Verfahren und Vorrichtung zur Umsetzung von drehender in pendelnd fortschreitende Bewegung. Gegenstand der Erfindung sind ein Ver fahren und eine Vorrichtung zur Umsetzung von drehender in pendelnd fortschreitende Bewegung.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass bei einem durch mindestens ein an ihm gelagertes, umlaufendes Schwung gewicht, in Hin- und Herbewegung versetz ten Körper die Amplitude dieser Bewegung derart beeinflusst wird, dass Kraftimpulse auftreten, durch welche der pendelnde Kör per zugleich fortschreitend bewegt wird.
Im Nachfolgenden werden als Beispiele verschiedene Ausführungsarten des Verfah rens, sowie Vorrichtungen zur Ausübung des selben beschrieben.
Zur Erläuterung des Wesens der Erfin dung sei zunächst die in Fig. 1 der Zeich nung dargestellte beispielsweise Ausführungs form der Vorrichtung betrachtet.
In Fig. 1 soll eine Masse a zwischen den Führungsbacken<I>f, f</I> in horizontaler Richtung gleiten können. Um die in a ge- lagerte Achse c ist der Arm s drehbar, an dem ein Gewicht o angebracht ist. Treibt man o um, so wirkt die entstehende Zentri fugalkraft R beschleunigend oder verzögernd auf a.. <I>a</I> wird unter dem Einfluss der Kräfte <I>H</I> - R . cos <I>a</I> in oszillierende Bewegung versetzt.
Der gesamte, von a bei einem Hin- und Hergang zurückgelegte Weg z (in der Zeich nung nicht an(y-egeben) ist bei Absehen von Bewegungswiderständen ganz unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der die Welle c gedreht wird, vorausgesetzt, dass die Touren zahl konstant und nicht zu gering ist. Der Körper a bewegt sich auf einem Wege von gegebener Länge hin- und her, gerade 'so, als 6b er von einer Kurbel mit unendlich langer Schubstange getrieben würde.
Mass gebend für die Bewegung ist das Gesetz von der Erhaltung des Schwerpunktes, das heisst, gleichgültig, in welcher Lage sich das Schwunggewicht befindet, stellt sich der Ge samtkörper so ein, dass bei der gezeigten An- ordnung der Schwerpunkt des gesamten be wegten Systems keine Bewegung in Rich tung der Hin- und Herbewegung des Kör pers a ausführt.
Die Lage des Pendelweges im Raume ist nicht an und für sich bestimmt. Beim vor liegenden Ausführungsbeispiel wird sie durch die Führungen f und durch Hubbegrenzer oder Prellstücke d und e festgelegt. Der Ab stand d-e ist etwas kleiner als z zu be messen. Die Differenz wird durch Federei, entweder an<I>d</I> und e oder an<I>a,</I> elastisch aufgenommen.
Praktisch kann man ohne Kraftaufwand durch Verschiebung der Be grenzer d-e die Lage des Weges z inner halb der Führungen f nach Belieben ein stellen. "Werden zum Beispiel beide Begren zer nach rechts verschoben, so wird die Am plitude bei der Bewegung des Körpers nach links verkürzt, der Körper schlägt gegen den linken Begrenzer stärker auf als vor der Ver stellung, und es wird ihm von diesem Be grenzer eine Impulskraft erteilt, unter deren Wirkung der Gesamtschwerpunkt von Kör per und Schwunggewicht nach rechts ver schoben wird; es entsteht somit eine fort schreitende Bewegung des Körpers a im Sinne der Verstellung der Begrenzer.
Würde man die Begrenzer d, e in ihrer einmal eingestell ten Lage belassen, so ergäbe sich zu Beginn der Umlaufbewegung des Schwungewichtes in der Regel zunächst eine fortschreitende Bewegung des Körpers a, die nachher in eine Pendelbewegung an Ort übergehen würde.
Diese Erkenntnis, nämlich, dass man durch Beeinflussung der Amplitude der Pendelbewegung, zum Beispiel durch Ver stellen von Begrenzern, eine pendelnd fort schreitende Bewegung erzeugen kann, bildet die Grundlage der vorliegenden Erfindung.
Bei der vorbeschriebenen Anordnung nach Fig. 1 tritt eine unbequeme Seiten kraft V - P . sin a auf. Diese kann ver mieden und dadurch eine Führung des Kör pers erübrigt werden, wenn man zwei Schwunggewichte o' und o2 (Fig. 2) mit gleicher Winkelgeschwindigkeit in einander entgegengesetztem Drehsinne umlaufen lässt. Aus P' <B>und</B> R\ resultiert eine Nutzkraft H. In diesem Falle heben sich auch die Kreisel wirkungen der Schtvunggewichte auf das System gegenseitig auf.
Durch gegenseitiges Verschieben der Schwingungsphasen von gegenläufigen Schwunggewichten kann die Schwingungs richtung des pendelnden Körpers geändert werden. Die Begrenzer müssen dann der neuen Schwingungsrichtung des Körpers a.n- gepasst werden.
Der Antrieb der Welle c kann auf be liebige Weise erfolgen, beispielsweise durch Riemen- und Seilantrieb, eine nachgiebige Welle, sei es, dass die ganze Welle flexibel ist, sei es, dass an ihren Enden Kardan- kupplungen sich befinden und ausserdem Nachgiebigkeit durch gegenseitige Verschie bung von Teilen in der Längsrichtung vor gesehen ist. Auch Vierkantwellen und ähn liche Mittel zur Kraftübertragung, unter Um ständen auch elektrischer Antrieb, kommen in Betracht.
Nun kann es vorkommen, da,ss die Schwungarme S unerwünscht lang oder die Gewichte 0 zu schwer werden. Dann kann man sich durch die in den Fig. 3 und -4 ge zeigte Anordnung von Schwungarm und Schwunggewicht helfen.
In Fig. 3 ist 1V1 die Antriebswelle, wel che auf dem nicht gezeigten geführten Kör per gelagert ist, dem durch das rotierende Schwunggewicht 0 eine hin- und hergehende Bewegung erteilt werden soll, die durch Verstellen von die Amplitude dieser hin- und hergehenden Bewegung beeinflussenden Be grenzern in eine pendelnd fortschreitende Bewegung -umgesetzt werden soll.
Der Schwunggewiehtsarm besteht aus zwei Tei len S' und 82. 82 trägt das Schwunggewicht 0. S1 dreht sich um die Welle W1 und trägt am andern Ende die Achse W2, um die der Arm S= drehbar angeordnet ist. Je nach der Art der von SZ ausgeführten Eigenbewegungen kann unter Umständen ein besonderer Charakter des Kräftediagrammes oder eine Schwunggewichtsersparnis erzielt werden.
In den Fig: 3 und 4 ist die Teilung des Schwungarmes bei zwangsweisem An trieb von SZ relativ zu S' dargestellt. Das Kettenrad R1 drehe sieh nicht, R2 sei mit SZ durch Zahnrädergetriebe (nicht gezeich net) mit der Übersetzung 1:2 über WZ ver bunden. Um R' und R2 sei die Kette K ge legt. Treibt man W1 und S' im Sinne des eingezeichneten Pfeils an, so dreht sich S2 und damit O im Sinne des eingezeichneten Pfeils.
Ist zum Beispiel der Durchmesser von R\ gleich dem von R', so wird die Winkelgeschwindigkeit von SZ relativ zu S' doppelt so gross wie die absolute Winkel geschwindigkeit von S' selbst. Nach<B>90'</B> Drehung von S' in die Lage Fig. 4 haben die Arme die dort bezeichnete Stellung ein genommen.
Hier ist die Zentrifugalkraft kleiner als in der Stellung Fig. 3, in wel cher infolge der doppelten relativen Winkel geschwindigkeit von SZ gegenüber S' die Zentrifugalwirkung von einer bestimmten Grösse von S2 gegenüber S' an grösser ist, als wenn 0 an einem ungeteilten Arm von der Länge S1 -i- S2 befestigt wäre. Natür lich kann der Kettentrieb durch Zahnrad getriebe oder irgend ein anderes Übertragungs mittel ersetzt werden.
Durch Drehen des Ra des R' kann mit Leichtigkeit die Schwin gungsrichtung des Körpers, falls derselbe nicht geführt ist, geändert werden, was zum Beispiel bei der Anwendung von Schwung- gewichten zur Bewegung von. Schlagflügeln bei Flugzeugen von Bedeutung ist. Die ver stellbaren, zur Verursachung der fortschrei tenden Bewegung dienenden Begrenzer müs sen selbstverständlich dieser Änderung der Schwingungsrichtung des Körpers angepasst werden können.
Der geometrische Ort des Massenschwerpunktes des Schwunggewichtes 0 ist eine Art Hypozykloide gegenüber dem als relative Bahn zum Schwingungskörper be schriebenen Kreis beim steifen Schwungarm (s@ + s2).
Ohne das Verfahren grundsätzlich zu än dern, können die Oszillationsbahnen des Kör pers die verschiedensten Formen annehmen. Sie können gerade Linien oder beliebige ebene räumliche Kurven sein. Die Erzeugung sol cher Bahnen ist für die verschiedensten Zwecke von Bedeutung.
In den Fig. 1 und 2 sind die Begrenzer d und e mit Federn versehen. Durch die Fe dern wird Arbeit während des einen Schwin gungsteils aufgespeichert und während des folgenden Schwingungsteils wieder an den Körper abgegeben. Diese Rolle der Federn kann zu einer sehr erheblichen werden. Man kann zur Verminderung der Vibration und zur Erzielung einer stets annähernd gleichgrossen Impulskraft den Federn auch eine möglichst grosse Vorspannung geben, das heisst sie von vorneherein so stark zu sammendrücken, dass eine weitere Kompres sion oder eine Expansion während des Ar beitsvorganges die Federkraft fast gar nicht ändert.
Die Begrenzerfedern können auch so aus gebildet sein, dass sie ihre Kraft längere Zeit ausüben.
In den Fig. 5 bis 9 sind Ausführungs- beispiele der Umsetzung von drehender in pendelnd fortschreitende Bewegung auf einen Hammer mit - Schwunggewicht angewendet dargestellt. In Fig. 5 bezeichnet H den Ham merkörper, zum Beispiel einen Meissel oder ein Nietwerkzeug, an. welchem der Arm r mit dem umlaufenden Schwunggewicht 0 ge lagert ist.
A ist der Amböss' bezw. das Werk stück ünd F ist eine 'obere Begrenzerfeder. Der untere Begienzer wird vom Werkstück auf dem Amboss gebildet: B ist das Hammer gehäuse und G stellt einen Handgriff vor.
Die Begrenzerfeder F wirkt als Energie speicher während des Hochganges des Ham mers und als Beschleunigungsmittel während des Schlagweges und lässt einen Kraftimpuls, einen Impulsdruck auf den Hammerkörper entstehen-, welchen Druck die Feder ander seits an das Gehäuse B, den Griff G und damit an die Hand weitergibt.
Die fort schreitende Bewegung "des liin- und her geh-enden Hammerbärs H wird durch Ver stellen des durch die Feder F gebildeten Be grenzers bewirkt, dadurch, däss 'der Hand- griff immer mehr nach dctii Werkstrick liiii 1mwegt wird.
Diese pendelnd fortschreitende Bewegung des Hammerbärs öder Werkzeuges wird, und zwar auch bei gleichbleibender =iinplitude der Pendelbewegung, ermöglicht durch das Ausweichen des Werkstückes, zum Beispiel Stauchen desselben oder Eindringen des lifeissels in das Werkstück. Je nachdem das Werkzeug stärker oder schwächer gegen das Werkstück hin gepresst wird, das heisst die Amplitude mehr oder weniger begrenzt wird, wird sich das Verhältnis
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gleich:
Weg ohne Feclerdrucli:, dividiert durch 'Weg mit Federdruck, ändern und damit die Zahl der Schläge in der Sekunde. Infolge des Rücl@stosses des Meissels H wird zwischen ZZ'erkzeug und Werkstück immer freies Spiel für die Werkzeugbewegung bleiben.
Sobald der Anpressungsdrurk (mittlerer Federdruck) einen kritischen Wert unterschreitet, erfolgt z um ächst in den aufeinanderfolgenden Um- drehungen der Schlag mit verschiedener Stärke. Sinkt der mittlere AnpressungsdruclL noch weiter. so tritt nur für jede zweite, dritte etc. Umdrehung ein Aufschlag ein.
Die Schwunggewichte überschlagen sich Gle- ivissermassen einmal oder öfter, während der Bär noch unterct,egs ist. Bei höheren Drücken als dem kritischen ergibt sich für jede Pe riode ein Schlag; es stellt sich aber toter Gang der Schwunggewichte ein, das heisst der Auf schlag des Bärs H auf das Werkstuck A er folgt schon, wenn die Zentrifugalkraft noch nach unten wirkt.
Die Schwunggewichte müs sen also einen toten Winkel (in Fig. 6 mit a angedeutet) durchlaufen, während welcher Zeit der Bär am Werkstück bleibt, bis ihre Zentrifugalli:raft eine Vertikalkomponente nach oben erhalten hat, die gross genug ist, das Bargewicht und eventuell die Federkraft zu überwinden und die Hubperiode einzu leiten.
Bei v ertihalen, sehr schweren Hämmern (Rammen) wird die die Auf- und Ab bewegung des Bärs behufs Erzielung einer nach unten fortschreitenden Bewegung des selben beeinflussende Kraft der obern Be- grenzerfeder durch die Schwerkraft ersetzt, so dass man gar keine Feder brauchte, es sei denn, däss es zweckmässig erscheint, die St-hwerlzraft zu unterstützen, den Hub zu verringern oder die Schlagkraft zu regulie ren:
Diese Regulierung kann durch Änderung der Federhaft selbst (verschiedene Kom pression, Einschaltung von einer oder meh reren Federn, Festhalten von Windungen und dergleichen) oder aber auch durch Än derung der Zeit bewirkt werden, während welcher der Hammerbär unter der Federkraft steht.
Bei Handhämmern mit Sehwunggewich- ten spielt das Gewicht des Bärs gegenüber der Federluaft der Begrenzerfedern meist nur eine geringe Rolle in bezug auf die Schlagwirkung, besonders wenn diese Werk zeuge mit der Schlagrichtung nach oben oder in horizontaler und schräger Schlagrichtung benutzt werden.
Um die Lager der Schwunggewichte und das Getriebe derselben gegen den Stoss beim Aufschlag des Hammers zu schützen, kön nen diese durch eine Feder I' gegen den eigentlichen Bär II abgefedert werden. Diese Ausführung ist in Fig. 7 gezeigt.
Es sei erwähnt, dass oft auch bei Hand hämmern die dynamische Aufhebung der Seitenkräfte, zum Beispiel durch Verwendung zweier gegenläufiger Schwunggewichte, er forderlich ist, da nicht immer eine feste Füh rung des Bärs vorgesehen werden kann.
Unter Umständen ist es nützlich, eine un tere Begrenzerfeder bei Hämmern mit Schwunggewichten vorzusehen; wenn sie frei lich auch nicht so stark sein darf, d.ass sie die ganze Arbeit des Hammerbärs aufnimmt. Diese Anordnung ist in Fig. 8 gezeigt.
Der nachfolgenden Erklärung der Wir kung der untern Begrenzerfedern beim Ham mer möge der Einfachheit halber eine Ramme zugrunde gelegt werden, bei der der Bär so schwer sei, dass eine obere Feder entbehrlich wird. Das Gewicht der Ramme spielt, wie oben erläutert, die Rolle einer Feder mit kon stanter Druckkraft nach unten.
Beim Amboss (Rammpfahl) A oder am Hammerbär H (Fig. 8) seien Federn I' vorgesehen, die eine gewisse Strecke vor dem Aufschlage zusam mengepresst werden, so dass die Arbeit des Bärs H, % <I>M .</I> v2, sich nicht vollständig im Schlage des Bärs auf den Amboss entlädt, sondern zu einem grösseren oder geringeren Teil in diesen Federn aufgespeichert wird.
Fig. 7 und 9 (wo die Feder 1' zugleich einen Schutz für Lager und Getriebe vom Schwung- gewicht bildet) stellen eine etwas andere Anordnung dar, wobei aber die gleiche Er scheinung eintritt. Geht man (Fig. 8) von dem Zustande aus, wo noch kein Schlag er folgt ist, und der Bär H auf dem Amboss ruht, so wird durch die Zentrifugalkraft der Schwunggewichte der Bär von der Geschwin digkeit Null aus nach oben beschleunigt. Er erreicht eine gewisse Höhe und fällt dann unter der Wirkung der Schwerkraft und des Zentrifugalzuges herunter.
Nach dem ersten Schlag hat der Bär aber beim Wiedererreichen der oben betrachteten Ausgangslage durch das Freiwerden der in den Federn F auf gespeicherten Arbeit nicht die Geschwindig keit Null, von der vor dem ersten Schlag ausgegangen wurde, sondern bereits eine ge wisse, nach oben gerichtete Anfangsgeschwin digkeit, die als Rückprall- oder als Reflex- geschwindigkeit bezeichnet werden möge. Zu dieser tritt, wie beim ersten Hub, die Be schleunigung durch die Schwunggewichte, so dass der Hammer eine grössere Höhe er reicht als vorher. Infolgedessen ist auch die Aufschlaggeschwindigkeit grösser und mit ihr die Reflexgeschwindigkeit des dritten Hu bes.
Die Steigerung von Spiel zu Spiel geht so weiter bis zu einem Maximum, ,das von dem Verhältnis derReflexgeschwindigkeit zur Aufschlaggeschwindigkeit abhängt. Die Fe der b' muss sehr steif sein und kann unter Umständen die Form eines massiven Stahl stückes (Hammerbär selbst, Meisselkörper und dergleichen) annehmen.
Bei der Ramme ohne obere Begrenzer feder, das heisst bei welcher das Gewicht eine konstant wirkende obere Begrenzerfeder er setzt, ergibt sich infolge Eindringens des Rammpfahls ins Erdreich eine Verstellung des untern Begrenzers, das heisst des Ramm pfahls, und damit eine fortschreitende Be wegung des Rammbärs im Sinne des durch die Schwerkraft ausgeübten Kraftimpulses nach unten. Man kann sich dabei auch eine Verstellung der gedachten, durch das Gewicht dargestellten, obern, konstanten Begrenzer feder denken, denn der Rammbär wird beim eindringenden Rammpfahl jeweils eine tie fere, oberste Lage einnehmen.
Die Wirkungs weise ist analog, wenn statt des eindringen den Rammpfahls ein Werkstück bearbeitet wird.
Die Schwunggewichte können auch bei Flugzeugen mit Schlagflügel angewendet wer den, wobei durch die Rotation der Schwung- gewichte Schwingbewegungen der Flügel er zeugt werden. Auch in diesem Falle werden zum Beispiel, wie vorstehend für den Hammer beschrieben, Federn als Hubbegrenzer ver wendet, und es findet eine pendelnd fort schreitende Bewegung in Richtung des klei neren Widerstandes, das heisst im Sinne eines Auftriebes, statt, da die Flügelflächen so ge formt sind, dass der Luftwiderstand beim Aufschlag kleiner ist als der beim Nieder schlag.
Bei dieser Anwendung kann das Schwunggewicht zum Beispiel durch einen federnd biegsamen Arm nachgiebig mit der Welle verbunden sein, so dass es seine Rota tionsebene auch bei geringen Verschwenkun- gen der Welle beibehalten kann.
Method and device for converting rotating motion into pendulous motion. The invention relates to a United drive and a device for converting rotating in pendulum advancing movement.
The method according to the invention consists in the fact that, with a body weighted by at least one rotating swing mounted on it, the amplitude of this movement is influenced in such a way that force pulses occur through which the oscillating body is simultaneously moved progressively .
In the following, various types of execution of the method and devices for exercising the same are described as examples.
To explain the essence of the inven tion, the example embodiment of the device shown in Fig. 1 of the drawing is first considered.
In Fig. 1, a mass a should be able to slide between the guide jaws <I> f, f </I> in the horizontal direction. The arm s, to which a weight o is attached, can be rotated about the axis c mounted in a. If one drives o, the resulting centrifugal force R has an accelerating or decelerating effect on a .. <I> a </I> becomes under the influence of the forces <I> H </I> - R. cos <I> a </I> set in oscillating motion.
The entire path z covered by a in a back and forth movement (not indicated in the drawing (indicate y) is completely independent of the speed at which the shaft c is rotated, assuming that movement resistance is disregarded, provided that the tours number is constant and not too small The body a moves back and forth on a path of given length, just as if it were driven by a crank with an infinitely long push rod.
The law of maintaining the center of gravity is decisive for the movement, that is, regardless of the position in which the swing weight is, the entire body adjusts itself so that in the arrangement shown the center of gravity of the entire moving system is not Movement in the direction of the reciprocating movement of the body a executes.
The position of the pendulum path in space is not determined in and of itself. In the present embodiment, it is set by the guides f and by stroke limiters or baffles d and e. The distance d-e is to be measured somewhat smaller than z. The difference is elastically absorbed by springing, either at <I> d </I> and e or at <I> a, </I>.
In practice, you can adjust the position of the path z within the guides f at will by shifting the limiters d-e without any effort. "If, for example, both limiters are shifted to the right, the amplitude is shortened when the body moves to the left, the body hits the left limiter more strongly than before the adjustment, and this limiter generates an impulse force granted, under the effect of which the overall center of gravity of the body and swing weight is shifted to the right; thus a progressive movement of the body a occurs in the sense of adjusting the limiter.
If the limiters d, e were to be left in their position once set, then at the beginning of the rotating movement of the swing weight there would usually initially be a progressive movement of the body a, which would then change into a pendulum movement in place.
This knowledge, namely that by influencing the amplitude of the pendulum movement, for example by adjusting limiters, it is possible to generate a pendulous progressive movement, forms the basis of the present invention.
In the above-described arrangement according to FIG. 1, an uncomfortable side force V - P occurs. sin a on. This can be avoided ver and thus a guidance of the Kör pers is unnecessary if you can rotate two swing weights o 'and o2 (Fig. 2) at the same angular speed in opposite directions of rotation. A useful force H results from P '<B> and </B> R \. In this case, the gyroscopic effects of the load weights on the system cancel each other out.
By mutually shifting the oscillation phases of opposing swing weights, the direction of oscillation of the oscillating body can be changed. The limiters must then be adapted to the new direction of vibration of the body.
The drive of the shaft c can be done in any way, for example by belt and cable drive, a flexible shaft, be it that the entire shaft is flexible, be it that cardan couplings are located at its ends and also flexibility through mutual Displacement of parts in the longitudinal direction is seen before. Square shafts and similar means of power transmission, possibly also electrical drive, come into consideration.
Now it can happen that the swing arms S are undesirably long or the weights 0 are too heavy. Then you can help yourself through the arrangement of swing arm and swing weight shown in FIGS. 3 and 4.
In Fig. 3, 1V1 is the drive shaft, wel che is mounted on the guided Kör, not shown, which is to be given a reciprocating movement by the rotating flywheel 0, which by adjusting the amplitude of this reciprocating movement is influenced Limiting in a pendulous, advancing movement should be implemented.
The swing weight arm consists of two parts S 'and 82. 82 carries the swing weight 0. S1 rotates around the shaft W1 and at the other end carries the axis W2, around which the arm S = is rotatably arranged. Depending on the type of self-movements carried out by SZ, a special character of the force diagram or a swing weight saving can be achieved.
In FIGS. 3 and 4, the division of the swing arm is shown in the case of compulsory drive from SZ relative to S '. The sprocket R1 does not turn, R2 is connected to SZ by a gear train (not shown) with a ratio of 1: 2 via WZ. Let the chain K be placed around R 'and R2. If W1 and S 'are driven in the direction of the arrow, then S2 and thus O rotates in the direction of the arrow.
For example, if the diameter of R \ is the same as that of R ', the angular velocity of SZ relative to S' becomes twice as large as the absolute angular velocity of S 'itself. After <B> 90' </B> rotation of S 'In the position of FIG. 4, the arms have taken the position indicated there.
Here the centrifugal force is smaller than in the position of Fig. 3, in wel cher due to twice the relative angular speed of SZ compared to S ', the centrifugal effect from a certain size of S2 compared to S' is greater than if 0 on an undivided arm of the length S1 -i- S2 would be attached. Of course, the chain drive can be replaced by gear drives or any other transmission medium.
By turning the Ra of the R 'the direction of oscillation of the body can easily be changed if it is not guided, for example when using swing weights to move. Flapping wings is important in aircraft. The adjustable limiters which are used to cause the progressive movement must of course be able to be adapted to this change in the direction of vibration of the body.
The geometric location of the center of gravity of the swing weight 0 is a kind of hypocycloid compared to the circle described as the relative path to the swing body on the rigid swing arm (s @ + s2).
Without fundamentally changing the process, the oscillation trajectories of the body can take on a wide variety of forms. They can be straight lines or any flat spatial curve. The generation of such trajectories is important for a wide variety of purposes.
In Figs. 1 and 2, the limiters d and e are provided with springs. The springs store work during one part of the oscillation and return it to the body during the next part. This role of feathers can become a very significant one. In order to reduce the vibration and to achieve an impulse force that is always approximately the same, the springs can also be pre-tensioned as much as possible, that is, they must be compressed so strongly from the start that further compression or expansion during the work process hardly affects the spring force at all changes.
The limiter springs can also be formed so that they exert their force for a long time.
In FIGS. 5 to 9 exemplary embodiments of the conversion of a rotating movement into a pendular movement are shown applied to a hammer with a swing weight. In Fig. 5, H denotes the hammer body, for example a chisel or a riveting tool. which the arm r is superimposed with the rotating swing weight 0 ge.
A is the anvil 'respectively. The workpiece and F is an 'upper limiter spring. The lower Begienzer is formed by the workpiece on the anvil: B is the hammer housing and G represents a handle.
The limiter spring F acts as an energy store during the high gear of the hammer and as an accelerator during the stroke and creates a force pulse, an impulse pressure on the hammer body, which pressure the spring on the other hand on the housing B, the handle G and thus on the Hand passes.
The progressive movement of the hammer-bear H, walking in and out, is brought about by adjusting the limiter formed by the spring F, so that the handle is moved more and more according to the work of art.
This pendulous progressive movement of the hammer or tool is made possible, even with the constant amplitude of the pendulum movement, by evading the workpiece, for example by upsetting it or penetrating the tool into the workpiece. Depending on whether the tool is pressed more or less against the workpiece, i.e. the amplitude is more or less limited, the ratio will change
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equal:
Path without Feclerdrucli:, divided by 'Path with spring pressure, change and thus the number of beats per second. As a result of the back stroke of the chisel H, there will always be free play for the tool movement between the tool and the workpiece.
As soon as the contact pressure (mean spring pressure) falls below a critical value, the blow with different strength occurs for the first time in the successive revolutions. If the mean contact pressure drops even further. so there is only a surcharge for every second, third etc. revolution.
The swing weights roll over one or more glide masses while the bear is still undercurrent. At higher pressures than the critical one results for each period; However, the swing weights come to a dead end, that is, the impact of the bear H on the workpiece A takes place when the centrifugal force is still acting downwards.
The swing weights must pass through a dead angle (indicated by a in Fig. 6), during which time the bear remains on the workpiece until their centrifugal force has received a vertical component upwards that is large enough, the bar weight and possibly the To overcome spring force and initiate the stroke period.
In the case of strong, very heavy hammers (ramming), the up and down movement of the bear is replaced by gravity, so that no spring is needed, in order to achieve a downward progressive movement of the same influencing force of the upper limiter spring unless it seems appropriate to support the stab force, reduce the stroke or regulate the impact force:
This regulation can be effected by changing the spring catch itself (different compression, switching on one or more springs, holding coils and the like) or by changing the time during which the hammer bear is under the spring force.
In the case of hand hammers with swing weights, the weight of the bear compared to the spring air of the limiter springs usually plays only a minor role in relation to the impact effect, especially if these tools are used with the impact direction upwards or in a horizontal and diagonal direction of impact.
In order to protect the bearings of the flyweights and the gearbox of the same against the impact when the hammer hits, they can be cushioned by a spring I 'against the actual bear II. This embodiment is shown in FIG.
It should be mentioned that the dynamic elimination of the lateral forces, for example by using two counter-rotating swing weights, is often necessary with hand hammering, since a fixed guidance of the bear cannot always be provided.
It may be useful to provide a lower limiter spring for hammers with flyweights; even if it may not be so strong that it takes up all the work of the hammer bear. This arrangement is shown in FIG.
For the sake of simplicity, the following explanation of the effect of the lower limiter springs on the hammer should be based on a ram in which the bear is so heavy that an upper spring is unnecessary. As explained above, the weight of the ram plays the role of a spring with a constant pressure force downwards.
On the anvil (pile) A or on the hammer bear H (Fig. 8) springs I 'are provided, which are pressed together a certain distance before the impact, so that the work of the bear H,% <I> M. </I> v2, is not completely discharged onto the anvil in the stroke of the bear, but is stored to a greater or lesser extent in these springs.
Fig. 7 and 9 (where the spring 1 'at the same time forms a protection for bearings and gears from the flywheel) represent a slightly different arrangement, but the same appearance occurs. If one assumes (Fig. 8) from the state where no blow has yet followed, and the bear H rests on the anvil, the centrifugal force of the flyweights accelerates the bear from zero speed upwards. It reaches a certain height and then falls down under the action of gravity and centrifugal pull.
After the first stroke, however, when the initial position considered above is reached again, the release of the work stored in springs F does not result in the zero speed that was assumed before the first stroke, but rather a certain initial speed directed upwards speed, which may be referred to as rebound or reflex speed. As with the first stroke, this is accompanied by acceleration by the flyweights, so that the hammer reaches a greater height than before. As a result, the speed of the impact is greater and with it the speed of reflex of the third stroke.
The increase from game to game continues up to a maximum, which depends on the ratio of the reflex speed to the service speed. The spring b 'must be very stiff and can possibly take the form of a solid piece of steel (hammer bear itself, chisel body and the like).
In the case of the pile driver without an upper limiter spring, i.e. in which the weight is set by a constantly acting upper limiter spring, the lower limiter, i.e. the pile driver, is displaced as a result of the pile's penetration into the ground, and thus a progressive movement of the pile driver in the sense of the force impulse exerted by gravity downwards. One can also imagine an adjustment of the imaginary, upper, constant limiter spring, represented by the weight, because the pile driver will always assume a lower, uppermost position when the pile is penetrating.
The way it works is analogous if a workpiece is machined instead of penetrating the driven pile.
The flyweights can also be used in aircraft with flapping wings, the swinging movements of the wings being generated by the rotation of the flyweights. In this case, too, for example, as described above for the hammer, springs are used as stroke limiters, and there is a pendulous progressive movement in the direction of the smaller resistance, that is, in the sense of a lift, instead, as the wing surfaces so ge are shaped so that the air resistance on impact is less than that on impact.
In this application, the flyweight can be flexibly connected to the shaft, for example by a resiliently flexible arm, so that it can maintain its plane of rotation even with slight pivoting of the shaft.