Radius r der Pendelbewe gung, das heisst der Krümmungsradius der gekrümmten Bahn 5 der beiden geführten Stellen der Massen kleiner ist als der Radiu- R der Drehungsbahn 7' der geführten Stel len 4 um die Welle 1.

Da zweibenachbarte Massen 2a, 2b bezw. 2e durch :die zweiarmigen Hebel 3 miteinan der starr verbunden sind, können die drei Massen,2a, 2b, 2e- bezüglich der Welle 1 nur identische Bewegungen ausführen, so dass die Wirkungen der einzelnen Massen addiert wer den und keine Masse eine andere in ihrer Wirkung stört.

Um eine dämpfende Wirkung für die Pendelbewegungen der Massen zu erhalten, können Dämpfungsvorrichtungen vorgesehen sein, welche die Amplitude der Schwingungen auch in Resonanzfällen innerhalb bestimmter Grenzen halten. Nach Fig. 6 ist auf beiden Seiten der in einer Gabel des Hebels 3 ge lagerten Masse 2 zwischen ihr und dem Hebel 3 eine Scheibe 22 eines Stoffes mit hoher Rei bung, zum Beispiel Vulkanfiber, Balata, Leder, vorgesehen.

Ferner ist zwischen dem in nicht gezeigter Weise in der Masse 2! be festigten Zapfen 4 und dem Hebel 3 auf beiden Seiten eine Scheibe 23 aus demselben Stoff angeordnet. Eine Feder 2!4 presst die beiden Scheiben 25 gegen die Scheiben 23 und diese gegen die äussern Reibflächen des Hebels 3. Die Spannung der Feder 24 und damit die Dämpfungswirkung aasen sich durch die Schraube 26 einstellen. Nach Fig. 7 ist zwischen dem Zapfen ,6 des Trägers 7 und dem Hebel ä eine Hülse 2.7 aus einem Stoff mit hoher Reibung angeordnet.

Die Schwin gungsbewegungen der Massen werden zweck mässig, zum Beispiel durch Anschläge be grenzt, damit keine unzulässigen Aus schläge entstehen. Die Dämpfungsvorrich- tungen lassen sich auch mit den Begren zungsvorrichtungen vereinigen, derart, dass keine Schläge entstehen: Die Massen 2a-2e- können auch gemäss Fig. $ an den Pendelarmen so abgestützt wer den, dass der Pendelhalbmesser sich während des Betriebes verändern kann.

Die Masse 2 ist auf den Pendelarmen @3 zwischen Federn 218 gehalten, welche entsprechend den sich verändernden Fliehkräften mehr oder weni ger zusammengedrückt bezw. verlängert wer den, so dass bei kleinen Drehgeschwindig keiten der Welle 1 kleine Pendelhalbmesser sich ergeben und umgekehrt bei grossen Dreh geschwindigkeiten der Welle 1, beispiels weise bei der normalen Betriebsdrehzahl, sich grössere Pendelhalbmesser einstellen.

Nach Fig. 3 und 4 sind vier Massen 2a, 2b, 2e, ?d innerhalb eines mit der Welle 1 in nicht gezeichneter Weise starr verbunde nen Hohlkörpers 10 angeordnet und mit je zwei Rollen 13 auf der Kurvenbahn 12! des Hohlkörpers 10 geführt, so dass die Reibung der Massen vermindert wird und eine fast ungebremste Pendelbewegung entsteht. Die Bahn 5 der Rollenaxe 1.1 hat einen Krüm mungsradius r, der um den Rollenradius oi kleiner ist. als .der Krümmungsradius 9s der Bahn 1\?. Bei dieser Vorrichtung kann die Schwingungsbahn 5 einen sehr kleinen Krümmungsradius besitzen, so dass die Vor richtung auch Torsionsschwingungen mit sehr hohen Frequenzen vermindern kann.

Die Massen 2a-24 sind mit an ihren Augen 14 angreifenden Lenkern 15 mit einem auf der Welle 1 drehbaren Ring 16 verbunden, damit sämtliche Massen stets identische Pendelbewegungen ausführen. In eine Aussparung 17 des Ringes 16 greift ein Zapfen 18 der Welle 1, der die Pendelbewe gung nach beiden Seiten begrenzt.

Zum Festhalten der Gewichte in jeder Lage sind nach Fig. 5 in den Aussparungen 20 der Massen 2 -2d Federn 21 angeordnet, welche sich gegen die Arme 19 des Ringes 1,6 abstützen und die Gewichte gegen die Kurvenbahn 12 pressen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Vorrichtung auf Wellen zur Verminde rung von Torsionsschwingungen, insbeson dere von Schwingungen hoher Frequenz, mit- telst pendelnder Massen, dadurch gekenn zeichnet, dass jede Masse mit mindestens zwei Punkten auf gegenüber der Welle festen Bahnen geführt ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Bahnen gekrümmt sind, und dass ihr Krüm mungsradius kleiner ist als der Abstand der Mittellage der geführten Punkte von der Wellenachse. 2.

Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Massen miteinander so verbunden sind, dass sie ihre Bewegungen bezüglich der Welle gleichzeitig ausführen. . 3. Vorrichtung nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch Vorrichtungen, wel che die Relativbewegung der Massen be züglich der Welle dämpfen. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Massen an zwei Punkten mittelst je eines Pendel armes aufgehängt sind, so dass sie die Bewegung eines bifilaren Pendels aus führen. 5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, ge kennzeichnet durch Vorrichtungen, wel che die Pendelbewegung dämpfen. 6.

Vorrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die Dämp fungsvorrichtungen an den Aufhänge punkten .der Pendelarme vorgesehen sind. 7. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass Dämpfungs- vorrichtungen aus einem Stoff mit hoher Reibung an Gelenken der Pendelarme vorgesehen sind. B. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass Büchsen aus einem Stoff mit hoher Reibung zwischen den Zapfen und den Pendelarmen vorge sehen sind. 9. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass Fiber für die Dämpfungsvorrichtungen benützt ist. 10.

Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass .die Massen innerhalb eines mit der Welle starr ver bundenen Hohlkörpers angeordnet und mit mindestens zwei Punkten auf einer Kurvenbahn des Hohlkörpers geführt sind. 11. Vorrichtung nach Unteranspruch 10, da durch gekennzeichnet, dass die Massen mit Rollen auf' der Kurvenbahn geführt sind. 12. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Massen in radialer Richtung verschiebbar aufge hängt sind, derart, dass der Krümmungs radius der Bahnen der geführten Punkte sich während des Betriebes ändern kann. 13.

Vorrichtung nach Unteranspruch 12, da durch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Massen in radialer Richtung unter der Wirkung von Federn steht. 14. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass jede Masse mit beiden Enden mit einem auf der Welle befestigten Teil derart verbunden ist, dass sie ein bifilares Pendel bildet.