DE357116C - Anordnung zur Unterstuetzung eines Koerpers auf einem andern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Unterstützung oder Verbindung, oder Unterstützung und Verbindung von Maschinen, Apparaten oder anderen Körpern in vier Punkten, die nicht notwendig in einer Ebene liegen, in P'ällen, wo diese Punkte das Bestreben haben, sich zueinander in senkrechter Richtung zu der Ebene zu bewegen, in welche diese Punkte ungefähr fallen. Da drei Punkte eine ebene Fläche bestimmen, so ist klar, daß, wenn ein Körper in drei Punkten von einem zweiten Körper unterstützt oder mit ihm verbunden ist, die Stütz- oder Verbindungsfläche des ersten Körpers eine

iS Ebene bleiben wird trotz gegenseitiger Bewegungen der drei Stützpunkte in der Richtung senkrecht zu ihrer Ebene. Infolgedessen werden Formänderungen des zweiten Körpers, die die erwähnten Bewegungen der Stützpunkte bewirken, im ersten Körper keine Biegungs- oder Verdrehungsspannungen hervorrufen. Wenn jedoch die Zahl der Stütz- oder Verbindungspunkte größer als drei ist und diese Punkte der oben beschriebenen Bewegung unterworfen werden, so können sie nicht in derselben Ebene bleiben und infolgedessen wird der erste Körper Biegungs- oder Verdrehungsspannungen ausgesetzt werden.

Der Zweck der Erfindung ist, eine Anordnung zur Unterstützung oder Verbindung '■ eines Körpers in vier Punkten eines zweiten . zu schaffen, bei der durch Bewegungen oder ! Formänderungen des zweiten Körpers keine Biegungs- oder Verdrehungsspannungen im ! -ersten Körper hervorgerufen werden. Nach der Erfindung werden die vier Stütz- oder Verbindungspunkte des zweiten, stützenden Körpers, die im folgenden als primäre Unterstützungspunkte bezeichnet werden sollen, durch Glieder oder Stäbe verbunden, die mit dem stützenden Körper in den besagten Punkten so verbunden sind, daß sie einen viereckigen Rahmen bilden, der eine ebene oder auch eine nicht ebene .Figur sein kann, je nach der gegenseitigen Lage der Punkte. In jedem Verbindungsglied oder -stab wird ein Punkt gewählt, welche unter dem Ausdruck »sekundäre Unterstützungspunkte« zusammengefaßt werden, und diese Punkte sind ebenfalls durch Glieder oder Stäbe verbunden, die einen zweiten Rahmen bilden. Wenn die Verbindungen an den einzelnen Punkten biegsam sind, oder wenn die Stäbe bei Verdrehung um die Längsachse elastisch nachgiebig sind, so wird bei passender Wahl der sekundären Unterstützungspunkte der zweite Rahmen eine ebene Figur sein und wird auch eine ebene Figur bleiben trotz gegenseitiger Bewegung der primären L^Tnterstützungspunkte. Der zweite Rahmen kann also die Grundfläche eines Kör-

pers bilden, den man so stützen will, daß in ihm keine Spannungen infolge von Formänderungen des stützenden Körpers auftreten. Um die Erfindung klar verständlich zu machen, soll sie an der Hand der Zeichnung beschrieben werden, in der Abb. ι ein g-eometrisches Schema ist, das weiter unten näher erklärt wird, Abb. 2 ist eine Endansicht, teilweise geschnitten, und Abb. 3 ist ein Grundriß eines Lagers für das Triebgehäuse einer Schiffsdämpfturbine, das gemäß der Erfindung gebaut ist. Abb. 4 ist eine schräg von oben genommene Ansicht desselben Lagers. Abb. 5 ist ein Grundriß, der die Erfindung in Anwendung auf ein Kraftfahrzeug zeigt, wo der Motor und der Wagenkörper zu unterstützen sind. Abb. 6 und 7 sind Einzelansichten von Verbindungen, die weiter unten erläutert werden sollen. Abb. 8 ist ein Seitenriß eines Teils von einem Flugzeugkörper und zeigt, wie der Motor gemäß der Erfindung unterstützt werden kann. Abb. 9 ist ein Grundriß dazu, Abb. 10 ein Schnitt nach der Linie x-x der as Abb. 8, in der Pfeilrichtung gesehen, und Abb. 11 ist ein ähnlicher Schnitt nach der Linie XI-XI der Abb. 8, in der Pfeilrichtung gesehen.

Wenden wir uns zu Abb. 1, so zeigt das Schema ein Gestänge, das sich aus drei Quadraten ABCD, EFGH, KLMN zusammensetzt, deren jedes aus vier geraden Stäben besteht, die in den einzelnen in dem Schema angegebenen Punkten durch biegsame Verbindungen oder Universalgelenke vereinigt sind. Die Punkte E₁ F₁ G₁ H sind das, was vorher als »primäre Unterstützungspunkte« bezeichnet ist, EFGH das primäre Rahmenwerk, K₁ L₃ M₁N die sekundären Unterstützungspunkte und KLMN das sekundäre Rahmenwerk. Wenn unter diesen Umständen das Quadrat ABCD der Verdrehung durch ein Kräftepaar unterworfen wird, wodurch z. B. die Punkte A und C in einer Richtung senkrecht zur Papierebene, die PunkteS und D hingegen in entgegengesetzter Richtung bewegt werden, so· ist klar, daß E₁ F₁ G₁ H₁ welches die Mittelpunkte der Stäbe ABCD sind, ihre Lage beibehalten werden, und daß das Quadrat EFGH eben bleiben und nicht verdreht werden wird. Wenn ferner die Bewegung der Punkte A₁ B₁ C₁ D verhältnismäßig klein ist im Vergleich zu den Längen der Seiten A B, B C usw., so wird die Größe des Quadrats EFGH nicht wesentlich geändert werden, d. h., es werden nur unbedeutende Spannungen in den Gliedern E F G, H auftreten. Wenn anderseits die Verdrehung des Quadrats ABCD verhältnismäßig beträchtlich ist, so werden die das Quadrat EFGH bildenden Stäbe Druckspannungen unterworfen werden, aber das Quadrat selbst wird nicht verdreht wer- : den. Wenn die Stäbe EFGH steif in der j Richtung senkrecht zur Papierebene gemacht j werden, z. B. wenn sie aus Platten bestehen, ; deren Ebene senkrecht zur Papierebene liegt, ; so wird jede durch die Druckspannung hervorgerufene Durchbiegung in der Papierebene stattfinden, und die Punkte K₁ L₁M₁ N werden deshalb in der Papierebene bewegt werden, aber das Quadrat K LM N wird eben bleiben. Wenn die Glieder E FGH von Stäben gebildet werden, die steif in der Richtung senkrecht zur Papierebene, aber bei Verdrehung um eine Längsachse elastisch nachgiebig sind, dann wird, wenn das Quadrat ABCD durch eine Verrückung der Seiten A D und B C in derselben Riehtung senkrecht zur Papierebene deformiert wird, wobei die Punkte E und G in Ruhe j bleiben, was gleichbedeutend ist mit einer Biegung des Quadrats ABCD um die Verbindungslinie E G₁ jedes der Glieder oder Stäbe, die das Quadrat EFGH bilden, um eine Längsachse gedreht werden, aber die Punkte K₁ L₁ M₁ N werden in einer Ebene bleiben.

Das Quadrat AB CD₁ das, wie schon gesagt worden ist, aus Stäben bestehen soll, die an ihren Enden miteinander verbunden sind, so daß sie ein leicht deformierbares Gerüst bilden, ist ein Beispiel, das dem zweiten oder stützenden Körper entspricht, der zu Formänderungen neigt; das Quadrat KLMN entspricht der Grundfläche des zu unterstützenden Körpers, und beide Körper sind in den Punkten E₁ F₁ G₁ H verbunden vermittels des primären Rahmenwerkes E FGH. In der Praxis wird das Quadrat KLMN im allgemeinen ein Rahmen sein, der einen Teil des zu unterstützenden Körpers bildet, oder mit dem dieser Körper fest verbunden ist.

Das Schema in Abb. 1 stellt als Beispiel eine Anordnung mit quadratischem Rahmen dar; wenn jedoch das Rahmenwerk £ FGH viereckig, aber nicht quadratisch ist, so werden die vorstehenden Schlüsse noch zutreffen, vorausgesetzt, daß die folgende Beziehung zwischen den einzelnen Punkten erfüllt ist:

FM GN

KE

TW ~ MG ~ NH

Abb. 2, 3 und 4 zeigen die Anwendung der Erfindung auf die Unterstützung eines Triebgehäuses auf dem Boden eines Schiffes. In diesen Abbildungen ist der Boden aus Platten ι gebildet, die die obere Seite der Kästen iao bilden, aus denen beispielsweise der doppelte Schiffsboden bestehen mag. Das primäre

Rahmenwerk 2, 3, 4, 5 wird von vier Trägern gebildet, die mit ihren Enden 6 fest mit den Platten r verbunden sind, z. B. durch gewöhnliche Niete oder Bolzen. Infolge der beträchtlichen Spannungen und der sehr kleinen Bewegungen, um die es sich handelt, können die Verbindungen zwischen den Balkenenden und dem Boden als biegsam angesehen werden, da die Platten 1 sich so biegen oder ausbuchten werden, daß sie den Trägern gestatten, sich unter dem Einfluß von senkrechten, an einem von beiden Enden angreifenden Kräften als ein Ganzes zu bewegen. Zu bemerken ist, daß die mittleren Teile der Träger keine Verbindung mit dem Boden haben und tatsächlich ganz frei von diesem sind, was in Abb. 4 deutlich zu sehen ist. Diese Träger sind steif in der Richtung senkrecht zu der Ebene des Bodens, aber unter Spannung biegen sie sich in einer Ebene parallel zum Boden durch, oder drehen sich um ihre Längsachse. Ungefähr die Mittelpunkte dieser Träger sind in 11, 12, 13, 14 mit dem Rahmenwerk verbunden, das durch' die Träger 7, 8, 9, 10 gebildet wird. Diese Verbindung ist nur an den Stegen der Träger hergestellt, so daß sie verhältnismäßig biegsam sind, wenn man bedenkt, daß die Spannungen groß und die Bewegungen klein sind. Ein Durchbiegen der Träger 2, 3, 4, 5 in einer Ebene parallel zu der Ebene des Bodens i, oder eine Drehung dieser Träger 2, 3, 4, 5 wird eine Drehung des Rahmens hervorrufen, der durch die Träger 7, 8, 9, 10 gebildet wird. Infolgedessen können diese Träger die Grundfläche oder Sohlplatte eines Triebgehäuses bilden, das in Abb. 2 bei 15 mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Es ist zu bemerken, daß nur die Träger 7, 9, 10 mit ihren Enden an den Grundträgern 2, 3, 4, 5 in oder nahe den Punkten 11, 12, 13, 14 befestigt sind, und daß der Träger 8 mit seinen Enden an den Trägern 7 und 9 befestigt ist, die in einer senkrechten Ebene steif genug sind, um das Gewicht des Getriebes zu tragen, ohne sich durchzubiegen. Es ist klar, daß irgendwelche drehende Bewegungen der Bodenplatten 1 des Schiffes, die infolge der Bauweise des Schiffsrahmens immer entweder um eine Linie von vorn nach hinten oder quer zum Schiff stattfinden, d. h. um Achsen parallel zu den Richtungen A D und ABm. Abb. 1, nicht auf den Rahmen 7, 8, 9, 10 übertragen werden, und daß infolge-

dessen dieser Rahmen eben bleiben wird, also auf das Triebgehäuse keine Neigung zu Verdrehungsspannungen zu übertragen sein wird, durch welche die Parallelität der Triebwellen gestört werden könnte. Ferner wird eine Biegung des Bodens 1 entweder um eine Linie von vorn nach hinten oder um eine-Ouerlinie und eine daraus folgende Verschiebung diagonal gegenüberliegender Paare von Stützpunkten 6 in der gleichen Richtung lediglich eine Verdrehung' der einzelnen Träger 2, 3, 4, 5 um ihre Längsachsen hervorrufen, aber keine Verdrehung oder Biegung des Rahmens 7, 8, 9, 10.

Der in den Abbildungen mit 16 bezeichnete ! Teil ist eine Stütze für das Drucklager der Schraubenwelle, die mit den Bodenplatten 1 durch senkrechte Platten 17 fest verbunden ■ ist und mit den benachbarten Enden der Trä- : ger 2 und 3 verbunden werden kann. Sie ; ist lediglich dargestellt, um die allgemeine Lage der Schraubenwelle zu zeigen, und es : wird nicht beabsichtigt, die Erfindung auf diese Drucklagerstütze anzuwenden.
Bei der Anordnung gemäß der Abb. S wird der Rahmen des Fahrzeuges durch die GHeder 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 gebildet, die an den Punkten 25, 26, 27, 28, 29, 30 miteinander verbunden sind. Die Mittelpunkte der Glieder 18, 24, 22, 23 sind in dieser Reihenfolge durch Träger 31, 32, 33, 34 verbunden, die das primäre Rahmenwerk bilden, das die Grundplatte des Motors trägt, an der auch nach Wunsch das Rahmenwerk für das Triebgehäuse befestigt sein kann. Diese Grundplatte ist mit den Trägern 31 bis 34 in den Punkten 35, 36, 37, 38 verbunden. Der Wagenkörper wird unterstützt durch das primäre Rahmenwerk, das durch die Träger 39, 40, 41 und 42 gebildet wird, die mit den Mittelpunkten der Glieder 19, 20, 21, 24 des Fahrzeugrahmens verbunden sind. Die Verbindungen zwischen den Enden der Träger, die mit 31 bis 34 und mit 39 bis 42 bezeichnet sind, mit den Gliedern 18 bis 24 des Rahmens sind so ausgeführt, daß sie eine Bewegung um wagerechte Achsen durch die betreffenden Verbindungen und die Verbindungen mit dem Motor gestatten. Die Träger 31 bis 34 müssen in den Punkten 35 bis 38 biegsam sein oder wenigstens imstande sein, stoßartige Bewegungen um wagerechte Achsen durch die verschiedenen Verbindungsstellen zuzulassen, und die Verbindungen zwischen dem Körper und dem Rahmen 39, 40, 41, 42 müssen auch von ähnlicher Beschaffenheit sein. Es ist leicht zu erkennen, daß irgendeine Verdrehung des Fahrzeugrahmens, die z. B. durch Unebenheiten der Straße entsteht, nicht auf den Motor oder auf den Wagenkörper übertragen werden wird,

In den Abb. 6 und 7 ist eine Anordnung zur A^erbindung der Glieder 39 und 40 mit dem Glied 20 dargestellt. Es wird ein Bolzen (Abb. 7) benutzt, dessen Teil 57 lose in der Öffnung 58 sitzt, die in dem Glied 20 vorgesehen ist, und dessen Teil 59 locker in der Öffnung 60 am Zusammenstoß der Glieder 39

und 40 sitzt. Der Teil 57 muß ein wenig länger sein als die Tiefe der Öffnung 58, ttm : eine vollkommen freie Beweglichkeit zwi- ^: sehen den einzelnen Teilen zu gewährleisten, j Die biegsamen oder gelenkigen Verbindun- ' gen zwischen den Rahmengliedern 18 bis 24 : und den Trägern 31 bis 34 und 39 bis 42 und j zwischen den letzteren und der Grundplatte I des Motors oder dem Wagenkörper sind in [ der in den Abb. 6 und 7 dargestellten Weise ! ausgeführt, aber diese Konstruktion ist nur ] als Beispiel angegeben und es können auch andere Mittel angewendet werden, durch die die erforderliche Biegsamkeit zwischen den verschiedenen Verbindungspunkten des Fahrzeugrahmens mit dem primären Rahmemverk und dem letzteren mit dem Motor oder mit dem Wagenkörper erreicht wird.

Die Abb. 8 bis 11 zeigen einen Flugzeugkörper, der aus verschiedenen Stangen 61 und 62 mit Streben 63 in der gewöhnlichen Art hergestellt ist. Zum Tragen der Maschine sind Längsträger 64 und Querträger 65 vorgesehen. Ungefähr an den Mittelpunkten 66 der Träger 64 und 65, die die primären Unterstützungspunkte bilden, ist das durch die Stangen 67, 68, 69, 70 gebildete primäre Rahmenwerk mittels Zapfen befestigt, und die Grundplatte 71 der Maschine ist an ihren vier Ecken durch wagerechte Zapfen oder sonst biegsam mit den Punkten 72 verbunden, die die sekundären Unterstützungspunkte bilden. Aus dem, was bereits an der Hand der vorhergehenden Abbildungen festgestellt worden ist, geht klar hervor, daß, wenn die Punkte 72 passend gewählt werden, verdrehende Bewegungen des durch die Träger 64 und 65 gebildeten Rahmens nicht durch ; den Rahmen 67, 68, 69, 70 auf die Grundplatte der Maschine übertragen werden.

Die Erfindung ist für viele verschiedene Zwecke anwendbar, und die besonderen, in der Zeichnung dargestellten Anwendungen sind nur Beispiele, wie die Erfindung praktisch ausgeführt werden kann, um eine Maschine oder einen Maschinenteil oder einen anderen Körper zu unterstützen oder die beiden zu verbinden; die Erfindung ist in keiner Weise auf die dargestellten Anwendungsbeispiele beschränkt.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Anordnung zur Unterstützung eines Körpers auf oder zur Verbindung eines Körpers mit einem anderen, der auf Verdrehung oder Biegung beansprucht wird oder werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der zuerst genannte Körper an vier berechneten Punkten mit den entsprechenden vier Gliedern eines viereckigen Rahmens verbunden ist, dessen vier Ecken mit dem letztgenannten Körper verbunden sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1 zur Unterstützung einer Maschine oder eines Maschinenteils, die nicht auf Drehung beansprucht werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine oder der Maschinenteil an einem im wesentlichen rechteckigen Rahmen befestigt ist, der aus Gliedern (7, 8, 9, 10) gebildet wird, die an oder nahe den Enden etwa in den Mittelpunkten von Gliedern (11, 12, 13, 14) befestigt sind, die verhältnismäßig biegsam in der Richtung parallel mit oder in der Ebene des genannten Rahmens und gegenüber einer Drehung um eine Längsachse elastisch nachgiebig, aber verhältnismäßig steif in der Richtung senkrecht zu dem genannten Rahmen sind, und die einen zweiten rechteckigen Rahmen bilden, dessen Enden auf einem Boden oder Rahmen werk (1) befestigt sind, das auf Verdrehung oder Biegung beansprucht wird oder werden kann.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 zur Unterstützung einer Maschine oder eines Maschinenteils, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen zwischen der genannten Maschine oder dem Maschinenteil und dem viereckigen Rahmen durch Zapfen gebildet werden, deren Achsen in einer Ebene liegen.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 für einen Kraftfahrzeugrahmen, der aus viereckigem Gestänge besteht, gekennzeichnet durch einen zweiten viereckigen Rahmen C31» 32, 33. 34 bzw· 39, 4A 4I₁ 4^), der durch Zapfen an seinen Ecken etwa mit den Mittelpunkten des ersten viereckigen Rahmenwerks. C18, 24, 22, 23 bzw. 19, 20, 21, 24) verbunden ist, während der Motor oder Körper des Fahrzeugs an dem zweiterwähnten Rahmen befestigt ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 zur Unterstützung eines Motors auf dem Rahmen eines Flugzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor an einem viereckigen Rahmenwerk (67, 68, 69, 70) befestigt ist, dessen eine Diagonale parallel zur Achse des Motors ist und dessen Ecken (66) biegsam mit dem Flugzeug-rahmen (64, 65) verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.