<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur Erhaltung des Gleichgewichtes von an sich nicht stabilen Körpern, wie Fahrrädern u. dgl.
EMI1.1
möglich, einen Kraftwagen mit nur einem Rade oder mit zwei Rädern zu bauen. Die Erfindung ist weiter für nicht stabile Schiffe, für nicht stabile in ein gleichmässiges : Mittel eingetauchte Fahrzeuge, wie Unterseeboote und Luftschiffe verwendbar und besteht im Wesen darin, dass mit dem an sich nicht stabilen Fahrzeuge, Schiffe oder dgl. ein oder mehrere Gyroskope verbunden werden, deren Präzession von Hand oder mittels selbsttätiger Vorrichtungen geregelt wird.
Es kann auch in manchen Falten eine Vorkehrung getroffen sein, durch welche der Schwerpunkt des Schiffes oder Fahrzeuges selbsttätig oder von Hand seitlich in bezug auf den Mittelpunkt des Auftriebes des Schiffes oder den Stützpunkt bzw. die Aufhiingullgsachse des Fahrzeuges verschoben wird.
Die Erfindung besteht weiter in der Anordnung zweier Gyroskope, die sich mit ihren schweren Rädern in entgegengesetzter Richtung drehen und die von an parallelen Achsr'n
EMI1.2
Teil der Erfindung ermöglicht einem Fahrzeuge, sich ohne Schwierigkeit in einer gekrümmten Dahn vorwärts und rückwärts zu bewegen.
Diese Anordnung gründe sich auf den Umstand, dass bei Schwenkung eines Gyroskopcs um eine zur Drehachse seines schweren Rades senkrechte Achse ein Kräftepaar entsteht, dass ihn um eine zn diesen beiden Achsen senkrechte Achse zu drehen sucht. wobei die Richtung der durch dieses Kräftepaar hervorgerufenen Bewegung von der Drehrichtung des schweren Rades abhängt. Ist das Gyroskop demnach so montiert, dass sein
EMI1.3
achse rotiert und wird letzteres um eine Vertikalachse gedreht, so wird das Gyroskop je nach der Drehrichtung seines schweren Rades in der einen oder anderen Richtung um eine mit der Unterstützungslinie des Fahrzeuges parallele Horizontalachse geschwenkt.
Der Erfindung gemäss sind nun die Gyroskope so angeordnet, dass sie sich nicht um die zur Unterstützungslinie des Fahrzeuges parallele Horizontalachse drehen können, ohne das Fahrzeug mit sich umzukippen.
EMI1.4
und das andere in der anderen Richtung um die zur Unterstütznngslinio parallele Horizontalachse zu schwenken sucht.
Haben die Gyroskope nun gleiche Kraft, so werden ihre Wirkungen mit Rücksicht auf das Kippen des Fahrzeuges, sobald dieses um eine Vertikalachse gedreht wird, einander entgegengesetzt sein. weiterer Teil der Erfindung besteht in der Verwendung einer Gowichtsmasso in geeigneter Vorbindung mit dem oder den Rahmen der Gyroskope, welche bei Einwirkung
EMI1.5
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
EMI2.2
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
die Spindel eco geringe senkrechte Bewegung zu diesen Flächen annehmen kann, wenn die RoHenzwischen ihnen liegen.
Die, Arbeitsweise dieses Apparates ist folgende : Angenommen die Anker und Scheiben drehen sich rasch in der Richtung des Pfeiles Y der Fig. 2 und das Gleichgewicht des Fahrzeugen wird dann, beispielsweise durch Überkippen nach rechts in der Richtung des Pfeiles Z der Fig. 3 gestört, dann wird die Fläche 13 der Führung 11 auf die Rolle 9 pressen und der Abwärtsdruck wird eine Präzession hervorbringen, wobei sich die Rolle 9 mit den übrigen Teilen aus der Zeichenebene um die Achse 1, 2 aufwärts bewegt. Es besteht jedoch Reibung zwischen der Fläche 13, der Führung 11 und der sich rasch drehenden Rolle 9. Dies beschleunigt die Präzession und die Folge davon ist, dass das Ende der Spindel r und die Rolle 9 den Wagen über die senkrechte Stellung zurückbewegen.
Sobald der Wagen oder sonstige Körper die senkrechte Stellung überschreitet, dann strebt sein Gewicht danach, ihn weiter nach der entgegengesetzten Seite umzulegen. Die Fläche 16 der Führung 11 legt sich dann gegen die Unterseite der Rolle 12 und ruft dadurch eine Präzession in entgegengesetzter Richtung hervor. Diese Präzession reicht hin, die Rolle 9 zu ihrer normalen Mittellage in der Führung zurückzubringen, und es ist ersichtlich, dass keine Beschleunigung der Pr1izession vorhanden ist, um das Fahrzeug zurückzubringen, weil die Rolle 12 sieh nicht mit dem schweren Rade dreht und die
Rolle 9 mit keiner der Flächen in Eingriff kommt, nachdem die Schwingung die senk- rechte Lage überschritten hat, bis die Rolle 9 zu ihrer Mittellage in den Führungen zurückgelangt.
Die Wirkung dauert deshalb nicht an und bringt keine Schwingungen mit wachsender Schwingungsweite zu Stande.
Bei der beschriebenen Anordnung kann im Rahmenwerk des Fahrzeuges oder dgl. ein Handrad 17 vorgesehen sein, das auf ein Glied 18 einwirkt, welches wiederum mit einem Hebel 19 zur Regelung der Präzession verbunden ist. Durch diese Anordnung
EMI3.2
EMI3.3
<Desc/Clms Page number 4>
Rolle 32 in Berührung mit der Führung 81, während bei einer umgekehrten Bewegung die untere Seite der Rolle 30 und die obere Seite der Rolle 32 mit der Führung 3j ! in Berührung kommen. Der Abstand zwischen den Flächen 33 und 36 und den Flachen 81 und 35 der Führung ist so bemessen, dass die Spindel eine geringe Bewegung senkrecht zu diesen Flächen ausführen kann, wenn die Rollen zwischen ihnen liegen.
Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist die gleiche, wie die der in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsform, Angenommen die Anker und Scheiben drehen sich in der Richtung des Pfeiles x und das Gleichgewicht des Fahrzeuges werde etwa durch Überfallen nach rechts in der Richtung des Pfeiles y der Fig. 4 gestört, dann wird die Fläche 33 der Führung 31 gegen die Rolle 30 pressen und der Abwärtsdruck wird eine Präzession hervorbringen, wobei sich die übrigen Teile in der Richtung des Pfeiles z der Fig. 6 um die Achsen 42,43 bewegen. Die Reibung zwischen der Fläche 33 der Führung und der sich rasch drehenden Rolle 30 beschleunigt die Präzession und das Ende der Spindel r mit der Welle 30 drücken den Wagen über die senkrechte Lage zurück.
Sobald das Fahrzeug über die senkrechte Lage zurückgelangt, strebt sein Gewicht dahin, dasselbe nach der anderen Seite umzulegen und die Fläche 36 der Führung 31
EMI4.1
gesetzter Richtung bewirkt wird. Diese Präzession reicht hin, die Rolle 30 in ihre Mittellage in der Führung zurückzubringen und es ist ersichtlich, dass in diesem Falle keine Beschleunigung der Präzession eintritt, das Fahrzeug zurückzubringen, nachdem die Schwingung die senkrechte Lage überschritt, bis die Rolle 30 in die Mittellage in den Führungen zurückgelangt.
Es ist ersichtlich, dass die Präzessionsbewegungen des zweiten Gyroskops jedes Paares denen des Schaltgyroskops gleich, jedoch entgegengesetzt gerichtet sind. Es treten gleiche Bewegungen beider Gyroskope um ihre wagerochten Achsen auf und das zweite Gyroskop
EMI4.2
Führung 31.
Bei der beschriebenen Ausführungsform kann am Ende der Achse 41 ein Hand-
EMI4.3
worden kann.
Wenn gewünscht, kann auch das zweite Gyroskop jedes Paares mit Mitteln versehen sein, die Präzession zu beschleunigen. Vorgezogen wird jedoch in jedem Falle, die beiden Gyroskope eines Paares miteinander derart zu verbinden, dass bei beiden Gyroskopen synchrone Präzessionsbewegungen in entgegengesetzter Dichtung auttreten.
Nach der in Fig. s und 9 gezeigten Ausführungsform ist zur weiteren Regelung der Präzession ein umgekehrtes Pendel 60 auf einer Welle 59 vorgesehen, welche durch
EMI4.4
Pendel kann selbst, wenn gewünscht, von Hand überwacht worden. Bei der gezeigten Ausfuhrungsform trägt die Welle 59 einen Eisenanker 61, welcher durch Elektromagnete 62, 63 nach der einen oder anderen Seite gezogen werden kann. Die Etektromagneto werden durch
EMI4.5
Seite überlegt. Die Elektromagnete werden dann erregt und der Anker des Pendels angezogen, wodurch die durch das umgekehrte Pendel hervorgerufene Beschleunigung der Prazession vergrössert wird.
Die Eiektromagnete bilden daher eine weitere Vorrichtung, die Bewegung des Pendels zu regeln und verhindern, dass periodische Bewegungen eintreten, welche sich zu vergrössern streben würden. Sollten jedoch trotzdem periodische Schwingungen
EMI4.6
eingestellt wird. Es mag auch wünschenswert sein, die Wirkung der Zentrifugalkraft auf das Pendol beim Passieren einer Kurve durch Hand einzustellen.
Es ist ersichtlich. dass irgendeine andere mechanische oder elektromagnetische Vor-
EMI4.7
zeuges in Wirkung gebracht wird und die jenes Gleichgewicht durch Präzession der Gyroskope wieder herstellt. Diese Stabilität verleihenden Vorrichtungen sind bei einschienigen Bahnen von besonderem Werte, da sie ermöglichen, ein Fahrzeug auf einer Schiene im Gieichgewicht zu hatten, auch wenn der Aafhängungspunkt nicht über dem Schwerpunkt
EMI4.8
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
Schiffes benutzt. Es wird für jeden Satz ein Pendel benutzt, um die Präzession jedes Satzes beschleunigen zu können.
Es können auch zwei Sätze von Gyroskopen benutzt worden, um einen Kraftwagen mit nur einem Strassenrad zu bauen, wobei noch ein dritter Satz von Gyroskopen für Steuerungszwecko benutzt werden kann.
Bei Anwendung der Erfindung für submarine Fahrzeuge und Luftschiffe sind zwei SiLtze'von Gyroskopen erforderlich, wie beschrieben, und es kann ebenfalls ein dritter Satz für Steuerungszw6êke benutzt werden. Bedingung ist jedoch wieder, dass das Fahrzeug an sich nicht stabil ist.
PATENT. ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Aufreebterhaltung des Gleichgewichts an sich nicht stabiler Körper, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederherstellung des Gleichgewichts bei Störung desselben durch Beschleunigung der Präzession eines oder mehrerer auf dem Körper angeordneter Gyroskope bewirkt wird.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for maintaining the balance of not stable bodies such as bicycles and the like. like
EMI1.1
possible to build a car with only one wheel or with two wheels. The invention can also be used for unstable ships, for unstable vehicles immersed in a uniform medium, such as submarines and airships, and essentially consists in that one or more gyroscopes are connected to the unstable vehicles, ships or the like whose precession is regulated by hand or by means of automatic devices.
A provision can also be made in some folds by which the center of gravity of the ship or vehicle is shifted automatically or by hand to the side with respect to the center of the lift of the ship or the base or the suspension axis of the vehicle.
The invention further consists in the arrangement of two gyroscopes, which rotate with their heavy wheels in opposite directions and those of parallel Achsr'n
EMI1.2
Part of the invention enables a vehicle to move back and forth in a curved dahn without difficulty.
This arrangement is based on the fact that when a gyroscope is pivoted about an axis perpendicular to the axis of rotation of its heavy wheel, a force couple arises that tries to turn it about an axis perpendicular to these two axes. The direction of the movement caused by this couple of forces depends on the direction of rotation of the heavy wheel. Is the gyroscope mounted so that its
EMI1.3
axis rotates and the latter is rotated around a vertical axis, the gyroscope is pivoted depending on the direction of rotation of its heavy wheel in one direction or the other around a horizontal axis parallel to the support line of the vehicle.
According to the invention, the gyroscopes are now arranged in such a way that they cannot rotate about the horizontal axis parallel to the support line of the vehicle without the vehicle tipping over with them.
EMI1.4
and the other seeks to pivot in the other direction around the horizontal axis parallel to the support line.
If the gyroscopes now have the same force, their effects will be opposite to each other with regard to the tilting of the vehicle as soon as it is rotated about a vertical axis. Another part of the invention consists in the use of a Gowichtsmasso in a suitable preliminary connection with the frame or frames of the gyroscope, which when exposed
EMI1.5
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
EMI2.2
<Desc / Clms Page number 3>
EMI3.1
the spindle eco can assume slight perpendicular movement to these surfaces if the pipes are between them.
The operation of this apparatus is as follows: Assume the anchors and disks rotate rapidly in the direction of arrow Y in FIG. 2 and the equilibrium of the vehicle is then disturbed, for example by tipping over to the right in the direction of arrow Z in FIG , then the surface 13 of the guide 11 will press on the roller 9 and the downward pressure will produce a precession, the roller 9 moving with the remaining parts out of the plane of the drawing about the axis 1, 2 upwards. However, there is friction between the surface 13, the guide 11 and the rapidly rotating roller 9. This accelerates the precession and the result is that the end of the spindle r and the roller 9 move the carriage back past the vertical position.
As soon as the car or other body exceeds the vertical position, then its weight tends to tilt it further to the opposite side. The surface 16 of the guide 11 then lies against the underside of the roller 12 and thereby causes a precession in the opposite direction. This precession is sufficient to bring the roller 9 back to its normal central position in the guide, and it can be seen that there is no acceleration of the pr1icession to bring the vehicle back because the roller 12 does not turn with the heavy wheel and the
Roller 9 does not come into engagement with any of the surfaces after the vibration has exceeded the vertical position until the roller 9 returns to its central position in the guides.
The effect therefore does not last and does not produce any oscillations with increasing oscillation amplitudes.
In the arrangement described, a handwheel 17 can be provided in the framework of the vehicle or the like, which acts on a member 18 which in turn is connected to a lever 19 for regulating the precession. Through this arrangement
EMI3.2
EMI3.3
<Desc / Clms Page number 4>
Roller 32 in contact with the guide 81, while with a reverse movement the lower side of the roller 30 and the upper side of the roller 32 with the guide 3j! come into contact. The distance between the surfaces 33 and 36 and the surfaces 81 and 35 of the guide is dimensioned such that the spindle can perform a slight movement perpendicular to these surfaces when the rollers are between them.
The operation of this arrangement is the same as that of the embodiment shown in Figs. 2 and 3, suppose the anchors and disks rotate in the direction of arrow x and the balance of the vehicle is achieved by raiding to the right in the direction of arrow y 4, then the surface 33 of the guide 31 will press against the roller 30 and the downward pressure will produce a precession, the remaining parts moving in the direction of the arrow z of FIG. 6 about the axes 42, 43. The friction between the surface 33 of the guide and the rapidly rotating roller 30 accelerates the precession and the end of the spindle r with the shaft 30 pushes the carriage back over the vertical position.
As soon as the vehicle comes back over the vertical position, its weight tends to fold it over to the other side and the surface 36 of the guide 31
EMI4.1
set direction is effected. This precession is sufficient to bring the roller 30 back into its central position in the guide and it can be seen that in this case there is no acceleration of the precession to bring the vehicle back after the oscillation has exceeded the vertical position until the roller 30 in the central position got back to the guides.
It can be seen that the precession motions of the second gyroscope of each pair are the same as, but opposite to, those of the switching gyroscope. Both gyroscopes and the second gyroscope move about their weighted axes in the same way
EMI4.2
Guided tour 31.
In the embodiment described, a hand-
EMI4.3
can be.
If desired, the second gyroscope of each pair can also be provided with means to accelerate the precession. However, it is preferred in any case to connect the two gyroscopes of a pair with one another in such a way that synchronous precession movements occur in the two gyroscopes in opposite seals.
According to the embodiment shown in Fig. S and 9, an inverted pendulum 60 is provided on a shaft 59 for further regulation of the precession, which through
EMI4.4
The pendulum itself can be monitored manually if required. In the embodiment shown, the shaft 59 carries an iron armature 61, which can be pulled to one side or the other by electromagnets 62, 63. The Etektromagneto are through
EMI4.5
Page considered. The electromagnets are then excited and the armature of the pendulum is attracted, thereby increasing the acceleration of the precession caused by the inverted pendulum.
The electromagnets therefore form a further device to regulate the movement of the pendulum and prevent periodic movements from occurring which would tend to increase. However, they should still have periodic oscillations
EMI4.6
is set. It may also be desirable to manually adjust the effect of centrifugal force on the Pendol when cornering.
It can be seen. that any other mechanical or electromagnetic
EMI4.7
and which restores that balance by precession of the gyroscope. These stability-imparting devices are of particular value in single-rail railways, since they make it possible to have a vehicle in equilibrium on a rail, even if the point of suspension is not above the center of gravity
EMI4.8
<Desc / Clms Page number 5>
EMI5.1
Ship used. A pendulum is used for each movement in order to accelerate the precession of each movement.
Two sets of gyroscopes can also be used to build a motor vehicle with only one road wheel, with a third set of gyroscopes used for control purposes.
When using the invention for submarine vehicles and airships, two sets of gyroscopes are required as described, and a third set can also be used for control purposes. However, the condition is again that the vehicle itself is not stable.
PATENT. EXPECTATIONS :
1. A device for maintaining the equilibrium of intrinsically unstable bodies, characterized in that the restoration of equilibrium when the same is disturbed is brought about by accelerating the precession of one or more gyroscopes arranged on the body.