DE303806C

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Publication number: DE303806C
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Bei dem Verfahren zur Dämpfung schwingender Bewegungen von Körpern nach dem Patent 302527 werden die dämpfenden Kräfte durch die Bewegung von Massen, Flügeln oder anderen Organen erzeugt, die durch einen besonderen Antrieb bewegt werden, und zwar erfolgt . diese Bewegung durch Kräfte, die durch eine Steuervorrichtung so geregelt werden, daß sie den Massen oder Flügeln eine der momentanen Geschwindigkeit der Schwingungsbewegung des Körpers entsprechende Stellung zu erteilen suchen. Falls, wie z. B. bei drehbaren Rudern, die zu bewegenden Organe im Verhältnis zu den zu erzeugenden Kräften nur geringe Masse haben, wird ihre Bewegung ohne weiteres entsprechend den auf sie ausgeübten, bewegenden und einstellenden Kräften verlaufen. Wenn dagegen z. B. hin und her bewegte Gewichte zur Erzeugung der dämpfenden Kräfte durch Schwerkraft verwendet werden sollen, die eine beträchtliche Masse besitzen, so werden diese Gewichte den auf sie ausgeübten Kräften nicht sofort folgen, sondern ihre Bewegung wird infolge der Massenträgheit und infolge der beträchtlichen Bewegungswiderstände (Dämpfung) eine gewisse Verzögerung gegenüber der beabsichtigten Bewegung aufweisen. Man kann dann die wirkliche Bewegung der Gewichte als dieIn the process of damping oscillating movements of bodies according to the Patent 302527 describes the damping forces caused by the movement of masses, wings or other organs that are moved by a special drive, namely he follows . this movement is regulated by forces that are controlled by a control device be that they give the masses or wings one of the momentary speed of the vibratory motion seek to give the body the appropriate position. If, such as B. in rotating oars, the organs to be moved have only small mass in relation to the forces to be generated, theirs will Movement readily corresponds to those exerted, moving, and adjusting Forces run. If, however, z. B. reciprocating weights to generate the damping forces should be used by gravity, which is a considerable Have mass, these weights will not immediately follow the forces exerted on them, but their motion is due to the inertia and due to the considerable Movement resistance (damping) a certain delay compared to the intended Exhibit movement. One can then see the real movement of the weights as that

3Q resultierende von zwei Teilbewegungen auffassen, von denen die eine mit der beabsichtigten Bewegung phasengleich ist, während die andere um */₄ Periode hinter ihr zurückbleibt.3Q resulting conceive of two partial movements, of which one is in phase with the intended movement, while the other remains at * / ₄ period behind her.

Fig. ι stellt ein Vektordiagramm dar, worin OY der Vektor der Geschwindigkeit der Schwingungsbewegung des Körpers und OX der infolge der Massenträgheit tun den Zeitwinkel φ hinter OY zurückbleibende Vektor der wirklichen Bewegung der Massen ist. OX kann in die beiden Komponenten OV, in Richtung von OY fallend, und OW, senkrecht zu OY, zerlegt werden. Nur die Komponente OV liefert dann dämpfende Kräfte, während OW für die Dämpfung wirkungslos bleibt. Die Wirksamkeit der Einrichtung wird also durch diese von der Massenträgheit herrührende Verzögerung der Bewegung 'im Verhältnis von OV: OX vermindert.Fig. Ι shows a vector diagram, in which OY is the vector of the speed of the vibrational movement of the body and OX is the vector of the real movement of the masses that remains behind OY due to the inertia of the time angle φ. OX can be broken down into the two components OV, falling in the direction of OY , and OW, perpendicular to OY. Only the component OV then supplies damping forces, while OW remains ineffective for damping. The effectiveness of the device is therefore reduced by this delay in movement resulting from the inertia in the ratio of OV: OX .

Um diese schädliche Verzögerung in der Bewegung der Gewichte genügend klein zu halten, ist es erforderlich, die bewegenden Kräfte so groß zu machen, daß sie die Massenträgheit möglichst weit überwiegen. Dies führt aber bei großen Massen und besonders bei Schwingungen mit hoher Frequenz, bei denen die Massen besonders stark beschleunigt werden müssen, zu sehr großen Kräften und zu entsprechend großen, schweren und kostspieligen Antriebsvorrichtungen. Durch das nachstehend beschriebene Verfahren wird es dagegen möglich, ohne Erhöhung der von der Antriebsvorrichtung zu liefernden Kraft eineTo make this harmful delay in the movement of the weights small enough hold, it is necessary to make the moving forces so great that they reduce the inertia predominate as far as possible. But this leads to large masses and especially in the case of vibrations with a high frequency, in which the masses accelerate particularly strongly have to become very large forces and correspondingly large, heavy and expensive Drive devices. Using the procedure below, it becomes on the other hand possible without increasing the force to be supplied by the drive device

wesentliche Verminderung oder gänzliche Beseitigung der Phäsenverzögerung in der Bewegung der Massen zu erzielen, und zwar wird diese Wirkung dadurch erreicht, daßsubstantial reduction or total elimination of phase lag in motion to achieve the masses, and this effect is achieved in that

• 5 außer der nach dem Verfahren des Hauptpatents 302527 erzeugten Hauptantriebskraft eine zusätzliche Hilfsantriebskraft auf die bewegten Massen ausgeübt wird, die gegen die Hauptkraft phasenverschoben ist. Durch diese zusätzliche Antriebskraft wird eine zusätzliche Bewegung der Massen hervprgerpfen, welche• 5 except for the process of the main patent 302527 generated main driving force an additional auxiliary driving force on the moved Masses is exerted, which is out of phase with the main force. Through this additional Driving force will produce an additional movement of the masses, which

, gegen deren ursprüngliche Bewegung ebenfalls phasenverschoben ist, und welche die schäd-whose original movement is also out of phase, and which the damaging

■ liehe Phasenverzögerung durch die Massenträgheit ganz oder teilweise wieder aufhebt. Dabei ist es nicht erforderlich, daß für die Erzeugung dieser Hilfskraft eine besondere Antriebsvorrichtung vorgesehen wird; vielmehr kann zweckmäßig die für die Hauptantriebskraft bestimmte Vorrichtung zugleich zur Erzeugung der Hilfskraft benutzt werden, in dem sie so gesteuert wird, daß sie die Resultierende von Haupt- und Hilfskraft entwickelt. Die durch dieses Verfahren erzielbare Verbesserung in der Bewegung der Massen wird nachstehend an einigen Beispielen näher erläutert. ■ borrowed phase delay due to inertia cancels again in whole or in part. It is not necessary that for the A special drive device is provided to generate this auxiliary power; much more can expediently the device intended for the main driving force at the same time for generating the auxiliary worker, in which she is controlled so that she is the resultant Developed by main and auxiliary workers. The improvement that can be achieved by this process in the movement of the masses is explained in more detail below using a few examples.

Fig. 2 stellt ein Vektordiagramm für die Bewegung einer Dämpfungsmasse dar, die nur durch die nach dem Verfahren des Hauptpaterits 302527 erzeugte Hauptkraft angetrieben wird. OX ist der Vektor für den Ausschlag χ der Masse aus ihrer Mittellage; dann ist OX' der Vektor für die Geschwindigkeit der Massen, da die Geschwindigkeit dem Ausschlag um ^x/₄ Periode vorauseilt, und OX" ist der Vektor der Beschleunigung der Massen, da die Beschleunigung gegen den Ausschlag Um ^x\_% Periode phasenverschoben ist.2 shows a vector diagram for the movement of a damping mass which is driven only by the main force generated according to the method of main paterite 302527. OX is the vector for the deflection χ of the mass from its central position; then OX 'is the vector for the speed of the masses, since the speed leads the deflection by ^x / ₄ period, and OX " is the vector of the acceleration of the masses, since the acceleration is phase-shifted by ^x \ _{% period with respect to the deflection.}

Die Massenbeschleunigungskraft hat die Phase der Beschleunigung; ihr Vektor sei OB. Ferner ist die Bewegung der Massen mit natürlichen oder künstlichen Widerständen (Dämpfung) behaftet, die wir als der Geschwindigkeit der Bewegung der Massen proportional annehmen können ; der Vektor dieser Dämpfung fällt also in Richtung von OX'; seine Größe sei OD. Ferner. werden die Massen im allgemeinen so angeordnet sein, daß bei ihrer Verschiebung aus der Mittellage, eine dieser Verschiebung proportionale Richtkraft entsteht, die sie in die Mittellage zurückzubringen sucht (z. B. durch Krümmung der Bahn, wie bei Fig. 3 und 4 des Hauptpatents). Diese Richtkraft ist demnach proportional und phasengleich dem Ausschlag χ; ihr Vektor sei AO. Die Resultierende von OB und OA ist OC, wenn BC = OA gemacht ist; die Resultierende von OC und OD ist OE. OE .ist somit die Resultierende von OA, OB und OD, und die durch die Antriebsvorrichtung zu liefernde Kraft muß demnach OE entgegengesetzt gleich sein, damit die Summe aller Kräfte null wird und die durch das Vektordiagramm Fig. 2 dargestellte Bewegung wirklich zustande kommt. Wenn also OE über O hinaus um sich selbst verlängert wird bis K, so muß der Vektor der Antriebskraft gleich OK sein.The mass acceleration force has the phase of acceleration; its vector is OB. Furthermore, the movement of the masses is subject to natural or artificial resistance (damping), which we can assume to be proportional to the speed of the movement of the masses; the vector of this damping therefore falls in the direction of OX '; its size is OD. Further. the masses will generally be arranged so that when they are shifted from the central position, a directional force proportional to this displacement arises, which tries to bring them back into the central position (e.g. by curving the path, as in Fig. 3 and 4 of the main patent ). This straightening force is therefore proportional and in phase with the deflection χ; its vector is AO. The resultant of OB and OA is OC when BC = OA ; the resultant of OC and OD is OE. OE .is the resultant of OA, OB and OD, and the force to be supplied by the drive device must therefore be equal and opposite to OE , so that the sum of all forces becomes zero and the movement represented by the vector diagram in FIG. 2 really comes about. If OE is extended by itself beyond O to K, then the vector of the driving force must be equal to OK .

Nun. ist die nach dem Verfahren des Hauptpatents erzeugte Antriebskraft proportional dem Unterschied zwischen dem Ausschlag, den die Gewichte bei genau richtiger Bewegung haben würden, wenn sie keine Massenträgheit und keine Dämpfung hätten — er sei mit y bezeichnet ■—, und dem Ausschlag λ;, den sie infolge der Massenträgheit wirklich· haben. Denn je größer die Abweichung y-x wird, um so weiter öffnet z. B. bei hydraulischem Antrieb der Steuerschieber die Einlaßkanäle für die Druckflüssigkeit (ζ. B. Schieber (9) in Fig. ι des Hauptpatents), und um so größer wird also der Druck im Antriebszylinder und damit die Antriebskraft. Die für y-x = 1 entstehende Antriebskraft sei mit P bezeichnet; dann ist die Größe der Antriebskraft, die bei einer beliebigen Abweichung zwischen y und χ auftritt, gleich P (y-x). Der Vektor der Antriebskraft kann also als die geometrische Differenz der beiden Einzelvektoren Py und Px dargestellt werden. Px ist dem wirklichen Ausschlag der Massen proportional, sein Vektor fällt also in die Richtung OX; die Länge des Vektors sei OH. Der Vektor der Antriebskraft P (y-x) muß nach Größe und Richtung gleich OK sein, damit die Summe aller Kräfte null wird; dann ergibt sich die erforderliche Größe und Richtung des Vektors Py aus dem Parallelogramm der Vektoren zu OS. OS gibt also die Richtung des Vektors für die genau richtige Stellung, die das Gewicht ohne Masse und Dämpfung einnehmen würde, und der Winkel q) ist die durch die Massenträgheit und die Dämpfung verursachte Verzögerung der Massen gegenüber der beabsichtigten richtigen Stellung. Da die richtige Stellung der Geschwindigkeit der Schwingungsbewegung des schwingenden Körpers phasengleich ist, ergibt OS zugleich die Richtung OY dieser Geschwindigkeit.So. is the driving force generated according to the method of the main patent proportional to the difference between the deflection that the weights would have if they were moved exactly right if they had no inertia and no damping - let us denote it with y ■ -, and the deflection λ; den they really have due to the inertia. Because the greater the deviation yx , the wider z opens. B. with hydraulic drive of the control slide the inlet channels for the pressure fluid (ζ. B. slide (9) in Fig. Ι of the main patent), and so the greater the pressure in the drive cylinder and thus the driving force. Let the driving force arising for yx = 1 be denoted by P; then the magnitude of the driving force that occurs for any deviation between y and χ is equal to P (yx). The vector of the driving force can therefore be represented as the geometric difference between the two individual vectors Py and Px. Px is proportional to the real deflection of the masses, so its vector falls in the direction OX ; the length of the vector is OH. The vector of the driving force P (yx) must be equal in magnitude and direction OK, so that the sum of all forces is null; then the required size and direction of the vector Py results from the parallelogram of the vectors to OS. OS gives the direction of the vector for the exactly correct position that the weight would assume without mass and damping, and the angle q) is the delay of the masses compared to the intended correct position caused by the inertia and the damping. Since the correct position of the speed of the oscillating movement of the oscillating body is in phase, OS also gives the direction OY of this speed.

In Fig.. 3 ist dagegen das Vektordiagramm für dieselbe Masse dargestellt für den Fall, daß außer der Hauptantriebskraft noch eine gegen diese in geeigneter Weise phasenverschobene Hilfskraft auf die Massen einwirkt, und zwar ist beispielsweise angenommen, daß diese Hilfskraft proportional der augenblicklichen Beschleunigung der Schwingungsbewegung des schwingenden Körpers ist. Da die Beschleunigung der Geschwindigkeit um i/₄ Periode voreilt, steht der Vektor dieser Hilfskraft senkrecht auf dem Vektor der mit der Geschwindigkeit des schwingendenIn Fig. 3, on the other hand, the vector diagram for the same mass is shown for the case that, in addition to the main driving force, an auxiliary force, appropriately phase-shifted against it, acts on the masses, and it is assumed, for example, that this auxiliary force is proportional to the instantaneous acceleration of the oscillatory movement of the vibrating body. Since the acceleration of the speed by i / ₄ leads period is the vector of this auxiliary force perpendicular to the vector of the speed of the oscillating

Körpers zusammenfallenden richtigen Stellung . der Massen. Die Vektoren des Ausschlags der Massen OA, der Dämpfung OD und der Beschleunigung OB, sowie der resultierende Vek-S tor OE sind dieselben wie in Fig. 2. Die resultierende Antriebskraft muß also wieder gleich OK gemacht werden, und der Vektor OS, die Differenz von OH und OK, gibt die Richtung des Ausschlags für die masselosen Gewichte.Body coinciding correct posture. of the masses. The vectors of the deflection of the masses OA, the damping OD and the acceleration OB, as well as the resulting vector S tor OE are the same as in Fig. 2. The resulting driving force must therefore be made equal to OK again, and the vector OS, the difference from OH and OK, indicates the direction of the deflection for the massless weights.

OS besteht jetzt aber aus zwei aufeinander senkrecht stehenden Komponenten, nämlich der der Hauptantriebskraft entsprechenden OT, die der Geschwindigkeit der Schwingungsbewegung des Körpers phasengleich ist, und _ 15¹ der der Hilfskraft entsprechenden TS, die der Beschleunigung des Körpers phasengleich ist. Da die beiden aufeinander senkrecht stehen müssen, sind sie Sehnen in den, über OS beschriebenen Halbkreis. Die Phasenverzögerung der wirklichen Stellung der Gewichte OX gegen die Stellung, welche die masselosen Gewichte unter dem Einfluß der resultierenden Antriebskraft einnehmen würden, ist gleich Winkel SOH = φ, die Verzögerung gegen die Stellung, die der Hauptantriebskraft entspricht, d. i. gegen die beabsichtigte günstigste Stellung, ist aber nur noch gleich £_ HOT = ψ, weil infolge der zusätzlichen Hilfskraft ST die der resultierenden Antriebskraft entsprechende Stellung OS der der Haupt-, antriebskraft entsprechenden OT bzw. OY um den Winkel SOT voreilt. Die Phasenverschiebung ist also auf einen kleinen Bruchteil derjenigen im Fall der Fig. 2 zurückgegangen. Durch weitere Verstärkung der Hilfskraft gegenüber der Hauptkraft, die sich im Vektordiagramm durch eine Vergrößerung von ST und eine.entsprechende Verkleinerung von OT darstellt, ist es ohne weiteres möglieh, die Nacheilung ganz zum Verschwinden zu bringen, oder sogar eine Voreilung der Massen zu erzielen, falls dies aus irgendeinem Grunde wünschenswert erscheint. . Dabei ist die von der Antriebsvorrichtung zu leistende resultierende Kraft gleich der vektoriellen .Summe von HO, OT und TS, d. i. gleich SH = OK, als gerade so groß, wie bei dem in Fig. 2 dargestellten Fall.OS is now however of two mutually perpendicular components, namely the main driving force corresponding OT, which is in phase with the speed of the oscillatory movement of the body, and _ 15 ¹ of the assist power corresponding TS, which is in phase with the acceleration of the body. Since the two must be perpendicular to each other, they are tendons in the semicircle described by OS. The phase delay of the actual position of the weights OX against the position which the massless weights would assume under the influence of the resulting drive force is equal to the angle SOH = φ, the delay against the position that corresponds to the main drive force, i.e. against the intended most favorable position, is only equal to £ _ HOT = ψ, because as a result of the additional auxiliary force ST, the position OS corresponding to the resulting drive force leads the OT or OY corresponding to the main drive force by the angle SOT . The phase shift is so that a small fraction in the case of Fig. 2 decreased. By further strengthening the auxiliary force compared to the main force, which is represented in the vector diagram by an enlargement of ST and a corresponding reduction in OT, it is easily possible to make the lag completely disappear, or even to achieve an advance of the masses, if for any reason this appears desirable. . The resulting force to be produced by the drive device is equal to the vectorial sum of HO, OT and TS, ie, SH = OK, as just as great as in the case shown in FIG.

Da der Ausschlag gegen die Beschleunigung um ¹J_n Periode phasenverschoben ist, oder mit anderen Worten, der Beschleunigung entgegengesetzt .phasengleich ist, kann die der Beschleunigung proportionale Hilfskraft auch ganz oder zum Teil durch eine dem Ausschlag der Schwingungsbewegung des Körpers proportionale Kraft ersetzt werden/ wenn dabei in bekannter Weise eine Umkehrung der Kraftrichtung bewirkt wird.Since the deflection against the acceleration is ^{phase-shifted by 1} J _n period, or in other words, the acceleration is opposite in phase, the auxiliary force proportional to the acceleration can also be replaced wholly or in part by a force proportional to the deflection of the vibrational movement of the body / if a reversal of the direction of force is effected in a known manner.

Ein weiteres Beispiel dafür, wie durch die Erzeugung einer zusätzlichen gegen die Hauptkraft pharenverschobenen Hilfskraft eine Verbesserung der Bewegung der Massen und damit der Dämpfungswirkung erzielt wird, ist in den Fig. 4 bzw. 5 durch Vektordiagramme .erläutert. Hierbei wird eine Hilfskraft erzeugt, die der Geschwindigkeit der Massen selbst proportional ist.. Die Anwendung dieser Hilfskraft ist besonders zweckmäßig in solchen Fällen, in denen eine starke Dämpfung der Eigenschwingungen der bewegten Massen erwünscht ist. Wie bekannt, muß bei dem Antrieb beweglicher Massen, die mit beständig und unregelmäßig wechselnder Geschwindigkeit und Richtung bewegt werden sollen, eine Dämpfung vorgesehen werden, um sekundäre Eigenschwingungen der Massen um ihre jeweilige Gleichgewichtslage zu verhindern oder wenigstens möglichst schnell zum Verschwinden zu bringen. ' Diese Dämpfung muß dann be- · sonders kräftig sein, wenn es sich um sehr unregelmäßige Schwingungen handelt, wie z. B. vielfach bei den Rollbewegungen von Schiffen, und sie muß unter sonst gleichen Umständen um so stärker sein, je stärker die auf die Massen einwirkenden antreibenden Kräfte sind. Es muß also z. B. in Fig. 2 der Vektor der Dämpfung OD hinreichend groß im Verhältnis zu dem der Kraft P proportionalen Vektor OH stehen, und wenn man versuchen wollte, die Phasenverschiebung ψ go gegenüber dem Diagramm nach Fig. 2 dadurch zu verkleinern, daß man die Kraft P vergrößert, so müßte man, um die Dämpfung der Eigenschwingungen nicht zu verschlechtern,Another example of how an improvement in the movement of the masses and thus the damping effect is achieved by generating an additional auxiliary force phar-shifted against the main force is explained in FIGS. 4 and 5 by vector diagrams. Here, an auxiliary force is generated which is proportional to the speed of the masses themselves. The use of this auxiliary force is particularly useful in those cases in which a strong damping of the natural vibrations of the moving masses is desired. As is known, when moving masses that are to be moved with constantly and irregularly changing speed and direction, damping must be provided in order to prevent secondary natural oscillations of the masses around their respective equilibrium position or at least to make them disappear as quickly as possible. This damping must be particularly strong when it comes to very irregular vibrations, such as B. often in the rolling movements of ships, and under otherwise the same circumstances it must be the stronger, the stronger the driving forces acting on the masses. So it must z. B. in Fig. 2, the vector of the attenuation OD are sufficiently large in relation to the vector OH proportional to the force P , and if you wanted to try to reduce the phase shift ψ go compared to the diagram of FIG. 2 by reducing the force If P increases, one would have to, in order not to worsen the damping of the natural oscillations,

j gleichzeitig die Dämpfung der Bewegung der Massen in entsprechendem Grade erhöhen. Wenn man also z. B. statt der Kraft P, wie bei dem in Fig. 2 dargestellten Fall, die größere Kraft P' wählt, so daß an Stelle des Vektors OH = Px der Fig. 2 der größere Vektor OH' == P'x tritt (Fig. 4), so würde man zugleich auch die Dämpfung OD etwa auf OD' vergrößern müssen, und man würde demnach das durch. Fig. 4 gegebene Vektordiagramm erhalten. (Des leichteren Vergleichs halber ist das Diagramm Fig. 2 in Fig. 4 mit gestrichelten Linien nochmals eingezeichnet, soweit es sich von dieser Figur unterscheidet.) Wenn OD z. B. der Dämpfung entspricht, die durch die natürlichen 'Bewegungs widerstände der Massen entsteht, so müßte der Zuwachs DD' in bekannter Weise durch Anbringen- einer zusätzlichen künstlichen Dämpfungseinrichtung hervorgebracht werden. Durch die Vergrößerung von P auf P' würde dann zwar immer noch eine Verminderung der Phasenverschiebung von φ auf φ' erreicht werden; gleichzeitig würde aber die Von der Antriebsvorrichtung zu leistende Kraft von OK auf OK', also ganz beträchtlich, anwachsen.j at the same time increase the damping of the movement of the masses to a corresponding extent. So if you z. B. instead of the force P, as in the case shown in Fig. 2, selects the greater force P ' , so that the greater vector OH' == P'x occurs in place of the vector OH = Px of Fig. 2 (Fig . 4), one would at the same time also have to increase the attenuation OD to about OD ' , and that would therefore be done through. Fig. 4 given vector diagram. (For the sake of easier comparison, the diagram in FIG. 2 is shown again in FIG. 4 with dashed lines, insofar as it differs from this figure.) If OD z. B. corresponds to the damping that arises from the natural 'resistance to movement of the masses, the increase DD' would have to be produced in a known manner by attaching an additional artificial damping device. Increasing P to P ' would then still reduce the phase shift from φ to φ'; at the same time, however, the force to be provided by the drive device would increase from OK to OK ', that is to say quite considerably.

Wenn dagegen zu der Hauptantriebskraft eine zusätzliche Hilfskraft hinzugefügt wird,On the other hand, when to the main driving force an additional assistant is added,

die der Geschwindigkeit der Bewegung der Massen proportional ist, so wird dieselbe Verbesserung der Phase wie in Fig. 4 erzielt, aber ohne jede Vergrößerung der von der Antriebsvorrichtung zu leistenden Gesamtkraft, wie das Diagramm Fig. 5 erkennen läßt. Hierbei braucht nämlich die Dämpfung der Bewegung der Massen nicht künstlich vergrößert zu werden, wenn die durch die Antriebsvorrichtung gelieferte Hilfskraft der zusätzlichen Dämpfungskraft DD' der Fig. 4 gleich gemacht wird. Denn die Dämpfung ist ja nichts anderes, als eine der Geschwindigkeit der Bewegung proportionale und ihr entgegengesetzt gerichtete Kraft; sie kann also in ihrer Wirkung auf die Eigenschwingungen der bewegten Massen durch die neue zusätzliche Hilfskraft, . die dieselbe Phase und Richtung hat, vollständig ersetzt werden. . Der Vektor der Dämpfung OD ist daher in Fig. 5 ebenso groß wie in Fig. 2, und die von der Antriebsvorrichtung zu liefernde Gesamtkraft ist, wie in Fig. 2, gleich OK. OK ist die geometrische Differenz von OH' und OR, und OR muß sich zusammensetzen aus dem der zusätzlichen Hilfskraft entsprechenden, der Geschwindigkeit der Massen phasengleichen Vektor RS' = DD' und dem der Hauptkraft entsprechenden, der Geschwindigkeit des schwingenden Körpers phasengleichen Vektor, der sich demnach zu OS' ergibt. Die Richtung dieses Vektors, OY, ist somit ebenso wie in Fig. 4 die des Vektors für die Geschwindigkeit des schwingenden Körpers, und die Phasenverzögerung der Masse ist, wie in Fig. 4, nur noch gleich Α. HO S' = φ'. Es ist somit infolge der Hinzufügung der Hilfskraft DD' = RS' mit derselben Gesamtantriebskraft OK wie in Fig. 2 dieselbe Verkleinerung der Phasenverzögerung erzielt, zu der in Fig. 4 die wesentlich größere Antriebskraft OK' erforderlich war. Selbstverständlich können auch die beiden in Fig. 3 und 5 erläuterten Verfahren miteinander kombiniert werden, d. h., es kann gleichzeitig neben der Hauptantriebskraft eine zusätzliche Hilfskraft proportional der Beschleunigung des schwingenden Körpers und eine zweite proportional der Geschwindigkeit der bewegten Dämpfungsmassen erzeugt werden.which is proportional to the speed of movement of the masses, the same improvement in phase is achieved as in FIG. 4, but without any increase in the total force to be provided by the drive device, as the diagram in FIG. 5 shows. This is because the damping of the movement of the masses does not need to be artificially increased if the auxiliary force supplied by the drive device is made equal to the additional damping force DD 'of FIG. For the damping is nothing else than a force proportional to the speed of the movement and directed in the opposite direction; In its effect on the natural vibrations of the moving masses, it can therefore be influenced by the new additional auxiliary force,. which has the same phase and direction should be completely replaced. . The vector of the damping OD is therefore the same in FIG. 5 as in FIG. 2, and the total force to be supplied by the drive device is, as in FIG. 2, equal to OK. OK is the geometric difference between OH ' and OR, and OR must be composed of the vector RS' = DD ' corresponding to the additional auxiliary force, in phase with the velocity of the masses and the vector RS' = DD 'corresponding to the main force, in phase with the velocity of the vibrating body, which is in phase therefore results in OS ' . The direction of this vector, OY, is thus, as in FIG. 4, that of the vector for the speed of the vibrating body, and the phase delay of the mass is, as in FIG. 4, only Α. HO S ' = φ'. It is thus achieved due to the addition of the assist power DD '= R' having the same total drive force OK in Fig. 2, the same reduction of the phase delay that is substantially greater driving force OK was necessary to that in Fig. 4 '. Of course, the two methods explained in FIGS. 3 and 5 can also be combined with one another, ie, in addition to the main drive force, an additional auxiliary force proportional to the acceleration of the vibrating body and a second proportional to the speed of the moving damping masses can be generated at the same time.

Es wird dann bei sehr starker Dämpfung der schädlichen Eigenschwingungen ein fast vollständiges Verschwinden der Phasenverzögerung in der Bewegung der Gewichte ohne Vergrößerung der antreibenden Gesamtkraft erzielt.With very strong damping of the harmful natural vibrations, it then becomes an almost complete one Disappearance of the phase delay in the movement of the weights without enlargement the total driving force achieved.

Eine beispielsweise Ausführungsform zur Verwirklichung des Verfahrens mit einer zusätzlichen Hilfskraft, die der Beschleunigung der Schwingungsbewegung des schwingenden Körpers proportional ist, zeigt Fig. 6 im Aufriß und Fig. 7 im Grundriß, und zwar in der Anwendung auf die Dämpfung der Rollbewegungen von Schiffen. Zum Antrieb, der (in den Figuren nicht dargestellten) Dämpfungsmasse dient beispielsweise der hydraulisch betriebene Kolben 1 (Fig. 7), der in bekannter Weise durch den Steuerschieber 2 gesteuert wird. Die Bewegung des Steuerschiebers 2 erfolgt einerseits durch den nach Fig. 8 und 9 des Hauptpatents angeordneten Kreisel 3 mittels des am Kreiselrahmen 4 sitzenden Arms 5 und durch die Stange 6, den Rückführungshebel 7, die Stange 8 und den Hebel 9, andererseits durch den Kolben 10 des Zylinders 11, der ebenfalls durch eine Stange mit dem Hebel 9 verbunden ist. Der Kreisel 3 bewegt in der durch das'Hauptpatent bekannten Weise den Steuerschieber 2 so, daß der hydraulische Kolben 1 die Dämpfungsmassen proportional der momentanen Geschwindigkeit der Rollbewegungeii des Schiffs zu verschieben sucht; er erzeugt somit die Hauptantriebskraft. Der Zylinder 11 steht durch die Rohrleitungen 12 und 13 mit den beiden Enden der schleifenförmig gestalteten, mit Flüssigkeit gefüllten Röhre 14 in Verbindung, so daß die an den Enden der Röhre auftretenden Druckunterschiede auf den Kolben 10 einwirken. Solche Druckunterschiede werden immer dann eintreten, wenn das Schiff eine beschleunigte Drehbewegung um seine wagerechte Längsachse ausführt. Denn, wenn z. B. eine solche beschleunigte Drehbewegung um die durch den Punkt 15 gehende Achse in -Richtung des Pfeiles 16 stattfindet?, so sucht die Flüssigkeit in der Röhre infolge ihrer Massenträgheit zurückzubleiben und relativ zur Röhre in Richtung der Pfeile 17, 18, 19 und 20 zu fließen. Es entsteht also auf der linken Seite des Kolbens 10 Überdruck und auf der rechten Seite Unterdruck; der Kolben 10 erfährt stets eine der momentanen Drehbeschleunigung des Schiffs proportionale Druckdifferenz. Die Stange des Kolbens 10 wird durch die Feder 21 gehalten, die ihn in seiner Mittellage zu erhalten sucht; der Kolben 10 wird demnach unter dem gleichzeitigen Einfluß der in der Röhre 14 erzeugten Druckdifferenz und der Federkraft der Feder 21 eine Bewegung ausführen, die der momentanen Beschleunigung der Rollbewegung des Schiffs proportional ist. Diese Bewegung wird durch den Hebel 9 auf den Steuerschieber 2 übertragen, und da der auf den Kolben 1 wirkende Druck mit der Verschiebung des Steuerschiebers 2 zu- und abnimmt, so ist auch die durch den Kolben 1 auf die Dämpfungsmassen ausgeübte Antriebskraft proportional der momentanen Rollbeschleunigung des Schiffs. Es wird also auf diese Weise die verlangte zusätzliche Hilfskraft erzeugt. Da Kreisel 3 und Kolben 10 gleichzeitig in Tätigkeit treten, macht der Steuerschieber 2 die aus beidenAn example embodiment for realizing the method with an additional Auxiliary force, which is proportional to the acceleration of the oscillating movement of the oscillating body, is shown in elevation in FIG. 6 and FIG. 7 in plan, specifically in application to the damping of the rolling movements of ships. The hydraulically operated one, for example, serves to drive the damping mass (not shown in the figures) Piston 1 (Fig. 7), which is controlled in a known manner by the control slide 2 will. The movement of the control slide 2 takes place on the one hand by the according to FIGS. 8 and 9 of the main patent arranged gyro 3 by means of the gyro frame 4 seated Arms 5 and through the rod 6, the return lever 7, the rod 8 and the lever 9, on the other hand through the piston 10 of the cylinder 11, which is also through a Rod is connected to the lever 9. The gyro 3 moves in the through the main patent known manner the control slide 2 so that the hydraulic piston 1 the Damping masses proportional to the current speed of the rolling movementeii seeks to move the ship; it thus generates the main driving force. The cylinder 11 stands through the pipes 12 and 13 with the two ends of the loop-shaped, with liquid-filled tube 14 in connection, so that the at the ends of the Pressure differences occurring in the tube act on the piston 10. Such pressure differences will always occur when the ship makes an accelerated turning motion executes around its horizontal longitudinal axis. Because if z. B. an accelerated one Rotary movement around the axis passing through point 15 in the direction of arrow 16 takes place ?, the liquid tries to remain in the tube due to its inertia and to flow relative to the tube in the direction of arrows 17, 18, 19 and 20. It arises so on the left side of the piston 10 overpressure and on the right side negative pressure; the piston 10 always experiences one of the instantaneous angular acceleration of the ship proportional pressure difference. The rod of the piston 10 is held by the spring 21, which seeks to keep it in its central position; the piston 10 is therefore under the simultaneous Influence of the pressure difference generated in the tube 14 and the spring force of the spring 21 perform a movement that corresponds to the instantaneous acceleration of the ship's roll motion is proportional. This movement is transmitted through the lever 9 to the control slide 2, and since the pressure acting on the piston 1 increases with the displacement of the control slide 2 increases and decreases, so is the effect of the piston 1 on the damping masses exerted propulsive force proportional to the current roll acceleration of the ship. It In this way, the required additional assistant is generated. Since roundabout 3 and piston 10 are activated at the same time, the spool 2 makes the two

Einzelverstellungen resultierende Bewegung und erzeugt die aus Haupt- und Hilfskraft resultierende Antriebskraft, entsprechend dem Vektordiagramm Fig. 3. Selbstverständlich könnte statt des hydraulischen Kolbens 1 auch irgend eine andere Kraftmaschine Verwendung finden, z. B. eine rotierende Kolbendampfmaschine, eine Dampfturbine oder ein Elektromotor; an die. Stelle des Steuer-Schiebers 2 würde dann das zur Regelung dieser Kraftmaschinen dienende Organ treten. Eine andere Ausführungsform, die ebenfalls eine der Beschleunigung der Schwingungsbewegung proportionale Hilfskraft ergibt, die aber gegenüber der Anordnung nach Fig. 6 und 7 den Vorzug gedrängter Bauart .hat, ist in Fig. 9 im Grundriß und zum Teil in Fig. 9 a in einer Seitenansicht (in Richtung des Pfeils 51 Fig. 9 gesehen) dargestellt. 38 ist der Kreisel, der, wie Kreisel 3 in Fig. 6 und 7, das Steuerorgan für den Antrieb der Dämpfungsmassen . bewegt; er ist in bekannter Weise in dem um eine senkrechte Achse drehbaren Rahmen 39 gelagert, der durch die Federn 40 Und 41 nachgiebig gehalten ist, und an dem die Steuerstange 44 angelenkt ist, die die Bewegung des .Rahmens 39 auf das (in der Figur nicht dargestellte) Steuerorgan überträgt. Die Lager für die senkrechte Dreh-· achse des Rahmens 39 und die Anhängepunkte für die Federn 40 und 41 sind hier jedoch nicht fest im Schiff gelagert, sondern sie sind an einem zweiten (gabelförmig gestalteten) Rahmen 42 (Fig. 9 a) angeordnet, der um eine wagerechte, längsschiffs gerichtete Achse (Zapfen 43) drehbar ist.Movement resulting from individual adjustments and generates the main and auxiliary forces resulting driving force, according to the vector diagram Fig. 3. Of course Instead of the hydraulic piston 1, any other prime mover could also be used find, e.g. B. a rotating piston steam engine, a steam turbine or an electric motor; to the. Position of the control slide 2 would then be the organ that is used to regulate these prime movers. Another embodiment that too an auxiliary force proportional to the acceleration of the oscillation movement results, which but compared to the arrangement according to FIGS. 6 and 7, the advantage of compact design .hat is in Fig. 9 in plan and partly in Fig. 9 a in a side view (in the direction of arrow 51 9 seen). 38 is the gyro which, like gyro 3 in FIGS. 6 and 7, is the control element for driving the damping masses. emotional; he is in that in a well-known way A frame 39 rotatable about a vertical axis is supported by the springs 40 and 41 is held resilient, and on which the control rod 44 is articulated, which the movement of .Rahmens 39 on the (not shown in the figure) control member. The bearings for the vertical axis of rotation of the frame 39 and the attachment points for the springs 40 and 41, however, are not permanently stored in the ship here, but they are arranged on a second (fork-shaped) frame 42 (FIG. 9 a), the is rotatable about a horizontal, fore and aft axis (pin 43).

Neben dem Kreisel 38 ist noch ein Hilfskreisel 45 vorhanden, der in dein Rahmen 46 mit den Federn 47 und 48 in derselben Weise angeordnet ist, wie der Kreisel 3 im Rahmen 4 der Fig. 6 und 7. An. dem Rahmen 46 sitzt.Next to the roundabout 38 is an auxiliary roundabout 45 available, which is in your frame 46 with the springs 47 and 48 in the same way is arranged as the gyro 3 in the frame 4 of FIGS. 6 and 7. An. the frame 46 sits.

' ein Arm 49, der durch die Stange 50 mit dem gabelförmigen Rahmen 42 des ersten Kreisels verbunden ist, so daß jede Drehung des Rahmens 46 um seine senkrechte Drehachse eine Verdrehung des Rahmens 42 um die wagerechte, durch den Zapfen 43 gehende Achse zur Folge hat.'an arm 49 that goes through the rod 50 with the fork-shaped frame 42 of the first gyro is connected, so that each rotation of the frame 46 about its vertical axis of rotation a rotation of the frame 42 by the horizontal axis going through the pin 43 results.

Bei Rollbewegungen des Schiffs schlägt der Rahmen 46 des Hilfs kreiseis 45 in bekannter Weise proportional der momentanen Rollgeschwindigkeit des Schiffs aus. Solange die Rollbewegung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit, also ohne Beschleunigung abläuft, wird sich der Ausschlag des Rahmens 46 nicht verändern; sobald aber eine Beschleunigung der Rollbewegung und somit eine Veränderung der Rollgeschwindigkeit eintritt, wird sich entsprechend der Ausschlag des Rahmens 46 ändern. Die Änderung seines Ausschlags, d. i. seine Geschwindigkeit, ist also der momentanen-Beschleunigung der Rollbewegung des Schiffs proportional. Durch die Stange 50 wird die Drehung des Rahmens 46 auf den zweiten Rahmen 42 des Hauptkreisels 38 übertragen; auch dieser letztere erfährt also relativ zum Schiff eine Verdrehung, deren Geschwindigkeit der momentanen Beschleunigung der Rollbewegungen proportional ist. Zufolge dieser Verdrehung übt der Kreisel 38 auf den Rahmen 39 in bezug auf dessen senkrechte Drehachse ein Moment aus, das der Geschwindigkeit dieser Drehung, also der Beschleunigung der Rollbewegung proportional ist. Unter dem Einfluß dieses Drehmoments und der Federn 40 und 41 führt der Rahmen 39 demnach eine Bewegung proportional der Beschleunigung der Rollbewegung des Schiffs aus, die durch die Stange 44 auf das Steuerorgan und damit auf die Dämpfungsmassen selbst übertragen wird; es wird auf diese Weise also die verlangte Hilfsantriebskraft erzeugt.When the ship rolls, the frame 46 of the auxiliary circle 45 suggests in a well-known Report proportionally to the current roll speed of the ship. As long as the Rolling motion takes place at a constant angular velocity, i.e. without acceleration, the deflection of the frame 46 will not change; but as soon as an acceleration the rolling movement and thus a change in the rolling speed occurs change according to the deflection of the frame 46. The change in its deflection, d. i. its speed, therefore, is the instantaneous acceleration proportional to the roll of the ship. By the rod 50, the rotation of the frame 46 is on the transmit second frame 42 of main gyro 38; the latter also experiences relatively a twist to the ship, the speed of which is proportional to the current acceleration of the rolling movements. As a result this rotation exercises the gyro 38 on the frame 39 with respect to its vertical The axis of rotation has a moment that corresponds to the speed of this rotation, i.e. the acceleration is proportional to the rolling motion. Under the influence of this torque and the Springs 40 and 41, the frame 39 accordingly performs a movement proportional to the acceleration the rolling motion of the ship, which is caused by the rod 44 on the control element and thus on the damping masses itself is transmitted; in this way it becomes the required auxiliary driving force generated.

Außer der relativen Verdrehung gegenüber dem Schiff um den Zapfen 43 macht der Kreisel 38 aber auch die absolute Rolldrehung des ganzen Schiffs mit, und er erteilt daher seinem Rahmen 39 auch in bekannter Weise einen Ausschlag proportional der momentanen Rollgeschwindigkeit. Die endgültige Bewegung des Rahmens 39 und damit der Steuerstange 44 ist also die Resultierende aus. der Bewegung proportional der Beschleunigung und aus der Bewegung proportional der . Geschwindigkeit der Rollbewegung des Schiffs, ganz ebanco, wie bei der Anordnung nach Fig. 6 und 7; es wird dadurch wieder sowohl die Haupt-, als die Hilfsantriebskraft hervorgerufen.In addition to the relative rotation with respect to the ship around the pin 43 makes the Gyro 38 but also the absolute roll rotation of the whole ship, and it therefore gives its frame 39 also in a known manner a deflection proportional to the instantaneous Roll speed. The final movement of the frame 39 and thus the control rod 44 so the resultant is off. the movement proportional to the acceleration and from the Movement proportional to the. Speed of roll movement of the ship, quite ebanco, like in the arrangement according to FIGS. 6 and 7; it becomes again both the main and the Auxiliary driving force caused.

Statt der direkten mechanischen Kupplung zwischen den Rahmen 42 und 46 durch die Stange· 50 kann zweckmäßig auch eine Über-, tragung mit Hilfe eines Servomotors verwendet werden. Dadurch wird verhindert, daß die Bewegung des Kreisels 45 durch die Widerstände, die sich der Verdrehung des Rahmens 42 um den Zapfen 43 entgegenstellen können, gestört wird.Instead of the direct mechanical coupling between the frames 42 and 46 by the Rod 50 can expediently also use a transmission with the aid of a servomotor will. This prevents the movement of the gyro 45 from being caused by the resistances, which can oppose the rotation of the frame 42 about the pin 43, is disturbed.

In Fig. 8 ist eine Ausführungsform für das Verfahren mit zusätzlicher Hilfskraft proportional der momentanen Geschwindigkeit der Dämpfungsmassen selbst dargestellt. 22 ist der Kreisel für die Steuerung' der Hauptantriebskraft (die Antriebsvorrichtung selbst ist nicht eingezeichnet). Der Rahmen 23 des Kreisels ist, ebenso wie in Fig. 9 der Rahmen 39 des Kreisels 38, in einem zweiten Rahmen 26 gelagert, der um eine. längsschiffs gerichtete Achse drehbar ist. Diese Drehbarkeit ist bei der Anordnung nach Fig. 8 -beispielsweise dadurch erzielt, daß der außen kreisrunde Rahmen 26 durch die drei Rollen 27, 28 und 29 getragen wird. An dem Rahmen 26In Fig. 8 is an embodiment for the Movement with additional auxiliary force proportional to the current speed of the Damping masses shown themselves. 22 is the gyro for the control of the main driving force (the driving device itself is not shown). The frame 23 of the gyro is, as in Fig. 9 of the Frame 39 of the gyro 38, mounted in a second frame 26 which is around a. fore and aft directional axis is rotatable. This rotatability is, for example, in the arrangement according to FIG. 8 achieved in that the externally circular frame 26 is carried by the three rollers 27, 28 and 29. On the frame 26

Claims

sits an arm 30, and a rope 31 engages on this arm, which leads over the guide pulley 32 to the rope drum 33. The cable drum 33 is coupled to the damping masses shown in FIG. 8, for example as a rolling weight 34, in that the larger drum 35, on which the cable 36 attached to the rolling weight 34 runs, is attached to the shaft of the drum 33. The ropes 31 and 36 are kept tensioned by the spring 37. The frame 26 thus executes a rotary movement relative to the hull which is proportional to the movement of the damping weight 34. The gyro 22 thus experiences, in the plane of the ship's rolling movement, on the one hand a rotation proportional to the rolling movement of the ship itself and, on the other hand, a rotation proportional to the movement of the damping mass 34. As a result of the former, it acts on the frame 23 in relation to the ones made by the pins 24 and 25 going axis from a torque which is proportional to the instantaneous speed of rolling of the ship, and as a result of the second rotation it generates a moment which is proportional to the instantaneous speed of the weight 34, and these two torques correspond to the deflections of the in a known manner by springs held frame 23. If the movement of the frame 23 is transmitted approximately in the same way as that of the frame 4 in FIG at the same time both the main drive power and the additional auxiliary power proportional to the speed speed of the damping masses or the "resultant generated by both forces, in accordance with the vector diagram according to Fig. 5. Pat ε nt-Ans ρ rüche:

1. Method for damping oscillating .45 · movements of bodies, especially the Rolling movements of ships, according to the main patent 302527, characterized in that, that on the masses, through whose movement the damping forces are generated, one through the vibratory movement of the body or by the movement of the masses self-controlled or triggered additional auxiliary drive force exerted which is out of phase with the main driving force.

2. The method according to claim 1, characterized in that the additional auxiliary drive force is generated by the same drive device as the main drive force by the drive device the resultant of the main force and the auxiliary force is generated. .

3. The method according to claim i, characterized characterized in that the additional auxiliary driving force corresponding to the acceleration or the amplitude of the vibrational movement of the body increases and decreases or changes direction.

4. The method according to claim 1, characterized in that the additional auxiliary drive force according to the speed of the movement of the masses increases and decreases or changes direction.

5. Device according to claim 1 and 3, characterized in that on the vibrating body a liquid-filled tube (14) is arranged, which in the direction of movement of the vibrational movement of the body is so that at Each acceleration of this oscillating movement leads the liquid in the channel due to its inertia or seeks to remain behind, creating between the ends (12, 13) of the tube a pressure difference arises that is proportional to the momentary acceleration of the body's vibratory motion.

6. Device according to claim 1 and 3 or 4, wherein the movement of the masses controlled by a gyro arranged according to claims 5 and 6 of the main application is, characterized in that the frame of the gyro is mounted in a second frame around a to the axis the vibratory movement of the body is rotatable and parallel axis actuated by the vibratory motion of the body or the motion of the masses Auxiliary device · is driven.

7. Device according to claim 1,3 and 6, characterized in that the auxiliary device for driving the second gyro frame from a gyro (45) with frame (46) or something similar The device consists of the movement of the momentary speed of the oscillating movement of the vibrating body is proportional.

8. Device according to claim 1, 4 and 6, characterized in that the auxiliary device consists of, for. B. a clutch between the second gyro frame and the damping masses, ζ. Β. the ropes (31). and (36) with the cable drums (33) and (35) which control the movement of the damping masses transfers to the frame.

1 sheet of drawings.