Vorliegende Erfindung, welche hauptsächlich bei Steuerungsantrieben Verwendung finden
kann, beruht auf der bekannten Tatsache, daß in einem rotierenden, mit Flüssigkeit teilweise
gefüllten Gefäß die innere Begrenzung der Flüssigkeit nach Abb. ι ein Rotationsparaboloid
bildet, und daß der Flüssigkeitsdruck p im Punkte % eines beliebigen Schnittes, beispielsweise
y~y, gleich -ist dem Gewicht der über diesem Punkt stehenden Flüssigkeitssäule von
der Höhe h. Denkt man sich beispielsweise im Schnitt y-y einen frei beweglichen, hin und her
gehenden Kolben angebracht und die über y-y befindliche Flüssigkeit fortgelassen, so muß der
Kolben entsprechend dem unter ihm wirkenden Flüssigkeitsdrucke belastet werden. Bei größerer.Rotationsgeschwindigkeit
υ liegt der Scheitel des Paraboloids außerhalb des Zylinders, wie
in Abb. 2 gestrichelt angedeutet ist. In dieser Abbildung ist α der rotierende Zylinder und b ao
der Kolben mit der Stange c. Steigt die Geschwindigkeit von v' auf v", so kann sich der
Kolben heben, wenn seine Belastung Q bei steigendem Kolben kleiner wird. Umgekehrt muß
Present invention, which can be found mainly in controller drives use, based on the known fact that in a rotating, partially fluid-filled vessel, the inner boundary of the fluid according to Fig. Ι a paraboloid of revolution, and in that the fluid pressure P at the point% of any Section, for example y ~ y, is equal to the weight of the liquid column above this point of height h. If one imagines, for example, a freely movable, reciprocating piston attached to the section yy and the liquid located above yy omitted, the piston must be loaded in accordance with the liquid pressure acting below it. At a higher rotational speed υ , the apex of the paraboloid lies outside the cylinder, as indicated by dashed lines in Fig. 2. In this figure, α is the rotating cylinder and b ao is the piston with rod c. If the speed increases from v ' to v ", the piston can rise if its load Q decreases as the piston rises. The reverse must be done
in diesem Fall die Kolbenbelastung bei sinkendem Kolben, d. h. bei sinkender Drehzahl des
Zylinders, größer werden. Wird die Differenz A»=s"—v' genügend groß, so kann auch bei
konstanter bzw. steigender Belastung der Kolben sich heben. Dieser letztere Fall tritt beispielsweise
ein, wenn, wie in Abb. 3, der Kolben d durch eine Feder e belastet wird.In this case, the piston load will become greater as the piston decreases, that is, as the cylinder speed decreases. If the difference A »= s" - v 'is sufficiently large, the piston can rise even with a constant or increasing load. This latter case occurs, for example, when, as in Fig. 3, the piston d is actuated by a spring e is charged.
Die linken Hälften der folgenden Abb. 3 bis 7 zeigen die Kolbenstellung bei der kleineren
Zylindergeschwindigkeit z/, während die rechten Seiten die Kolbenlage bei der größeren Zyindergeschwindigkeit
v" zur Anschauung bringen. Bei gehobenem Kolben kann die gedrückte
Kolbenfläche kleiner sein als bei tiefer stehendem Kolben. Dieses wird immer dann der Fall sein,
wenn der Hub des Kolbens im Verhältnis zur Höhe des Rotationszylinders besonders groß
wird, um eine praktisch verwendbare Abmessung zu erhalten. Infolgedessen muß die Geschwindigkeitssteigerung
so groß sein, daß die Steigerung der Summe aller spezifischen Flächendrücke die Flächenverkleinerung überwiegt.
Diese Geschwindigkeitssteigerung ist im allgemeinen bedeutend. Um daher auch bei geringerer
Geschwindigkeitssteigerung mit einem kurzen Zylinder auskommen zu können, kann beispielsweise nach Abb. 4 ein feststehendes
Vorratsgefäß f angeordnet werden, so daß bei steigendem Kolben Flüssigkeit aus dem Vorratsgefäß
f in den Zylinder tritt, und dadurch die gedrückte Kolbenfläche in geringerem Maße
kleiner wird, evtl. konstant bleibt oder sogar größer wird, als dies ohne Vorratsgefäß mög-Üch
ist.The left halves of the following Fig. 3 to 7 show the piston position at the lower cylinder speed z /, while the right-hand sides show the piston position at the higher cylinder speed v " . When the piston is raised, the piston area pressed can be smaller than when the piston is lower This will always be the case when the stroke of the piston is particularly large in relation to the height of the rotary cylinder in order to obtain a dimension that can be used in practice This increase in speed is generally significant. In order to be able to get by with a short cylinder even with a lower increase in speed, a stationary storage vessel f can be arranged, for example, as shown in Fig. 4, so that when the piston rises, liquid from the storage vessel f into the cylinder occurs, and thereby the pressed piston area becomes smaller to a lesser extent, possibly remains constant or even becomes larger than is possible without a storage vessel.
Der gleiche Zweck läßt sich beispielsweise auch erreichen, wenn der Zylinder beispielsweise
nach Abb. 5 bzw. 6 unten stufenförmig bzw. nach einer Kurve ausgebildet wird, so daß der
untere Teil des rotierenden Zylinders als Vorratsgefäß dient. Bei gegebener Kolbenbelastung
und Geschwindigkeit des Zylinders lassen sich mit den Ausführungen nach Abb. 4, 5 oder 6
bestimmte Kolbenwege und Kolbengeschwindigkeiten durch die Form oder Lage des Vorratsgefäßes
erzielen.The same purpose can also be achieved, for example, if the cylinder, for example
according to Fig. 5 or 6 below is stepped or formed after a curve, so that the
lower part of the rotating cylinder serves as a storage vessel. With a given piston load
and the speed of the cylinder can be set with the versions according to Fig. 4, 5 or 6
certain piston paths and piston speeds due to the shape or position of the storage vessel
achieve.
In den meisten praktisch vorkommenden Fällen sind die auf den Kolben übertragenen
Kräfte gering im Vergleich zu den Abmessungen der Vorrichtung. Daher können keine kraftraubenden
Kolbendichtungen angewandt werden, so daß diese Umsetzungsvorrichtung nach Abb. 2 bis 6 praktisch wertlos wäre. Verzichtet
man daher auf eine gute Dichtung des Kolbens, so tritt Flüssigkeit ähnlich Abb. 7 durch den
Spalt zwischen Kolben und Zylinder auf die Außenseite des Kolbens. Durch geeignete Führung,
beispielsweise, nach Abb. 7 durch die kegelförmig ausgebildete Fläche des Kolbens g
mit Schlitzen oder Löcher h, kann die Flüssigkeit
dem Zylinder wieder zugeführt werden, so daß ein Kreislauf stattfindet, und die Flüssigkeitsmenge
im Zylinder konstant gehalten werden kann. Bei der Ausführung nach Abb. 4 kann die Leckflüssigkeit über den Zylinderrand
in das Vorratsgefäß f und von hier aus wieder in den Zylinder zurücklaufen.In most practical cases, the forces transmitted to the piston are small compared to the dimensions of the device. Therefore, no force-sapping piston seals can be used, so that this conversion device according to Fig. 2 to 6 would be practically worthless. Therefore, if the piston is not properly sealed, liquid, similar to Fig. 7, will pass through the gap between the piston and the cylinder on the outside of the piston. By suitable guidance, for example, according to Fig. 7 through the conical surface of the piston g with slots or holes h, the liquid can be fed back into the cylinder so that a cycle takes place and the amount of liquid in the cylinder can be kept constant. In the embodiment according to Fig. 4, the leakage fluid can flow over the edge of the cylinder into the storage vessel f and from here back into the cylinder.
Die Durchführung dieses Umsetzungsverfahrens kann auch beispielsweise nach Abb. 8
mit mehreren konzentrischen Kolben ausgeführt werden, welche beispielsweise verschieden
hoch belastet sind, so daß die Differenz der Kolbenbewegungen bzw. der Kolbenkräfte nutzbar
gemacht werden kann.This implementation process can also be carried out, for example, as shown in Fig. 8
be carried out with several concentric pistons, which, for example, different
are highly loaded, so that the difference in the piston movements or the piston forces can be used
can be made.
Abb. 9 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit derart, daß ein feststehender Zwischendeckel
i die Flüssigkeit zwingt, an der Stelle des größten spezifischen Flüssigkeitsdruckes unter
den Kolben k zu treten, und diesen auf der gesamten inneren Fläche zu belasten, so daß
ein höherer Kolbendruck erzielt werden kann als bei den Ausführungen nach Abb. 2 bis 8.Fig. 9 shows a further embodiment such that a fixed intermediate cover i forces the liquid to come under the piston k at the point of the greatest specific liquid pressure and to load it on the entire inner surface, so that a higher piston pressure can be achieved than with the designs according to Fig. 2 to 8.