DE175901C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 175901 KLASSE 42 c. GRUPPE

Dr. HERMANN ANSCHUTZ-KAEMPFE in KIEL.

Kreiselapparat. Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Juni 1905 ab.

Bei Apparaten, in welchen sehr schnell rotierende Schwungmassen vorhanden sind, wie z. B. bei Kreiselapparaten, ist es wichtig, daß diese Teile mit der Rotationsachse so verbunden sind, daß bei der" Rotation ihre Hauptträgheitsachse mit der Drehungsachse zusammenfällt.

Wenn diese Bedingung nämlich nicht erfüllt ist, tritt dadurch, daß der Schwungkörper sich unter dem Einfluß der Schwungkraft in die Hauptträgheitsachse einzustellen strebt, ein starkes, die Lagerung der Rotationsachse sehr ungünstig beanspruchendes Drehmoment auf.

Diese Bedingung ist indes durch die Art der Herstellung der Schwungmasse von vornherein nur in den seltensten Fällen gewährleistet, da schon die natürlichen Ungleichmäßigkeiten des Materials, das Vorhandensein etwaiger Gußblasen usw. es in der Regel mit sich bringen, daß die Hauptträgheitsachse keineswegs mit der Rotationsachse zusammenfällt. Demgemäß soll nach der vorliegenden Erfindung der Schwungkörper so mit der Achse verbunden werden, daß er zwar in der Rotationsrichtung selbst sich gegen diese nicht verdrehen kann, von der Achse also mitgenommen wird, im übrigen aber frei ist. Es wird hierdurch erreicht, daß der rotierende Körper ebenso wie die Achse gezwunden sind, stets gleiche Tourenzahl zu machen, ger Körper aber sich selbst in die Lage einstellen kann, welche dem Maximum des Trägheitsmomentes in bezug auf die Rotations-?

achse entspricht. Die erwähnte schädliche Lagerbeanspruchung und die daraus resul-

tierenden Reibungswiderstände und sonstigen Störungen werden durch diese Anordnung vollkommen aufgehoben.

Bei Ausführung der Erfindung wird von einem jener bekannten Mittel Gebrauch gemacht, mit Hilfe derer schon früher die Verbindung zwischen einer Welle und einem auf dieser sitzenden Rade so angeordnet wurde, daß Rad und Welle in der Drehrichtung fest, im übrigen aber einstellbar gekuppelt waren. Diese bekannten Mittel sind z. B. Kugel- oder kardanische Gelenkverbindungen.

In den beiliegenden Zeichnungen sind unter Benutzung dieser bekannten Mittel zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 und 2 in Querschnitt und Oberansicht die Befestigung der Schwungmasse auf der Achse mit Hilfe eines. Kugelgelenkes und Fig. 3 und 4 in Seitenansicht und Querschnitt die Verbindung durch ein kardanisches Gelenk.

In Fig. ι ist α die Drehachse, von der aus der Schwungkörper b in Umdrehung versetzt werden soll.

Die Schwungmasse b, beispielsweise eine Scheibe von einer gewissen Masse, die am Umfang zweckmäßig mit einem Wulst versehen wird, ist nun auf die Welle α nicht fest aufgekeilt, sondern sitzt auf einer Kugel c. Die Aufbringung kann zweckmäßig in der Weise geschehen, daß die Schwungmasse mit einem mittleren, durch eine Schraube d zu befestigenden Ring e versehen wird, den man zum Zweck der Aufbringung der Schwungmasse abnimmt und nach dem Aufsetzen wieder befestigt. Die Kugel ist mit einer

Nut/ versehen, die in einer durch die Achse der Welle gelagerten Ebene verläuft und in dieser Nut greift ein Stift g ein, der in das Schwungrad eingesetzt ist. .
Wird dieser Stift in der mittleren Achse x-x des Schwungrades angeordnet und erhält er, wie in der Zeichnung dargestellt, einen kreisförmigen Querschnitt, so ist das Schwungrad nur in der Rotationsrichtung der Welle

ίο mit dieser gekuppelt, wird also mitgenommen, kann sich jedoch nach allen Richtungen hin, auch um die Achse x-x, frei drehen. Bei der Rotation wird sich also die Schwungmasse selbsttätig so einstellen, daß ihre Hauptträgheitsachse — die, wie oben bemerkt, im allgemeinen, wenn nämlich das Material irgendwelche Ungleichmäßigkeiten aufweist, mit der Mittelachse nicht zusammenfällt — mit der Rotationsachse zusammenfällt.

In den Fig. 3 und 4 ist eine andere Anordnung dargestellt. Gemäß dieser wird die Kupplung zwischen Achse und Schwungmasse durch eine kardanische Gelenkverbindung hergestellt, in der Weise, daß mit der Drehungsachse α durch zwei in der gleichen Achse beiderseitig angeordneten Zapfen h ein Ring i drehbar verbunden ist, der seinerseits wieder mittels zweier Zapfen k, deren gemeinsame Achse rechtwinklig auf derjenigen der Zapfen h steht, die Schwungmasse b trägt. Auch bei dieser Verbindung wird, wie ohne weiteres ersichtlich, von einer Drehung der Welle α die Schwungmasse b mitgenommen, kann sich aber trotzdem nach allen Seiten frei einstellen.

Beide Vorrichtungen sind an und für sich mechanisch völlig gleichwertig. Falls auf einen der beiden, durch eine solche Vorrichtung gekuppelten Teile, nämlich Schwungkörper oder Achse, während beide mit konstanter Tourenzahl rotieren, eine Kraft ausgeübt wird, welche beide gegeneinander schief zu stellen sucht, so tritt eine Widerstandskraft auf, welche, falls eine Drehung des einen Teiles stattgefunden hat, den anderen entsprechend nachdreht, so daß die gegenseitige Lage erhalten bleibt. Diese Kraft liegt in beiden Fällen in gleicher Weise in den Druckkräften begründet, welche die Welle bei der beständigen Arbeitsübertragung auf den Schwungkörper auf die Kupplung ausübt, sowie in den Zapfenreibungen. Bei der Ausführung nach Fig. 3 und 4 kommt indes noch als weiteres Moment die Masse des kardanischen Ringes i hinzu. Sowie die Achse nun aus ihrer normalen Lage verdreht wird, ist der Ring gezwungen zu oszillieren mit einer Frequenz gleich der Tourenzahl des Schwungkörpers. Hierdurch ist eine, je nach dem Trägheitsmoment des Ringes mehr oder weniger große, elastisch wirkende Kraft gegeben, welche Achse und Schwungkörper in ihrer gegenseitigen Lage präzis zu erhalten sucht und vor einer starren Verbindung außer dem durch die vorliegende Erfindung erstrebten Zweck der freien Einstellung auf das maximale Trägheitsmoment noch den großen Vorzug besitzt, daß Stöße und Erschütterungen von der Achse dem Schwungkörper nicht direkt mitgeteilt, sondern elastisch aufgenommen werden, woraus sich eine weitere Schonung der Lager ergibt.

Claims (2)

Patent-An Sprüche:

1. Kreiselapparat, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwungkörper mit der ihn in Drehung versetzenden Achse nur in der Rotationsrichtung fest, im übrigen aber frei einstellbar gekuppelt ist, zum Zweck, die selbsttätige Einstellung des Schwungkörpers in die Hauptträgheitsachse zu ermöglichen.

2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1 mit Verwendung einer · kardanischen Gelenkverbindung als Kupplung zwischen Achse und Schwungkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der als Zwischenglied der kardanischen Gelenkverbindung dienende Ringkörper eine Masse besitzt, die so groß gewählt ist, daß bei Einwirkung verdrehender Kräfte Schwungkörper und Achse durch die Trägheitswirkung der Ringmasse mit einer ihrer Größe nach genau bestimmten elastisch wirkenden Kraft in ihrer gegenseitigen Lage erhalten bleiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Berlin, gedruckt in der reiChs&rüCkerei.