DE438063C

DE438063C - Mechanically moving systems

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Publication number: DE438063C
Application number: DESCH59245D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1920-09-02
Filing date: 1920-09-02
Publication date: 1926-12-04

Description

Es sind seither mechanische Miittel bekannt geworden, um schwingende Saiten, Zungen, Stimmgabeln u.dgl. zur Erzielung akustischer Wirkungen aufeinander abzustimmen. Des weiteren sind mechanische Mittel bekannt geworden, um Uhrenpendel, Unruhen u. dgl. in ihrer Eigenperiode und damit die Uhr in ihrem Gang zu beeinflussen. Schließlich sind Instrumente gebaut worden zur Tourenmessung umlaufender Wellen oder zur Feststellung der Frequenz von Schwingumgserscheinungen, bei welch letzteren die Resonanz· bzw. Abstimmungserscheinungen entweder an einer Serie verschieden gestimmter Vorrichtungen oder an einem einzelnen veränderlichen System zu Meßzwecken beobachtet wurden.Since then, mechanical means have become known to make vibrating strings, reeds, To coordinate tuning forks and the like to achieve acoustic effects. Of further mechanical means have become known to move clock pendulums, unrest and the like in their own period and thus influence the clock in its course. Finally are Instruments were built to measure the tours of rotating waves or to determine them the frequency of vibration phenomena, at which the latter the resonance or coordination phenomena either on a series of differently tuned devices or observed on a single variable system for measurement purposes became.

Versuche und Untersuchungen haben ergeben, daß bei Leistungsübertragung zwiTests and investigations have shown that with power transfer between

ao sehen mechanisch ' schwingenden Systemen dann ein günstiger Nutzeffekt erzielt wird.ao see mechanically 'vibrating systems then a favorable efficiency is achieved.

wenn die einzelnen Systeme untereinander gleichgestimmt sind.when the individual systems are in tune with one another.

Ob zwei Systeme gleichgestimmt sind, kann man aber nur dann mit Sicherheit feststellen, wenn sie sich im Zustande des Schwingens befinden. Eine genaue Abstimmung kann somit nur während des Betriebes der betreffenden Systeme stattfinden.Whether two systems are in tune can only be determined with certainty, however, when they are in a state of oscillation. A precise coordination can thus only take place while the systems in question are in operation.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung umfaßt demzufolge: Abstimmittel für aufeinander einwirkende und dabei Leistung übertragende schwingende Systeme (von denen mindestens eins ein mechanisch schwingendes System ist), die so beschaffen sind, daß sie, ohne das Schwingen der Systeme zu unterbrechen, betätigt werden können.The object of the present invention accordingly comprises: tuning means for Oscillating systems that interact and thereby transmit power (from at least one of which is a mechanically oscillating system), which are designed in such a way, that they can be operated without interrupting the oscillation of the systems.

Zum Zustandekommen einer kontinuierlichen mechanischen Schwingung gehört in erster Linie eine Masse, die in schwingende Bewegung gesetzt wird, zweitens eine Energiequelle, welche den Schwingungsvorgang ein-The creation of a continuous mechanical oscillation includes in first and foremost a mass that is set in oscillating motion, secondly an energy source, which start the oscillation process

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leitet und unterhält, und drittens Kräfte oder Vorrichtungen, durch die in den Greozstellungen die lebendigen Kräfte der bewegten Massen aufgenommen, vorübergehend akkumuliert und nach Umkehr der Bewegungsrichtung' wieder den Massen in Form vom Beschleunigung zurückgegeben werden.directs and maintains, and thirdly powers or Devices through which the living forces of the moved in the Greoz positions Masses taken up, temporarily accumulated and after reversing the direction of movement ' be returned to the masses in the form of acceleration.

Um nun die Einwirkung der Masse und damit die Periodenzahl zu variieren, kann man ίο in einigen Fällen, z. B. bei OszillatLoinsbewegungen, den Schwerpunkt der .Masse bzw. eines Teiles derselben während des Betriebes verlegen. In Abb. ι ist eine beispielsweise Ausführungsfomi einer derartigen Vorrichtung dargestellt. Durch. Drehung der Kurbel k wird die 'Spindel a, die mit Gewinde in die Mutter e eingreift, in ihrer Längsachse verschoben, wodurch die beiden Massenteile m um ihren Drehpunkt geschwenkt werden. ao Hierdurch wird der Abstand/' ihres Schwerpunktes von der Achsex und damit die Eigenschwingung bzw. die Abstimmung des ganzen Systems geändert. Ein weiteres Mittel, durch. ■ Massenbeeinflussung eine Änderung der Schwingungsperiode während des Betriebes zu erzielen, besteht darin, die schwingende Masse etwa durch Einpressen bzw. Absaugen fiüssi- j ger Stoffe (Wasser, Quecksilber usw.) quantitativ zu ändern.In order to vary the action of the mass and thus the number of periods, one can ίο in some cases, e.g. B. with oscillating line movements, relocate the center of gravity of the .Masse or part of the same during operation. In Fig. Ι an exemplary embodiment of such a device is shown. By. Rotation of the crank k is the 'spindle a, which engages with thread in the nut e , displaced in its longitudinal axis, whereby the two mass parts m are pivoted about their pivot point. ao This changes the distance / 'of your center of gravity from the axis x and thus the natural oscillation or the coordination of the entire system. Another means through. ■ Influencing the mass To achieve a change in the period of oscillation during operation, the oscillating mass has to be changed quantitatively, for example by pressing in or sucking off liquid substances (water, mercury, etc.).

Ferner kann man die Schwingungszahl im angegebenen Sinne dadurch variieren, daß man die Energie, welche zur Aufrechterhaltung des Schwingungsvorganges kontinuierlich nachgeliefert wird, steigert oder abschwächt. Natürlich muß man sich hierbei innerhalb der Grenzen bewegen, die noch ein Zustandekommen der Schwingungen zulassen.Furthermore, you can vary the number of vibrations in the specified sense that one is the energy that is needed to maintain the oscillation process continuously is replenished, increases or decreases. Of course you have to be within the Move limits that still allow vibrations to occur.

Des weiteren ist es möglich, den Akkumulierungsvorgang, der sich in der Grenzstellung jeder Halbperiode vollzieht, zum Zwecke der Abstimmung zu beeinflussen.It is also possible to start the accumulation process, which takes place in the limit position of each half-period, for the purpose of voting.

Eine Akkumulierungsvomchtung, die dem gedachten Zweck entspricht, stellt der Kompressionszylinder (Abb. 2) dar. Denkt man sich mit einer hin und her gehenden Masse a (Abb. 2) nach beiden Seiten hin je einen. Kolben b und b' verbunden, so wird beim Einsetzen einer Bewegung der Masse c nach links die Luft im Zylinder I so- lange verdichtet, bis die der bewegten Masse innewohnende Energie von der komprimierten Luft aufgenommen ist. Nach Umkehr der Bewegungsrichtung gibt das Luftkissen I seine akkumulierte Energie wieder an die bewegte Masse zurück, und die nächste Akkumulierung, vermehrt um dieses Energiequanfcum, findet im Zylinder II statt usf., bis sich ein Gleichgewichtszustand einstellt, der-dann der Eigenschwingung dieses Systems entspricht. Verk&inert oder vergrößert man aber nun die Zylinderräume I und II durch Stellungsänderung der Abschliißdeckel d und el', so werden natürlich die Dmckverhältnisse im Zylinder mitgeändert, die Grenzstellung, in der die schwingende Masse ihre Bewegungsrichtung ändert, wird in kürzeren oder längeren Zeitabschnitten erreicht, d.h. also die Zeitperiode der Schwingung wird geändert und somit die- Abstimmung· bzw. Resonanzeinstelluiig dieses Systems auf ein zweites ermöglicht. The compression cylinder (Fig. 2) represents an accumulation device that corresponds to the intended purpose. If one thinks of a reciprocating mass a (Fig. 2) one on either side. Pistons b and b 'are connected, when the mass c begins to move to the left, the air in cylinder I is compressed until the energy inherent in the moving mass is absorbed by the compressed air. After reversing the direction of movement, the air cushion I gives its accumulated energy back to the moving mass, and the next accumulation, increased by this energy quantum, takes place in cylinder II, etc., until a state of equilibrium is established, which then corresponds to the natural oscillation of this system . If the cylinder spaces I and II are now made inert or if the cylinder spaces I and II are enlarged by changing the position of the end caps d and el ', the pressure conditions in the cylinder are naturally also changed; the limit position in which the oscillating mass changes its direction of movement is reached in shorter or longer periods of time, i.e. thus the time period of the oscillation is changed and thus the tuning or resonance adjustment of this system to a second one is made possible.

Stellt man sich, vor, daß den schwingenden Massenteilen anstatt durch komprimierte Luft durch irgendeine Kraftwirkung, etwa durch ein magnetisches Feld, in den Grenzstellungen. ihre lebendige Kraft vorübergehend entzogen wird, so kann natürlich sinngemäß auch; durch Änderung dieses Feldes eine Abstimmung erzielt werden.Imagine that the vibrating mass parts instead of compressed air by any force, such as a magnetic field, in the limit positions. if its vital power is temporarily withdrawn, then of course it can also analogously; by changing this field a vote be achieved.

Während in den letzterwähnten Fällen Schwingungsänderungen durch Quantums- und Intensitätsänderung der akkumulierenden Mit- ■·„ tel erreicht wurden, werden, im nachfolgenden schließlich noch einige Ausführungsformen beschrieben, wo durch Verschiebung der Einspannstelle elastischer Federn Abstimmung-erzielt wird.While in the last-mentioned cases changes in vibration due to quantum and Change in intensity of the accumulating mit- ■ · " tel have been achieved, finally some embodiments are described below, where adjustment is achieved by shifting the clamping point of elastic springs will.

In Abb. 3 ist eins der einfachsten mechanisch, schwingenden Systeme dargestellt: eine einseitig eingespannte Flachfeder«, die, wie punktiert eingezeichnet, in Y₄WeIIe schwingt. Wird das Rollenpaar b, b, welches starr miteinander verbunden ist, nach, rechts verschoben, so wird die Schwingungszahl der Flachfeder erhöht, wird es nach links verschoben, so wird sie hieruntergesetzt. Die Schwingungen der Feder« können also, ohoe daß sie unterbrochen werden, in ihrer Zahl beliebig' geändert und somit auf diejenigen anderer Schwingungssysteme eingestellt bzw. abge-100 stimmt werden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 1. In diesem Falle oszilliert das mechanisch schwingende System, bestehend aus dem mit der Federe? verbundenen Bügel c, um die Achse χ und tordiert hierbei die Flachfeder d. Auch liier kann, wie leicht erkennbar, durch eine Verschiebung der Rollen b, b eine Wellenänderung bz,w. Abstimmung vorgenommen werden. Selbstverständlich können an Stelle von Flachfedern in allen Fällen auch Federn von 'quadratischem, rundem oder beliebigem Querschnitt verwendet werden. Die verschiebbaren Abstimmeiemente können anstatt Rollen auch Gabeln (Abb. 4) oder Klemmen (Abb. 5) sein. Andere Abstimmittel zeigen Abb. 6, 7 und 8. Abb. 6 stellt eine Feststellvorrichiung dar, bei der die Rollen-,b mittels der Schrauben/ fest gegen die Feder gepreßt werden. Bei Abb. 7 wird die Feder# ebenfalls unter V<er- iao weiidung einer .Schraube / im .Bügel g fe§lgepreßt. " Abb. S zeigt, wie eine'in RichtungIn Fig. 3 one of the simplest mechanical, oscillating systems is shown: a flat spring clamped on one side, which, as shown in dotted lines, _{oscillates in a Y 4} wave. If the pair of rollers b, b, which are rigidly connected to one another, are shifted to the right, the number of vibrations of the flat spring is increased, if it is shifted to the left, it is placed below this. The vibrations of the spring "can be changed in number as desired, even if they are interrupted, and can thus be adjusted or matched to those of other vibration systems. Another embodiment is shown in Fig. 1. In this case, the mechanically oscillating system, consisting of the one with the spring? connected bracket c, about the axis χ and twisted the flat spring d. As can easily be seen, a wave change bz, w can also occur here by shifting the rollers b, b. Voting to be made. Of course, instead of flat springs, springs with a square, round or any cross section can also be used in all cases. The adjustable tuning elements can also be forks (Fig. 4) or clamps (Fig. 5) instead of rollers. Other tuning means are shown in Fig. 6, 7 and 8. Fig. 6 shows a Feststellvorrichiung in which the rollers, b by means of the screws / are pressed firmly against the spring. In Fig. 7 the spring # is also pressed under the V <iao extension of a screw / in the bracket g . "Fig. S shows how an 'towards

der beiden Pfeile (wie punktiert eingezeichnet) ausschwingende Feder innerhalb eines Ringes / durch, sechs Klauen k an ihren äußeren Wickelgängen festgehalten wird. Diese Klauen k sind ihrerseits nach dem Mittelpunkt der Vorrichtung hin wie die Klauen eines Boh.rfutters verschiebbar. Werden die Klauen k also- nach der Mitte zu bewegt, so wird die Einspannung der Feder undof the two arrows (as shown in dotted lines) swinging spring within a ring / by, six claws k is held on their outer coils. These claws k are in turn displaceable towards the center of the device like the claws of a drill chuck. If the claws k are therefore moved towards the center, the clamping of the spring and

ίο damit die Schwingungszahl des Systems geändert. Zur Variierung der Eigenschwingung von Zug- und Druckfedern sind die Ausführungsbeispiele Abb. 9 und 10 angegeben, «ist in beiden Fällen eine aus Rundstahl in bets kannter Weise gewickelte Spiralfeder, die entweder von einem Gewindestück g umschlossen ist (Abb. 9) oder von demselben ausgefüllt wird (Abb. 10). Wenn das betreffende Gewindestück weiter in die Feder hinein- oder herausgeschraubt wird, so ändert sich, wie in den oben angegebenen Fällen, die für die Eigenschwingung maßgebende Einspannstelle, und die Schwingungszahl an sich ändert sich mit. Natürlich, kann im vorliegenden Falle auch. Außen- und Innengewinde gleichzeitig angewendet werden, oder es kann dem Gewindegang gegenüber im Innern ein zylindrischer Zapfen (Abb. 9) oder außen ein zylindrisch, ausgebohrter Ring (Abb. 10) angeordnet werden.ίο This changes the number of vibrations of the system. In order to vary the natural oscillation of tension and compression springs, the exemplary embodiments Fig. 9 and 10 are given, “in both cases is a spiral spring wound from round steel in the known manner, which is either enclosed by a threaded piece g (Fig. 9) or by the same is filled in (Fig. 10). If the thread in question is screwed further into or out of the spring, the clamping point that is decisive for the natural oscillation changes, as in the above-mentioned cases, and the number of oscillations itself changes with it. Of course, in the present case, too. External and internal threads can be used at the same time, or a cylindrical pin (Fig. 9) on the inside or a cylindrical, drilled ring (Fig. 10) on the outside can be arranged opposite the thread.

Sollen besonders große Bereiche durch kontinuierliche Variation überbrückt werden, so empfiehlt es sich, eine Grobeinstellung in Form einer stufenweisen Änderung vorzunehmen und von Stufe zu Stufe, dann, erst kontinuierlich zu ändern. Der Bereich der kontinuierlichen Änderung muß dann natürlich den Bereich, einer Einzelstufe überdecken.
Abstimmittel der beschriebenen Art können Verwendung finden bei allen hochperiodigen oder massenreichen hin und her gehenden Mechanismen, insbesondere bei schnelllaufenden Explosions und Kraftmaschinen, bei Sägegattern, Schlagwerkzeugen, Mähmaschinen, Webstühlen u. dgl.If particularly large areas are to be bridged by continuous variation, it is advisable to make a rough setting in the form of a step-by-step change and then to change it continuously from step to step. The area of continuous change must then of course cover the area of a single level.
Tuning means of the type described can be used in all high-frequency or high-volume reciprocating mechanisms, in particular in high-speed explosive and power machines, in saw frames, striking tools, mowers, looms and the like.

Claims

Patent claims:

1. Mechanically moved systems, especially of prime movers and machines or tools, of which at least one must be a vibratory system, characterized by: that for the purpose of the coordination required for power transmission, the oscillating mass during operation, thus in the state of oscillation, can be changed quantitatively.

2. Device as in claim 1, characterized in that - for the purpose the coordination required for power transmission, the elastic means can be changed quantitatively during operation, i.e. in the state of oscillation can.

3. Method of transferring work between mechanically vibrating or between oscillating and rotating systems, characterized in that the ratio of the oscillating "70 lowing mass to the elastic means maintaining the oscillation during operation, i.e. in the state of Oscillation can be changed for the purpose of matching or to achieve a most beneficial effect.

4. The method according to claim 3, characterized in that force fields which serve to temporarily withdraw their vital force from the vibrating masses in the border positions, during the Operation can be changed in their intensity for the purpose of consistency.

5. Apparatus according to claim 1 and following, characterized in that the center of gravity of the vibrating masses through. Change of position of individual mass parts can be relocated during operation.

6. Apparatus according to claim 1 and following, characterized in that the oscillating mass is changed by the introduction or removal of mass quanta can be.

7. Apparatus according to claim 1 and following, characterized in that the clamping points of the elastic springs, which serve the living forces of the vibrating masses in the Limit positions to accumulate temporarily, postponed during operation for the purpose of harmonization can be.

8. The method according to claim 3 and following, characterized in that Devices or methods according to Claims 1 to 7 for preliminary or rough adjustment used by vibration systems that are out of order.

9. Apparatus according to claim 1 and following, characterized in that Vibration changes through gradual coarse and continuous fine adjustment covering at least one level can be achieved over large areas.

1 sheet of drawings.