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Einrichtung zur Erzielung einer gleichförmigen Drehbewegung sowie
zur Schwingungsdämpfung. Den Gegenstand der Erfuidung bildet eine Einrichtung zur
Erzielung einer gleichförmigen Drehbewegung sowie zur Schwingungsdämpfung von Drehkörpern,
die periodisch sich ändernden Drehkräften unterworfen. 4.nd. wie z. B. Schiffsschrauben,
die durch. Kolhendampfmaschinen oder Verbrennun:gskraftmaschinen -angetrieben werden:
Um dem an-;getriebenen Drehkörper ein möglichst gleich-Förmizeg Drehmoment zu geben,
wird bekann.-lich
zwischen diesem und Maschine eine. Schwu n°masse
angeordnet, die entsprechend der 2@aderung der Drehkräfte die überschußarbeit aufnehmen
oder bei Minderleistung Arbeit abgeben soll. Diese Wirkung kami aber nur dann vollkommen
oder doch praktisch vollkommen ausreichend eintreten, wenn die Schwungnasse sowohl
mit der Maschine als auch mit dem anzutreibenden Drehkörper starr verbunden oder
die -e2amte Masse im Drehkörper vereinigt ist. Praktisch ist jedoch diese Verbindung
immer mehr .oder weniger elastisch und sind die Massen mehr oder weniger verteilt.
Entsprechend der Massenverteilung und der Federung der verbindenden- Welle führt
der leistungabgebende Drehkörper eine erzwungene ungleichatäßige Bewegung aus, die
weit größer sein kann als jene mit einer starr gedachten Welle. Der ungleich:örmigen
Bewegung entsprechend ist auch die Kraftabgabe ungleichmäßig.
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Gemäß der Erfindung soll dieser Nachteil: dadurch beseitigt werden,
daß die Überschußader Ersatzarbeit in Massenwucht umgewandelt wird, die ausschließlich
auf das System Maschine-Schwungmasse beschränkt ist. Zu diesem Zwecke wird die Drehelastizität
der Wellenverbindung zwischen Maschine und Schwungmasse -erhöht und letztere federnd
mit einem Punkte der Welle verbunden, der bei erzwungenen Schwingungen. des Systems
Maschine-Schwungmasse zum Knotenpunkte dieser Schwingungen wird. Infolgedessen bleibt
der Wellenstrang zwischen diesem Punkte und dem anzutreibenden Drehkörper schwingung.ifrei.
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Es ist an sich nicht neu, die Schwungmasse federnd mit der Welle zu
verbinden, zwecks Erhöhung des' Bereiches der Eigenschwingungszahlen. des ganzen
Systems und Vergrößerung des zwischen zwei kri:ischen Drehzahlen liegenden Regelbereiches.
Hierbei wird die Schwungmas.:e elastisch mit demjenigen Punkte der Welle verbunden,
der sich bei schwungmassenloser Anlage als Schwingungsknotenpunkt des Systems Maschine-Drehkörper
(Propeller) ergeben würde. Es kommt hier also. immer nur ein einziger Punkt der
Welle als Angriffspunkt der Schwungmasse in Frage, der stets zwischen Maschine und
leistungabgebendem Drehlcörper (Propeller) liegt. Eine Schwingungsfrc;iheit von
Drehkörper und Drehkörperwelle wird damit weder bezweckt noch erreicht. Demgegenüber
bezweckt die Erfindung, wie schon abgegeben, die Schwingungsarbeit aussch:ießlich
auf das System Maschine-Schwungmasse zu beschränken. Der Angriffspunkt der Schwungmasse
ist der Knotenpunkt des in erzwungene Schwin-;ungen versetztenSystetns\-Ias,chine-Schwungmassx.
11c solcher ist seine Lage ver:.inderlicl#. und abhängig von der Bemessung der die
Schwungmasse mit diesem Punkte verbindenden Elastizitätsstrecke. Es kann demnach
jeder Punkt der Wellenleitung wi:lkürlich zu diesem Knotenpunkte gemacht werden.
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Die Erfindung bildet diesen Gedanken praktisch in der Weise aus, daß
die Elastizitä,tsstre.cke zwischen Antriebsmaschine und Schwungmasse durch Verlängerung
des die Verbindung zwischen beiden bildenden Wellenstücks und Hinzufügung einer
besonderen elastischen Zusatzstrecke vergrößert wird. Letztere ist in an sich bekanniter
Weise an ihrem dem anzutreibenden Drehkörper zugekLhrten Ende mit der Antriebswelle
verbwiden, während das. der Maschine zuggekehrte Ende die Schwungmasse trägt. Die
auf diese Weise erhöhte Elastizität der Wellenstrecke zwischen Maschine und Schwungmasse
gibt die Möglichkeit, alle Drehkraftänderungen mit Sicherheit innerhalb des Systems
Maschine-Schwungmasse aufzunehmen. Die Lbertragung von Schwingungen auf den üb4rigen.
Teil der Wellenleitung oder auf den anzutreibenden Drehkörper kann hierbei leicht
z. B. in an sich bekannter Weise dadurch vermieden oder unschädlich gemacht werden,
daß man die Eigenschwingungszahl des (hinzugefügten besonderen Elastizitätsgliedes
gleich der Periodenzahl der erzwungenen Schwingung macht. Die Befestigungsstelle
des elastischen Zusatzgliedes an der Welle wird hierbei zwangstrtäßig zum Schwingungsknotenpunkt.
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Bei einer solchen Einrichtung ist die Bemessung der Wellenlänge zwischen
Maschine und anzutreibendem Drehkörper nicht mehr von der Rücksicht darauf, die
Schwingungen möglichst klein zu halten, abhängig. Ebensowenig ist eine Verstärkung
der Welle zu i diesem Zwecke nötig. Die Hinzufügung der beonderen: Elastizitätsstrecke
ist nicht an eine bestimmte Stelle der Wellenleitung gebunden. Man kann sie daher
entsprechend den jeweiligen Bedingungen, insbesondere auch in@ Berücksichtigung
der Raumverhältnisse, anbringen. Beispielsweise kann auch die Befiestigungsstelle
des Drehkörpers mit dem Schwingungsknütenpunkt des Systems Maschine-Schwungmasse
zusammenfallen. Bei der Anwendung auf Schiflsschraub:en kann dann in diesem Falle
die besondere elastische Zusatzstrecke gleichzeitig das Führungsrohr für das im
Steven liegende Wellenende bilden. Federung und Masse lassen sich in allen Fällen
soi einrichten, daß der heabsichti;.-te Zweck stets erreicht wird.
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Einige Möglichkeiten der räumlich verschiedenen Anordnung zeigen die
Abb. i bis 3 in beispielsweiser Anwendung .auf Schiffs-#zchraub:en. _
Gemäß
Abb. I ist auf das vordere, unmittelbar hintrer oder näher der Alaschinea
liegende Ende b der Schraubenw cllenleitung c das von einer Hohlwelled gebildete
besondere elastische Zusatzglied aufgesetzt. Diese Hohlwelle ist nur mit ihrem hinteren,
der Schraube c zugekehrten Ende mit der Welle c oder dem Wellenstück b in geeigneter
Weise fest verbunden. Ihr- vozderes freies Ende trägt die Schwungmasse f. Bei dieser
Anordnung wird die Elastizitätsstrecke zwischen Maschine und Schwungmasse durch
Hinausschiebung des Angriffspunktes der Schwungrn,asse an der Welle und außerdem
um ds:e Zusatzstrecke d verlängert. Bei entsprechender Bemessung von Masse und Federung
dieses Systems ergibt sich alsdann :ein Schwingungsbild gemäß Abb. ia, in welchem
die Winkel a, ß die Schwingungsausschläge der von denn Wellenstück b und
dem Zusatzglied d gebildeten Elastizitätsstrecke zwischen Maschine und Schwungmasse
darstellen. Der Schnittpunkt der Schenkel x, y, d. h. der Schwingungsknotenpunkt,
fällt mit dem Angriffspunkt der Schwungmasse an der Welle zusammen. Der hinter demselben
liegende WeLenstrang bleibt schwingungsfrei, da die rest:iche Schwingungsstrecke
von dem Schenkel y gebildet wird, der die Schwingung des aus Hohlwelle und Schwungmasse
bestehenden elastischen Zusatzsystems darstellt.
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Bei der Anordnung nach Abb.2 sitzt die Hohlwelle d mit Schwungmasse
/an odernäher dem hinteren Ende der Wellenleitung zwischen 1laschine und
Steven. Ihr hinteres Ende ist in diesem Falle durch Befestigung an dem vorderen
Teil. der Wellenkupplung g mit der Welle verbunden. Diese Anordnung kommt hauptsächlich
bei besonderen RaumveThältnissen sowie bei kIzineren Schiffen in Frag:. Das Schwingungsbild
würde dein in Abb. ia gezeigten entsprechen mit dem Unterschiede, daß der Schwingungsknotenpunkt
entsprechynd der Verlegung der Zusatzstrecke näher dem hinteren Wellenende zu liegen
kommen würde.
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Abb. 3 zeigt eine Ausbildung der elastischen Zusatzstrecked als Führungsrohr
für das im Steven lt liegende Schraubeiwelleiende. Das hintere Ende der Hohlwelle
ist unmittelbar vor der Schraube mit der Welle oder auch mit der Schraubennabe selb-t
verbunden. Das vordere, die Schwungmasse j tragende Ende liegt zwischen Steven k
und Kupplung g. Das entsprechende Schwingungsbild ist in Abb.3a dargestellt. Wie
ersichtlich, liegt die Schraube bei dieser Anordnung in oder dicht hinter dem Schwingungsknotenpunkt.