DE543400C - Elastische Kupplung zur UEbertragung der Leistung von Maschinen mit ungleichem Drehmoment - Google Patents

Description

Bei Maschinengruppen oder Wellenleitungen, wie ι. B. auf Schiffen, die durch Kolbenmaschinen angetrieben werden, treten infolge des ungleichen Drehmomentes öfter bei be-S stimmten Drehzahlen Schwingungen auf, die im Falle von Resonanz zum Bruch der Wellenleitung führen können. Durch verschiedene Mittel sucht man diesem Umstand vorzubeugen oder abzuhelfen. Zu diesem Zweck

to ist es z. B. bekannt, die kritische Drehzahl durch den Einbau einer elastischen Kupplung so zu ändern, daß sie außerhalb der Betriebsdrehzahlen zu liegen kommt. Da derartige Kupplungen zusammen mit dem ganzen System trotz der veränderten Schwingungselastizität wieder zu Resonanz führen können, ist auch bereits vorgeschlagen worden, in diesem Falle besondere, zusätzliche Dämpfungseinrichtungen vorzusehen.

Die vorliegende Erfindung schließt hieran an und besteht darin, daß an Stelle der bisher für derartige Kupplungen verwendeten Schrauben- oder Blattfedern mit einer Lamellen- oder hydraulischen Dämpfung die an sich bekannten sogenannten Ringfedern verwendet werden, deren Federringe mit konischen Flächen ineinandergleiten, durch die Reibung eine Dämpfung bewirken und so zu bemessen sind, daß die Größe der durch die Reibung der ineinandergleitenden Federringe hervorgerufenen Dämpfungskraft gleichmäßig oder ungefähr gleichmäßig mit der Belastungskraft zu- oder abnimmt.

Hierdurch werden, außer den allgemeinen und bekannten Vorteilen der Ringfedern, für den vorliegenden besonderen Fall noch folgende Vorteile erreicht:

1. Außer den Federelementen werden keine zusätzlichen Dämpfungselemente benötigt, wie es bei den sonst verwendeten Kupplungen erforderlich ist.

2. Die Größe der Dämpfungskraft ist nicht, entsprechend einem einmal eingestellten Betrag, konstant, sondern ändert sich gleich oder angenähert gleich mit der Kraft selbst, welcher die Federung ausgesetzt ist.

Da bei den bisher bekannten Ausführungen die Größe der Dämpfung konstant ist, wird hierdurch die kritische Drehzahl nur um einen bestimmten Betrag verschoben oder in einem kleinen Bereich geändert, 'denn es sind alsdann alle Glieder des Systems wiederum konstant. Bei der Verwendung von Ringfedern gemäß der vorliegenden Erfindung steigt dagegen beim Wachsen der Impulskraft auch die Dämpfungskraft, wodurch für alle Drehzahlen der Eintritt einer gefährlichen Resonanz mit Sicherheit vermieden wird.

Es ist ferner bekannt, eine unmittelbar auf eine Propellerwelle arbeitende Kolbendampfmaschine und eine nachgeschaltete Abdampfturbine, die über ein Rädergetriebe auf dieselbe Propellerwelle arbeitet, durch eine Kupplung mit Ringfedern miteinander zu verbinden, wobei aber die Kolbenmaschine, also gerade die Maschine mit dem ungleichen

Drehmoment, ihre Leistung nicht unter Vermittlung der Kupplung, sondern 'unmittelbar auf die getriebene Welle überträgt.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher veranschaulicht.

Fig. ι zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch eine Schiffsmaschinenanlage mit mehrzylindriger Kolbendampfmaschine. Fig. 2 und 3 zeigen die dabei im ίο Sinne der Erfindung verwendete Kupplung in etwas größerem Maßstab. Fig. 4 zeigt die Elemente der Ringfeder. Fig. 5 und 6 veranschaulichen Federdiagramme von Ringfedern, ι bezeichnet die Kolbenmaschine mit mehreren Zylindern, 2 die Kupplung, 3 die angetriebene Welle, 4 einen Propeller. 5 und 6 sind die Kupplungshälften auf der treibenden und getriebenen Welle. 7 bezeichnet die Arme an der Kupplungshälfte 5 und 8 die- zo jenigen an der getriebenen Hälfte 6. Zwischen den Armen 7 und 8 sind die Ringfedern 9 eingeschaltet. Diese bestehen aus einer Anzahl innerer und äußerer Federpaare, welche mit ι ο und 11 bezeichnet sind. Die Federn liegen zwischen der äußeren Büchse 12 und den inneren Büchsen 13 (s. Fig. 3).

Die Ringfederkupplung wirkt in gleicher Weise auf Zug wie auf Druck. In der dargestellten Ausführung sind sechs solcher Federelemente 9 vorgesehen, die paarweise nebeneinanderliegen und mit ihren Enden durch Bolzen 14 oder durch die Büchse 12 und den Büchsendeckel 15 abwechselnd mit einem Arm der treibenden oder der getriebenen Kupplungshälfte verbunden sind.

Fig. 5 zeigt das Federdiagramm einer solchen Ringfeder. Wie bei einer gewöhnlichen Ringfeder entspricht beispielsweise die Belastung von Ar₁ kg der Strecke 0-a bei einem Federweg V₁. Sinkt die Belastung auf x₂ kg, so entspricht dies in dem Diagramm einer gewöhnlichen Spiralfeder der Strecke O-b mit einer Federung y₂. Bei der Ringfeder wird jedoch bis zu dieser Belastung Jc₂ der ganze Betrag des Kraftunterschiedes von X₁ bis X₂ (Strecke A-O₁) durch Reibung in den Federringen aufgenommen. Die Federung ändert sich daher bei diesen Ringfedern nicht. Erst wenn die Belastung unter X₂ sinkt, ändert sich der Federweg entsprechend der linie O₁-O.

Wenn daher bei einem. System von Maschinenelementen die Drehzahl sich einer kritischen Drehzahl nähert, was eine entsprechende Vergrößerung der auftretenden Impulskräfte zur Folge hat, wird auch die Dämpfungskraft der Federelemente vergrößert und hierdurch die kritische Drehzahl des Systems entsprechend geändert. Damit wird das Auftreten von Resonanz und somit von gefahrliehen Kräften vermieden.

Fig. 6 zeigt ein ähnliches Federdiagramm, nur mit dem Unterschied, daß die Federcharakteristik der verwendeten Ringfedern einen ungleichmäßigen Verlauf hat. Dies wird in bekannter Weise durch eine abweichende Ausführung der einzelnen Federringe erreicht. Die Ausführung der Kupplungen an sich kann in beliebiger Weise erfolgen. Auch kann z. B. ein vorhandenes Schwungrad oder ein auf der Welle befindliches Zahnrad als Teil der Kupplung verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Elastische Kupplung zur Übertragung der Leistung von Kraftmaschinen, insbesondere Schiffsmaschinen, mit ungleichem Drehmoment, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung mit Ringfedern versehen ist, deren Federringe mit konischen Flächen ineinandergleiten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen