<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Vorrichtung zur Abfederung von Massen.
Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren und Einrichtung zur Abfederung von Massen, wobei das Verfahren darin besteht, dass in mechanisch schwingenden Systemen gewollt oder ungewollt auftretende Schwingungen zwischen Massenanteilen, die ihrer Grösse nach unveränderlich oder nahezu unveränderlich sind, zum Ausgleich gebracht, während Massen, die in ihrer Grösse variieren, in der Nähe künstlicher oder natürlicher Geschwindigkeitsknotenpunkte (Schwingungsknoten) angeordnet werden.
Die Einrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens verwendet hebelartig wirkende Gebilde, deren Hebelarme sich umgekehrt zueinander verhalten wie die angreifenden schwingenden Massen oder Massenanteil, wobei einer der drei Gelenkpunkte desselben mit dem Schwingungsknoten ganz oder annähernd zusammenfällt, so dass die in diesem Punkte angelenkten Massen bei Schwingungserscheinungen entsprechend in Ruhe verharren. Das im nachfolgenden näher beschriebene Verfahren kann insbesondere auch auf Fahrzeuge Anwendung finden.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung an zwei erklärenden Figuren beispielsweise erläutert und in zwei weiteren Figuren in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt. Es zeigt :
Fig. 1 den natürlichen Knotenpunkt in einem mechanisch schwingungsfähigen Gebilde, Fig. 2 die natürlichen und auf Hebel künstlich geschaffenen Knotenpunkte eines schwingungsfähigen Gebildes, Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit in Schwingungsknoten angreifender Nutzlast, Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Fahrzeuges mit einem zum Zwecke des Kräfteausgleichs zwischen vier Punkten angeordneten räumlich wirkenden hebelartigen Gebilde, im folgenden Taumelscheibe genannt und im Sehwingungsknoten angreifender Nutzlast.
In jedem mechanischen sehwingungsfähigen System gibt es mindestens einen natürlichen Knotenpunkt in dem die Spannung gleich Null ist, und mindestens einen solchen, in dem die Geschwindigkeit gleich Null ist. Der letzterwähnte Punkt, der kurz Geschwindigkeitsknoten genannt werden soll, gewinnt in jenen Fällen ganz besondere Bedeutung, in denen zwei Massen m1 und 1n2 (Fig. 1) durch elastische Mittel b miteinander verbunden sind und gegeneinander schwingen.
Die Ausschläge x der beiden Massen m verhalten sich in diesem Falle umgekehrt wie die Massen selbst :
EMI1.1
und der Geschwindigkeitsknoten 0, der in Ruhe bleibt, teilt die Länge der Feder b in zwei Teile, die sich zueinander ebenfalls umgekehrt verhalten wie die Massen :
EMI1.2
EMI1.3
richtung im Raume in Ruhe verharrt, so kann er, einer der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden neuen Erkenntnis zufolge, dazu benutzt werden, alle jene Objekte aufzunehmen, die innerhalb einer solchen schwingenden Vorrichtung untergebracht werden müssen, aber durch den Schwingungsvorgang nicht erschüttert werden sollen.
Da jedoch der natürliche Geschwindigkeitsknoten bei endlich grossen Massen immer ein Punkt des elastischen Mittels ist, könnten nur Objekte von relativ geringem Gewicht im Geschwindigkeitsknoten angebracht werden.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
System in Schwingungen versetzt wird, dass sich ausser den beiden natürlichen Knoten Oi, Oi zwei künst- liehe Knoten O2 O2 auf den Hebeln M ausbilden, wobei wiederum die entstehenden Hebelarme sich umgekehrt wie die Massen verhalten :
EMI2.2
In diesen beiden neuen kÜnstlichen Knoten kann man nun ein Objekt von beliebigem Gewicht anbringen, ohne den Schwingungsvorgang zu stören bzw. man kann auch das System selbst ohne Störung des Sehwingungsvorganges in diesen Knotenpunkten aufhängen oder mit der Erdmasse verbinden.
Zwei weitere Ausführungsformen einer Einrichtung nach dem beschriebenen Verfahren sind in den Fig. 3 und 4 am Beispiel der Abfederung von Fahrzeugen gezeigt. In Fig. 3 ist Mi die Masse der Vorder-
EMI2.3
gelenkig an, so bleibt dieser Teil, der die Sitze trägt, von den genannten Schwingungen während des Schwingungsvorganges vollkommen unberührt. Um auch bei Einleitung eines solchen Schwingungsvorganges Stösse zu vermeiden, kann man die einzelnen Gelenkpunkte noch durch Gummieinlagen oder andere elastische Stoffe nachgiebig gestalten. Hiedurch werden auch kleine Ausgleichsfehler, die auf Phasenverschiebung beruhen, nahezu oder vollständig beseitigt.
Es ist als wichtig erkannt worden, dass beispielsweise bei Fahrzeugen die beiden Massen, die gegeneinanderschwingen, möglichst von konstanter Grösse sind, da bei variablen Massen der Schwingungsknoten wandern würde. Diejenigen Massen jedoch, die im Schwingungsknoten angelenkt sind, können beliebig variabel sein. Es empfiehlt sich somit in allen Fällen, die variable Nutzlast und auch die Benzinbehälter mit dem Schwingungsknoten zu verbinden. Zweckmässigerweise wird man nur relativ kleine und wenige Massen an der ausgleichenden Bewegung teilnehmen lassen, so dass verhältnismässig viel Masse, auch solche die in ihrer Grösse konstant bleibt, an den Knotenpunkten angebracht werden kann und damit erschütterungsfrei erhalten wird, so dass deren Verschleiss auf ein Minimum herabgesetzt ist.
Man kann ferner die verhältnismässig kleinen Ausgleichsmassen, die elastischen Mittel und die in den Knotenpunkten aufgehängte Masse in ein solches Verhältnis zueinander bringen, dass durch die verhältnismässig hohe Frequenz der ausgleichenden Massen die in den Knotenpunkten angeordnete Masse infolge ihrer Trägheit bei unregelmässigem Auftreten der Knoten nahezu unbeeinflusst bleibt.
Im Beispiel der Fig. 4 ist ein Rahmen t verwendet, der um den Punkt 0 Taumelbewegungen auszuführen vermag und der in seiner Wirkungsweise zwei in den Diagonalen desselben liegenden Hebeln gleichkommt. Da an den vier Eckpunkten des Rahmens V, VI, XI und XII je eine der vier Federn t, , fa und f4 angelenkt ist, so wirkt der taumelnde Rahmen ausgleichend zwischen diesen vier Anschlusspunkten in der Weise, dass es sich in jedem Falle so lange nach der oder den Richtungen des kleinsten Widerstandes hin bewegt, bis der Gleichgewichtszustand erreicht ist. Ein derartiger Taumelrahmen kommt somit einem flächenhaft wirkenden Hebel oder Waagebalken gleich, der sich nach allen vier Richtungen hin immer wieder in eine Gleichgewichtslage einstellt bzw. der Gleichgewichtslage zustrebt.
Die an den vier Endpunkten des ausgleichenden Rahmens t angelenkten Federn sind von gleichem Querschnitt und von trichterförmigen Hohlkörpern kl, k2, k3, k4 umschlossen. Diese Hohlkörper sind in den Punkten I, IV usw. am Fahrzeugrahmen M drehbar gelagert und wirken als Hebel, wobei gemäss der
EMI2.4
in diesen Punkten oder in deren Nähe angebrachte Massen dementsprechend in Ruhe verharren.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.