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Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen eines Körpers um seine Achse,
insbesondere von Schiffsrollschwingungen Zum dynamischen Dämpfen von Schwingungen
eines Körpers. um seine Achse, insbesondere der Rollschwingungen eines Schiffes,
hat man, abgesehen von der Verwendung von am Körper (Schiffsrumpf) gelagerten Schwungmassen,
die durch Kreiselwirkung stabilisierend wirken oder durch Wechsel in der Umlaufrichtung
Gegenmomente wechselnder Richtung erzeugen, auch die Reaktion von Flüssigkeitsbewegungen
nutzbar gemacht.
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Kreiselstabilisatoren erfordern schnellaufende große Schwungmassen
und bringen entsprechend bedeutende Lagerbelastungen und -beanspruchungen mit sich
und sind deshalb außer Gebrauch gekommen. Ähnliches gilt für in wechselnder Richtung
sich bewegende Schwungmassen.
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Bei auf der Reaktion von Flüssigkeitsströmen beruhenden bekannten
Stabilisatoren für Schiffe wurde Seewasser in wechselnder Richtung durch ein mit
dem Schiffsrumpf fest verbundenes Leitungssystem gepumpt. Dabei mußte dem Seewasser
durch Pumparbeit eine von Null auf ein Maximum sich steigernde Geschwindigkeit und
damit eine entsprechende kinetische Energie erteilt werden, die durch Ausstoßen
des Wassers in die See zurück wieder verlorenging, so daß sich ein entsprechend
großer ungenutzter Energieaufwand ergab.
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Die Erfindung sieht nun demgegenüber eine Vorrichtung vor, die ebenfalls
auf der Reaktion eines Flüssigkeitsstromes beruht, aber die fortgesetzte Neuerzeugung
und Vernichtung kinetischer Energie vermeidet, vielmehr die dem Flüssigkeitsstrom
innewohnende kinetische Energie aufrechterhält und durch eine entsprechende Umsteuervorrichtung
dem Wechsel in der Schwingungsrichtung des zu stabilisierenden Körpers (Schiffes)
so anpaßt, daß sie stets die der jeweiligen Schwingungsrichtung entgegenwirkende
Reaktion liefert.
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Die Erfindung geht hierbei aus von einer Vorrichtung zur Dämpfung
von Schwingungen eines Körpers um seine Achse, insbesondere von Schiffsrollschwingungen,
unter Anwendung eines Reaktionsmomentes, das sich aus einer mit einer wählbaren
Geschwindigkeit sich bewegenden Flüssigkeitsmasse ergibt, zur Ausübung von Gegenimpulsen
wechselnder Richtung und im Takt der Schwingung auf den Körper und besteht darin,
daß die Flüssigkeitsmasse mit durch Propulsionsorgane praktisch konstant gehaltener
Geschwindigkeit in geschlossenem Kreislauf wirkt und daß die Vorrichtung ein an
sich bekanntes erstes Organ zur Aufrechterhaltung der Umlaufbewegung eines Teiles
dieser Flüssigkeitsmasse um eine zur Schwingungsachse des Körpers parallele Achse,
ein zweites Organ zur Aufrechterhaltung der Umlaufbewegung des anderen Teiles der
Flüssigkeitsmasse um eine zur Achse des ersten Aufrechterhaltungsorgans parallele
Achse, jedoch mit einer Drehrichtung, die der des ersten Organs entgegengesetzt
ist, und Reaktionsorgane aufweist, die mit dem Schiffskörper in Drehrichtung starr
verbunden sind und die Flüssigkeit im Takt der Schwingung von einem Propulsionsorgan
in das andere Propulsionsorgan und umgekehrt überführen.
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Die dieser Flüssigkeitsmasse einmal erteilte kinetische Energie bleibt
dabei dauernd erhalten bis auf kleine durch Reibungswiderstände im Gefäßsystem bedingte
Verluste, die laufend durch eine Antriebsvorrichtung entsprechend geringer Leistung
ersetzt werden. Durch den Richtungswechsel als solchen wird keine kinetische Energie
zerstört, weil der Flüssigkeitsstrom nicht in einem und demselben Leitungsteil umgekehrt,
sondern bei ständiger Aufrechterhaltung seiner Geschwindigkeit nur in die entgegengesetzte
Richtung umgeleitet wird.
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Die in geschlossenem Kreislauf sich bewegende Flüssigkeit wird zu
gegebenen Zeitpunkten im Takt der zu dämpfenden Schwingungen, vorzugsweise durch
Einwirkung von Steuermechanismen wenigstens zum Teil gezwungen, Reaktionsorgane
zu durchströmen,.
die gegenüber dem Schiffsrumpf festliegen und
so angeordnet sind, daß sie einen Richtungswechsel der Flüssigkeitsströmung bei
praktisch konstant bleibender kinetischer Energie erzwingen. Der Flüssigkeitsstrom
übt beim Durchströmen der Reaktionsorgane auf diese ein Drehmoment aus, das auf
den Schiffsrumpf übertragen wird und seinen Rollbewegungen entgegenwirkt.
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Im Takt der zu dämpfenden Bewegungen des Schiffsrumpfes wird der Flüssigkeitsstrom
mit nur geringem Verlust an kinetischer Energie in entgegengesetzt wirkende Reaktionsorgane
umgeleitet, und diese Vorgänge wiederholen sich, zweckmäßig unter dem Einfluß selbsttätiger
Steuermittel, im Takt der zu dämpfenden Schwingungen unter fortgesetzter praktischer
Aufrechterhaltung der kinetischen Energie, die lediglich nach Maßgabe der unvermeidlichen
Reibungsverluste laufend ergänzt werden muß.
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Der Bedarf an kreisender Flüssigkeit ist bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, z. B. verglichen mit Schlingertanks, sehr gering, weil die Strömungsgeschwindigkeit
durch das System mit entscheidend für die Größe der Reaktionswirkungen ist. Entsprechend
gering ist auch der Raumbedarf für den Einbau des Systems. Verglichen mit Kreiselapparaten
erfahren die Lager der umlaufenden Teile keine schweren Belastungen, weil die Reaktionskräfte
in den fest eingebauten Leitungen wirken.
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Der Bedarf an Energie ist auch erheblich geringer als bei mit Pumpen
arbeitenden Dämpfvorrichtungen. Die Vorrichtungen nach der Erfindung bedingen überdies
keine Veränderungen im Schiffsrumpf wie bei Flossenstabilisatoren.
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Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wird die Flüssigkeit
durch die Umlaufbewegung eines trommelförmigen Gefäßes um eine zur Achse der Rollbewegung
parallele Achse mitgenommen und dem Gefäß durch eine Schöpfvorrichtung entnommen,
um durch mit dem Schiffsrumpf starr verbundene Leitungen, in denen die Strömungsrichtung
verändert und dadurch ein der Rollbewegung entgegenwirkendes Moment erzeugt wird,
zu einem zweiten- umlaufenden trommelförmigen Gefäß geführt zu werden, mit dem sie
unter Beibehaltung ihrer Geschwindigkeit weiter umläuft. Hat das zur Dämpfung der
Rollbewegung auf den Rumpf auszuübende Moment das Vorzeichen gewechselt, so entnimmt
eine zweite Schöpfvorrichtung die Flüssigkeit dem zweiten umlaufenden Gefäß, so
daß sie, wiederum durch mit dem Schiffsrumpf starr verbundene Leitungen, in denen
sie ihre der vorigen entgegengesetzte Reaktionswirkung ausübt, in das. erste umlaufende
Gefäß zurückkehrt, wobei wieder die Geschwindigkeit praktisch konstant bleibt.
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Die beiden Gefäße können um zueinander parallele oder sogar geometrisch
zusammenfallende Achsen entgegengesetzt umlaufen.
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Die Bewegungen und Fördermengen der Entnahme-und Einführungsorgane
werden durch ein Servosteuersystem bestimmt, das die Befehle ausführt, die ihm von
einem selbsttätigen Stabilisierungssteuergerät gegeben werden.
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Dieses selbsttätige Gerät ist mit verschiedenen Meß-oder Feststellgeräten
verbunden, die die beim Rollvorgang mitwirkenden verschiedenen Faktoren messen.
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Man kann hierzu in an sich bekannter Weise Geräte benutzen, die die
verschiedenen, an die Schräglage des Schiffes gebundenen Größen, insbesondere den
Rollwinkel, und dessen Ableitungen nach der Zeit zu messen gestatten, z. B. kleine
Pendel, Kreisel, Beschleunigungsmesser usw. Man kann auch auf den Druck des Seewassers
auf das Schiff ansprechende Geräte, wie Druckmesser, piezoelektrische Geräte usw.,
benutzen.
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Alle diese Meß- und Steuergeräte werden als bekannt vorausgesetzt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung spricht unter dem Einfluß ihrer Steuerorgane
praktisch sofort an. Sie kann bequem in Massenanfertigung hergestellt werden.
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Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung in
ihrer Anwendung auf die Dämpfung der Rollbewegung von Schiffen beispielsweise erläutert.
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Fig. 1 ist ein Schnitt in einer durch die Drehachse einer Vorrichtung
gehenden senkrechten Ebene, bei dem die beiden umlaufenden trommelförmigen Gefäße
gleichachsig sind, in einer Flucht liegen und sich gegensinnig drehen; Fig. 2 ist
ein Schnitt nach A-A der F'ig. 1; Fig. 3 ist ein Schnitt nach B-B der Fig. 1; Fig.
4 zeigt eine Vorrichtung; bei der die beiden umlaufenden trommelförmigen Gefäße
ineinanderliegen.
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Nach Fig. 1 treibt ein Motor 1 eine in einem Lager 3 gelagerte, zurLängsachse
des Schiffes paralleleWelle2 an. Diese Welle 2 ist mit dem Deck 4 des Schiffes durch
einen Träger 5 verbunden, und der Motor 1 ist auf einem mit dem Träger 5 starr verbundenen
Konsol 6 befestigt.
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Die Welle 2 versetzt eine Trommel 7 mit Mantel 8 in Umdrehung. Die
Trommel 7 ist durch eine aufgesetzte Seitenwand 9 abgeschlossen, die mit einer Muffe
10 verbunden ist. Die Muffe 10 ruht auf einem mit einem Traggestell
12 starr verbundenen Gegenlager 11, und ihre Achse liegt in einer Flucht mit der
der Welle 2. Das Gestell 12 ist am Schiffsdeck 4 befestigt.
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Die Trommel 7 trägt auf der Innenseite ihres Mantels 8 Schaufeln 13
und 14 und nimmt bei ihrem Umlauf, praktisch ohne Gleiten, einen in ihr enthaltenen
Teil Li einer Flüssigkeit mit. Unter der Einwirkung der beim Umlauf der Trommel
7 entwickelten Fliehkräfte nimmt die Innenfläche der Flüssigkeit die Form eines
Umdrehungszylinders mit den Erzeugenden x1 y1 und x1' yj' an.
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Der Apparat weist (auf der rechten Seite von Fig.1) eine weitere Vorrichtung
auf, die der soeben beschriebenen vollständig entspricht.
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Ein Motor 1 a treibt eine in einem Lager 3 a gelagerte Welle 2a an.
Das Lager 3a ist mit dem Deck 4 durch den Träger 5 a verbunden, und der Motor 1
a ist auf einer mit dem Träger 5 a starr verbundenen Konsole 6a befestigt.
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Die Welle 2 a ist ebenfalls zu der Längsachse des Schiffs parallel,
und bei dem in F'ig. 1 dargestellten Fall liegt ihre Achse in einer Flucht mit der
der Welle 2. Sie versetzt eine sich drehende Trommel 7a mit Mantel 8a in Umdrehung,
die durch eine mit einer Muffe 10a verbundene Seitenwand gca abgeschlossen ist.
Die Muffe 10a wird von einem mit einem Gestell 12 fest verbundenen Gegenlager 11
a getragen und ist gleichachsig mit der Muffe 10 und den Wellen 2 und 2 a.
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Die Trommel 7 a nimmt bei ihrem Umlauf durch Innenschaufeln 7.3d und
14a einen in ihr enthaltenen Flüssigkeitsteil L2 mit, dessen Innenfläche ein Umdrehungszylinder
mit den Erzeugenden x2Y2 und x2 y2" ist.
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Die Trommeln 7 und 7a werden gegensinnig (entsprechend den Pfeilen
Fi und F2 in Fig. 2 und 3) in Umdrehung versetzt, und zwar vorzugsweise mit
gleichen
Geschwindigkeiten, so daß die Flüssigkeitsteile L1 und L2 sich gegensinnig, aber
mit gleichen Geschwindigkeiten drehen.
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Nachstehend werden dieReaktionsvorrichtungen beschrieben, die mit
dem Gestell 12 (und dadurch mit dem Schiff) verbunden sind und einen Teil der Flüssigkeit
zwingen, aus der umlaufenden Trommel ? in die umlaufende Trommel 7a überzutreten,
und umgekehrt.
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In F'ig. 1 sind nur die beiden Vorrichtungen zu sehen, die die Entnahme
der Flüssigkeit in der Trommel 7 zu ihrer Überführung in die Trommel 7a gestatten,
und nicht die Vorrichtungen zur Überführung der- Flüssigkeit aus der Trommel 7 a
in die Trommel 7. Beide Vorrichtungen sind einander gleich. Nachstehend ist eine
von ihnen beschrieben.
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Sie umfaßt im wesentlichen eine in dem Gestell 12 ausgebildete feste
Leitung, deren beide Enden so angeordnet sind, daß die eine die Flüssigkeit entnimmt,
während die andere die Flüssigkeit zurückfördert. Diese Leitung wird durch zwei
Rohre 15 und 16 gebildet, die mit dem Gestell 12 und miteinander durch einen im
Gestell untergebrachten Kanal 17 verbunden sind.
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Auf dem Rohr 15 kann ein Rohr 18 gleiten, das in einen umgebogenen
abgeplatteten Teil ausläuft, der eine Schöpfkelle 19 (Fig. 1 und 2) bildet und zur
Entnahme der Flüssigkeit aus der umlaufenden Trommel 7 dient.
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Das Rohr 18 ist von einem mit dem Gestell 12 fest verbundenen weiteren
Rohr 20 umgeben, so daß zwischen ihnen Kammern 21 und 22 bestehen, die außerdem
durch einen am Rohr 18 befestigten Kolben 23, einen Deckel 24 und den Boden 25 begrenzt
und zum Verstellen des Rohres 18 durch hydraulische Mittel bestimmt sind. Hierfür
sind die Kammern, 21 und 22 durch im Gestell 12 angeordnete Leitungen 21', 22' (Fig.
2) mit einem Steuerkasten 26 (Fig. 1) verbunden.
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Vermöge des Steuerkastens 26 und der Leitungen 21', 22' kann man entweder
die in der Kammer 21 oder die in der Kammer 22 enthaltene Flüssigkeit unter Druck
setzen, wodurch der Kolben 23 und das an ihm befestigte Rohr 18 in der gewünschten
Richtung verstellt werden können.
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Auf dem Rohr 16 kann ein Rohr 27 gleiten, das in einen umgebogenen
Teil 28 ausläuft, der ein Mundstück (Fig. 1 und 3) zum Einführen der Flüssigkeit
in die umlaufende Trommel 7a bildet.
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Das Rohr 27 kann eine Verschiebung durch hydraulische Mittel erfahren,
die wie die oben zur Verstellung des Rohres 18 beschriebenen ausgebildet sind.
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Die Schöpfkellen 19 können zwischen zwei Grenzlagen verstellt werden,
die dem vollständigen Eintauchen in die Flüssigkeit bzw. dem vollständigen Austauchen
aus ihr entsprechen. Zur Ermöglichung des vollen Eintauchens in die Flüssigkeit
zu ihrer vollständigen Entnahme sind die Rinnen 29 und 29 a in den Mänteln
& und 8a zur Aufnahme der Schöpfkellen vorgesehen.
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Ferner sind außen an den Mänteln 8 und 8 a Verstärkungsrippen 30,
30a angebracht.
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Wie bereits oben ausgeführt, zeigen Fig. 1 bis 3 eine zweite Vorrichtung,
die um 180° gegen die erste versetzt und ebenfalls zur Entnahme der Flüssigkeit
in der Trommel 7 zur Überführung in die Trommel 7 a bestimmt und wie die oben beschriebene
ausgebildet ist.
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Die Innenform der Schöpfkellen 19 ist eine solche, daß die Flüssigkeit
in sie im wesentlichen tangential eintritt, um Energieverluste zu vermeiden, und
ihre Außenform ist eine solcher, daß Wirbelbewegungen und andere Störerscheinungen
vermieden werden. Das Vorschieben einer Schöpfkelle 19 erfolgt allmählich nach Maßgabe
der Abnahme des Flüssigkeitsinhalts der Trommel 7 und ganz allgemein so, daß die
Mündung der Schöpfkelle fast vollständig in die Flüssigkeit eintaucht, wobei jedoch
die Innenkante der Mündung praktisch tangential zur Oberfläche der Flüssigkeit liegt.
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Die beiden in der gleichen Trommel befindlichen, z. B. die in Fig.
1 und 2 in der Trommel 7 sichtbaren Schöpfkellen 19 verstellen sich im allgemeinen
symmetrisch zwecks Aufrechterhaltung eines. Gleichgewichts.
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Die innere Form der Einführungsmundstücke wird so bestimmt, daß die
Flüssigkeit aus ihnen möglichst tangential zur Innenfläche der bereits in der Trommel
befindlichen Flüssigkeit und ohne Wirbelung austritt.
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Die Verstellung der Einführungsmundstücke 28 erfolgt allmählich vom
Umfang aus und nach Maßgabe der Ansammlung der Flüssigkeit in der Trommel 7a.
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Alle mit der Flüssigkeit in Berührung kommenden Flächen der Leitungen,
der Schöpfkellen und der Einführungsmundstücke sind möglichst glatt gehalten.
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Die nur in Fig. 2 und 3 sichtbaren beiden Vorrichtungen 35 zur Entnahme
der Flüssigkeit aus der Trommel 7 a zu ihrer Überführung in die Trommel 7 sind einander
gleich und gleichfalls um 180° gegeneinander versetzt. Sie sind ferner den oben
beschriebenen Vorrichtungen gleich mit dem Unterschied, daß sich die die Schöpfkellen
35 tragenden Rohre jetzt in der Trommel 7a (Fig.3) und die die Einführungsmundstücke
37 tragenden Rohre in der Trommel 7 (Fig. 2) befinden.
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Jede dieser Vorrichtungen umfaßt mit dem Gestell 12 fest verbundene
Rohre 31 (Fig. 3) und 32 (Fig. 2), die miteinander durch eine ebenfalls im Gestell
12 untergebrachte Leitung 33 (Fig. 2 und 3) verbunden sind, die der Leitung 17 der
Fig. 1 entspricht.
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Auf dem Rohr 31 (Fig. 3) kann ein Rohr 34 gleiten, das mit einem umgebogenen
abgeplatteten Ende die Schöpfkelle 35 bildet.
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Auf dem Rohr 32 (Fig. 2) kann ein Rohr 36 gleiten, das mit einem umgebogenen
Ende das Einführungsmundstück 37 bildet.
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Das Verstellen der Rohre 34 und 36 erfolgt hydraulisch in der gleichen
Weise wie das Verstellen der Rohre 18 und 27 unter den weiter unten erläuterten
Bedingungen.
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Die Steuerung der Entnahme- und Einführungsorgane kann durch völlig
verschiedene hydraulische Mittel oder auch durch mechanische, elektrische, pneumatische
oder verschiedene Kombinationen dieser verschiedenen Mittel erfolgen.
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In den in Fig. 1 bis 3 gezeigten Stellungen tauchen die beiden Schöpfkellen
19 (s. insbesondere Fig. 2) in den mit der Trommel 7 umlaufenden Flüssigkeitsring
ein. Dagegen sind die Einführungsmundstücke 37 (F'ig. 2) zurückgezogen. Hieraus
ergibt sich, daß die gezeichneten Stellungen dem Zeitpunkt entsprechen, zu dem der
Trommel 7 die von ihr in Richtung des Pfeils F, mitgenommene Flüssigkeit entnommen
wird.
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Gleichzeitig liegen die Einführungsmundstücke 28 (Fig. 1 und 3) tangential
zum Flüssigkeitsring der Trommel 7a und führen Flüssigkeit in diese in deren Drehrichtung
(Pfeil F2) ein. Die Schöpfkellen 35 befinden sich in der Trommel 7 a in zurückgezogener
Stellung.
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Die Arbeitsweise ist die folgende: Zu jedem Zeitpunkt t besitzt der
durch die Trommel 7 mit einer
Winkelgeschwindigkeit u-1 in Umdrehung
versetzte Flüssigkeitsring in Bezug auf die Drehachse ein kinetisches Moment Ml,
das durch einen Vektor dargestellt wird, der zu der parallel zur Rollachse des Schiffs
verlaufenden Drehachse parallel ist. Ferner erhält man für den Wert dieses kinetischen
Moments (oder Moments der Bewegungsgröße der Flüssigkeit)
wobei n21 die Masse des Flüssigkeitsrings in der Trommel 7, R1 der Radius seiner
Umlaufbewegung und 31 seine Winkelgeschwindigkeit ist.
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Gleichzeitig wird der Flüssigkeitsring in der Trommel 7 a von
dieser mit der Winkelgeschwindigkeit -zsi angetrieben, und sein kinetisches Moment
in Bezug auf die Drehachse ist das gleiche:
wobei m2 die Masse dieses Flüssigkeitsrings und R2 der Radius seiner Umlaufbewegung
ist.
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Das gesamte kinetische Moment M entspricht der Gleichung
Das in jedem Augenblick auf den Schiffsrumpf ausgeübte Moment ist gleich der Ableitung:
Zur Veränderung des Faktors Ml R12-M2 R22 und damit des Moments genügt es, Flüssigkeit
aus der Trommel 7 in die Trommel 7 a zu fördern oder umgekehrt.
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Während dieser Überführung übt die Flüssigkeit auf die durch die Leitungen
gebildeten. Reaktionsorgane die Nutzmomente zur Dämpfung der Rollbewegung aus.
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Wie bereits oben ausgeführt, gehorchen die überführungsorgane jederzeit
einem Steuergerät, das in dem Fall der Fig. 1, 2 und 3 durch hydraulische Mittel
auf die die Schöpfkellen tragenden Rohre und die Einführungsrohre so einwirkt, daß
in jedem Augenblick Flüssigkeit in der gewünschten Richtung (d. h. je nach dem Moment
von links nach rechts oder umgekehrt) und in der gewünschten Menge entnommen wird.
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Der Kasten 26 enthält z. B. die nicht dargestellten Servoeinrichtungen,
die im allgemeinen Elektromotoren sind, die Pumpen antreiben, um hydraulisch die
Kolben 23 der Entnahmeorgane (Fig. 1) sowie die entsprechenden Kolben der Einführungsorgane
zu steuern.
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Ein Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit, gewisse Kenngrößen
des Geräts zu verändern. Man kann insbesondere je nach der Größe der Dünung die
Geschwindigkeiten der Trommeln 7 und 7 a verändern, indem man die Geschwindigkeiten
der Motoren 1 und 1 a verändert, die insbesondere elektrische Kollektormotoren (für
Gleichstrom oder Wechselstrom) sein können.
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Man kann auch die Gesamtmenge der benutzten Flüssigkeit verändern,
indem man den Hub, der Schöpfkellen begrenzt, dabei aber die gleiche Gesamtflüssigkeitsmasse
beibehält. Jedoch kann man auch diese Gesamtmasse verändern. Hierfür- kann man einen
in F'ig. 1 bis 3 nicht dargestellten festen Hilfsbehälter benutzen.
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Fig. 4 zeigt einen derartigen Behälter 56. Mit Hilfe geeigneter Pumpen
wird die Flüssigkeit von diesem festen Behälter in eine der umlaufenden Trommeln
7, 7 a übergeführt, wenn man die wirksame Flüssigkeitsmasse vergrößern will.
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Will man dagegen diese Masse verringern, braucht man nur eine Abzweigung
an den Kanälen, 17 und 17' herzustellen, um die gewünschte Flüssigkeitsmenge
in den festen Behälter zu fördern.
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In Fig. 1 ist kein Ventil an den Leitungen 17 dargestellt, doch ist
es im allgemeinen zweckmäßig, ein solches als zusätzliches Regelmittel vorzusehen.
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Ein weiteres. nicht dargestelltes, gegebenenfalls sehr wichtiges Regelmittel
kann durch Nadeln gebildet werden, die den zur Regelung hydraulischer Turbinen (insbesondere
P'elton-Turbinen) benutzten Nadeln entsprechen und in die Einführungsmundstücke
eingelegt werden können.
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Fig.4 zeigt eine der Vorrichtung der Fig. 1 entsprechende Vorrichtung,
die besonders in der Längsrichtung weniger Platz einnimmt. Die Trommel 7a umgibt
hier die Trommel 7, die entgegengesetzt zu 7a in Umdrehung versetzt wird. Die Trommel
7 wird durch die Antriebswelle 38 mit Hilfe von Nuten und Keilen 39 in Umdrehung
versetzt. Die Welle 38 ist in Lagern 40 und 41 gelagert, die vom Träger 5 bzw. von
einem mit ihm durch Arme 43 verbundenen rohrförmigen Teil 42 getragen werden. Sie
wird unmittelbar durch den Motor 1 getrieben. Eine Muffe 44 der Trommel 7a gestattet
deren Zentrierung auf den rohrförmigen Teil 42, der ihr als Lager dient. Die Trommel
7a trägt außerdem einen Kranz 45 mit einer Innenverzahnung 46. Auf der Antriebswelle
38 ist ferner durch Nuten und Keile 47 ein Ritzel 48 mit einer Verzahnung 49 befestigt.
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Auf vom Träger 5 getragenen Achsen 50 sind Räder 51 lose drehbar,
die zwei Zahnkränze 52 und 53 verschiedener Durchmesser tragen.
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Der Zahnkranz 52 kleineren Durchmessers steht mit dem Zahnkranz 49
des Antriebsritzels 48, der Zahnkranz 53 mit dem Zahnkranz 46 der Trommel 7 a im
Eingriff.
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Die Trommel 7a wird durch den Motor 1 gegensinnig zur Trommel 7 in
Umdrehung versetzt, und das gewünschte Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten der
beiden Trommeln wird durch Wahl der Durchmesser der vier Zahnkränze 49, 52, 53,
46 erhalten. Im allgemeinen werden zweckmäßig die Geschwindigkeiten der Flüssigkeitsringe
der Trommeln 7 und 7a gleich oder praktisch gleich, aber gegensinnig- gehalten.
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Die Trommeln 7 und 7a ruhen durch die Muffen 10; 10a auf Lagerflächen
54 und 55 des Gestells 12.
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Die Reaktionsvorrichtungen entsprechen denen der F'ig. 1.
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Von dem auf dem Gestell 12 ruhenden festen Hilfs= Behälter 56 gehen
vier Leitungen aus; die sich mit den im Gestell untergebrachten vier Reaktionsleitungen
vereinigen. In Fig. 4 sind nur zwei dieser Leitungen 57 und 57' zu sehen, die mit
den Leitungen 17 und 17' zur Überführung der Flüssigkeit von der Trommel ? in die
Trommel 7 a verbunden sind. Ein Ventil 58 gestattet die Verbindung der Leitungen
17 und 57 und die Unterbrechung der Verbindung der Leitungen 17 und 16. Ein Ventil
58' erfüllt die gleiche Aufgabe bei den Leitungen 17' und-16'.
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Verbindet man während einer gewissen Zeit die Leitungen 17 und 57
und andererseits 17' und 57' miteinander,
so wird während dieser
Zeit die in der Trommel 7 befindliche Flüssigkeit in den festen Behälter 56 gefördert,
statt in die Trommel 7 ca geleitet zu werden. Dies gestattet die Verringerung der
arbeitenden Gesamtflüssigkeitsmenge, z. B. bei schwachen Rollbewegungen.
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Will man dagegen zum Dämpfen einer stärkeren Rollbewegung die arbeitende
Flüssigkeitsmenge vergrößern, so setzt man die beiden anderen vom Behälter 56 kommenden,
in Fig. 1 nicht dargestellten Leitungen mit den in der Trommel 7 liegenden Einführungsleitungen
in Verbindung, worauf mit Hilfe von nicht dargestellten Pumpen die gewünschte Flüssigkeitsmenge
vom Behälter 56 in die Trommel 7 übergeführt wird.
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Man kann sich auch, des festen Hilfsbehälters 56 bedienen, wenn man
es für zweckmäßig hält, die beiden Trommeln 7 und 7a vor dem Inbetriebsetzen oder
Stillsetzen der Vorrichtung zu entleeren, um einerseits eine Unwucht im Augenblick
des Anlassens. oder Stillsetzens zu vermeiden und andererseits die in diesen Augenblicken
auftretende Trägheit zu verringern.
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Man kann sich zum Entleeren der Flüssigkeit vor dem Stillsetzen der
Schöpfkellen bedienen und für ein teilweises Entleeren in der oben erläuterten Weise
vorgehen. Wenn man vor dem Stillsetzen kein Entleeren vorgenommen hat und vor einem
neuen Inbetriebsetzen ein Entleeren vornehmen will, benutzt man die nicht dargestellten
Pumpen.
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Das benutzte Strömungsmittel ist im allgemeinen eine Flüssigkeit,
deren Kenngrößen je nach dem Anwendungsfall verschieden sein können. Man kann insbesondere
Flüssigkeiten mit ganz verschiedenen Dichten und Viskositäten benutzen (z. B. Öle,
Silikone usw.). Gegebenenfalls kann man auch Flüssigkeiten großer Dichte wie Quecksilber
und sogar Pulver, z. B. Graphit- oder Molybdänbisulfidpulver, verwenden. In zahlreichen
Fällen scheint eine sehr leichtflüssige Flüssigkeit am zweckmäßigsten zu sein.
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Wie bereits oben ausgeführt, ist die Erfindung nicht auf' Vorrichtungen
zur Dämpfung von Rollbewegungen beschränkt. Sie kann insbesondere zur Dämpfung von
Schwingungen auf den verschiedensten Gebieten dienen, ganz gleich, ob es sich um
Land-, Wasser-, Luftfahrzeuge oder ortsfeste Maschinen handelt.
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Die etwa zur Dämpfung des Stampfens von Schiffen zu benutzenden erfindungsgemäßen
Vorrichtungen entsprechen vollständig den oben beschriebenen, jedoch verlaufen die
Drehachsen der Trommeln nicht parallel zur Längsachse des Schiffes, sondern senkrecht
zu seiner Längsmittelebene.
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Die Zahl und Anordnung der beschriebenen Vorrichtungen können in weiten
Grenzen verändert werden. So können z. B. die umlaufenden Trommeln 7 und 7a in anderer
als der angegebenen Weise, insbesondere nebeneinander, angeordnet werden.
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Man kann zwei Paare von Trommeln 7 und 7 a symmetrisch anordnen, und
zwar entweder in der Nähe des Hauptspants oder an einer anderen Stelle. Ferner kann
man mehrere Paare von Trommeln 7 und 7a an verschiedenen Stellen des Schiffs anordnen.
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In einer und derselben Trommel können mehr als zwei Entnahme- und
Einführungsorgane angeordnet werden.
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Die Reaktionsleitungen, auf welche die den Störungen entgegenwirkenden
Momente ausgeübt werden, können gemäß einer Abwandlung mit dem Schiffsrumpf od.
dgl. elastisch verbunden sein, insbesondere durch Zwischenschaltung von Federn oder
von hydraulischen oder pneumatischen Gliedern. Es kann zweckmäßig sein, die Reaktionsleitungen
zu kühlen, insbesondere mit Hilfe eines Flüssigkeitsumlaufs.
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Im Falle der Aufrechterhaltung der Bewegung der umlaufenden Trommeln
durch gesonderte Motoren gemäß Fig.1 kann es zweckmäßig sein, die beiden Motoren
miteinander zu kuppeln, und zwar elektrisch im Falle von Elektromotoren.
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Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können in den Kraftstationen des
Schiffs aufgestellt werden. Man kann insbesondere in verschiedenen Fällen die Trommeln
7 und 7 a der Fig. 1 durch die Wärmekraftmaschinen der Kraftstationen selbst antreiben
lassen, z. B. durch die Turbinen der Turbodynamos oder der Turbowechselstromerzeuger.
Ein Vorteil einer solchen Anordnung ist der Antrieb der Trommeln ohne elektrische
Zwischenglieder mit den durch ihre Anwendung bedingten Verlusten.
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Gegebenenfalls kann man in die die Wärmekraftmotoren und die umlaufenden
Trommeln verbindenden Übertragungen mechanische Schalter oder Kupplungen einfügen,
um die Vorrichtung nach Belieben antreiben oder stillsetzen zu können. Man kann
in diese Übertragung auch einen Drehmomentumformer, d. h. ein Getriebe einschalten.
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Da die Teile 19 und 35 der Fig. 1 bis 3 im wesentlichen einem hydraulischen
Turbinenläufer entsprechen, der starr mit dem Schiffsrumpf verbunden ist, kann man,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, hier jede beliebige bekannte Vorrichtung
aus der Turbinentechnik benutzen.