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Schwingungsdämpfsystem für Synchronmotoren Die Erfindung betrifft
ein SchwingungsdämpffsYstem für Synchronmotoren, bei welchem eine zusätzliche mutrotierende
Schwungmasse mit dem Läufer des Motors friktion.sartig durch aneinanderliegende
-feste Reibflächen gekuppelt und eine Rückführkraft zur Wahrung-einer-Mittellage
vorgesehen ist.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Reibungsmitnahme durch drei nacheinander
wirksam werdende =verschieden große Reibungsmomente, und zwar erstens durch eine
zentrale, verhältnismäßig reibungsarme Lagerung der. Schwungmasse auf der Läuferwelle
oder umgekehrt, beispielsweise durch Kugel- oder Gleitlagerung, zweitens durch einen
mittels Klemmfedern verschieden stark angedrückten Reibungsmitnehmer, der in der
Mittellage nicht durch die Klemmfedern angedrückt wird, und drittens durch eine
starke Reibung zwischen dem Schwungmassenmitnehmerkranz und der Schwungmasse selbst.
Der Vorteil dieser besonderen erfindungsgemäßen Ausbildung der Reibungsmitnahme
besteht darin, daß für alle Betriebszustände eine der jeweiligen Pendelneigung angepaßte
Reibungswirkung gesichert ist, so daß einerseits bereits sehr schwache Schwingneigungen
gedämpft werden, andererseits auch bei stärkstem Schwingungs- oder Drehmomentstößen
eine entsprechend angepaßte starke Dämpfung bewirkt wird, ohne die Dämpfungs. Organe,
welche .auf sehr schwache: Schwingneigungen ansprechen, hierbei einer überbeanspruchung
auszusetzen.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung
beispielsweise und schematisch veranschaulicht. Es bedeuten Fig. i eine Draufsicht
auf das System, Fig. 2 einen Mittelschnitt durch das gleiche System und Fig.3 eine
teilweise Seitenansicht.
Auf der Welle i ist mittels Nut und Feder
2 oder Vierkant eine Buchse 3 starr befestigt, die ihrerseits mit dem Endflansch
4 und der Mitnehmerscheibe 5 fest verbunden ist. Auf der Buchse 3 ist mittels Gleit-
oder vorzugsweise Wälzlager (nicht dargestellt) eine Schwungmasse 6 mit dem Schwungkranz
7 leicht drehend gelagert. Innerhalb des Kranzes 7 ist ein Ring 8 vorzugsweise aus
Leichtmetall angeordnet, der durch eine in einer Nut liegende Blattfeder 9 friktionsartig
mit dem Schwungkranz verbunden und durch Schrauben io mit Scheiben i i gegen Herausfallen
gesichert ist. Auf der Mitnehmerscheibe 5 ist ein Mitnehmer 12 befestigt. Auf dem
Ring 8 sind zwei Blattfedern 13, 14 angeordnet, deren zueinander gerichtete Enden
aufgebogen sind, so daß der Mitnehmer 12 sich zwischen die betreffende Feder undderen
Unterlage schieben kann. Ferner ist am inneren Umfange des Ringes 8 ein Vorsprung
15 mit e'.astischen Gummipuffern o. dgl. 16, 17 befestigt. Auf dem Teil 5' der Mitnehmerscheibe
5 sind in der dargestellten Weise zwei parallele Blattfedern 18, i9 befestigt, zwischen
die ein Stift 2o des Ringes 8 sowie ein weiterer Stift 21 der Scheibe 5 greift.
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Die Arbeitsweise des Systems ist folgende: Beim Anlauf nimmt die Motorwelle
zunächst über den Mitnehmerring 5 und dessen Aussparung 5" sowie einen der Gummipuffer
16, 17, der infolge der starken Beschleunigung unter entsprechender Ausbiegung der
Federn 13, 14 und 18, i 9 an der Kante der Aussparung 5" zur Anlage kommt, den Ring
8 mit, während die Schwungmasse 6, 7 erst allmählich .durch die starke Reibung zwischen
dem Ring 8, der Feder 9 und dem Schwungkranz 7 die Drehzahl der Welle i erreicht.
Auf diese Weise werden übermäßige Drehmomente .der Welle sowie der übrigen Systemteile
vermieden und !ein weicher Anlauf erzielt. Während des gleichförmigen Laufes der
Welle bewirken dann die Federn 18, 19 die Erreichung der dargestellten Mittelstellung
der Teile, bei welcher der Mitnehmer 12 frei in der Mitte zwischen den Enden der
Federn 13, 14 liegt.
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Tritt nun ein Pendeln des Motors um seine Normallage infolge irgendwelcher
elektrischer oder mechanischer Störungen auf, so bleibt während der Rückwärtsschwingung
des Motors die Mitnehmerscheibe 5 , hinter der Drehung der Schwungmasse 6, 7, welche
jetzt mit dem Ring 8 praktisch eine Masse bildet, zurück, und der Mitnehmer 12 gelangt
(bei Rechtsdrehung des Motors entsprechend dem Pfeil in Fig. i) unter die Feder
13, so daß unter Auftreten einer entsprechenden Reibung eine Angleichung der beiden
Drehzahlen bewirkt wird. Im nächsten Augenblick, d. h. bei der Vorwärtsschwingung
des Motors, gelangt der Mitnehmer 12 unter die Feder 14, und auch hier tritt eine
dämpfend wirkende Reibung auf. Die Versuche haben gez -igt, daß auf diese Weise
eine sehr schnelle und wirksame Dämpfung der Motorpendelbewegung erzielt wird, derart,
daß selbst bei größeren Störungen der Motordrehzahl in wenigen Sekunden oder sogar
Bruchtei:en von Sekunden die entstehende Pendelschwingung sich totläuft. -Eine zusätzliche
schwingungsvermindernde Wirkung haben die Federn 18, 19, die eine elastische Übertragung
der Motorschwingungen auf die Schwungmasse bewirken. Man hat sich diese Wirkung
so vorzustellen, daß infolge der verschiedenen Schwingungszahlen der beiden Pendelsysteme
Interferenzschwingungen auftreten, welche die Hauptschwingungen in .der in der Schwingungslehre
bekannten Weise vermindern. Diese Wirkung der Federn 18, i9 hängt allerdings in
gewissem Grade ab von der Drehzahl des Motors sowie ,den Gewichten und Maßverhältnissen
der einzelnen Teile und kann je nach dem mehr oder weniger günstigen Zusammentreffen
.dieser Daten mehr oder weniger stark in dem gewünschten Sinne wirken, während die
eigentliche Dämpfungswirkung der Federn 13, 14 und des Mitnehmers 12 unabhängig
von diesen Verhältnissen immer gleich stark ist. .
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Eine weitere zusätzliche Dämpfungswirkung ergibt sich, insbesondere
bei sehr kleinen Schwingungen, durch die Lagerreibung zwischen der Buchse 3 und
der darauf mittels Gleit- oder Wälzlager gelagerten Schwungmasse 6, 7 . Es ist verständlich,
daß diese Dämpfungswirkung bei allen Pendelschwingungen gleich klein ist und sich
der Dämpfungswirkung der Federn 13, 14 nebst Mitnehmer 12 überlagert, während die
Dämpfungswirkung an der Stelle 12, 13, 14 je nach der Form und Stärke der Federn
13, 14 und der Lage der Schrauben 22 mit wachsender Amplitude der Schwingung zunehmend
gestaltet werden kann, wenn dies gewünscht wird.
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Es werden also bei einer P:endelung nacheinander drei verschieden
große Reibungsmomente wirksam. Bei sehr kleiner Amplitude tritt nur der geringe
Reibungswiderstand zwischen der Buchse 3 und der Schwungmasse 6, 7 auf, der Mitnehmer
12 vermag dagegen in dem freien Raum zwischen den Federzungen 13 und 14 ohne Reibungswiderstand
zu. pendeln. Bei größeren Amplituden kommt der Mitnehmer 12 unter die Federn 13,
14, welche einen größeren Reibungswiderstand erzeugen. Bei sehr groben Amplituden
und
beim Anlauf kommen Flächen 5" an den Gummipuffern 16 bzw. 17 zur Anlage
(bewirken also hier eine feste Kupplung), während schließlich die Reibungskupplung
zwischen 8 und 7 eine noch größere Reibungswirkung ergibt.