DE650506C

DE650506C - Kreiselpendel zur Daempfung schwingender Bewegungen von Koerpern, insbesondere der Rollbewegung von Schiffen

Info

Publication number: DE650506C
Application number: DE1930650506D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-09-04
Filing date: 1930-08-31
Publication date: 1937-09-24

Description

Kreiselpendel zur Dämpfung schwingender Bewegungen von Körpern, insbesondere der Rollbewegung von Schiffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Kreiselpendel zur Dämpfung schwingender Bewegungen von Körpern, insbesondere der Rollbewegungen von Schiffen oder Luft- oder Wasserfahrzeugen, die schwingenden Bewegungen ausgesetzt sind.
Um eine möglichst vollkommene Dämpfung der genannten schwingenden Bewegungen herbeizuführen, muß das gyrostatische Moment des Kreiselpendels synchron und entgegengesetzt den Impulsen sein, die beispielsweise das Schift von der Dünung des Meeres erhält. Die Schwingungsperiode dieser Impulse kann sich aber in weiten Grenzen ändern.
Die Eigenschwingungsdauer des Kreiselpendels wird nun im wesentlichen durch den Ausdruck bestimmt, in welchem i das Trägheitsmoment des Kreisels mit Bezug auf seine Präzessionsachse und M dasjenige Moment ist, welches den Kreisel in seine Gleichgewichtsstellung zurückzuführen sucht.
Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, daß das Trägheitsmoment des Kreisels mit Bezug auf seine Präzessionsachse durch Zu- oder Abschalten zusätzlicher Massen oder durch die Abänderung des Übersetzungsverhältnisses eines Getriebes, das eine oder mehrere zusätzliche Massen mit der Präzessionsachse des Kreisels verbindet, veränderlich ist. Auf diese Weise passen sich die Eigenschwingungen des Kreisels der Periode der Impulse, welche auf, den schwingenden Körper, beispielsweise das Schiff wirken, an, so daß eine gute Dämpfung der Schwingbewegung erzielbar ist.
Es sei darauf hingewiesen, daß es an sich bekannt ist, einen Kreisel mit Schwungmassen zu kuppeln, jedoch sind diese Schwungmassen bei den bekannten Einrichtungen weder ein-und abschaltbar, noch ist zwischen dem Kreisel und den Schwungmassen ein veränderliches Übersetzungsgetriebe vorgesehen, so daß bei den bekannten Einrichtungen das Trägheitsmoment des Kreisels nicht veränderlich ist. Gerade die Veränderlichkeit des Trägheitsmomentes des Kreisels ist aber das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einer zweckmäßigen weiteren Ausführungsform der Erfindung arbeiten die zusätzlichen ein- und ausschaltbaren Massen mit Kraftspeichern, insbesondere Federn, zusammen, welche bestrebt sind, die Massen in die Gleichgewichtslage zurückzuführen. Auf diese Weise ist also das auf den Kreisel wirkende Rückführmoment M (s. die Formel) zugleich mit der Veränderung des Kreiselträgheitsmomentes i ebenfalls veränderlich.
Schließlich empfiehlt es sich, mit einem Kreisel, dessen Trägheitsmoment erfindungsgemäß veränderlich ist, auch noch eine an sich bekannte einstellbare Dämpfungsvorrichtung zusammenarbeiten zu lassen, welche beispielsweise aus einer Turbine besteht, die in einen Flüssigkeitskreislauf eingeschaltet ist, dessen Querschnitt regelbar ist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i schematisch einen Kreisel mit einzeln zu- und abschaltbaren Zusatzmassen in Form von Schwungrädern.
Abb.2 stellt einen Kreisel dar, der mit einer Zusatzmasse über ein veränderliches Übersetzungsgetriebe verbunden ist.
Abb. 3 und 4 zeigen die Verbindung eines Kreisels gemäß der Erfindung mit zwei verschiedenen Ausführungsformen von Dämpfungsvorrichtungen, wobei die zu- und abschaltbaren Zusatzmassen nicht dargestellt sind.
In den Abbildungen ist mit i die Präzessionsachse eines Kreiselpendels 2 bezeichnet. Auf der Präzessionsachse des Kreiselpendels sitzt ein Zahnsektor 3, welcher in ein Zahnrad 4 von kleinerem Durchmesser eingreift. Das Zahnrad 4 ist auf einer Welle 5 verkeilt, auf der mehrere Schwungräder 6 lose angeordnet sind. Die Schwungräder können durch Kupplungen 7 nach Belieben mit der Welle 5 und somit auch mit der Präzessionsachse i verbunden oder von ihr gelöst werden. Je nach der Anzahl der ein- bzw. ausgerückten Schwungräder 6 ist das Trägheitsmoment des Kreisels mit Bezug auf die Präzessionsachse kleiner oder größer und dementsprechend auch die Eigenschwingungsdauer des Kreisels verschieden.
Besonders zweckmäßig ist es, mit jedem Schwungrad 6 einen Kraftspeicher, beispielsweise in Form einer Spiralfeder 8, zusammenarbeiten zulassen, der das Bestreben hat, die Kreiselvorrichtung in ihre Gleichgewichtslage zurückzubringen. Jedes Schwungrad mit seiner Spiralfeder ähnelt einer mit einer Spiralfeder ausgerüsteten Unruhe. Dadurch, daß die ein- und ausschaltbaren Schwungmassen mit solchen Spiralfedern zusammenarbeiten, wird zugleich mit der Veränderung des Trägheitsmomentes auch das die Kreiselvorrichtung in ihre Gleichgewichtslage zurückführende Moment verändert. Hierdurch läßt sich die Reglung der Eigenschwingungsdauer des Kreisels noch verfeinern.
Bei der in Abb.2 dargestellten Ausführungsform wird die Änderung des Trägheitsmomentes des Kreisels mit Bezug auf seine Präzessionsachse dadurch herbeigeführt, daß das Übersetzungsverhältnis eines Wechselgetriebes io, welches eine oder mehrere Schwungmassen 6 mit der Präzessionsachse i verbindet, veränderlich ist. Bei der in Abb. 2 dargestellten Ausführungsform ist das Wechselgetriebe io zwischen der Welle 5 und einer Welle 9 angeordnet, auf der eine oder mehrere Schwungmassen 6 sitzen.
Eine zusätzliche Dämpfungsvorrichtung für den -Kreisel, die zugleich mit den vorstehend beschriebenen Einrichtungen zur Veränderung des Trägheitsmomentes des Kreisels und gegebenenfalls auch noch zur Veränderung des Rückführdrehrnomentes benutzt wird, ist in den Abb. 3 und q. dargestellt. Gemäß Abb. 3 ist auf der Präzessionsachse des Kreisels ein Zahnsektor 3a befestigt, welcher in ein mit der Welle einer die Reglung bewirkenden Zentrifugalturbine 12 verkeiltes Zahnrad i i eingreift. Der Ein- und Austritt der Turbine 12 ist vermittels eines mit einer die Dämpfung bewirkenden Klappe i5 versehenen Kanals 14 mit einem Behälter 13 verbunden. Zur Veränderung der Dämpfungswirkung wird die klappe 15 mehr oder weniger geöffnet.
Bei der in Abb. 4 dargestellten Ausführungsform ist die Präzessionsachse i des Kreisels mit einem doppelarmigen Hebel 17 versehen. Dieser ist vermittels eines Federpaares 18 mit einem zweiten doppelarmigen Hebel i9 verbunden. Der Hebel i9 trägt ein Dämpfungspendel 2o und ist außerdem über einen Zahnsektor mit einer Turbine 21 gekuppelt, deren Dämpfungswirkung in der gleichen Weise geregelt ist, wie vorstehend an Hand der Abb. 3 erläutert ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Kreiselpendel zur Dämpfung schwingender Bewegungen von Körpern, insbesondere der Rollbewegung von Schiffen, wobei das Kreiselpendel mit einer zusätzlichen Masse gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsmoment des Kreisels mit Bezug auf seine Präzessionsachse durch Ein- oder Ausschalten zusätzlicher Massen oder Veränderung des Übersetzungsverhältnisses eines zwischen der Präzessionsachse des Kreisels und der bzw. den zusätzlichen Massen eingeschalteten Wechselgetriebes veränderlich ist.
2. Kreiselpendel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Massen aus Schwungscheiben (6) bestehen, die durch ein- und ausschaltbare Kupplungen (7) mit einer Welle kuppelbar sind, die mit der Präzessionsachse (i) des Kreisels durch eine Zahnradübersetzung gekuppelt ist.
3. Kreiselpendel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Rückführdrehmoment des Kreiselpendels veränderlich ist, indem zugleich mit der Ein-und Ausschaltung der zusätzlichen Schwungmassen (6) Rückführfedern (8), die einer jeden Schwungmasse (6) zugeordnet sind, ein- und ausgeschaltet werden. 4.- Kreiselpendel nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte Dämpfungsvorrichtung, die beispielsweise aus einer mit der Präzessionsachse des Kreisels gekuppelten Turbine (1z) besteht, deren Kreislaufquerschnitt durch eine Drosselklappe (15) veränderlich ist.