DE2934710A1 - Traegheitsverfahren zur zentrierung einer staendig kreisfoermigen felge auf ihre nabe und entsprechende rotierende vorrichtung - Google Patents

Traegheitsverfahren zur zentrierung einer staendig kreisfoermigen felge auf ihre nabe und entsprechende rotierende vorrichtung

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DE2934710A1 DE19792934710 DE2934710A DE2934710A1 DE 2934710 A1 DE2934710 A1 DE 2934710A1 DE 19792934710 DE19792934710 DE 19792934710 DE 2934710 A DE2934710 A DE 2934710A DE 2934710 A1 DE2934710 A1 DE 2934710A1
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Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zentrierung einer ständig kreisförmigen Felge auf einer Nabe und die diesem Verfahren entsprechende, rotierende Vorrichtung,
Die Systeme zur kinetischen Energiespeicherung führen zur Entwicklung von Rotoren, deren Nutzelement aus einer Felge besteht, die in eine Drehung mit hoher Umfangsgeschwindigkeit versetzt wird, um eine hohe kinetische Energie pro Masseneinheit zu erreichen.
Die Rotoren in ihrer modernsten Form bestehen deshalb aus mehreren funktioneilen Elementen:
- der zentrale Teil oder Nabe, der magnetisch gelagert ist, und der Magnetkreis des Motors,
- die Felge, die den größten Teil des Trägheitsmoments bildet,
- die Verbindungen zwischen dem zentralen Teil oder Nabe und der Felge durch Arme und
- die Einrichtungen zur statischen und dynamischen Auswuchtung.
Bei der Konstruktion derartiger Systeme zur kinetischen Energiespeicherung treten jedoch mehrere schwerwiegende Probleme auf: und zwar führen die hohen Zentrifugalspannungen in der Felge zu einer Dehnung der Felge, deren Wert die in den gegenwärtigen Vorrichtungen bestehende Verformungsgrenze überschreitet.
Manche Ausführungen führen hierbei zu relativen Dehnungen der Felge, die 5 % erreichen können, während die Verbesserung der Merkmale der Verbundwerkstoffe hinsichtlich der Bruchspannungen und des Dauerbetriebs die Möglichkeit von Dehnungen erscheinen lassen, die sogar 5 % erreichen oder überschreiten.
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Auf diese Weise wird die starre Befestigung der Felge oder der Nabe praktisch unmöglich, und zwar aus mehreren Gründen, die damit zusammenhängen, daß es einerseits nicht möglich ist, diese Befestigung mit Bolzen oder anderen Einrichtungen herzustellen, die die Fasern der Verbundwerkstoffe unterbrechen oder die Homogenität der Felge, die beispielsweise aus gegossenem Siliziumdioxid besteht, zerstören, und daß andererseits die Verbindungsarme, die selbst beträchtlichen Zentrifugalspannungen ausgesetzt sind, die jedoch von denen der Felge abweichen, bei gleichem Werkstoff und bei einheitlichem Querschnitt eine Dehnung erfahren, die etwa ein Drittel der Dehnung der Felge beträgt, so daß die Verbindungszonen zwischen Armen und Nabe und Armen und Felge unabhängig von der jeweiligen Verbindungsart zu einem Bruch unter Zugspannung neigen.
Ebenso sind die Befestigungsarten durch "Reibungen" zwischen Armen und Felge, die in manchen Fällen zur Absorbierung der Ausdehnung der Felge vorgesehen werden, nicht geeignet, da es bei ihnen nicht möglich ist, die Zentrierung des Rotors während der Drehung beizubehalten.
Zu diesem Fehlen von geeigneten Einrichtungen zur Verbindung der Felge mit der Nabe kommen noch die Probleme der Stabilität der statischen und dynamischen Auswuchtung, die darin besteht, daß die Übereinstimmung der Achse der Zentrier— systeme des Rotors mit der Trägheitsachse des Rotors bei allen Drehgeschwindigkeiten beibehalten werden muß. Diese Übereinstimmung muß trotz der Dehnung der Felge des Rotors unter den Zentrifugal spannungen sowie den Temperatur Schwankungen und der mit dem Altern sich kumulierenden Wirkung dieser Parameter stabil gehalten werden.
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Schließlich erfordert die Lagerung in dem Schwerefeld der Felge, deren Masse 100 Tonnen überschreiten kann, eine besondere Ausbildung des Rotors.
Für gewisse Anwendungsbereiche hat die Anmelderin bereits Rotortypen mit subzirkulärer Ausbildung entwickelt, bei denen der zentrale Teil des Rotors mit radialen Armen versehen war, auf die in einer polygonalen Form ein faden— bzw. drahtförmiger Werkstoff, der die Felge bildete, aufgewickelt wurde.
Bei der Drehung nimmt die Felge in diesem Fall unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte eine Form an, die zwischen einem Vieleck und einem Kreis liegt, wobei die Resultierende der mit der Spannung in dem Draht verbundenen Kräfte ständig auf die Achse zu gerichtet ist, was eine Komprimierung der Arme mit sich bringt.
Wenn die Felge ursprünglich eine kreisförmige Form hätte, so würde die Zentrifugalkraft eine Dehnung des Materials verursachen, die eine Befestigung an den Armen schwierig oder unmöglich machen würde, was dazu führen würde, daß diese auf Ausdehnung beansprucht wären, wobei dieser Effekt noch zu der Längenausdehnung hinzukommen würde, der sie selbst auf die oben erläuterte Weise ausgesetzt sind.
Die Optimierung einer derartigen Ausbildung führt zu einer Ausgangsform, die zwischen der polygonalen Form und der Grenze der Subzirkularität liegt, damit ständig eine Kompression an den Armen gewährleistet wird.
Zwei Rotoren dieser Art wurden 1972 hergestellt und mit bis zu 18000 Umdrehungen pro Minute getestet, wobei der eine aus Stahldraht, der um eine Nabe mit radialen Armen aus Leichtmetall-Legierung gewickelt war, und der andere aus einem Stahlband bestand, das auf denselben Nabentyp aufgewickelt war.
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Abgesehen von einigen begrenzten Anwendungsberexchen besitzen die Eotoren mit subzirkulärer Ausbildung einige Nachteile, die damit zusammenhängen, daß die abwechselnden Biegungen der Felge im Rhythmus der Drehgeschwindigkeitsanderungen den Werkstoff in den Zonen ermüden, in dem er an den radialen Armen anliegt, und daß es schwierig ist, in Höhe der Felge eine Vorrichtung zur Aufhebung des statischen und dynamischen Ungleichgewichts anzubringen.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Zentrierung einer kreisförmigen Felge auf ihre Nabe zu schaffen, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist und außerdem eine praktische Lösung für das Problem des statischen und dynamischen Gleichgewichts der Rotoren bietet.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. In dieser Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung, die die Ausbildung der einzelnen Elemente zur Durchführung der Erfindung zeigt, wobei Teile weggebrochen sind, und
Fig. 2 eine schematische Draufsicht, die insbesondere den Einbau der Einrichtung zur Auswuchtung zeigt.
Wenn man den Aufbau von Rotoren theoretisch betrachtet und eine dünne Felge mit dem Radius R und dem Durchmesser D, die in 0 zentriert ist, und eine dünne Stange mit der Länge AB = D nimmt, die in 0 zentriert ist und auf der die Felge aufliegt, und die Dehnungen der Felge und der Stange bei gleichen Drehgeschwindigkeiten, wobei die Felge und die Enden A und B der Stange dieselben Umfangsgeshwindigkeiten haben, untersucht, wobei man lediglich zur Erklärung und als Beispiel annimmt, daß die Felge und die Stange aus Werkstof-
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fen mit derselben spezifischen Masse f und demselben Elastizitätsmodul E bestehen, so stellt man folgendes fest:
Die Spannung in der Felge j beträgt tf"^ = P V , wobei V die Umfangsgeschwindigkeit der Felge ist.
Die entsprechende Dehnung beträgt
(Δ R) j = ^- V2R (1)
Die Spannung in der Stange b, die bei A und B gleich Null ist, nimmt bis zu einem Maximum bei 0 zu, dessen Wert
ist, während die Dehnung an den Radien GA = CB = R den folgenden Wert annimmt:
(AE)1, =£ ζ V2R (2)
Vergleicht man die Gleichungen (1) und (2) miteinander, so stellt man fest, daß man die Felge nicht durch die Stange zentrieren kann, ohne Verbindungen bei A und B einzuführen, die ihrerseits Spannungen einführen, um das Zusammenfallen der Kontaktpunkte zwischen Stange und Felge zu gewährleisten.
Diese Spannungen der Verbindungen bringen zahlreiche Nachteile verschiedener Art mit sich:
1.Es ist fast unmöglich, diese Verbindungen ohne Änderung oder Zerstörung der Merkmale der Felge, beispielsweise Bruch der Fasern der Verbundwerkstoffe usw., herzustellen;
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2. es werden Verformungen der Felge in der Höhe dieser Verbindungen eingeführt, woraus sich zusätzliche Biege- und Ermüdungsspannungen des Werkstoffs im Zusammenhang mit den Geschwindigkeitszyklen ergeben.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden örtliche Massen K und K1 mit dem gleichen Wert m mit der Stange an ihren Enden A und B fest verbunden.
Bei Drehung sind diese Massen Zentrifugalkräften
V2
FA = FB = m
ausgesetzt und die Stange unterliegt somit einer zusätzlichen Dehnung.
Die Gesamtdehnung der Stange unter der Wirkung der auf ihre Elemente einwirkenden Zentrifugalkräfte, in Kombination mit dem Zug der örtlichen Massen K und K1 , wird im Radius gleich, der der Felge, wenn:
mo = f /s E ·
wobei s der Querschnitt der Stange ist.
Wenn m einen Wert von über m annimmt, ist die Stange bestrebt, sich stärker auszudehnen als die Felge, so daß die örtlichen Massen K und K1 einen Druck auf die Felge ausüben.
Dieser Druck kann ohne Schwierigkeit bei einer gegebenen Geschwindigkeit auf den gewünschten Wert eingestellt werden, indem die Abweichung Δ von m bezüglich m eingestellt wird.
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Ohne "besondere Schutzmaßnahme kann jedoch der Druck der Arme der Stange auf die Felge eine Veränderung der Kreisförmigkeit in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit verursachen.
Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß eine Anordnung von Massen vorgeschlagen, gemäß welcher diese außerhalb der Auflagezonen der Arme in gleichmäßiger Auflage auf die gesamte Innenfläche der Felge verteilt sind, so daß diese Masse unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft einen gleichmäßigen Druck auf die Felge ausübt. Auf diese Weise wird die Kreisförmigkeit unabhängig von der vorgesehenen Drehgeschwindigkeit beibehalten.
Der auf diese Weise auf das Innere der Felge ausgeübte Druck bringt einen anderen Vorteil mit sich, der umso bedeutsamer wird, je mehr sich die Ausbildung von der einer dünnen Felge entfernt.
Wenn es sich nämlich um eine dicke Felge handelt, sind die inneren Schichten des Werkstoffs geringeren Zentrifugalspannungen ausgesetzt als die äußeren Schichten und die sich daraus ergebenden radialen Spannungen beeinträchtigen die Eigenschaften der Einheit.
Indem man die Umfangsspannung in den inneren Schichten der Felge erhöht, kann der durch die Arme und die verteilte Last erzeugte Druck eine Verringerung oder erforderlichenfalls sogar eine Aufhebung der radialen Spannung bewirken, die bestrebt ist, die äußeren Schichten von den inneren Schichten zu trennen, wodurch es zu der bekannten Aufblätterung kommen kann.
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Eine entsprechende Einstellung der Parameter gestattet es, Bedingungen herzustellen, unter denen die Umfangsspannung der Felge konstant ist und ihre radialen Ausdehnungs- oder Kompressionsspannungen gering oder sogar Null sind.
Außerdem kann die Wahl eines anisotropen Werkstoffs für die verteilte Masse eine Verstärkung der axialen mechanischen Merkmale beispielsweise einer Felge, die bezüglich ihres Durchmessers lang ist, gestatten.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung im wesentlichen aus einer Felge 1, einer Nabe und mindestens einem Verbindungsarm 3, der sich innen an der Felge 1 abstützt und an seinen Enden örtliche Massen 30a, 31a besitzt.
Der Rotor wird auf übliche Weise durch das obere Aufhängungssystem 5 und das untere Aufhängungssystem 6 vervollständigt, das außerdem mit dem System zum Antrieb des Rotors oder zur Energierückgewinnung sowie mit der im nachfolgenden beschriebenen Auswuchtungsvorrichtung versehen sein kann.
Die Aufhängungssysteme können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform Magnetlager sein und der Motorgenerator kann ein Motorgenerator mit Dauermagneten ohne Eisen sein.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, die sich auf einen Rotor mit großen Abmessungen bezieht, sind vier Arme in einer abwechselnden, rechtwinkligen Anordnung vorgesehen, wobei die Punkte, an denen die Mittelpunkte der Auflageflächen der Arme 3a, 3t>, 3c und 3d das Innere der Felge berühren, mit a,a' - b,b' - c,cf und d,d* und die örtlichen Massen mit 30a, 31a, 30b, 31b usw. bezeichnet sind.
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Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Ausbildung jedes Arms 3 läßt ein wichtiges Merkmal der Erfindung erkennen.
Der draht- "bzw. fadenförmige oder "blättrige Aufbau jedes Armschenkels 3a1, 3a2, 3"b1» 3^2 oder allgemeiner seine Bildung aus einem anisotropen Werkstoff wird nämlich gleichzeitig zum Umwickeln der örtlichen Massen 30a, 31a usw. und der Nabe 2 benutzt.
Auf diese Weise werden die Zugspannungen, die in jedem Armschenkel auftreten und die für den betreffenden drahtförmigen oder blättrigen Werkstoff am besten geeignet sind, zum "Einklemmen" der Nabe benutzt und bilden auf diese Weise das Prinzip des mechanischen Verhaltens der Einheit.
Während der Drehung setzen die an den örtlichen Massen auftretenden Zentrifugalkräfte nämlich die Armschenkel unter Zugspannung und die auf diese Weise erzeugten Spannungen ergeben zwei Resultierende, die auf die Drehachse Z,Z1 zu gerichtet sind, und zwar für die gesamte Dauer der Drehung.
Die Erfindung besteht nun hierbei in der Verbindung zwischen einer Felge und einer Nabe mit Hilfe von Armen, wobei die Ausführungsform dieser Felge, die kreisförmig ausgebildet ist und es bleiben muß, kaum erläutert zu werden braucht.
Die Felge kann nämlich jeden beliebigen Aufbau haben, sei es nun ein drahtförmiger, ein blättriger oder ein monolithischer Aufbau.
Die Verbindungszonen um die Punkte a,a', b,b', c,c', d,d' sind ursprünglich durch Verkleben gebildet, dies bildet jedoch nur eine zweckmäßige Ergänzung, um den Halt der Felge in den Perioden der Unterbrechung der Drehung zu gewährleisten.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die einzelnen Elemente auf zweckmäßige Weise auf verschiedene Arten ausgebildet sein:
Die Felge besteht aus einer Umfangswicklung mit draht- bzw. fadenförmigem Aufbau, Fasern aus Glas, Kohlenstoff, PoIyimid oder Polyamid, Borfaden, Stahldraht oder -band oder aus einem monolithischen Werkstoff wie gegossenem Siliziumdioxid, hochfestem Stahl, usw..
Die örtlichen Massen bestehen aus einem sehr dichten Werkstoff, beispielsweise aus Blei, abgereichertem Uran, Stahl, usw. in massiver Form, in Form von Drähten oder Geweben in einem organischen oder metallischen Bindemittel oder in Pulverform in einem organischen oder metallischen Bindemittel.
Die verteilten Massen 4 bestehen aus Werkstoffen, die aus einem Fasergewebe bestehen, das in einer zur Drehachse parallelen Richtung mechanisch fester, also anisotrop, ist und in ein Bindemittel eingebettet ist, so daß es durch Verkleben mit der Felge einen Körper bildet. Das Bindemittel kann einen relativ niedrigen Modul besitzen, so daß es in den von der Längsrichtung abweichenden liich— tungen ein biegsames Material bildet. Dieses Gewebe kann in den Zonen der Verbindung zwischen den Armen und der Felge durchbrochen sein.
Die Arme können aus einem Werkstoff mit einem sehr hohen Modul und einer niedrigeren spezifischen Masse als die Felge bestehen, wobei er dasselbe Dehnungsvermögen wie diese Felge besitzt. Diese Eigenschaften sind für die Stabilität der Auswuchtung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit günstig, ebenso wie die Verformungen in den zu den Armen senkrechten Richtungen gering sind.
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Ferner sind die Arme längs der Nabe und der Felge in einer Anordnung und in einer Anzahl verteilt, die für das zu lösende Problem am günstigsten erscheinen.
Sie können zweckmäßigerweise aus einer Wicklung aus gekreuzten Fasern auf einem Kern bestehen und in Harz eingebettet sein, um ihre Festigkeit gegenüber den axialen Haltekräften der Felge zu erhöhen.
Bei großen Rotoren aus Verbundwerkstoffen, deren Felge bezüglich des Radius eine große Stärke besitzt, ist das Problem der statischen und dynamischen Auswuchtung in dem gesamten Drehgeschwindigkeitsbereich sehr schwierig. Die Erfindung schlägt hierzu folgende Lösung vor:
Wie Fig. 2 zeigt, sind die örtlichen Massen 30a und 31a des Arms 3a durch ein Verbindungselement 7 miteinander verbunden, das eine in der Nabe 2 vorgesehene Öffnung durchquert und differenziell auf die radiale Resultierende der auf diese Massen einwirkenden Kräfte einwirken kann.
Aufgrund ihres bezüglich des Felgendurchmessers geringen Durchmessers ist die Nabe geringen Zentrifugalspannungen ausgesetzt, so daß in ihr Öffnungen mit geringen Abmessungen hergestellt werden können, wie sie für die Durchführung des Verbindungselements 7 benutzt werden.
Dieses Verbindungselement hat eine geringe Spannung oder die Spannung Null, wenn die Felge stillsteht, während der Drehung ist es jedoch, abgesehen von seinen eigenen Zentrifugalspannungen, den Spannungen ausgesetzt, die sich aus dem Zug der örtlichen Massen 30a und 31a ergeben, die infolgedessen entsprechend bemessen sein müssen.
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In der axialen Zone ist das Verbindungselement 7 mit einem mit Gewinde versehenen Teil 8 fest verbunden, der in eine Mutter eintritt, die mit einem aus einem Schneckenrad 9 und einer Schnecke 10 bestehenden System fest verbunden ist.
Unter der Einwirkung der Schnecke 10, die durch einen Motor (nicht dargestellt) angetrieben wird, bewegt dieses Schneckenrad das Element 8 in der einen oder der anderen Richtung, und zwar je nach seiner eigenen Drehrichtung, die von geeigneten, beispielsweise induktiven oder kapazitiven Auswuchtungsfühlern 11 und 12 bestimmt wird.
Die Auswuchtungsmotoreinrichtungen sind im zentralen Teil der Nabe angeordnet, d.h. also in einem Bereich, in dem die Zentrifugalbeschleunigungen gering sind.
Die Antriebsleistung und die Steuersignale der Motoren werden von dem Statorteil der Anlage auf den Rotor durch einen Transformator mit feststehender Primärwicklung und sich drehender Sekundärwicklung ohne mechanischen oder elektrischen Eontakt zwischen Rotor und Stator übertragen. Daneben kann auch jedes andere Niederfrequenz- oder Hochfrequenz-Kopp lungs sy st em benutzt werden.
Die Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich auf Rotoren großer Abmessungen zur Speicherung und Rückgewinnung eines Bruchteils einer Kilowattstunde bis zu mehreren Megawattstunden in stationären oder beweglichen Anlagen, die in Elektrizitätsversorgungsnetze eingegliedert sind oder nicht eingegliedert sind, anwendbar.
Obwohl sich die oben erwähnten Magnetlager besonders gut für eine langfristige, wartungsfreie Verwendung eignen, können an ihrer Stelle auch andere gebräuchlichere Ein-
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richtungen benutzt werden, beispielsweise Kugellager, Fluidlager mit Gas oder Öl oder selbstschmierende Lager beispielsweise aus mit Silber dotiertem Polyimid.
Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene, bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern läßt auch die Verwendung anderer gleichwertiger Bauelemente zu.
Beispielsweise kann bei Verwendung eines drahtförmigen oder bandförmigen Werkstoffs dieser Werkstoff in einen Stoff eingebettet sein, der einen niedrigen Elastizitätsmodul und einen hohen Dehnungskoeffizient besitzt.
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Claims (11)

  1. Trägheitsverfahren zur Zentrierung einer kreisförmigen Felge auf ihrer JTa "be, dadurch gekennzeichnet, daß die Habe (2) mit der Felge (1) durch.mindestens einen Verbjndungnarm (3) mit zwei Schenkeln (3a^|, 3cio) verbunden wird, der an den Enden der Schenkel örtliche Massen (30a, 3"Ia) aus einem sehr dichten Werkstoff besitzt, die unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft eine Trägheitswirkung haben, so daß einerseits die feste Verbindung jedes Arms mit der Felge durch Druck und andererseits die feste Verbindung Jedes Arms mit der Nabe durch Druck dadurch gewährleistet wird, daß die Schenkel jedes Anns die Nabe umschließen,
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    daß die Kreisförmigkeit der Felge (1) in dem gesamten Drehgeschwindigkeitsbereich durch andere Massen (4) konstant gehalten wird, die zwischen den Armen (3) verteilt sind und unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft wirken,
    daß die Längssteifheit und das mechanische Längsverhalten der Felge (1) durch eine besondere anisotrope Ausbildung des die verteilten Hassen (4) bildenden Werkstoffs gewährleistet wird und
    daß die statische und dynamische Auswuchtung der aus der Felge (1), den Armen (3) und der Nabe (2) bestehenden Einheit durch die Einwirkung von elektromechanischen Einrichtungen (7,8,9,10) erreicht wird, die differenziell von geeigneten Fühlern (11, 12) aus auf die örtlichen Hansen (30a, 31 <Ό einwirken.
  2. 2. Trägheitsverfahren zur Zentrierung einer kreisförmigen Felge auf ihrer Nabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsarme (3) aus einem anisotropen Werkstoff so ausgebildet werden, daß die Schenkel (3a,,, 3ap) die Nabe (2) umschließen·
  3. 3. Trägheitsverfahren zur Zentrierung einer kreisförmigen Felge auf ihrer Nabe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsarme (3) so ausgebildet werden, daß ihre Schenkel die örtlichen Massen umschließen.
  4. 4. Trägheitsverfahren zur Zentrierung einer kreisförmigen Felge auf ihrer Nabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die differenziell auf die örtlichen Massen (30a, 31a) einwirkenden elektromechanischen Einrichtungen (7,8,9,10) in dem Bereich der Drehachse (Z4 Z') im Inneren der Nabe (2) angeordnet werden.
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  5. 5. Rotierende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Zentrierung einer kreisförmigen Felge auf ihrer Nabe nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine Felge (1), eine Nabe (2), mindestens einen Verbindungsarm (3) rait zwei Schenkeln (3a^j 3a2) zwischen der Felge und der Nabe mit Massen (30a, 31a) aus einem sehr dichten Werkstoff, die auf die Enden der Schenkel lokalisiert sind, anisotrope Massen (A-), die zwischen den Armen verteilt sind, eine elektromechanische Einrichtung (7,8,9.10) zur Auswuchtung und Fühler (11,12), wobei diese Elemente so ausgebildet sind, daß die Befestigung jedes Arms (3) an der Felge (1) und der Schenkel (3a,,, 3a2) jedes Arms an der Nabe (2) durch Druck gewährleistet wird, daß die Kreisförmigkeit der Felge (1) konstant gehalten wird, daß die Längnsteifheit und das mechanische Längsverhalten der Felge (1) gewährleistet wird und daß die statische und dynamische Auswuchtung der aus den Armen, der Felge und der Nabe bestehenden Einheit erreicht wird.
  6. 6. Rotierende Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Felge (1) aus einem aiiisotropen Werkstoff besteht.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (1) monolithisch ist.
  8. 8. Rotierende Vorrichtung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet , daß die Anisotropie der verteilten Massen (4-) durch eine besondere Anordnung des umhüllten Gewebes erreicht wird, gemäß welcher der Verbundwerkstoff in einer zur Drehachse (Z,Z1) parallelen Richtung mechanisch eine hohe Festigkeit hat.
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  9. 9. Rotierende Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das zur Umhüllung "benutzte Bindemittel einen relativ niedrigen Modul besitzt, so daß er in den von der Längsrichtung abweichenden Richtungen ein biegsames Material bildet.
  10. 10. Rotierende Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die elektromechanische Einrichtung zur Auswuchtung ein Element (7) zur Verbindung der örtlichen Massen (30a, 31a) besitzt, das die Nabe (2) durchquert und in seinem mittleren Teil mit einem mit Gewinde versehenen Teil (8) versehen ist, der in eine Mutter eintritt, die ein Schneckenrad (9) bildet, das durch eine mit einem Motor versehene Schnecke (10) angetrieben wird, so daß die Drehrichtung des Schneckenrads die Richtung der Differentialwirkung bestimmt, die auf die örtlichen Massen (30a, 31a) zur Änderung der Resultierenden der radialen Kräfte, denen sie ausgesetzt sind, auszuüben ist.
  11. 11. Rotierende Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 10, dadurch gekennzeichnet , daß Fühler (11, 12) Signale liefern, die den Auswuchtungsmotor (9,10) in der gewünschten Richtung betätigen.
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Publications (2)

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GB (1) GB2028979B (de)
IT (1) IT1120546B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3020497A1 (de) * 1979-05-29 1980-12-04 Aerospatiale Subzirkularer rotor

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4286475A (en) * 1979-09-26 1981-09-01 The Garrett Corporation Composite material flywheel hub
SE8100722L (sv) * 1980-02-20 1981-08-21 Escher Wyss Ag Rotor for hydroelektrisk maskin
FR2503808A1 (fr) * 1981-04-14 1982-10-15 Aerospatiale Procede de realisation d'un rotor a haute vitesse et rotor mettant en oeuvre ledit procede
US4546264A (en) * 1983-10-24 1985-10-08 The Boeing Company Relating cellular energy generating and storage device
FR2574491B1 (fr) * 1984-12-07 1989-01-06 Europ Agence Spatiale Roue de stockage d'energie
US7679245B2 (en) * 2001-09-17 2010-03-16 Beacon Power Corporation Repulsive lift systems, flywheel energy storage systems utilizing such systems and methods related thereto
NZ543249A (en) 2003-05-01 2008-08-29 Navatek Ltd Low drag submerged asymmetric displacement lifting body
JP2016050627A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 株式会社ジェイテクト フライホイール

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE128454C (de) *
GB1203244A (en) * 1967-04-15 1970-08-26 A A Jones And Shipman Ltd Balancing unit
DE2552476A1 (de) * 1974-11-29 1976-08-12 Garrett Corp Schwungrad mit mehreren kraenzen
DE2622295A1 (de) * 1976-05-19 1977-12-01 Canders Wolf Ruediger Schwungraeder aus hochfesten kunstfaserverbundwerkstoffen zur energiespeicherung

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2731833A (en) * 1956-01-24 jones
DE132548C (de) *
CH43220A (fr) * 1908-02-13 1909-04-16 Vevey Atel Const Mec Pièce de machine pouvant tourner avec une grande vitesse circonvérentielle
US2757050A (en) * 1953-06-09 1956-07-31 Contraves Ag Suspension arrangement for oscillation about an axis
US3488998A (en) * 1967-08-24 1970-01-13 Charles A Bonsor Balancing device
US3741034A (en) * 1970-09-02 1973-06-26 Williams D Inertial energy storage apparatus
JPS5013741A (de) * 1973-06-06 1975-02-13
GB1466647A (en) * 1974-03-18 1977-03-09 Univ Johns Hopkins Multi-ring filament rotor
FR2282737A1 (fr) * 1974-08-22 1976-03-19 Inst Rech Transports Structure de roue adaptee aux grandes vitesses angulaires et mode de fabrication de celle-ci

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE128454C (de) *
GB1203244A (en) * 1967-04-15 1970-08-26 A A Jones And Shipman Ltd Balancing unit
DE2552476A1 (de) * 1974-11-29 1976-08-12 Garrett Corp Schwungrad mit mehreren kraenzen
DE2622295A1 (de) * 1976-05-19 1977-12-01 Canders Wolf Ruediger Schwungraeder aus hochfesten kunstfaserverbundwerkstoffen zur energiespeicherung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3020497A1 (de) * 1979-05-29 1980-12-04 Aerospatiale Subzirkularer rotor

Also Published As

Publication number Publication date
IT7950116A0 (it) 1979-08-28
GB2028979B (en) 1982-06-16
CA1103959A (en) 1981-06-30
US4263819A (en) 1981-04-28
JPS5532994A (en) 1980-03-07
CH637190A5 (fr) 1983-07-15
FR2434968A1 (fr) 1980-03-28
GB2028979A (en) 1980-03-12
DE2934710C2 (de) 1986-03-20
FR2434968B1 (de) 1982-04-23
IT1120546B (it) 1986-03-26

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