DE1230597B - Automatic unbalance compensation device - Google Patents
Automatic unbalance compensation deviceInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. CL:Int. CL:
GOImGOIm
Deutsche Kl.: 42 k-33German class: 42 k-33
Nummer: 1230597Number: 1230597
Aktenzeichen: L 44129IX b/42 kFile number: L 44129IX b / 42 k
Anmeldetag: 14. Februar 1963 Filing date: February 14, 1963
■\uslegetag: 15. Dezember 1966Date of laying: December 15, 1966
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Unwucht-Kompensationseinrichtung für ein in Rotation versetzbares Teil.The invention relates to an automatic unbalance compensation device for a part that can be rotated.
Bekanntlich kann sich der Schwerpunkt von in Rotation befindlichen Teilen in gewissen Fällen im Laufe des Betriebes verlagern, wobei diese Verlagerung fortschreitend oder plötzlich vonstatten gehen und einen unruhigen Lauf der umlaufenden Teile nach sich ziehen kann, der unter Umständen sehr schädlich ist. Diese unangenehme Tatsache tritt selbstverständlich um so mehr hervor, je schneller die Maschine läuft. So begegnet man ihr beispielsweise bei Schleifscheiben von Schleifmaschinen, die sich im Laufe ihres Arbeitens unregelmäßig abnutzen oder die unregelmäßig verteilte Feuchtigkeit in sich schließen (fortschreitende Verlagerung des Schwerpunktes). Ebenso kann man hierzu den Fall von Turbinen oder Kompressoren anführen, bei denen eine Schaufel bricht (plötzliche Verlagerung des Schwerpunktes).As is known, the center of gravity of rotating parts can in certain cases be in the Relocate the course of the operation, with this relocation proceeding progressively or suddenly and can cause the rotating parts to run unsteadily, which under certain circumstances can be very is harmful. This unpleasant fact comes to the fore, of course, the faster the machine is running. This is how you encounter it, for example, with grinding wheels on grinding machines that wear out irregularly in the course of their work or the irregularly distributed moisture in them close (progressive shift of the center of gravity). One can also consider the case of Cite turbines or compressors where a blade breaks (sudden displacement of the Focus).
Es sind nun schon verschiedene selbsttätige Schnell - Unwucht - Kompensationseinrichtungen beschrieben worden, die es gestatten, solche im Laufe der Zeit veränderliche oder zufällig auftretende Unwuchten zu kompensieren. Die vorgeschlagenen Einrichtungen, die sich als sehr wirksam erwiesen haben, werden voneinander gleichen Ausgleichsmassen, beispielsweise drei Massen gebildet, die sich (jede um maximal 120°) in dem Inneren eines mit einer Flüssigkeit gefüllten Ringkanals frei bewegen können, der konzentrisch in die Rotationswelle eingearbeitet und mit dieser kraftschlüssig verbunden ist. Diese Massen, die sämtlich in dem Inneren des Kanals dichtend geführt gleiten können, grenzen zwischen sich drei Räume veränderlicher Volumina ab, die durch Rohrstutzen mit wenigstens drei Druckentnahmestellen verbunden sind, welche auf Druckänderungen ansprechen, die sich zwischen der Welle und einem festen Bezugsorgan einstellen, wenn die Welle sich unter der Wirkung einer Unwucht nicht konzentrisch mit diesem Organ dreht.Various automatic rapid unbalance compensation devices have now been described which allow such unbalances that change over time or that occur randomly to compensate. The proposed facilities, which have proven to be very effective, equal balancing masses are formed from each other, for example three masses that are (each around maximum 120 °) can move freely in the interior of a ring channel filled with a liquid, which is incorporated concentrically into the rotary shaft and connected to it with a force fit. These Masses, all of which can slide sealingly guided in the interior of the channel, border between three spaces of variable volumes are created by pipe sockets with at least three pressure tapping points which are responsive to pressure changes occurring between the shaft and set a fixed reference organ if the shaft does not move under the effect of an imbalance rotates concentrically with this organ.
Diese in die drei vorgenannten Räume übertragenen Drücke wirken auf die beweglichen Kompensationsmassen ein, um sie, die einen in bezug auf die anderen, zu verlagern, bis sie die Unwucht beseitigen, welche den das Steuersignal auslösenden Druckunterschieden zum Entstehen verholfen hat.These pressures transmitted into the three aforementioned spaces act on the movable compensation masses one to shift them, one in relation to the other, until they remove the imbalance, which helped to create the pressure differences that triggered the control signal.
Die Ausgleichseinrichtungen dieser Bauart umfassen also zwei wesentliche Teile: Bewegliche Massen in einer kreisförmigen Laufbahn (Empfängersystem) und Organe zum Abgreifen des Druckes, der unter der Wirkung einer Zentrifugalkraft ein Steuer-Selbsttätige Unwucht-KompensationseinrichtungThe compensating devices of this type therefore comprise two essential parts: Movable ones Masses in a circular career (receiving system) and organs for tapping off the pressure which, under the action of a centrifugal force, is a control automatic Imbalance compensation device
Anmelder:Applicant:
Landis Gendron S. A.,Landis Gendron S. A.,
Villeurbanne, Rhone (Frankreich)Villeurbanne, Rhone (France)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. R. Müller-BörnerDipl.-Ing. R. Müller-Borner
und Dipl.-Ing. H. H. Wey, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. H. H. Wey, patent attorneys,
Berlin 33, Podbielskiallee 68Berlin 33, Podbielskiallee 68
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Paul Favrot, Lyon (Frankreich)Paul Favrot, Lyon (France)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Frankreich vom 20. April 1962 (895 197)France of April 20, 1962 (895 197)
signal hervorbringt, um das Verlagern dieser Massen herbeizuführen (Sendesystem).
Solche Unwuchtkompensatoren sind beispielsweise in dem französischen Patent 1290 875 beschrieben.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum selbsttätigen Ausgleich der Unwucht eines Rotors
mit einer Ringkammer, die durch in ihr beweglich angeordnete Kompensationsmassen in Druckmittelräume
veränderlichen Volumens unterteilt ist, wobei die Druckmittelzufuhr zu jedem Druckmittelraum
durch das in Abhängigkeit der Unwucht veränderliche Spiel zwischen der Welle und einer feststehenden
Muffe gesteuert wird.signal produces in order to bring about the relocation of these masses (transmission system).
Such unbalance compensators are described in French patent 1,290,875, for example. The invention relates to a device for automatic compensation of the imbalance of a rotor with an annular chamber which is divided into pressure medium spaces of variable volume by means of compensating masses arranged movably in it, the pressure medium supply to each pressure medium space through the play between the shaft and, which varies depending on the imbalance a fixed sleeve is controlled.
Bei den bisher beschriebenen Kompensatoren war das Empfängersystem so ausgebildet, daß jede Kompensationsmasse eine gleiche Rolle spielte, d. h., daß alle Massen (zumeist drei) die Freiheit hatten, sich unter der Wirkung der auf ihren entgegengesetzten Seiten herrschenden Druckunterschiede zu verschieben. Den vorgeschlagenen Systemen gemäß konnten sich alle Massen (beispielsweise Kugeln) sämtlich in Kreisringkammern bewegen, die gleichwinklig unterteilt waren und miteinander in Verbindung standen oder bei denen auch der Lauf der beweglichen Massen in dem Ringkanal nur durch gleichwinklig verteilte Anschläge begrenzt war und in diesem Falle jeder der die Drucksignale empfangenden Räume in dem Kanal durch zwei benachbarte Massen selbst begrenzt war.In the compensators described so far, the receiver system was designed so that each compensation mass played an equal role, d. That means that all masses (mostly three) had the freedom to themselves to shift under the action of the pressure differences prevailing on their opposite sides. According to the proposed systems, all masses (e.g. spheres) could all be in Move circular chambers that were divided equiangularly and were in communication with each other or in which the movement of the movable masses in the annular channel is only distributed through equiangular Attacks was limited and in this case each of the rooms receiving the pressure signals in the canal itself was bounded by two adjacent masses.
Diese Anordnung, bei der alle Kompensationsmassen frei sind, erscheint als die wünschenswerteste This arrangement, in which all compensation masses are free, appears to be the most desirable
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und am meisten befriedigende, denn sie trägt einer Sorge um die Symmetrie oder die anfängliche bauliche Auswuchtung des Apparates besonders Rechnung. Tatsächlich weist diese Anordnung jedoch gewisse Mangel auf, die im folgenden besonders vor Augen geführt werden sollen, wobei der hierbei ausgewählte Fall der eines Kompensators mit drei Massen ist, denn dieser Fall ist der am häufigsten vorkommende, doch bleiben die Mangel für eine größere Zahl von beweglichen Massen ganz die gleichen.and most satisfactory because it takes care of the symmetry or the initial structural Balancing the apparatus especially account. In fact, however, this arrangement has certain Defects, which are to be pointed out in the following, with the one selected here Case is that of a compensator with three masses, because this case is the most common but the deficiencies remain exactly the same for a larger number of movable masses.
Für den Fall, daß eine Unwucht besteht, verteilen sich die drei Massen unregelmäßig in dem Kanal, und sie schließen miteinander von 120° abweichende Winkel K1, <x2, <x3 ein, so daß der resultierende Schwerpunkt auf die Gegenseite der Unwucht fällt, die das Signal hervorgerufen hat, wobei dieser Betriebszustand durch eine unendlich große Zahl von Stellungen einer jeden der Massen verwirklicht sein kann. Die Massen nehmen so, eine in bezug auf die anderen, nicht jedoch in bezug auf den Kanal, eine feste Lage ein, und ihr Schwerpunkt befindet sich in einem stabilen Auswuchtzustand, ohne daß eine der Massen für sich genommen sich in einem stabilen Gleichgewichtszustand befindet. Infolgedessen verschiebt sich, wenn der Apparat (beispielsweise eine Schleifscheibe) beim Umlauf eine positive oder negative Beschleunigung erfährt, die Gesamtheit der drei Massen wie ein einziges Teil durch Trägheit in bezug auf den Kanal, womit sich der Schwerpunkt der drei Massen gleichermaßen verlagert und eine neue Un-' wucht in Erscheinung treten läßt (geschaffen durch den Auswuchtapparat selbst). Selbstverständlich wird diese Unwucht je nach der Ansprechgeschwindigkeit des Apparates innerhalb mehr oder weniger kurzer Verzögerungszeiten automatisch korrigiert, wobei diese Verzögerung unter Umständen ebensolange andauern kann wie jene, die für den anfänglichen Unwuchtausgleich erforderlich war. Hernach kann die Stellung der Massen bei dem neuen Gleichgewichtszustand von der Stellung, die nach dem anfänglichen Unwuchtausgleich erreicht worden war, verschieden sein, doch reproduziert sie sich bei jeder Gangartänderung der Maschine (beispielsweise bei jedem Inberührungkommen des Werkzeuges mit dem zu bearbeitenden Teil) in mehr oder weniger merklicher Weise immer wieder von neuem.In the event that there is an imbalance, the three masses are distributed irregularly in the channel, and they enclose angles K 1 , <x 2 , <x 3 which differ from one another by 120 °, so that the resulting center of gravity is on the opposite side of the imbalance falls, which has caused the signal, this operating state can be realized by an infinitely large number of positions of each of the masses. The masses thus assume a fixed position, one with respect to the other, but not with respect to the channel, and their center of gravity is in a stable state of balance without any of the masses being in a stable state of equilibrium. As a result, when the apparatus (for example a grinding wheel) experiences a positive or negative acceleration while rotating, the totality of the three masses shifts as a single part by inertia with respect to the channel, whereby the center of gravity of the three masses shifts equally and a new one Imbalance can appear (created by the balancing apparatus itself). Of course, this imbalance is automatically corrected within more or less short delay times, depending on the response speed of the apparatus, whereby this delay can under certain circumstances last as long as that which was necessary for the initial unbalance compensation. Afterwards, the position of the masses in the new state of equilibrium may be different from the position that was reached after the initial unbalance compensation, but it is reproduced more and more every time the machine changes its pace (e.g. every time the tool comes into contact with the part to be machined) or, less noticeably, over and over again.
Im übrigen besteht für drei Massen, die einen Schwerpunkt ergeben, der in einem bestimmten Punkt liegt, eine Unendlichkeit von Relativstellungen, so daß die Massen beim Auftreten einer Unwucht ihre Stellung unter einer Unendlichkeit von Möglichkeiten suchen müssen, was sich dahin auswirkt, daß ihr Instellunggehen verzögert wird oder daß sie Gefahr laufen, von einer Stellung in eine andere überzugehen. In addition, for three masses that result in a center of gravity, that is in a certain point lies, an infinity of relative positions, so that the masses theirs when an imbalance occurs Have to seek position among an infinite number of possibilities, which has the effect of delaying their attitude or of putting them in danger run to move from one position to another.
Wenn die Maschine in Betrieb ist, während die drei Massen, um eine Unwucht auszugleichen, entsprechend' den Winkern av a2, a3 verteilt sind, und wenn man die Maschine vorübergehend anhält, schwenken die drei Massen zunächst um ein Stück aus (insbesondere, wenn der Kanal mit Öl gefüllt ist, was zumeist der Fall ist), wobei ihr Schwerpunkt in die Tiefpunktlage kommt. Wenn zu diesem Augenblick die Maschine wieder in Lauf gesetzt wird, muß der Apparat zunächst die Unwucht wieder ins Gleichgewicht bringen, die er hat in Erscheinung treten lassen. Für den Pail, daß der Stillstand ein längerer ist, geht infolge der geringen Flüssigkeitsverluste zwischen den Massen und dem Kreisringkanal jede Masse einzeln in den Tiefpunkt ihrer Bewegungsbahn ein. In einem solchen Fall, wo das Auswuchtgleichgewicht bei dem Wiederinlaufsetzen der Maschine, das in nur wenigen Augenblicken geschehen ist, wiederhergestellt werden muß, ist dann die Kompensation nicht sichergestellt.If the machine is in operation, while the three masses are distributed according to the angles a v a 2 , a 3 in order to compensate for an imbalance, and if the machine is temporarily stopped, the three masses first swivel out a little (in particular when the channel is filled with oil, which is usually the case), with its center of gravity coming to the lowest point. If at that moment the machine is started up again, the apparatus must first rebalance the imbalance which it has caused to appear. For the pail that the standstill is a longer one, due to the low loss of liquid between the masses and the circular channel, each mass individually enters the lowest point of its movement path. In such a case, where the balancing equilibrium has to be restored when the machine is restarted, which has only happened in a few moments, the compensation is then not ensured.
Schließlich ist eine der angestrebten Eigenschaften bei Unwucht-Kompensatoren ihre Ansprechgeschwindigkeit, und die verschiedenen vorgeschlagenen Signalsendesysteme haben besonders zum Ziel, dem Empfängerapparat das Signal mit größtmöglicher Wirksamkeit zuzuführen, d. h. unter Drücken und in Mengen, die so groß wie möglich sind.After all, one of the properties sought in unbalance compensators is their speed of response, and the various proposed signal transmission systems particularly aim at that Receiving the signal with the greatest possible efficiency, d. H. under press and in Quantities as large as possible.
Die Wirksamkeit dieser Signale ist bei den bisher vorgeschlagenen Empfängersystemen eine sehr verminderte, was darauf zurückgeht, daß die Dichtigkeit der von den beweglichen Massen begrenzten Räume eine sehr bedingte ist, da man nicht umhin kann, zwischen diesen beweglichen Massen und dem Kanal ein genügendes Spiel zu belassen.The effectiveness of these signals is very reduced in the previously proposed receiver systems, which is due to the fact that the tightness of the boundaries of the moving masses Spaces is a very conditional one, since one cannot help but between these movable masses and the To leave enough play on the channel.
Die Erfindung begegnet diesen verschiedenen Mangeln und bietet zugleich auch noch verschiedene andere Vorteile, die im folgenden noch näher angegeben werden.The invention addresses these various shortcomings and at the same time also offers different ones other advantages, which will be specified in more detail below.
Erfindungsgemäß ist der Unwuchtkompensator derart ausgebildet, daß der Ringkanal durch zwei bewegliche Kompensationsmassen und eine unbewegliche Kompensationsmasse in drei Druckmittelräume unterteilt ist.According to the invention, the unbalance compensator is designed in such a way that the ring channel is divided by two movable compensation masses and an immovable compensation mass in three pressure medium spaces is divided.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die unbewegliche Kompensationsmasse leichter als jede der beweglichen Kompensationsmassen und ein den Gewichtsunterschied ausgleichendes zusätzliches Gewicht vorgesehen ist.It is advantageous if the immovable compensation mass is lighter than any of the movable ones Compensation masses and an additional weight compensating for the difference in weight are provided is.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die unbewegliche Kompensationsmasse aus einer die Ringkammer radial durchquerenden Trennwand besteht.It is also advantageous if the immovable compensation mass consists of an annular chamber there is a radially traversing partition.
Diese verschiedenen Teile bestimmen in dem Kanal drei Zonen von veränderlichem Volumen, nämlich: eine Zone zwischen der vorgenannten Scheidewand und der ersten beweglichen Masse, eine zweite Zone zwischen der ersten und-der zweiten beweglichen Masse und eine dritte Zone zwischen der zweiten beweglichen Masse und der Scheidewand. In jeder dieser drei Zonen mündet ein Kanalsystem ein, das an jede der das Steuersignal liefernden Druckentnahmen angeschlossen ist, wobei zwei der genannten Kanalsysteme insbesondere in der Nähe der Scheidewand (beiderseits derselben) in den Kanal einmünden, während das dritte Kanalsystem auf dem Radius ausmündet, der durch den obengenannten Anschlag hindurchgeht.These different parts define three zones of variable volume in the canal, namely: a zone between the aforementioned partition and the first movable mass, a second zone between the first and the second movable mass and a third zone between the second movable mass and the septum. In each of these three zones opens a channel system that delivers the control signal to each Pressure tapping is connected, two of the mentioned channel systems in particular in the Near the septum (on both sides of the same) open into the canal, while the third canal system opens out on the radius that passes through the abovementioned stop.
Einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß wird die feststehende Kompensationsmasse von der Scheidewand gebildet, die den Ringkanal verschließt, und ist das Gewicht der besagten Scheidewand so gewählt, daß es dem einer jeden der beweglichen Kompensationsmassen gleich ist. ·According to a preferred embodiment of the invention, the fixed compensation mass formed by the septum that closes the annular channel and is the weight of said Partition chosen so that it is the same as that of each of the movable compensation masses. ·
Die so ausgeführte Kompensationseinrichtung gestattet es, ebenso große Unwuchten wie bisher mit den beschriebenen Einrichtungen auszugleichen, bei denen alle Massen beweglich waren und bei denen der Ringkanal nicht ununterbrochen war, d.h. bei dem das Druckmittel ganz um den Kanal herum zirkulieren konnte.The compensation device designed in this way allows unbalances that are just as large as before to compensate for the facilities described, in which all masses were movable and in which the ring channel was not uninterrupted, i.e. in which the pressure medium was completely around the channel could circulate.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung gibt es für jede zu komenpsierende Unwucht eine, und zwarIn the device according to the invention there is one for each unbalance to be compensated, namely one
immer nur eine Stellung der beiden beweglichen Massen, und diese Massen nehmen, wenn sie einmal durch die Steuerdrücke in ihre Kompensationsstellung gebracht worden sind, zueinander wie auch in bezug auf die umlaufende Einrichtung feste Stellungen ein, wobei diese Stellungen sich im stabilen Gleichgewicht befinden, was den obenerwähnten Mangeln abhilft.always only one position of the two movable masses, and these masses take up once they are have been brought into their compensation position by the control pressures, to each other as well as in fixed positions with respect to the rotating device, these positions being in the stable Are in equilibrium, which remedies the above-mentioned deficiencies.
Selbstverständlich können die Druckunterschiede, die in den drei weiter oben definierten Zonen in Erscheinung treten und welche die notwendige Kraft liefern, um die beiden beweglichen Massen in ihre Ausgleichsstellung zu bringen, mittels irgendeines Druckübertragungssystemes mit um jeweils 120° voneinander entfernten Anzapfstellen abgegriffen werden, die in dem Flüssigkeitsfilm eines dynamischen Lagers eines statischen Lagers oder eines Lagers mit vollkommen schwimmender Lagerung der Welle oder aber auch eines Hilfslagers einmünden, welch letzteres zu seinem Teil überhaupt nicht zu der Lagerung oder Führung der umlaufenden Welle beiträgt. Of course, the pressure differences in the three zones defined above can appear step and which provide the necessary force to move the two moving masses into their To bring compensation position, by means of any pressure transmission system with by 120 ° tapped taps at a distance from each other, which are in the liquid film of a dynamic Bearing of a static bearing or a bearing with a completely floating bearing of the Shaft or an auxiliary camp, which the latter for its part not at all to the Contributes to storage or guidance of the rotating shaft.
Das Druckmittel, welches den unterbrochenen kreisringförmigen Kanal der erfindungsgemäßen Einrichtung füllt, kann eine Flüssigkeit (beispielsweise Öl) oder ein Gas (beispielsweise Luft) sein.The pressure medium, which the interrupted annular channel of the invention Device fills can be a liquid (e.g. oil) or a gas (e.g. air).
Die Erfindung wird in der folgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung und der Zeichnung, die sich nur auf eine der möglichen Ausführungsformen der Erfindung beziehen und nur ein die Erfindung nicht beschränkendes Beispiel behandeln, näher erläutert.The invention is illustrated in the following detailed description and drawings that move together refer only to one of the possible embodiments of the invention and only one not the invention treat restrictive example, explained in more detail.
F i g. 1 zeigt im Radialschnitt eine Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausgleichseinrichtung, wobei der Schnitt durch das Teil hindurchgelegt ist, welches den Ringkanal umschließt;F i g. 1 shows in radial section a view of an embodiment of the compensating device according to the invention, wherein the cut is made through the part which encloses the annular channel;
F i g. 2 stellt die gleiche Einrichtung im Schnitt nach der Linie H-II der F i g. 1 dar;F i g. 2 shows the same device in section along the line H-II in FIG. 1 represents;
F i g. 3 veranschaulicht schematisch einen Radialabschnitt nach der Linie ΙΙΙ-ΠΙ der F i g. 2, ein Drucksignalsendesystem zeigend, das den erfindungsgemäßen Kompensator versorgen kann.F i g. 3 schematically illustrates a radial section along the line ΙΙΙ-ΠΙ of FIG. 2, a Showing pressure signal transmission system capable of supplying the compensator of the invention.
In ein Teil 2, welches mit der auszuwuchtenden Welle 4 kraftschlüssig verbunden ist, ist konzentrisch zu der Achse der Welle 4 ein Ringkanal 6 hineingearbeitet. Ein Deckel 10, der an dem Teil 2 festgemacht ist, bildet die eine der Wände des Kanals. Der Querschnitt des Kanals kann vieleckig (so wie er dargestellt ist) oder rund sein, so daß der Kanal einen Torus darstellt (für diesen Fall kann das Teil 2 aus zwei in bezug auf eine Radialebene I-I symmetrischen Teilen hergestellt sein). Der Kanal ist dichtend über einen beschränkten Kreisbogen durch ein Verschlußorgan oder eine Scheidewand 12 unterbrochen, welch letztere zugleich als feste Kompensationsmasse dient. In dem Kanal sind ferner zwei untereinander gleiche, bewegliche Kompensationsmassen 14 und 16 eingesetzt, die das gleiche Gewicht haben wie die Scheidewand 12.In a part 2, which is positively connected to the shaft 4 to be balanced, an annular channel 6 is machined concentrically to the axis of the shaft 4. A cover 10, which is fastened to the part 2, forms one of the walls of the channel. The cross-section of the channel can be polygonal (as shown) or round, so that the channel represents a torus (in this case the part 2 can be made of two parts symmetrical with respect to a radial plane II). The channel is sealingly interrupted over a restricted circular arc by a closure member or a partition wall 12, the latter also serving as a fixed compensation mass. Furthermore, two mutually identical, movable compensation masses 14 and 16, which have the same weight as the partition 12, are used in the channel.
Die beweglichen Kompensationsmassen können von in dem Kanal mit einem geringen Spiel, beispielsweise in der Größenordnung von 2/ioo mm, gleitend schiebbaren Rollen gebildet sein. Für den Fall des Vorliegens eines Hohlwulstkanals benutzt man als bewegliche Kompensationsmassen vorteilhafterweise kleine Kugeln.The movable compensation masses can be formed from within the channel with a small clearance, for example of the order of 2 / ioo mm, slidably slidable rolls. In the event that a hollow bead channel is present, small balls are advantageously used as movable compensation masses.
Ein Anschlag 18, der der Scheidewand diametral gegenüberliegt, zwingt jede Ausgleichsmasse, stets in der gleichen Hälfte des Kanals zu bleiben. Die Massen 14 und 16 bestimmen so drei Zwischenräume 20, 22 und 24 veränderlicher Volumina, die mit einem Druckmittel, wie beispielsweise Öl oder Luft, gefüllt sind.A stop 18, which is diametrically opposite the partition wall, forces each balancing mass to always be in stay the same half of the channel. The masses 14 and 16 thus define three spaces 20, 22 and 24 of variable volumes, which with a pressure medium, such as oil or air, are filled.
In die drei Zwischenräume münden entsprechende Kanalsysteme 26, 28, 30 ein, die mittels durch die Welle 4 hindurchgehender entsprechender Längsleitungen 32, 34, 36 an drei entsprechende Druckabnahmestellen 38, 40, 42 angeschlossen sind, die inCorresponding channel systems 26, 28, 30 open into the three interspaces, which by means of the Corresponding longitudinal lines 32, 34, 36 passing through shaft 4 at three corresponding pressure take-off points 38, 40, 42 are connected, which in
ίο einem gegenseitigen Winkelabstand auf dem Umfang der Welle vorgesehen sind.ίο a mutual angular distance on the circumference the shaft are provided.
Die Kanalsysteme 26, 28, 30 sind nicht auf einem gegenseitigen Winkelabstand von 120° verteilt, so daß, welches auch die Stellung der AusgleichsmassenThe channel systems 26, 28, 30 are not distributed over a mutual angular distance of 120 °, so that, which also the position of the balancing weights
■15 sei, die Räume oder Zwischenräume veränderlicher Volumina 20, 22, 24 selbst in der Nähe der Scheidewand
12 immer das Drucksignal zu empfangen imstande
sind.
Ein System, welches dieses Signal hervorbringt, istLet it be assumed that the spaces or interspaces of variable volumes 20, 22, 24 are always able to receive the pressure signal even in the vicinity of the partition 12.
A system that produces this signal is
ao als Beispiel zur Erläuterung der Arbeitsweise des Kompensators im folgenden kurz beschrieben. Selbstverständlich könnte auch jedes andere System einer Differenzdruckableitung geeignet sein.ao briefly described below as an example to explain the operation of the compensator. Of course any other system of differential pressure diversion could also be suitable.
Um die Welle 4 herum ist eine feststehende Muffe 44 angeordnet, die sich den Druckabnahmestellen 38, 40, 42 gegenüberstehend vorfindet und die nicht dargestellten Innenkammern aufweisen kann. Ein Druckmittel, wie beispielsweise Öl oder Luft, wird durch ein Kanalsystem 46 in den Zwischenraum eingeführt, der zwischen der feststehenden Muffe 44 und der Welle 4 bei deren Rotation vorhanden ist. Das Lager 48 von irgendwelcher Bauart kann oder kann auch nicht mit der Muffe 44 kombiniert sein.Around the shaft 4 is a fixed sleeve 44 arranged, which is located opposite the pressure take-off points 38, 40, 42 and which are not shown May have inner chambers. A pressure medium, such as oil or air, is introduced through a channel system 46 in the space between the fixed sleeve 44 and the shaft 4 is present as it rotates. The bearing 48 of any design may or may not be also not be combined with the sleeve 44.
Wenn eine Unwucht, die in den Figuren durch eine Masse 50 dargestellt ist, in Erscheinung tritt, arbeitet die Einrichtung wie folgt: Der Druck in dem Flüssigkeitsring an der Stelle zwischen der Welle und der Muffe 44 ist in der Zone, die auf der Seite der Unwucht gelegen ist, größer, da die Welle das Bestreben hat, sich exzentrisch so zu verlagern, daß (im Falle der Figur) die Drücke, die auf die Entnahmestellen 38 und 42 zur Einwirkung kommen, größer sind als der, welcher auf die Entnahmestelle 40 einwirkt. Daraus.ergibt sich in dem Ringkanal in den Zonen 20 und 24 ein stärkerer Druck als in der Zone 22, was dazu führt, daß die beweglichen Massen 14 und 16 sich von der Trennwand wegbewegen, bis der Schwerpunkt der drei Massen 12 (fest) und 14, 16 (beweglich) in die Stellung gelangt, in welcher die Unwucht kompensiert ist. In diesem Augenblick läuft die Welle 4 konzentrisch zu der Muffe 44 um, und die Abzapfstellen 38, 40, 42 nehmen ganz gleiche Drücke auf, die auf die Zonen 20, 22, 24 übertragen werden, d. h., daß die Massen die Gleichgewichtsstellung beibehalten, die sie eingenommen haben (eine Gleichgewichtsstellung, die im übrigen die für eine bestimmte Unbalanz die einzige ist).If an imbalance, which is represented in the figures by a mass 50, appears, the device works as follows: The pressure in the liquid ring at the point between the shaft and the sleeve 44 is larger in the zone which is located on the side of the unbalance, since the shaft is tending has to shift eccentrically so that (in the case of the figure) the pressures on the extraction points 38 and 42 come into effect, are greater than the one that affects the extraction point 40 acts. This results in a greater pressure in the annular channel in zones 20 and 24 than in the Zone 22, which causes the movable masses 14 and 16 to move away from the partition wall until the center of gravity of the three masses 12 (fixed) and 14, 16 (movable) reaches the position in which the Imbalance is compensated. At this moment the shaft 4 revolves concentrically with the sleeve 44, and the tapping points 38, 40, 42 absorb exactly the same pressures that are transferred to the zones 20, 22, 24 be, d. that is, the masses maintain the equilibrium they have assumed (a position of equilibrium which, by the way, is the only one for a certain imbalance).
Aus dem zuvor Gesagten geht schon klar hervor, daß dank dem nicht durchgehenden, sondern erfindungsgemäß unterbrochenen Ringkanal die in den Zonen 20 oder 24 auftretenden Druckänderungen auf die Kompensationsmassen 14 und 16 positiv einwirken, wie das bei Kolben der Fall sein würde, die sich in einem Zylinder verschieben, dessen Boden von der dichtenden Scheidewand 12 gebildet ist. Man erzielt auf diese Weise ein schnelleres Ansprechen auf Druckänderung und eine bessere Empfindlichkeit bei schwachen Änderungen als bisher.From what has been said above it is already clear that thanks to the not continuous, but according to the invention interrupted annular channel, the pressure changes occurring in zones 20 or 24 have a positive effect on the compensation masses 14 and 16, as would be the case with pistons that move in a cylinder, the bottom of which is formed by the sealing partition 12. Man in this way achieves a faster response to pressure changes and better sensitivity with weak changes than before.
Weiterhin ist ersichtlich, daß im Falle einer Beschleunigung der umlaufenden Einrichtung die Massen 14 und 16 nicht unter der Wirkung ihrer Trägheit mitgenommen und sich nicht in bezug auf das Teil 2 als ein Ganzes drehen können, vor allem dann nicht, wenn das verwendete Mittel eine Flüssigkeit ist, denn die Flüssigkeit bildet ein Polster zwischen den beweglichen Massen und der Scheidewand. Auf diese Weise verhütet man das schädliche Aus-dem-Gleichgewicht-Kommen infolge der Massenträgheit, das sich bei Kompensatoren ergibt, bei denen alle Kompensationsmassen beweglich sind.It can also be seen that in the event of an acceleration of the rotating device, the masses 14 and 16 not carried away under the effect of their indolence and not in relation to that Part 2 can turn as a whole, especially not if the agent used is a liquid because the liquid forms a cushion between the moving masses and the septum. on in this way one prevents the harmful imbalance as a result of the inertia that occurs with expansion joints in which all compensation masses are movable.
Die praktische Erfahrung und die Rechnung haben das zunächst überraschende Ergebnis bestätigt, daß, wenn die feste Masse 12 das gleiche Gewicht hat wie die beweglichen Massen 14 und 16, man in allen Fällen genau die gleiche Unwucht kompensieren kann wie mit Einrichtungen, bei denen alle Massen beweglich sind, und daß man auf Grund der Tatsache einer Verschiebefreiheit der Massen 12 und 14 um nahezu 180° statt um maximal 120° wie bei den bisher vorgeschlagenen Apparaten, sogar eine noch größere Unwucht kompensieren kann.The practical experience and the calculation have confirmed the initially surprising result, that if the fixed mass 12 has the same weight as the movable masses 14 and 16, one in all Cases can compensate for exactly the same imbalance as with bodies where all masses are movable, and that due to the fact that the masses 12 and 14 by almost 180 ° instead of a maximum of 120 ° as with the previously proposed devices, even one can compensate for even larger imbalances.
Für bestimmte Ausführungsformen kann es von Vorteil sein, in dem Kanal eine dünne und leichte Trennwand 12 vorzusehen, die nur dem Zweck dient, den Kanal zu verschließen, wobei die feste Kompensationsmasse dann an einem geeigneten Punkt des umlaufenden Teiles 2 befestigt wird. Damit das Ergebnis das gleiche wird wie im Falle der oben beschriebenen Ausführungsform, ist es nötig, daß die Kompensationsmasse ihren Schwerpunkt in der radialen Symmetrieebene der Scheidewand hat und daß das Produkt ihrer Masse mal dem Abstand ihres Schwerpunktes von dem Mittelpunkt dem entsprechenden Produkt einer beweglichen Masse gleich ist. Offenbar das gleiche Ergebnis kann man auch statt mittels der Anwendung einer zusätzlichen, in der genannten Radialebene konzentrierten Masse mittels einer entsprechenden Aussparung in der entgegengesetzten Radialebene erreichen.For certain embodiments, it can be advantageous to have a thin and light channel in the channel Provide partition wall 12, which only serves the purpose of closing the channel, with the solid compensation mass is then attached to a suitable point of the rotating part 2. So that the result becomes the same as in the case of the above-described embodiment, it is necessary that the Compensation mass has its center of gravity in the radial plane of symmetry of the septum and that the product of their mass times the distance of their center of gravity from the center is the corresponding Product of a movable mass is equal. Apparently you can get the same result too instead of using an additional mass concentrated in said radial plane by means of a corresponding recess in the opposite radial plane.
Claims (4)
Britische Patentschrift Nr. 719 422.Considered publications:
British Patent No. 719 422.
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