DE321621C - Device on piston engines for rendering critical speeds harmless - Google Patents

Description

Vorrichtung an Kolbenmaschinen zur Unschädlichmachung kritischer Drehzahlen. Infolge der periodischen Schwankungen des Drehmomentes treten bei Kolbenmaschinen Ungleichförmigkeit der Drehbewegung und, wenn die Periode eines der größeren harmonischen Drehmomente gleich der Periode einer der Eigenschwingungen der mit Massen besetzten Kurbelwelle wird, - gefährliche Resonanzerscheinungen auf.Device on piston engines for rendering critical speeds harmless. The periodic fluctuations in torque occur in piston engines Irregularity of rotational movement and, if the period is one of the larger harmonic Torques equal to the period of one of the natural vibrations of those occupied by masses Crankshaft - dangerous resonance phenomena.

Gegen diese Störungen hat man unter anderen Mitteln auch federnd mit der Welle oder mit einer auf ihr sitzenden Masse verbundene Hilfsmassen angewendet, die durch das wirkende harmonische Drehmoment zu Schwingungsausschlägen mit der gleichen Periode angeregt werden und dadurch ein neues harmonisches Moment erzeugen, das dem erregenden Drehmoment ganz oder annähernd gleich und von entgegengesetzter Phase ist. Das erregende und das erregte harmonische Moment heben sich damit in ihren Wirkungen auf. Dies gilt indessen nur für eine ganz bestimmte Drehzahl der Maschine. Wenn man sich von dieser Drehzahl nach unten oder nach oben entfernt, so treten infolge der Anwesenheit der Hilfsmasse und ihrer Feder zwei neue kritische Zustände auf, die gefährliche Schwingungsausschläge der Hilfsmasse und der Welle bedingen.Against these disturbances one has, among other means, also a spring-loaded one applied to the shaft or auxiliary masses connected to a mass sitting on it, the resulting harmonic torque to oscillation deflections with the are excited in the same period and thereby create a new harmonic moment, that of the exciting torque wholly or approximately equal and of opposite Phase is. The exciting and the excited harmonic moment are lifted into their effects on. However, this only applies to a very specific speed of the Machine. If you move away from this speed downwards or upwards, so, as a result of the presence of the auxiliary mass and its spring, two new critical ones appear Conditions on which dangerous oscillations of the auxiliary mass and the shaft condition.

Gegenstand dieser Erfindung bilden nun Mittel, um diese durch -die Zusatzmasse und ihre Feder neu entstehenden Störungen zu beseitigen. Diese Mittel bestehen darin, daß man die Schwingungsausschläge der Zusatzmasse begrenzt. Man kann z. B. die Hilfsmasse und ihre Feder nur in einem ganz bestimmten Ausschlagwinkel frei schwingen lassen und größere Ausschläge entweder durch einen festen oder elastischen Anschlag verhindern.The subject of this invention now form means to this by -the Additional mass and its spring to eliminate newly emerging malfunctions. This means consist in limiting the oscillations of the additional mass. Man can e.g. B. the auxiliary mass and its spring only in a very specific deflection angle Swing freely and larger deflections either by a fixed or elastic Prevent attack.

Ein anderes Mittel bestellt darin, daß man die Zusatzmasse mit ihrer Feder durch geeignete, während des Betriebes von Hand betätigte oder selbsttätig wirkende Sperrvorrichtungen all relativen Schwingungen zur Welle oder zur Maschinenmasse verhindert und diese Sperrung nur in der Nähe der bestimmten Drehzahl aufhebt, für welche das Zusatzsystem berechnet ist.Another means is that you add the additional mass with their Spring by suitable, manually operated or automatic during operation Acting locking devices all vibrations relative to the shaft or to the machine mass prevented and this lock can only be lifted in the vicinity of the specific speed for which the additional system is calculated.

Endlich kann inall das Zusatzsystem für jede Drehzahl geeignet machen, indem man die die Schwingungszahl bestimmende freie Länge der Feder entsprechend der Drehzahl von Hand oder selbsttätig während des Betriebes ändert.Finally, inall can make the additional system suitable for every speed, by adjusting the free length of the spring that determines the number of vibrations the speed changes manually or automatically during operation.

Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand in einigen Beispielen.The drawing illustrates the subject matter of the invention in some ways Examples.

Fig. i zeigt die Anordnung einer schwingenden Hilfsmasse m lieben einer Maschinenkurbel h. Die Masse na ist durch die Drehfeder f mit k verbunden. Als Ausschlagbegrenzung sind feste Flächen a der Zusatzmasse vorgesehen, die sich bei Schwingungen finit dem doppelten Ausschlag 2 a gegen die Kurbelwangen legen, wie in Fig. i links gezeigt ist.Fig. I shows the arrangement of a vibrating auxiliary mass m love a machine crank h. The mass na is connected to k by the torsion spring f . Fixed surfaces a of the additional mass are provided to limit the deflection, which when vibrating finitely with twice the deflection 2 a lie against the crank webs, as shown on the left in FIG.

Fig.2 gibt eine andere Lösung für feste Anschläge. Die -Hilfsmasse in ist auf die Drehfeder f gekeilt, die am linken Ende fest mit der Maschinenmasse k verbunden ist. Unmittelbar hinter der Massein ist der feste Anschlag a ebenfalls mit der Maschine fest verbunden. Die Drehfeder f trägt an der Stelle v ein Vierkant, dessen Seiten sich nach dem Ausschlag a an entsprechende Flächen des Anschlages a anlegen.Fig.2 gives another solution for fixed stops. The auxiliary mass in is wedged onto the torsion spring f, which is firmly attached to the machine mass at the left end k is connected. The fixed stop a is also immediately behind the mass firmly connected to the machine. The torsion spring f contributes to the Job v a square, the sides of which are attached to corresponding surfaces after the deflection a of the stop a.

Fig. 3 zeigt die gleiche Anordnung wie Fig. z, nur ist hier der Anschlag F nicht starr mit der Maschinenmasse k verbunden, sondern er ist selbst als eine starke Drehfeder ausgebildet, die am linken Ende mit k und f fest verbunden ist. Für den ",rierlzantkopf der Drehfeder f besitzt F Aussparungen, gegen , die sich f nach dem Schwingungsausschlag a anlegt, so daß für größere Ausschläge beide Federn f und F vereint-wirken. Die Feder F ist also ein elastischer Anschlag.Fig. 3 shows the same arrangement as Fig. Z, except that here the stop F not rigidly connected k with the machine ground, but is itself designed as a strong torsion spring, which is fixedly connected to the left end with k and f. For the ", rierlzant head of the torsion spring f, F has recesses, against which f is applied after the oscillation deflection a, so that both springs f and F act together for larger deflections. The spring F is thus an elastic stop.

Eine andere Ausführungsform eines elastischen Anschlages zeigt Fig. q., wobei die Zusatzmasse in wieder neben einem Kurbelschenkel k angebracht ist. Nach Zurücklegong des Schwingungsausschlages a legt sich die Hilfsmasse mittels der beiden steifen Federn F, die die elastischen Anschläge bilden, gegen die Kurbelwangen.Another embodiment of an elastic stop is shown in FIG. q., the additional mass in again being attached next to a crank arm k. After the swing back swing a, the auxiliary mass settles by means of of the two stiff springs F, which form the elastic stops, against the crank webs.

In Fig. 5 ist eine Sperrvorrichtung für die schwingende Hilfsmasse m dargestellt. Die Maschinenmasse k besitzt einen Sperrkolben a, der durch Drucköl oder Druckluft betätigt wird. . Hierzu dient der- Steuerschieber S, der entweder von Hand oder z. B. j durch seine Fliehkraft gegen die Feder f verstellt wird und damit den Zufluß des Druckmittels steuert. In der Zeichnung ist rechts die untere, links die obere Sperrstellung des Schiebers gezeichnet; steht der Schieber in einer Zwischenstellung, so wird der Kolben a zurückgedrängt und die Hilfsmasse m freigegeben.In Fig. 5 is a locking device for the oscillating auxiliary mass m shown. The machine mass k has a locking piston a, which by pressure oil or compressed air is operated. . This is done by the control slide S, which is either by hand or z. B. j is adjusted by its centrifugal force against the spring f and so that controls the flow of pressure medium. In the drawing on the right is the lower one, the upper locking position of the slide is drawn on the left; the slide is in a Intermediate position, the piston a is pushed back and the auxiliary mass m is released.

Fig.6 zeigt eine Anordnung, bei welcher die die Schwingungszahl bestimmende freie Länge der Feder f während des Betriebes geändert werden kann.' Die Drehfeder f. trägt rechts die Hilfsmasse m; ihr linkes Ende ist vierkantig ausgebildet und wird von der Hülse w umfaßt, die in einem vierkantigen Loch der Maschinenmasse k längsverschieblich gelagert ist. Zur Verschiebung der Hülse w dient die Stange S und das Handrad lt. Die Verschiebung der Hülse w bewirkt eine Änderung der freien Federlänge von f.6 shows an arrangement in which the free length of the spring f, which determines the number of vibrations, can be changed during operation. The torsion spring f carries the auxiliary mass m on the right; its left end is square and is encompassed by the sleeve w, which is mounted in a square hole in the machine mass k so as to be longitudinally displaceable. The rod S and the handwheel are used to move the sleeve w . The movement of the sleeve w changes the free spring length of f.

Claims (1)

PATr,NT-AN sPRÜcHR: i. Vorrichtung an Kolbenmaschinen zur Unschädlichmachung kritischer Drehzahlen oder zur Erzielung größer Gleichförmigkeit des Ganges, bestehend aus einer federnd mit der Welle oder mit einer auf der Welle sitzenden Masse verbundenen Hilfsmasse, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, welche die Proportionalität zwischen dem Ausschlag der Hilfsmasse und der diese Masse in die Gleichgewichtslage zurücktreibenden elastischen Kraft nach Überschreitung eines bestimmten Ausschlages stört oder verändert. z. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsausschlag der Hilfsmasse durch feste Anschläge (a, Fig. i und y) oder elastische Anschläge (F, Fig. 3 und q.) begrenzt wird. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Sperrvorrichtung (a, Fig. 5), die das Zusatzsystem nur in der Nähe einer bestimmten Drehzahl frei schwingen läßt. q,. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schwingungszahl des Zusatzsystems bestimmende Federlänge (f, Fig. 6) während des Betriebes verändert werden kann.PATr, NT-AN APPLICATION: i. Device on piston engines for rendering harmless critical speeds or to achieve greater uniformity of the gear, consisting of from a resiliently connected to the shaft or to a mass seated on the shaft Auxiliary mass, characterized by a device which the proportionality between the deflection of the auxiliary mass and that which drives this mass back into the equilibrium position elastic force disturbs or changes after exceeding a certain deflection. z. Device according to claim i, characterized in that the oscillation deflection the auxiliary mass by fixed stops (a, Fig. i and y) or elastic stops (F, Fig. 3 and q.) Is limited. 3. Apparatus according to claim i, characterized by a locking device (a, Fig. 5) that the additional system only close to a can oscillate freely at a certain speed. q ,. Device according to claim i, characterized characterized in that the spring length which determines the number of oscillations of the additional system (f, Fig. 6) can be changed during operation.