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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Resonanzschwingung, weiche a ! s Antriebskraft ausnützbar ist.
Nach dem Gegenstande der vorliegenden Erfindung werden um einen Gesamtdrehpunkt angeordnete Schwunggewicht derart zueinander abgestimmt, dass eine als Resonanzsehwingung auftretende Eigenschwingung gestattet, die Bewegung des Gesamtsystems aufrechtzuerhalten. Auf der beigeschlossenen Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in zwei um 1800 gegen- einander verdrehten Lagen dargestellt.
In ihren hauptsächlichen Bestandteilen besteht diese Erfindung aus einer kreisrunden um ihren Mittelpunkt M drehbaren Scheibe a, in welcher vier kreisrunde Ausschnitte b angebracht sind. Diese vier Kreisausschnitte b sind derart angeordnet, dass von zwei senkrecht zueinander stehenden Durchmessern D, die in Fig. 1 unter 450 geneigt sind, gerade ein Viertelkreisbogen abgeschnitten werden. Die
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Einhaltung der erstgenannten Bedingung die Kreisausschnitte b die Scheibe a von innen berühren. Da diese Ausschnitte in solchen Punkten herausgenommen werden müssen, dass das indifferente Gleiehge- wicht der Scheibe gestört würde, so werden in diese Ausschnitte Ringe eingesetzt, durch die der Gewichtsentfall ersetzt wird.
Das kann am besten dadurch erzielt werden, dass diese Ringe aus einem spezifisch schwereren Stoff als die Scheibe selbst bestehen (etwa Elektron gegen Bronze).
In jedem dieser Ausschnitte läuft ein Rollgewicht c. Zur Vereinfachung der Darstellung sind diese Rollgewichte punktförmig angenommen.
Die Art der Anbringung der Ausschnitte b hat zwangsläufig zur Folge, dass die in denAusschnitten b beweglichen Rollgewichte c bei der Drehung der Scheibe a eine gemeinsame Kreisbewegung vollführen, deren Mittelpunkt N genau in der Entfernung des Radiuswertes der Ausschnitte b lotrecht und unbe- weglich unter dem Drehpunkt M der Scheibe gelegen ist. Der Durchmesser dieser Kreisbewegung verhält sich zum Durchmesser der Scheibe a wie 4 : 5.
Die besagten vier Rollgewichte c bilden in ihrer Stellung zueinander, gemäss der Stellung der Ausschnitte b zueinander, die Form eines Trapezes, welches bei der Drehung erhalten bleibt und mitumläuft.
Diese geometrische Bedingung ermöglicht die Anbringung eines Ringes p, der die vier Rollgewichte c zu einem separaten starren System vereinigt. Dieses System kann ausser der erwähnten Kreisbewegung um den festbleibenden idealen Drehpunkt N, die bei der Drehung der Scheibe a eintritt, auch eine Bewegung längs der Ausschnitte b ausführen, die durch eine äussere Kraft erzwungen werden kann. Diese zweite Bewegung kann als eine Pendelschwingung der durch den Ring p vereinigten Rollkörper c angesehen werden, deren Pendellänge dem Radius der Ausschnitte b entspricht.
Bei dieser Pendelbewegung wälzt sich die Kreisbahn um N, die durch den Ring p verkörpert gedacht werden kann, längs eines Kreises e von gleichem Durchmesser wie die Ausschnitte b ab. Der Mittelpunkt 0 dieses Kreises e kann daher als Drehpunkt der Pendelschwingung des Ringrollkörpersystems angesehen werden.
In der in Fig. 2 gezeigten Stellung ist es nun für die Gesamtwirkung von besonderer Bedeutung, dass sich das Ringrollkörpersystem im indifferenten Gleichgewicht befindet, so dass also der Schwerpunkt S des Systems in diesem Augenblick in die physische Achse M zu liegen kommt. Durch die Anordnung des Gegengewichtes G erhält das Ringrollkörpersystem die Eigenschaft eines Pendels, dessen Schwerpunkt T bei der Drehung den Kreis beschreibt.
Sofern man dieses Pendel auf seinen idealen Drehpunkt N bezieht, hat es die Eigenschaften eines selbstständigen Pendels, oder aber es gewinnt die Gestalt eines
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sich verkürzenden oder verlängernden Hemmungspendels, sofern man die physische Achse M als Drehpunkt betrachtet und die Masse der Scheibe a in die Berechnung der Pendellänge einbezieht.
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körper c jedoch reich an Masse sind. Der Zweck dieser Anordnung geht aus der nachfolgend beschriebenen weiteren Ausgestaltung des Systems hervor.
Ebenso wie die Pendellänge der Rollkörper e, bezogen auf die Mittelpunkte der Ausschnitte b, zu der gemeinsamen Kreisbewegung um den idealen Drehpunkt N in dem harmonischen Verhältnisse 1 : 4 : steht, so soll dem Scheibensystem a eine Pendellänge mitgeteilt werden, die zu der Pendellänge des Ring- rollkörpersystems in einem direkten harmonischen Verhältnis steht. Dies wird durch Anbringung eines
Gegengewichtes Q erzielt, das fix mit der Scheibe a verbunden ist, u. zw. derart, dass der Schwerpunkt R des Gesamtsystems in der in Fig. 1 dargestellten Lage der Scheibe a unter Hinwegdenkung des vorgenannten Gegengewichtes G genau dieselbe Entfernung unter der Achse M einhält wie in Fig. 2 bei vorhandenem Gegengewicht G in den Ringen p.
Die Masse des Gegengewichtes Q beträgt 2833 Einheiten.
Der in Anbetracht der geringen Masse der Scheibe hervortretende Mangel an Masse wird durch einen Regler h ausgeglichen, der an der Achse M angebracht ist und dessen beiderseitige Gewichte i durch Verstellung der Entfernung von der Achse M zur genauen Bestimmung der erforderlichen Pendellänge des Scheibensystem dienen.
Bringt man das Gesamtsystem aus seiner natürlichen Ruhelage, die im Hinblick auf die statische Verhältnisse der Lage nach Fig. 1 entspricht, und überlässt man das Gesamtsystem seiner natürlichen Schwingung, so übt es abermals die Funktion eines Pendels aus. Anders liegen die Verhältnisse jedoch, wenn man diesem Gesamtsystem einen Impuls erteilt, so dass es genau die Eigenschwingung jedes der beiden Systeme des Ringrollkörpers und des Scheibensystem für sich genommen erreicht. Dann ist nämlich jedes der beiden Systeme in der Lage, um seinen eigenen Drehpunkt seine eigene Pendelschwingung zu vollführen.
Das Ringrollkörpersystem äussert hiebei um seinen eigenen Drehpunkt N das seinen statischen Verhältnissen entsprechende Zentrifugalmoment. Da dieses Zentrifugalmoment jedoch auf einen idealen Drehpunkt wirkt, hat es nicht die Fähigkeit, auf diesen Drehpunkt einen Zug auszuüben. Die Rollkörper o zeigen vielmehr das Bestreben, im Sinne der Zentrifugalkraft, d. h. in der Richtung der Tangente der Kreisbewegung um den idealen Drehpunkt N, auszuweichen. In dieser Bewegung sind die Rollkörper e jedoch durch die Ausschnitte, in denen sie sich bewegen, behindert, folglich weicht die Bewegung im Sinne der Komponente der Zentrifugalkraft in diesen Ausschnitten b in Form einer Schwingung aus, die der Pendellänge der Ausschnitte entspricht und in einem der harmonischen Gesamtanlage des Systems entsprechenden Wert sich darstellt.
Diese Schwingung äussert sich in ihrer stärksten Wirkung in der
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systems nicht erhaltende, sondern allmählich aufhebende Wirkung.
Zur Auswertung dieser Resonanzschwingung in der Drehungsrichtung des Gesamtsystems, wird
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Betrachtet man die Stellung nach Fig. 2, dann befindet sieh, wie schon gesagt, ein Punkt 0 auf der Scheibe selbst, der als Drehpunkt der Pendelbewegung des Ringrollkörpersystems in den Ausschnitten b in Betracht kommt. In diesem Drehpunkt 0 wird ein Hebel M angebracht, der mit dem einen Ende v mit dem die Rollkörper c verbindenden Ring p verbunden ist und an dessen anderem Ende w ein Rad a ; ange- ordnet ist. Dieses Rad a ; hat denselben Durchmesser wie die Kreisausschnitte b. Das Rad a ; greift in einen Ring y ein, über den es. wie leicht einzusehen ist, bei der Drehung des Systems abrollt.
Der Ring y ist hinter der Scheibe a unbeweglich angeordnet. Im Augenblick des Auftretens der erwähnten Resonanzschwingung wird auf den Hebel M von dem Ring p aus eine Kraft wirken. Der Hebel u kann sich, da das Rad x in den festen Ring y eingreift, nicht verdrehen, so dass die Kraft auf die Scheibe a geleitet wird und dieser einen Impuls im Drehsinn erteilt. Durch diese Resonanzschwingung, welche zu der Schwingungszahl des Gesamtsystems harmonisch abgestimmt ist, wird also dem Gesamtsystem periodisch ein Impuls zugeführt, der auf dasselbe im Antriebssinne wirkt.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Erzeugung einer Resonanzsehwingung, welche als Antriebskraft ausnützbar ist,
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Eigenschwingung des Rollk örpersystems in eine Antriebskraft für das Gesamtsystem umgewandelt wird.