DE228585C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, welche die Resonanzschwingungen, d. h. diejenigen Schwingungen beseitigen oder dämpfen soll, die Gegenstände ausführen, auf welche bestimmte Kraftimpulse einwirken. Als solche Gegenstände kommen z. B. Schiffe in Frage, auf welche die Betriebsmaschinen oder die Propeller aufeinanderfolgende Kraftimpulse ausüben. Es stellt sich dabei die bekannte Erscheinung ein, daß ein Schiff, sobald die erwähnten Kraftimpulse im Takt der Eigenschwingungen des Schiffes auftreten, in mehr oder weniger starke Schwingungen gerät. Solche Schwingungen treten nicht nur bei Schiffen infolge der Maschinen- bzw. Schraubenwirkung auf, sondern auch bei Luftschiffen aus der gleichen Ursache, ferner bei Eisenbahn- und Straßenfahrzeugen, wenn die von den Schienenstößen oder dem Pflaster herrührenden Stöße im Takt der Eigenschwingungen des Fahrzeuges erfolgen. Dieselben Erscheinungen zeigen sich aber auch bei unbeweglichen Gegenständen, z. B. bei Gebäuden, welche durch auf der Straße vorüberfahrende Lastwagen oder durch in dem Gebäude oder in dessen Nachbarschaft arbeitende Maschinen in Schwingungen geraten. Solche Schwingungen (sogenannte Resonanzschwingungen) können so stark werden, daß der Aufenthalt in den Gebäuden, Schiffen usw. oder an einzelnen Stellen derselben zur Unmöglichkeit wird.

Die Einrichtung, welche gemäß der Erfindung diese sich als Stöße und Erschütterungen geltendmachenden Schwingungen beseitigen oder dämpfen sollen, besteht in einer besonderen Masse, welche in oder an dem betreffenden Hauptkörper beweglich so angebracht wird, daß sie durch die' Schwingungen des· Hauptkörpers ebenfalls in Schwingung versetzt wird, wobei die Eigenschwingungszahl der Hilfsmasse mit der Eigenschwingungszahl der Hauptmasse möglichst übereinzustimmen hat. Die Wirkung der Einrichtung beruht darauf, daß die Resonanzschwingungen der Hauptmasse durch die sekundären Resonanzschwingungen der kleineren Nebenmasse vernichtet werden. Das Verbindungsglied zwischen Haupt- und Nebenmasse übt dabei auf die Hauptmasse eine Reaktion aus, die den primären Kraftimpulsen in den Schwingungsphasen entgegengesetzt gerichtet ist.

Ein Schema der neuen Einrichtung ist in Fig. ι der Zeichnung dargestellt. Fig. 2 ist ein Diagramm. Die Hauptmasse ist als Pendel M ausgebildet. Das Pendel kommt durch Kraftimpulse, die auf den Aufhängepunkt in Richtung des Doppelpfeiles einwirken, in Schwingungen. An dem Pendel M ist ein kleines bzw. leichtes Pendel m angehängt, welches die Hilfsmasse repräsentiert.

In Fig. 2 ist die auf das Pendel M wirkende primäre Kraft durch die Sinuslinie 1 verdeutlicht. Das Pendel M schwingt dann gemäß der Sinuslinie 2, die eine Phasenverschiebung von 90° gegen die Linie 1 aufweist. Das schwingende Pendel M bringt das kleine Pen-

del m wieder zum Schwingen, die Linie 2 gibt also die Antriebskraft für das kleine Pendel ab, und es schwingt dieses nach der Sinuslinie 3, die wieder eine Phasenverschiebung von 90 ° gegen die Linie 2 zeigt. Es ergibt sich also ' zwischen der Linie 1 der Primärkraft und der Linie 3, welche die sekundäre Reaktion repräsentiert, eine Phasenverschiebung von 180 °, d. h. die sekundäre Reaktion strebt die Primärkraft aufzunehmen.

Tatsächlich genügt zur Beseitigung bzw. zu einer weitgehenden Dämpfung der Schwingungen der großen Masse M eine relativ sehr kleine Zusatzmasse m. Durch das kleine Pendel m, welches in Schwingung versetzt ist, wird die Masse des großen Pendels M zur Ruhe gebracht, während sein Aufhängepunkt j> im Sinne des Doppelpfeiles sich hin und her bewegt.

Eine zum Einbau in Schiffe geeignete Ausführungsform der Einrichtung zeigt in schema· tischer Anordnung die Fig. 3. α ist irgendein Deck des Schiffes, b ein senkrechter Ständer oder eine solche Wand im Schiff. Auf einem bei c¹ drehbar gelagerten Arm c ruht die Hilfsmasse m. Der Arm c wird gestützt durch eine Feder f. Es ist angenommen, daß die Schwingungen an der Stelle des Schiffes, an welcher die Einrichtung eingebaut ist, in vertikaler Richtung entsprechend dem Doppelpfeil auftreten. : Diese Schwingungen übertragen sich in der gleichen Richtung auf den Arm c, so daß die Masse m in Richtung des Doppelpfeiles J¹ schwingt. Infolge der Schwingungen des Schiffes, welches die große Masse M im Sinne der Fig. 1 repräsentiert, schwingt die Masse m auf und nieder, und es ergibt sich die Wirkung ini Sinne der Fig. 1 und 2.

Da es in den meisten Fällen nicht möglich sein wird, durch Rechnung das beste Verhältnis zwischen M und m genau festzustellen, so wird man dafür Sorge tragen, daß im Betrieb die besten gegenseitigen Verhältnisse eingerichtet werden können. Eine Veränderlichkeit der Bedingungen, unter welchen die Masse m schwingt, läßt sich bei dem Beispiel der Fig. 3 erzielen, indem man entweder die Feder f beispielsweise durch Verkürzung oder Verlängerung verändert, oder indem man das Gewicht,

d. h. die Masse m, selbst verändert, oder indem man ihren Schwingungshebel um den Punkt c¹, z. B. durch Verschieben des Gewichtes m, auf dem Arm c abändert, oder auch indem man eine Bremswirkung auf den Arm c ausübt.

Eine Veränderung der Schwingungsfrequenz wird erreicht durch die Benutzung der drei erst genannten Änderungsmöglichkeiten, während durch Bremswirkung die Amplitude beeinflußt wird. Die Fig. 3 gibt, wie erwähnt, lediglich ein Schema für eine in vertikaler Richtung ■ schwingende Hilfsmasse wieder; die Ausführung kann in mannigfacher Weise variieren. So läßt sich insbesondere ein Tragarm c für die Masse vermeiden, indem man das Gewicht m auf einer Tragfeder, einem Luftkissen o. dgl. unmittelbar lagert.

Die Benutzung von Luftkissen zeigt die schematische Fig. 4 für in horizontaler Richtung auftretende Stöße. Auf einem Schiffsdeck α ist ein durch eine Zwischenwand' e in zwei Teile d¹, d² geteilter Luftbehälter angeordnet. Von demselben führen zwei Luftleitungen g¹ und g² zu Luftzylindern h¹, h², in welche ein doppelter Tauchkolben . i eintaucht. Der Kolben trägt die Masse m oder er bildet dieselbe, wenn er genügendes Eigengewicht besitzt. Die Wirkung der durch in horizontaler Richtung auftretende Schwingungen des Deckes α in Schwingungen versetzten , Masse m wird durch die Luftpolster auf das Schiff übertragen. Dabei sind verschieden hohe Luftdrücke anwendbar, indem die Luft unter entsprechenden Druck gesetzt wird. Durch Anwendung von hohen Drücken können die Luftz3⁷linder klein gehalten werden. Für Seitenschwingungen kann die Hilfsmasse m naturgemäß auch pendelartig an einem oberen Punkt aufgehängt oder an einem unter ihr gelegenen Punkt gestützt werden.

Fig. 5 zeigt das Schema der Einrichtung, wenn es sich um Schwingungen handelt, die in verschiedenen Richtungen auftreten. Die Masse m ist zwischen dem unteren Deck a und dem oberen Deck a¹ und zwischen zwei Seitenstreben b¹, b^% durch vier Federn Z"¹, f² und f^z, /"* gehalten. Die beiden ersteren Federn stützen die Masse m in vertikaler, die letzteren Federn f^s, f^l stützen dieselbe in horizontaler Richtung. Die Masse kann so auf Schwingungen, die in ganz beliebigen Richtungen auftreten, reagieren.

Fig. 6 zeigt schematisch die Anwendung der Einrichtung für Schwingungen, die infolge rotierender Massen eintreten. Die Masse M rotiere in der Pfeilrichtung um ihre Achse k im Lager Z der Schwerpunkt der Masse liege bei ft. Die Schwingungen des Lagers und damit des Fundamentkörpers, die in horizontaler wie . in vertikaler oder schräger Richtung auftreten können, werden beseitigt etwa durch ein am Lager I hängendes Pendel m¹ und durch eine weitere Hilfsmasse m², die auf einem an dem Lager I befestigten Arm c ruht, welcher durch eine Feder f unterstützt wird.

Die örtliche Anordnung der in Schwingungen zu setzenden Hilfsmasse wird je nach den Verhältnissen des Einzelfalles zu bestimmen sein. Handelt es sich darum, die durch nicht ausgeglichene Massen einer Maschine hervorgerufenen Schwingungen zu beseitigen, so kann iao

es zweckmäßig sein, die Hilfsmasse an der Maschine oder in unmittelbarer Nähe derselben (vgl. Fig. 6) anzuordnen. Sind Schwingungen zu beseitigen, die in einem sich wie ein

.5 Träger verhaltender Körper, beispielsweise einem Schiff, auftreten, so wird man die Einrichtung natürlich nicht an den Knotenpunkten der Schwingungslinie, sondern an einer oder mehreren Stellen der größten Amplitude anordnen.

ίο Bei einem Schiff dürften hierfür das Hinterteil, an dem die Schrauben wirken, und ein mittlerer Teil des Schiffes in Betracht kommen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Einrichtung zum Vermeiden bzw. Abdämpfen der Resonanzschwingungen von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß in oder an dem Gegenstand (M) eine Hilfsmasse (m) derart beweglich angeordnet wird, daß sie durch die Schwingungen des Gegen-Standes (M) ebenfalls in Schwingungen versetzt wird, welche die Resonanzschwingungen des Gegenstandes selbst aufheben bzw. dämpfen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.