CH111628A - Verfahren und Vorrichtung zur selbsttätigen Transformation der Kraft- und Geschwindigkeitskomponenten einer mechanischen Leistung je nach dem zu überwindenden Widerstand. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur selbsttätigen Transformation der Kraft- und Geschwindigkeitskomponenten einer mechanischen Leistung je nach dem zu überwindenden Widerstand.

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CH111628A
CH111628A CH111628DA CH111628A CH 111628 A CH111628 A CH 111628A CH 111628D A CH111628D A CH 111628DA CH 111628 A CH111628 A CH 111628A
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Heinrich Schieferstein Georg
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      Verfahren    und Vorrichtung zur selbsttätigen Transformation der Kraft- und       Geschwindigkeitskomponeuten    einer mechanischen Leistung je nach dem zu  überwindenden Widerstand.    Führt mau einem schwingungsfähigen  System, das zum Beispiel aus einem Massen  element und einem elastischen Element. be  steht, mittelst einer losen Kopplung, z. B.  eines elastischen Gliedes, Energie in Form  mechanischer Schwingungen zu, so führt ,das  System Schwingungen aus, deren Amplitude  ein Maximum wird, wenn das System mit  einer Frequenz angetrieben wird, die mit  seiner Eigenfrequenz übereinstimmt, das heisst  also bei Resonanz zwischen Antrieb- und  Eigenfrequenz. Auch die vom System auf  genommene Leistung ist ein Maximum im  Resonanzfall.

   Lässt man die Antriebsfrequenz  variieren, so ändern sieh bekanntlich sowohl  die Schwingungsamplitude, als auch die Lei  stungsaufnahme des schwingenden Systems,  je nach einer     sobenannten    Resonanzkurve in  Funktion der Frequenz. Der Charakter einer  solchen Kurve geht zum Beispiel aus der       Fig,    ja, in welcher die Leistung (Ordinate)  in Funktion von<B>ei'</B> (Abszisse) aufgetragen  ist, wo     w    die Antriebsfrequenz bedeutet. Der    Punkt     111    mit der Abszisse     co,'        (0)r    Reso  nanz- oder Eigenfrequenz) ist der Resonanz  punkt. Für die Amplitude der Schwingung  erhält man eine ähnliche Kurve.

   Der Schei  telwert der     Kurve        (Ordinate    von M) hängt  ausser von den Konstanten des Systems nur  noch von dessen Dämpfung ab, und zwar so,  dass der .Scheitelwert     (Maximalleistung)    um  so grösser ist, je kleiner die Dämpfung des  Systems ist und umgekehrt. Im übrigen er  sieht man bereits aus der Kurve, dass die  Leistungsaufnahme nur in einem relativ en  gen Bereich, um die Resonanzfrequenz herum,  beträchtliche Werte annimmt, ausserhalb die  ses Gebietes-ist die Leistungsaufnahme (und  ebenso die Schwingungsamplitude) des Sy  stems sehr gering.

   Charakteristisch ist,     dass     der     -Übergang    von einem Gebiet in     das    an  dere um so "steiler" ist, je .grösser der     Maxi-          malwert    M der Kurve ist, das heisst. also, je  kleiner die Dämpfung ist.  



  Es sei hier bemerkt,     da.ss    im Vorstehen  den der Begriff     "Dämpfung"    sieh.auf den      Idealfall bezieht, in welchem der die Dämp  fung hervorrufende Widerstand proportional  der Geschwindigkeit eines schwingenden  Punktes des Systems     angenommen    ist.

   In der       Praxis    sind die Verhältnisse stets komplizier  ter, und man     wird    hier unter     "Dämpfung"     einen     Mittelwert    verstehen, welcher sich aus  der vom System abgegebenen Leistung (Nutz  und     Verhistleist.ung)    bilden<B>IM.</B> Ist durch  irgend welche Mittel dafür gesorgt,     dass    die  ser     Dämpfungsmittelwert    konstant bleibt, so  ist auch die     Leistungsa.ufn.a.hnie    des Systems  (im stationären Zustand) konstant.     Dabei     kann der tatsächliche zu überwindende M  dersta.nd variieren, wenn nur die dabei ge  leistete Arbeit pro Zeiteinheit konstant ist.

      Die     Verhältnisse    lassen sich nun bei An  wendung eines schwingungsfähigen System,  wie im folgenden dargelegt wird.     angen:ihert     verwirklichen, und darauf     bertilit    die Mög  lichkeit einer selbsttätigen Transformation  der Kraft- und Geschwindigkeitskomponen  ten einer mechanischen Leistung nach dem zu  überwindenden Widerstand.  



  Das Verfahren nach der Erfindung be  steht darin, dass man die mechanische Lei  stung über eine lose     Kopplung    einem     schwin-          bungsfähigen    System zuführt, welches zum  Zwecke der Aufnahme einer     Maximalleistung     mit einer seiner Eigenfrequenz möglichst na  hen Frequenz (in Resonanz) kontinuierlich  angetrieben wird und durch     kontinuierliche     Änderung seiner Antriebszahl eine der Reso  nanzkurve entsprechende     Änderung    der Lei  stungsaufnahme ermöglicht,

   wobei die im  schwingenden System     akkumulierte        bezw.     ihm zugeführte Leistung mittelst nur in einer       Bewegungsrichtung    wirkende     Fortsehaltre-          triebe    abgenommen wird.  



  Ein     Vorteil    der Erfindung kann darin er  blickt werden,     dass    bei     "R.esonanzantrieb"     des Systems ein verhältnismässig guter      Tir-          kungsgrad        erwartet.    werden darf, und     da.ss:    bei  Änderung der Antriebsfrequenz eine rasche       Änderung    der Leistungsaufnahme     erfolgt,     wie die Resonanzkurve zeigt.    Die Zeichnung betrifft.     verschiedene    Aus  führungsbeispiele     für    Vorrichtungen zur  Ausführung des Verfahrens.  



  In     Fig.    1 stellt     e    einen um die Welle c  oszillierenden Hebel dar, dessen     Nabe    als  hin- und     hergehender    Teil eines Freilaufes  nach Fis. 16, 1.7. 19 ausgebildet ist; das  elastische Mittel ist die Feder b, die mit  ihrem innern Ende an der Nabe des Hebels       c.    mit ihrem     äussern    Ende unter Zwischen  schaltung der     Kurbelstange        h    mit der Kurbel  verbunden ist.

   Auf dem Hebel     n_        befinden     sich zwei     C1ewichte    (Massen)     a,        a    verschieb  bar angeordnet. Hierdurch kann die<U>Eigen-</U>  <B>s</B>     ,e        hwinoanc        en        -,

          des        aus        Masse        und        Feder        beste-          henden        schwinbunsf'äliigen    Systems in rela  tiv weiten     Grenzei        reäiide        ii:    werden.  



  An     Stelle        Ales        finit        Maise        versehenen    He  bels kann     natürlich    auch, wie punktiert an  gegeben, ein     Scliwitngra.d    gesetzt werden.  



  Wird das     hescliriebene    System von     der     Kurbel     g        aus    in     schwingende4Bewegung    ge  setzt, so wird bei der ersten     Umdrehung    der  Kurbel im     Sinrie    des eingezeichneten Pfeils  I und in der Annahme, dass der Freilauf in  Richtung des Pfeils     II    die Welle mitnimmt  und daher die     klasse        festgehalten    wird,

       zti-          nächst    die Feder b     gespannt.    Nach Über  schreiten des Totpunktes wird die Feder  zunächst     wiedf-r    entspannt, dann in     um-          "ekehrtem,    also     rlem    Pfeil     11        entgegen-          Oeset.zten        R.iclitun-,        die    überdies in der       Leerlaufrichiuns    de::

       Freilaufes        verliiuft,    ge  spannt und hierdurch der Hebel     e    in Bewe  gung versetzt und spannt seinerseits vor Er  reichung der Ruhelage die Feder b noch um  einen gewissen Betrag. Bei der Rückkehr des  Hebels e     während    der nächsten Halbperiode  der Kurbel     rj    nimmt er     dann    auf Grund der  ihm schon innewohnenden,     (akkumulierten)     Energie,     die    sich     züi    der von der Kurbel aus       zugeführten        Antriebsenergie    addiert,

   den  Freilauf um einige     CTrad    im Sinne des Pfeils       1I    mit. Die v     erbleibende    Restenergie     wird     von den     bewegten        111a.s,en        a    vor     Erreichung     ihrer     Ruhelage    wiederum der Feder b     mit-          geteilt,    bleibt also erhalten.

   Dieses Spiel      wiederholt sich bei jeder Periode und der  Ausschlag (die     Amplitude)    des Hebels e     ver-          grösslert    sich     um    so mehr, je mehr sich die       Umlaufszahl    der Kurbel     g    der Eigenschwin  gungszahl des schwingungsfähigen Systems  (ab) nähert. Tritt zwischen Kurbel und       schwingungsfähigem    System Resonanz ein,  so wird gegen den zu überwindenden Wider  stand bei maximalem Ausschlag die grösste  Leistung     übertragen.     



  Ändert sich der     Widerstand    der rotieren  den Welle, so ändert sich mit ihm der Aus  schlag des schwingenden Systems und damit  der Schaltweg und die Übersetzung des Ge  triebes.  



  In ganz ähnlicher     Weise    wirkt die<B>An-</B>  ordnung,     Fig.    2. Auch hier     schwingb    ein  durch zwei bewegte Massen     a        beschwerter     Hebel e um eine Achse c. Die Direktions  kraft wird durch die elastischen Mittel b  aufgebracht, an deren einem Ende ein Hebel       l    angebracht ist, der durch die     Kurbelstange          1a    von der Kurbel     g    in oszillierende Bewe  gung gesetzt wird. In ihrer Wirkungsweise  stimmt die Anordnung vollkommen mit der  jenigen der     Fig.    1 überein.  



  In     Fig.    8 ist -eine Anordnung zur Dar  stellung gebracht, bei der das schwingungs  fähige System a, b vom Freilauf getrennt  ist. Der Hebel e dreht, sich um die Achse c  und versetzt hierbei     mittelst    der beiden Stan  gen     o    die Scheiben     i?.    und     I    des Freilaufs,       Fig.    4, in oszillierende Bewegung, und zwar  so,     dass    in demselben Augenblick, wo die  Scheibe     n.    die auf einer Welle festgekeilte  rotierende     Freilaufscheibe        7n    mitnimmt,

   die  Scheibe     le    in     umgekehrter    Richtung zurück  geführt     wird.    Nach vollzogenem Richtungs  wechsel nimmt die Scheibe     l        den,    Freilauf  mit, während dann die Scheibe     ra    in umge  kehrter Richtung bewegt wird.  



  In.     Fig.    5 wird der Hebel e durch eine  Feder     1c    mit     idem        Antriebsorgan        h    gekoppelt.  Sowohl die Kopplung in     Fig.    8, als auch die  Kopplung in     Fig.    5 kann durch Einstellen  des Hebels i     bezw.    des     Schiebers    x loser oder  fester gemacht werden.         Fig.    6 veranschaulicht einen durch Mas  senkopplung     ,angetriebenen    Hebel e. Die Ein  stellung der Kopplung erfolgt in diesem  Falle durch Verschieben des Gewichtes p       bezw.    durch Verschiebendes Angriffspunktes  x.

   Da die Massenkopplung durch ihr Eigen  gewicht eine Direktionswirkung ausübt, so  kann in gewissen Fällen von der     Anbringung     besonderer     rückführender        Mittal    (Federn       etc.)    Abstand genommen werden.  



  Der Antrieb der Massenkopplung     k    kann  auch nach     Fig.    7 unter Verwendung eines  zweiarmigen Hebels erfolgen.  



       Fig.    8 stellt     .eine    Ausführungsform dar,  bei welcher ein um einen Zapfen d schwin  gender Rahmen, der gleichzeitig die Masse a  verkörpert, die anzutreibende Achse c um  schliesst. Der Antrieb des Freilaufes, der nach  den     Fig.    4     bezw.        1$    konstruiert sein kann,  erfolgt in der beschriebenen Weise durch die  beiden Stangen o. Der Rahmen zusammen  mit den Federn b     bildet    das schwingende Sy  stem, welches durch die Massenkopplung des  Kurbeltriebes     rg,        1a    angetrieben wird.  



       Fig.    9 zeigt den Rahmen a, mit einer  elastischen     Kopplung    versehen.  



  Die Anordnung,     Fig.    10, unterscheidet       sich,    von derjenigen der     Fig.    8 nur durch       Weglassen    der Feder b. Ausserdem erhielt  der Rahmen eine offene Form. Da auch in       diesem    Falle der im     Erdfeld    schwingende  Rahmen eine Eigenperiode aufweist, so kann  diese Anordnung in allen denjenigen Fällen  verwendet werden, wo die erwähnte Eigen  schwingung als Betriebsfrequenz     genügt.     



  In den     Fig.    11 und 12 sind zwei Vor  richtungen 'dargestellt, die mit der durch       Fig.    8 veranschaulichten Vorrichtung bis auf  die Kopplung übereinstimmen. Während bei       Fig.    8 eine     Massenkoppl.ung    mit einem ein  armigen Hebel angewendet wurde, ist die  Kopplung     k    bei     Fig.    11 eine Massenkopplung  mit zweiarmigem Hebel,     .der    auch .als Win  kelhebel ausgebildet sein kann.

   In     Fig.    12  ist eine Vorrichtung dargestellt, bei der der  Antrieb .durch rotierende Massenkopplung,  die- planetenartig in beliebiger Zahl am     Um-          fage    eines um die Achse c     oszillierenden         Rahmens     ca    angebracht sind. Die Nabe des  Rahmens     a    ist in der     beschriebenen        Weise     als oszillierender Teil des Freilaufes ausgebil  det und bildet mit den Federn b das     schwin-          -ungsfähige    System.  



  Auf der Achse     c    befindet sich ferner ein  Zahnrad     q,    welches die     Planetenräder        r    an  treibt. An den Planetenrädern r sind     durch          Hebel    die verschiebbaren Massen     p,    exzen  trisch     a.ngebra,cht    und so mit den Planeten  rädern eingestellt, dass sie alle einen bestimm  ten Winkel zur     Achse    c einnehmen.  



  Wird das     Zalinra,4        q    in     Umdrehung    ver  setzt. so wird das     schwin        gtingsfühibe    System  durch die umlaufende     Massenkopplung        r-,        p          zii        Schwingungen    um die Achse c angeregt,  die in     beliebiger    Weise auf einen Freilauf       iibertrageit    werden können.

   Bei     aperiodisehein     Betrieb oder bei     Anbringung    einer im     Erd-          f        eld        schwingenden        31a,sse    können die Federn       b,   <I>b</I> in     Webfall    kommen.  



  Der verwendete Freilauf kann     .sowohl    ein  normaler     Walzen-    oder     Kugelfreilauf    Sein,  als auch als     Sperrgetriebe        ausgebildet.    wer  den.  



  Eine besondere     Ausfühiruiigsforin    des  Fr(     ilaufes    ist in den     Fig.    13 zur     D < iratcllung          of_.braclit.    Die äussere     oszillierende    Schale des  Freilaufes, die mit den     Buchtaben        ze    be  zeichnet ist, bildet einen Teil des     schwingen-          den    Systems.

   Die einzelnen     walzenförmigen          Knaggen,        Fig.        13a,    lagern in der     innern          Schale    s, und zwar     cles    grossen Druckes     we-          :;t1n    auf ihrer ganzen     Länge    in     entsprechen-          den    Vertiefungen.

   An ihrem äussern Ende  ist die     Kna.gge   <I>t</I> mit einer kleinen Feder     rc     versehen,     dif=    in eine Nut der     Scheibe        t>    ein  greift und auf diese \'eise die     Knagbe    in       ihrf    r     Mittellabe    festhält. Der Freilauf ist       dann,    da die     Kna.ggen    t in     dieser    Labe die       äussere    Schale<I>tu</I> nicht berühren, ausser Tä  tigkeit gesetzt.

   Soll der Freilauf im Sinne       rles    Pfeils I die Welle     c    in Umlauf versetzen,       st-,    wird die     Scheibe        111    wie dargestellt, in       achsia.ler    Richtung verschoben, wodurch die       Kna.ggen    t durch Spannung der Federn     ic    so  weit gedreht werden,     .dass,    ihre Nase     gegen     die äussere Schale     iv        bedrückt    wird.

   Hier-    durch nehmen die     Knaggen    t und damit die  innere Schale s und die Welle     c    an den in       clie        Pfeilriehtun-    fallenden     Bewegung.:        v        or-          bängen    der äussern oszillierenden Schale     m     teil. Dasselbe gilt. wenn die     Scheibe    s im  Sinne des     Pfeils    11 in Umlauf gesetzt wer  den soll. Der     beschriebene    Freilauf ist so  mit zum Vor-     und        Rii.(!liwä.rtstreil-ien    geeignet.  



  Um     das    erwähnte Prinzip an Mechanis  men zur     Anwendung        zti    bringen, die durch  eine ganz geringe     Mersetzunb        (sogar    1 : 1)  betätigt     werden    sollen, lässt sich die Anord  nung nach Ausführungsform,     Fig.        11-,    aus  führen.     R        bedeutet    den zwischen     Lagern    ge  führten Rahmen. / und     rr    bedeuten die oszil  lierenden     Scheiben    des Freilaufe, b die ela  stischen Mittel.

   Der     Antrieb    dieser Einrich  tung     geschieht    in der oben dargestellten  Weise durch     Zwischenschaltung    einer belie  bigen     Koppclvorrichtung.     



  Schliesslich sei     noch    eine Anordnung,     Fig.     15, beschrieben. bei der ebenfalls eine ge  ringe     Übersetzung    erforderlich ist. Zwei pa  rallel nebeneinander herlaufende Ketten sind  über die beiden Kettenräder     r,    r, die als os  zillierender     Tnil    des Freilaufes ausgebildet  sind,     gelegt        und    an ihrem Ende mit Federn  1)     veil'sehen.    Als Masse     a    wirken die Ketten  räder an sich, die eventuell durch eine Zu  satzmasse noch vergrössert werden können.  Der Antrieb erfolgt durch Kurbel oder He  bel     g.     



  Anstatt einer     umlaufenden    Welle können  die verschieden     beschriebenen        Fortschaltme-          chanismen    auch zur gradlinigen Fortbewe  gung .einer     Stange    dienen, die nach Art eines  Freilaufes durch Kugeln, Walzen, oder ex  zentrische     Knaben,    oder aber nach Art eine       Sperrgetriebes    1 durch Klinken     und    Zähne       fortbewegt    wird.  



  An Stelle des     Erdfelde;    kann     natürlich     auch in allen Fällen ein magnetisches     Fvld     treten. Beide Felder wirken genau wie me  chanisch elastische Mittel.  



  Es sind mit Vorstehendem eine Reihe von  Ausführungsbeispielen zur Darstellung ge  bracht, die durch verschiedenartige Kopplung      angetrieben werden können, ohne dass am  Wesen der Erfindung etwas geändert wird.  



  Diese sogenannte "lose Kopplung" dient  dazu, schwingungsfähigen Gebilden in sol  cher Weise Energie zuzuführen, dass hierbei  ein gleichmässiger Schwingungsvorgang auf  recht erhalten wird. Es sind folgende Kop  pelarten, die der Einfachheit halber nicht  alle dargestellt werden sollen, .denkbar:  1. Die elastische Kopplung, bei der einem  freischwingenden mechanischen System durch  elastische Mittel Energie zugeführt oder ent  zogen wird;  2. Die     Massenkopplung,    bei der eine     Ener-          gieübertragung    unter Zuhilfenahme einer  trägen Masse     erfolgt;    .  



  d. Die Reibungskopplung, bei der Lei  stung durch Reibungsarbeit übertragen wird;  4. Die Zeitkopplung, bei der die Energie  übertragung zwischen dem während eines  kurzen     Zeitintervalles    starr zusammenge  schlossenen     treibenden    und getriebenen Organ  erfolgt;  5. Die magnetische Kopplung, bei der  Energie unter     Zuhilfenahme    eines elektrisch  magnetischen Feldes übertragen wird.  



  Die Kopplungen können. fester oder lose  gemacht werden, und zwar erfolgt die Ein  stellung der elastischen Kopplung durch Än  derung der elastischen Mittel; diejenige der       Ma.ssenkopplun,g    .durch Änderung der Masse       bezw.    der Trägheit; die Einstellung der Rei  bungskopplung durch Änderung der Rei  bungsarbeit; die Einstellung .der Zeitkopp  lung durch Änderung     des        Zeitintervalles,     während welchem das getriebene und das  treibende System zusammengeschaltet sind;  die Einstellung der magnetischen Kopplung  durch Änderung .der Feldstärke.

   Es ist auch  denkbar,     da.ss        verschiedene    Kopplungen  gleichzeitig     bezw.    nebeneinander zur Anwen  dung gelangen.  



  Die Kopplung muss so bemessen sein,     da.ss     sie die von der Energiequelle abgegebene  Höchstleistung zu übertragen vermag, da.  sonst die Resonanzlage     überschritten    und  keine Leistung mehr übertragen werden kann.         Anderseits        muss,    die Kopplung so bemessen  sein, dass sie pro Periode nur einen Bruchteil  der im schwingenden Zustand .akkumulierten  Energie überträgt, und zwar so viel, als die  ses schwingungsfähige Gebilde durch Dämp  fung (Nutz- und Verlustdämpfung) verliert.

    Nur wenn diese Bedingung durch ein     Kop-          pelo@rgan    erfüllt ist, arbeitet ein schwingen  des .System mit günstigem Wirkungsgrad       und    .die Energieübertragung findet ohne Un  terbrechung     (stetig)        statt.     



  In     Fig.    16     bis    20     sollen    noch einige prak  tische     Ausführunigsbeispiele    beschrieben wer  den.  



  In     Fig.    16 möge     a    eine zylindrische       Sehale    darstellen, innerhalb     -der    eine zylin  drische Schale b angeordnet ist.     Zwischen     der äussern Mantelfläche der Schale b . und  der innern Mantelfläche der Schale a sind in       Ausnehmungen    eine beliebige Anzahl von  Walzen oder Kugeln c angeordnet, die sich  bei einer Drehung der Schale b im Sinne des  Pfeils I zwischen den beiden Schalenmänteln  festkeilen und die     Schale        c.    in dieser Richtung  mitnehmen. Es könnte an dieser Stelle auch  irgend eine .andere     Fortschaltkoiistruktion     zur Anwendung gelangen.  



  Wird nun an einem     geeigneten    Befesti  gungselement d der Schale b beispielsweise  eine Blattfeder e angeordnet, die bei f mit  einer Schubstange     h    gelenkig verbunden ist,  so kann man durch Hin-     und:    Herbewegen  dieser Schubstangen lag welches durch eine  Kurbel erfolgen kann, ein     Fortschalten,    das  heisst ein Umlaufen der zylindrischen Schale  a erzielen Die Geschwindigkeit, mit der die  Schale umläuft, richtet sich     n.a,ch    dem Win  kel a, um welchen die Feder e bewegt wird.

    Belastet man nun einen     derartigen        Mechanis-          mus    immer mehr und mehr, so wird der Wi  derstand, der am Umfange der     Schale    b auf  tritt, immer grösser und grösser und die Feder  e     biegtsich,    um     diesenWiderstand    überwinden  zu können immer mehr und mehr durch,     däs     heisst die zylindrische Schale b wird durch  den erhöhten     Widerstand        zunächt        quasi    fest  gehalten und die Feder<I>e</I>     muss    der Schale<I>b</I>  voreilen,

   also zunächst einen gewissen Win-           kelweg    zurücklegen, bis ihre dadurch erhöhte       Spannung    imstande ist, den     Widerstand     der Schale a zu überwinden. Natürlich ist  auf diese     Weise    ein Teil des Hubes     bezw.     des zur Verfügung stehenden     Winkehveges    a  durch     ,Spannen    der Feder     (punktierte        Stel-          1uirg        el)

      verloren     begangen.    so     dass    die Schale       n    nur noch den um diesen Betrag verminder  ten     Winkelweg        zurücklegt-,        Blas    heisst. die  Übersetzung des Getriebes ist     vergrössert          worden        und    es wird somit unter     Vorausset-          zung    der gleichen     Arbeitsübertragung    bei ge  ringerem Weg eine grössere Kraft am Um  fange der Schale     t4    geleistet.

   An Stelle des  verloren gegangenen     Winkelweges    ist zu  nächst eine Spannung der Feder e     zurück-          geblieben,    die zunächst noch nicht zur     Be-          sc        hleunigunb    der mit der Feder c verbunde  nen Masse (dar     Freilaufsclia.le        b)    aufgewen  det wird.

   Erst im     weiteren        Verlauf,        wä    B  rend die Schale a     infolge    Trägheit etwas w     ei-          ter    läuft, gibt. die soeben     beschleunigte        Masse     der     Freilaufscheibe    b noch in gleicher Bewe  gungsrichtung ihre Energie an die Feder     e     ab, wodurch diese, wie bei     e.,        punktiert    dar  gestellt, nun eine     konvexe        Durchliegung    er  leidet und damit die Umkehr der Masse     b     einleitet.

   Die im System     verbliebene    Energie  wird also beim     Rückgang    der Feder     e    wie  der nutzbar gemacht. Je grösser die Ampli  tuden von     b    werden, um so mehr Energie wird  im schwingenden System     .akkumuliert.     



  Die Feder e bildet somit zusammen mit,  den an ihr angreifenden Massen ein     akkumu-          lierendes    mechanisches System,     welelies    bei  Spannung der     Feder    e potentielle Energie  aufnimmt und in den Schaltperioden der  Schale     L    kinetische Energie auf den     Freilauf-          mechanismus    abgibt.

   Die     Durchbiegung    der  Feder     wird    um so grösser. je     kleiner    der von  der     SclieiLe    a     entgegengesetzte        Wiflerstand     und je grösser ihre     Geschwindigkeit    ist und       unigekehrt,    das heisst, ,je nach dem zu über  windenden Widerstand ändert sich die     C-T-e.-          schwindigkeit,    -mit der die Schale     n.    umläuft  bei gleichbleibender Leistung. Es findet so  mit eine selbsttätige     Transformation    der  Komponenten der letzteren statt.

      Denkt man sich ein Fahrrad. ein Auto  oder sonst einen     Mechanismus,        welcher        wecli-          selnden    Widerstand zu überwinden hat, mit  einem vorher     beschriebenen    Getriebe ausge  rüstet, so würde     flies    praktisch bedeuten, dass  der betreffende     -Meelianismus,    z.

   B. ein     Ver-          l@ehrsmittf,l.        ganz        antoma.tiscb,    ohne     irgend          welche        Einwirkung        vf-o    aussen.

       l@ontinuierlicli     \eine     Gescliwinrli        heit        dein        M'iderstaiid    an  passt, das heisst also     sich    in der Ebene sehr       ras.eh        fortbewegt,    während beim     Überwinden          von        Steigungen        oder        sonstigen          automatisch        eine        Verlangsamung    der     Fort-          beweYung    eintritt,

   ohne     dass;    dabei .der an  treibende Motor überlastet würde.     j@@echsel-          betriebe    und     Einrichtungen,    die eine     Über-          setzung    des     betreffenden    Fahrzeuges     w-ili-          rend    des Betriebes herbeiführen sollen, wer  den     denientspreubend        innerhalb    der     5nder-          baren        Clrenze        vollhoninien    entbehrlich.

   Des  weiteren kann     inan        sieh    vorstellen, dass     aurli     das     Differ#ential,_etr.ieb.@    bei     Automobilen          überflüssh;

      wird.     wenn    man     beisliiels@veise     jedes der durch das Differential     verbundenen     Räder     -durch        einen        besonderen    Freilauf der  beschriebenen Art     a.ntrc        ibt.    .da sieb     auch    in  diesem Falle die     Grescliwindigkeit.    des einen  oder andern     R.arles    genau der Belastung an  passt und mit.     dir    Belastung     ändert.     



  Einen ganz besonderen Vorteil     bewähren     die     beschriebenen    Mechanismen, wenn     inan     sie direkt mit den hin- und     hergebenden    Mas  sen eines Motor, der dann     unrlaufenrle    Teile.

    wie     Kurbelwelle        etc.,    gar     nicht:    zu     besitzen          ])raucht,    verwendet, weil auf diese Weise der  Motor     selbst        navli        aussen    Irin die     1)eeliriel)f,-          nen        Eigen:

  #cliaft-n    annimmt, das heisst bei  Vergrösserung     deWiderstandes        automatisch     die     Geschwindigkeit.    des     Fort.schaltwerkes     heruntersetzt und     unigekehrt,    so     dass    eine       Überlastung    eines derartigen     1lotors    nicht       vorkommen    kann     1)

  c"-w.    die     Mö-lichkeit        bi-          en        Motore    dieser     Ai t    für eine     günstigsie     Drehzahl zu     konstruieren        lind    diese     @reli-          zahlen    auch bei     Überwindung    grösserer Hin  dernisse nahezu oder     vollkommen    beizube  halten.           Fig.    17, 18, 19 und 20 illustrieren noch  zwei weitere praktische Ausführungsbeispiele.

    In beiden Fällen 'bezeichnet S die Seiltrom  mel einer Fördermaschine, auf deren Achse  zwei bewegliche     Fortschaltwerke        I',    und     I'2     angeordnet sind, z. B. Bandbremsen und       Freilaufringe        etc.    Die oszillierenden Ringe       a,    und     a2        (Fig:    17 bis 20) dieser     Fortschalt-          getriebe    sind mit elastischen Hebeln     b,    und,       b..    verbunden und bilden zusammen mit ,dem  ersteren ein     schwingungsfähiges    System.

   In       Fig.    17 bis 20 sind je zwei solcher Systeme  auf jeder Seite der     Fördermaschine    ange  bracht, eines gegen das andere um<B>90'</B> ver  setzt. Die Anordnung in     Fig.    17 und- 18 un  terscheidet sich von derjenigen in     Fig.    19  und 20 dadurch, dass in der     erstes#eri    die Fe  dersätze b, und     b2    beweglich auf der Achse  der Seiltrommel angeordnet sind     und    mit  ihren     elastischen    Enden, in entsprechende  Drehzapfen z der Masse     a,    und     %    eingreifen,

    während bei der Anordnung     Fig.    19 und 20       ,der    Drehpunkt der Hebel     b,-le        bezw.        bz-k     an das Maschinenfundament verlegt ist und  ihre     Enfen    durch die Pleuelstange t, mit den  Massen des     oszillierenden        Systems        a,    und     a.     verbunden sind.  



  Im Betrieb wird der anzutreibende Motor  mit nahezu konstanter Geschwindigkeit lau  fen und auch seine Leistung bleibt nahezu  konstant, während     die    angetriebene     Seiltrom-          niel    der     Amplitudenänderung    des oszillieren  den Systems wegen bei schwerer Last     relax          tiv    langsam und bei .leichter Belastung rela  tiv schneller umläuft.  



  Die beschriebenen Methoden     bezw.    An  ordnungen sind überall dort.     vorteilha.fter-          weise    anwendbar, wo es sich darum handelt.,  Mechanismen zu verwenden,     welche    veränder  liche Widerstände zu überwinden haben.  Solche Mechanismen sind zum Beispiel     För-          derma-schinen,        Zugspills,    Hebezeuge     etc.  

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur selbsttätigen Transforma tion der Kraft- und Geschwindigkeitskompo nenten einer mechanischen Leistung je nach dem zu überwindenden Widerstand, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Lei stung über eine lose Kopplung einem schwin gungsfähigen System zugeführt wird, wel ches zum Zwecke der Aufnahme einer Maxi malleistung mit einer seiner Eigenfrequenz möglichst nahen Frequenz (in Resonanz) kontinuierlich angetrieben wird und durch kontinuierliche Änderung seiner Antriebs zahl eine der Resonanzkurve entsprechende Änderung .der Leistungsaufnahme ermög licht,
    wobei die im schwingenden System akkumulierte bezw. ihm zugeführte Leistung mittelst nur in einer Bewegungsrichtung wir kender Fortschaltgetriebe abgenommen wird. PATENTANSPRUCH II: Vorrichtung zur Ausübung des Verfah rens nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass das schwingungsfähige System durch Elastizität und Masse besitzende Ele mente gebildet ist, ,durch deren Änderung das System auf verschiedene Frequenzen ab- stimmbar ist. UNTERANSPRüCHE: 1.
    Verfahren na.eh Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung der zu übertragenden Leistung die zwischen dem schwingungsfähigen System und dem an treibenden Organ vorhandene lose Kopp lung fester oder loser eingestellt wird. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, da durch .gekennzeichnet, dass als Masse des schwingungsfähigen Systems der oszillie rende Teil der Forhschaltgetriebe verwen det ist. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, dass die Fortschalt- getriebe für beide Drehsinne umschaltbar sind. 4.
    Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oszillierende Teil der Fortscha.lt- getriebe einstellbar ist, behufs Änderung seines Trägheitsmomentes. 5. Vorrichtung ,nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, dass das schwin gungsfähige System ausserhalb des. Fort- scha.ltbetriebes angeordnet und mit diesem durch Gestänge verbunden ist.
    C. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, dass das schwin- 7unbsfähize Svstem ' die umlaufende be triebene \Welle umschliesst.
    i. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, da- rInrch gekennzeichnet. dass als Fortschalt- betriebe ein Freilauf dient, der Kna.ggen aufweist, die doppelseitig ausgebildet und von aussen auf Vorwä.rts.bane, Leerlauf und Rüekwä.rtsbang einbestellt werden können.
CH111628D 1923-10-20 1924-03-31 Verfahren und Vorrichtung zur selbsttätigen Transformation der Kraft- und Geschwindigkeitskomponenten einer mechanischen Leistung je nach dem zu überwindenden Widerstand. CH111628A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004002910B4 (de) * 2004-01-20 2017-01-26 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zur Wandelung von Energie eines sich drehenden Rades und Kraftfahrzeugrad mit einer derartigen Wandelungsvorrichtung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102004002910B4 (de) * 2004-01-20 2017-01-26 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zur Wandelung von Energie eines sich drehenden Rades und Kraftfahrzeugrad mit einer derartigen Wandelungsvorrichtung

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