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Als Federung. Aufhängung oder Kraftspeicher verwendbare Vorrichtung.
Zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichtes von Kräften, zur Aufspeicherung einer
Energie oder zur Aufhängung einer Last pflegt man gewöhnlich schwere Massen, nachgiebige
Körper oder Flüssigkeiten zu verwenden, «-elche in verschiedener Form Systeme im
stabilen, labilen oder im indifferenten Gleichgewichtszustande darstellen. Bei .;hier
verschiedenartigen Anwendung zeigen diese Hilfsmittel vielfach Fehler, die man durch
meist verwickelte Organe auszugleichen sucht. Beispielsweise ist dies der Fall bei
Energiespeichern. @V enn man in diesem Falle ein nachgiebiges Organ oder eine in
ein Gefäß eingeschlossene, verdichtete Flüssigkeit verwendet, so nimmt die Kraft,
mit welcher die Einwirkung auf das Organ, welches die Kraft abzugeben hat, erfolgt,
allmählich ab. Verwendet man schwere Massen, wie z. B. Gegengewichte oder Flüssigkeiten,
so bleibt die auf das Kraft abgebende Organ ausgeübte Wirkung zwar gleich, das Gewicht
dieser blassen dagegen bildet in den meisten Fällen eine Quelle für Störungen. Ferner
ist es bei der Auihängung der Lasten nicht leicht möglich, die im Gleichgewicht
befindliche Last und die Nachgiebigkeit der -Aufhängung miteinander völlig auszugleichen.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand eine Vorrichtung, welche
als Federung, Aufhängung oder Energiespeicher verwendbar ist und eine Art Feder
darstellt, welche die Regelmäßigkeit der Wirkung eines Gegengeeichtes und dabei
das leichte Gewicht, die, geringe Massenträgheit und die Nachgiebig-
keit
einer Feder besitzt. Je nach dein N- erwendungszweck kann diese Vorrichtung im Einzelfall
für sich allein oder in vielfacher Zusammenstellung entweder mit gleichartigen Organen
oder solchen vorkommen, welche anders geartet sind und anderen Systemen angehören.
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Die Zeichnung zeigt die neue Vorrichtung in einer Anzahl verschiedener
Ausführungsarten.
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A11. i bis 3 zeigen Ausführungen, bei welchen die Vorrichtungen im
Ruhezustand ihre größte Verkürzung zeigen und unter Es.itiwirkung einer Zugkraft
sich verlängern können.
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Abb. 4. und 5 zeigen 1?inrichtungen, welche im Ruhezustand ihre größte
Lälige einnehmen und bei Einwirkung einer Druckkraft eine Verkürzung erleiden.
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A11.6 zeigt zwei verbuildene Einrichtungen, bei denen während eines
gewissen Hubes der einen (hie andere mit in Tätigkeit ist.
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Abb. ; zeigt eine Vereinigung zweier Vorrichtungen, hei der die eine
während der ganzen Hubdauer mit der anderen in Tätigkeit ist, welche verstellbar
angeordnet tind als
Verstärkun- für die eine feststehende nach einem
veränderlichen,- zu wählenden Verhältnis dient.
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Abb. 8 zeigt eine Ausführungsart der Vorrichtung zur Verwendung als
Ausgleicher für ein schweres Gewicht.
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Abb. 9 veranschaulicht eine Ausführung der Vorrichtung, bei welcher
eine Feder zu Hilfe genommen ist.
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Die in Abb. i dargestellte Vorrichtung besteht in einem vorzugsweise
zylindrischen Behälter i, in welchem ein Kolben 2 verschiebbar und mit seiner Stange
3 durch den fest am Behälter i verschraubten Deckel 4 geführt ist. Der Kolben 2
ist mit einer Lederscheibe 5 oder einer ähnlichen abdichtenden Sclxiüe besetzt,
welche mit ihrem Rand sich gegen die Wand des Behälters i anlegt. Zwischen dem Behälterboden
und dem Kolben 2 wird dauernd ein luftleerer Raum unterhalten; dieser Raum steht
durch eine Bohrung 6 mit einer Rohrleitung in Verbindung und kann an dieser Stelle
nach Herstellung der Luftleere in bekannter Weise verschlossen werden. Es ist ersichtlich,
daß, wenn man, um eine Bewegung der Kolbenstange 3 an ihrem oberen Ende 7 ausführen
will, auf diese eitle Ztikraft auszuüben hat, welche nur der Größe des Luftdruckes
entspricht, der von außen frei auf die obere Seite des Kolbens 2 wirkt, da im Deckel
4 eine öffnung 8 angebracht ist. Die Größe der hierbei am Kolbenstangenende 7 auszuübenden
Zugkraft, welche zur Bewegung des Kolbens 2 nötig ist, bleibt stets dieselbe ohne
Rücksicht auf die Stellung, welche der Kolben 2 im Behälter i einnimmt; auch von
den im allgemeinen sehr geringen Schwankungen des Luftdruckes selbst ist diese Kraft
unabhängig.
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Abb. 2 zeigt eine Einrichtung gleicher Art, bei der aber der Behälter,
in welchem die Luftleere hergestellt werden soll, nicht ein Gefäß mit starren Wandungen
und darin beweglichem Kolben, sondern eine Hülse 9 aus nachgiebigem, luftundurchlässigem
Baustoff ist, beispielsweise-Leder, Gummi, dünnes 'Metallblech u. d-1., welche mit
zwei Platten io oben und unten versehen und innen mit einer Anzahl starrer Rahmen
oder Ringe i i ausgestattet ist; diese eingesetzten Ringe i r bezwecken, daß die
Hülle 9 unter der rinlwirkung des Luftdruckes wieder ihre vorige Form annimmt, nachdem
sie sich verlängert bzw. gedehnt hat, und aus dieser Lage wieder auf ihre anfängliche
Länge zurückgeht. Diese Vorrichtung kann auch so ausgeführt werden, daß an der Oberfläche
der Platten io die Kraft ausgeübt wird, welche den Widerstand der Vorrichtung bedingt,
<teil sie ihrer Verlängerung entgegensetzt.
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Bei der in Abb.3 wiedergegebenen Ausführungsart ist diejenige nach
Abb. i so ahcändcrt, daß in einem gemeinsamen Behälter r zwei Kolben 2 einander
gegenüber unterk5 und mit ihren Stangen 3 in den Behälterdeckeln .I geführt sind.
Wie bei der Ausführung nach Abb. i ist an jedem der Kolben 2 eine Lederscheibe 5
angebracht; die Luftleere zwischen beiden Kolben 2 wird hergestellt, indem man den
Behälter i durch die Bohrung 6 mit luftabsaugenden Mitteln in Verbindung bringt.
Die Enden 7 beider Kolbenstangell 3 kann man gleichzeitig oder nacheinander so:
vom Behälter i wegbewegen, daß ihr Abstand größer wird; der hierbei benöfigte Kraftaufwand
ist in beiden Fällen gleich groß.
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Die in Abt). 4. gezeigte Ausführungsart ist ähnlich der in Abb. i
dargestellten, die Kolbenstange 3 ist aber unten durch den Boden des Behälters i
geführt und der Kolben 2 ebenfalls mit einer Dichtungsscheibe 5 versehen, welche
sich an die Behälterwand legt. Der Behälter i ist unten finit einer Dichtung 1?
für die Kolbenstange versehen; damit erreicht man, daß nach Herstellung der Luftleere
unter dem Kolben 2 die Vorrichtung in ihrer verlängerten Stellung zu bleiben sucht
und einen gleichbleibenden Widerstand einer Druckkraft entgegensetzt, welche den
Kolben 2 nach oben gemäß der Abbildung und die Vorrichtung in die verkürzte Stellung
bringen will.
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Die in Abb. 3 dargestellte Abänderung der Vorrichtung nach Abb. 4
zeigt zwei einander gegenüber angeordnete Kolben 2 in einem gemeinsamen Behälter
i und besitzt dieselben Vorteile wie die doppelte Kolbenanordnung nach Abb.3, jedoch
mit dem Unterschied, daß die Vorrichtung nach Abb. 5 einen Widerstand gegenüber
Druckkräften, die auf die Kolbenstangen 3 außen einwirken, bietet, statt wie im
Falle der Abb. 3 gegen Zugkräfte an diesen Stellen.
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In Abb. 6 sind zwei Behälter der in Abt). i wiedergegebenen Ausführung,
die verschieden große Bohrungen besitzen, miteinander zu einem Ganzen verbunden.
wobei die Kolbenstange 3 des größeren Behälters finit einem Arm 13 versehen ist,
dessen Ende in einem Längsschlitz 14 am Ende der Kolbenstange 3 des kleinen Behälters
geführt ist. Die Länge a des Schlitzes 14. ist so bemessen, daß der große Kolben
2, nachdem er einen Teil seine> Hubes zurückgelegt hat. den kleinen Kolben 2 durch
den Arm 13 mitnimmt. Wenn ain Kolbenstangenende ; des großen Behälter. r eine Zugkraft
ausgeübt wird, so ist ein Widers;and dabei zu überwinden, welcher dein Luftdruck
entspricht, der auf den großen Kolben "wirkt, und zwar während des ganzen Hubes
a des großen Kolbens 2; dan erfordert die Bewegung des Kolbens 2 nach oben eitle
griißere
Kraft, entsprechend dein Widerstnad des Luftdruckes, der
auf beide Kolbenflächen 2 wirkt. Beide Kolben :2 können je nach Bedarf finit gleichen
Abmessungen ausgeführt werden, es kann auch gemäß Abb. E der linke Kolben kleiner
als der rechte sein.
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In Abb. ; sind zwei Kolben in anderer Anordnung dargestellt; bei dieser
Ausführungsart ist der größere Kolben mit seinem Kolbenstangenende 7 oben am Ende
eines Armes 15 in dessen Längsschlitz 10 angeschlossen, während der kleinere
Kolben mit dem gegabelten Ende seiner Stange 3' über den Arm 15 gehängt und durch
eine Rolle 18 an dessen oberer Seite geführt ist. Der Arm 15 ist bei 17 am
testen Gestell, welches den großen Behälter z trägt, drehbar angeordnet, der kleine
Behälter i' ist auf dem Gestell in einer Führung i9 verschiebbar angebracht und
kann auf einer Strecke b an jeder gewünschten Stelle eingestellt werden. Vv enn
der Hilfskolben und seine Stange 3' sich auf der durch den Drehpunkt 17 gezogenen
senkrechten Linie c-b befindet, so führt der Hilfskolben keine Bewegung aus und
seine zusätzliche Kraft ist gleich 0; je weiter Juan aber den Lehälter i' von der
Linie c-d gemäß Abb. ; Bach links verschiebt, desto größer wird die zusätzliche
Kraft und der Widtrstand, welchen man am Stangenende 7 zu überwinden hat, um den
Kolben des grollen Behälters nach eben zu bewegen.
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In Abb. F, ist eine Vorrichtung dargestellt, bei welcher die Liraft,
die zur Verlängerung der Vorrichtung nötig ist, zur Ausgleichung bzw. Aufhängung
eines Gewichts 2o verwendet wird, das am Lude des Behälters 1 aufgehängt ist; diese
Vorrichtung stellt ein System im inditterenten Gleichge@\-iclitszustand dar.
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In Abb.9 ist eine Vorrichtung finit einer Feder 21 dargestellt; die
Feder 21 ist hier zwischen den Kolben 2 und den Behälterdeckel d. so eingesetzt,
daß ihre Kraft, «-elche bei ihrer Zusammendrückung durch den nach oben gehenden
Kolben größer wird, zur gleichbleibenden Widerstandskraft des Kolhens 2 hinzutritt.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung läßt sich einzeln oder in verschiedener
Verbindung entweder finit gleichartigen oder finit anderen Vorrichtungen für zahlreiche
Zwecke verwenden, hauptsächlich für die Aufhängung bzw. Abfederung von Fahrzeugen,
die Aufhängung von Beleuchtungskörpern oder tragbaren Werkzeugen, ferner als Mittel
zur Aufspeichertnl;@ der Betriehskraft für selbsttätig arbeilrlirte Vorrichtungen,
wie z. B. bei Uhr-Spielzeuggen Spielzeugen und ähnlichen inechani;chen Einrichtungen.
Die hier beschrien -c-iien einzelnen Vorrichtungen sind nur Ausführungsbeispiele
der Erfindung, «-elche zahlreiche Abänderungen, je nach dein "Zweck ihrer Verwendung,
erfahren können.