Stehende Kolbenmaschine, insbesondere Yerbrennungskraftmaschine. Die Erfindung betrifft eine stehende Kol benmaschine, insbesondere eine Verbren- n.ungskraftmaschine.
Bei der Aufstellung von Kolbenmaschinen auf einem mehr oder weniger elastischen Grund (Pfahlrost, gewachsener Boden, Sand oder dergleichen) hat man bisher zur Ver hütung der Übertragung von Fundament schwingungen. auf die Umgebung die i4Za- schine durch Fundamentanker starr mit dem Fundament verbunden und das Fundament mit einer nachgiebigen Schicht von Kork, Filz oder dergleichen umgeben, von der die Schwingungen des Fundamentes nur ge dämpft auf den elastischen Grund bezw. die Umgebung übertragen werden. Es hat sich gezeigt, dass so störende Schwingungen nicht mit Sicherheit von der Umgebung fernge halten werden können.
Nach der vorliegenden Erfindung ist die Maschine mit schweren, starr mit ihr verbundenen Massen belastet und durch federnde Glieder mit dem Fun dament verbunden, derart, dass die infolge Schwingungen der Maschine auf das Fun dament übertragenen und dieses in Schwin gung versetzenden Kräfte kleiner sind als bei starrer Verbindung von Maschine und Fundament, zum Zweck, störende Schwin gungen der Umgebung zu vermeiden.
Massgebend für die Wirkung ist die zwi schen Maschine und Fundamentblock sich ausbildende vertikale Schwingung. Bei der starren Verbindung sind solche Eigenschwin gungen nicht möglich, das heisst die Schwin gungszahl ist unendlich gross, und die in der Maschine auftretenden Massen- und Reak tionskräfte werden in ihrem vollen Betrag auf den Fundamentblock übertragen.
Schaltet man aber federnde Glieder zwischen Ma schine und Fundamentblock ein, so wird je nach deren Elastizität die Eigenschwingungs zahl einen bestimmten endlichen Wert an nehmen. Denkt man sich die Elastizität all mählich vom Wert Null an (starre Verbin dung) gesteigert, so wird die Eigenschwin- gungszahl vom Wert unendlich abnehmend kleiner und kleiner werden.
Die Schwin gungsausschläge und damit die durch die Federung hindurch auf den Fundamentblock übertragenen Kräfte werden zunächst grösser und grösser. Wenn die Eigenschwingungs zahl auf den Wert der Impulszahl der er- regenden freien Kräfte gesunken ist, besteht. Resonanz zwischen den Impulsen und den auf das Fundament übertragenen Kräften, so dass diese theoretisch unendlich gross werden, wenn von einer Dämpfung abgesehen wird.
Bei weiterer Erhöhung der Kompressibilität sinkt die Eigenschwingungszahl weiter, und die auf den Fundamentblock ausgeübten Kräfte nehmen wieder ab, sind aber zunächst noch immer grösser als bei starrer Verbin dung. Erst wenn sich die Eigenschwingungs zahl zur Impulszahl wie 1 zu Y/-2 verhält, treten gleich grosse Kräfte wie bei starrer Verbindung auf. Wird alsdann die Eigen schwingungszahl noch weiter vermindert, so dass sie weniger als 70 % der Impulszahl be trägt, so werden die übertragenen Kräfte kleiner als bei starrer Verbindung, um schliesslich auf einen geringen Bruchteil da von herabzusinken.
Dieses Gebiet wird an gestrebt und durch elastische Verbindung des Fundamentblockes mit der Maschine, sowie durch Belastung des Maschinengehäuses durch fest mit ihm verbundene Zusatzmassen erreicht. Erschwert wird die Lösung dadurch, da.ss es sich bei Kolbenmaschinen meist nicht um eine einzige erregende Kraft handelt, die etwa im Takt mit der Drehzahl wirkt, son dern um ein Spiel von verschiedenen Kräften und freien Momenten, die sowohl mit der Drehzahl, als auch mit dopplter Drehzahl wechseln und neben den Vertikalschwingun gen noch Schaukelschwingungen um eine horizontale Querachse der Maschine auslösen.
Dazu kommen die Kreuzkopfmomente, deren Impulszahl durch die Zahl der Zündungen gegeben ist, und die eine Pendelschwingung der Maschine um eine horizontale Längs achse zur Folge haben.
Am besten wird in der MTeise vorge gangen, dass man zunächst die zusätzlichen, mit der Maschine fest verbundenen Massen in ihrer Gesamtheit derart festlegt, und die Gesamtelastizität der sämtlichen zwischen Maschine und Fundamentblock eingeschal teten Glieder so wählt, dass die in Richtung der freien vertikalen Kräfte erfolgende Eigenschwingung in den, gewünschten Be- reich gebracht wird.
Alsdann kann die durch die freien Momente ausgelöste Schaukel schwingung der Maschine um eine horizon tale Querachse durch Verlegen der zusätz lichen Massen an die beiden Enden der Ma schine in ebendenselben Bereich gebracht werden. Die federnden Glieder werden mit Vorteil derart längs der Maschine verteilt, dass ihr gegenseitiger Abstand gegen die Enden der Maschine hin zunimmt. Sie können aber auch so ausgebildet sein, da.ss die Ela stizität der an den Enden der Maschine sich befindenden Glieder grösser als diejenige der mittleren Glieder ist.
Mit Rücksicht auf die Kreuzkopfmomente ist schliesslich auch die Schwingung um eine horizontale Längsachse der Maschine in jenen Bereich zu verlegen. Zu diesem Zwecke werden die Zusatzmassen zweckmässig unterhalb der Maschine im Fun dament versenkt angeordnet, damit das Träg heitsmoment in bezug auf die Längsachse vergrössert wird. Ausserdem empfiehlt es sieh, die federnden Glieder möglichst in Schwer punktshöhe der Maschine anzuordnen, damit alle durch die genannten Schwingungen ver ursachten Verschiebungen in der gleichen, das heisst vertikalen Richtung erfolgen.
Als Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist auf der Zeichnung eine Grossdieselmaschine mit einem elektrischen Generator zur Darstellung gebracht.
Fig. 1 ist eine ,Seitenansicht der Ma schine, Fig. 2 eine Ansicht von links nach rechts der Fig.1 und Fig.3 eine Ansicht derselben von oben.
Die Arbeitszylinder<I>a</I> sind im Gestell<I>b</I> angeordnet. Die Grundplatte c ist fest mit der Grundplatte f des Generators verbunden. Beide Grundplatten sind anstatt wie bisher unmittelbar und starr vermittelst Schrauben federn g elastisch und so mit dem Fundament verbunden, dass zwischen diesen und der Ma schine ein freier Spielraum<I>A</I> bestehen bleibt. Die so aufgestellte Maschine ist mit schweren Massen i belastet, die fest mit der Grund platte verbunden und mit Spiel in entspre chenden Ausnehmungen 7a des Fundamentes angeordnet sind.
Die Federn g und Massen i sind so bemessen, dass die in Richtung der freien vertikalen Kräfte erfolgende Eigen schwingung der Maschinengruppe in einen Bereich gebracht ist, bei dem die Übertragung der durch die Schwingung erzeugten Kräfte auf das Fundament um ein Erhebliches klei ner als bei starrer Verbindung von Maschine und Fundament ausfallen, das Ganze zum Zweck, störende, auf die Umgebung sich über tragende Schwingungen vom Fundament fern zu halten.
Um störende Sehaukelschwingun- g"en um eine horizontale Querachse der Ma schine vom Fundament ebenfalls fern zu hal ten, sind die Massen i an den beiden äussern Enden der Grundplatten angeordnet, wodurch das Trägheitsmoment der Maschine in Bezug auf die genannte Horizontalachse entspre chend vergrössert wird. Ausserdem sind die Federn g zum gleichen Zweck derart längs der gemeinsamen Grundplatte verteilt, dass ihr gegenseitiger Abstand gegen die Enden der Grundplatte hin zunimmt. Auf diese Weise wird an den Enden eine grössere Ela stizität als in der Mitte der Maschine er reicht.
Das gleiche Ziel könnte auch dadurch erreicht werden, dass an den Enden der Grundplatte weichere Federn als in der Mitte derselben vorgesehen sind. Da. die Massen i im Fundament also möglichst weit unterhalb des Schwerpunktes S der Maschine ange ordnet sind, besitzt die Maschine auch in Bezug auf eine horizontale Längsachse der 31aschine ein so grosses Trägheitsmoment, dass auch Pendelschwingungen der Maschine um eine solche Achse nur sehr verkleinert auf daFundament übertragen werden.
Die Federn sind zwecks leichter Zugänglichkeit und Herausnehmbarkeit Tiber dem Boden des Maschinengehäuses und unter abnehmbaren Deckeln der Grundplatte angeordnet. Sie "),reifen ungefähr in der Horizontalebene des Schwerpunktes der Maschine an dieser an.