DE8912129U1 - Device working with centrifugal force - Google Patents
Device working with centrifugal forceInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Änderung des absoluten Wertes der Zentrifugalkraft bei mindestens einem * rotierenden Körper mit einer eine Drehachse aufweisenden und den um die Drehachse rotiertenden Körper antreibenden Antri ebsri chtung.The invention relates to a device for changing the absolute value of the centrifugal force in at least one * rotating body with a drive direction having an axis of rotation and driving the body rotating about the axis of rotation.
Ein im rotierenden Bezugssystem ruhender Punkt (s = o) bewegt sich im Intertialsystem mit der Geschwindigkeit &ohgr; &khgr; s, d.h. auf einem Kreis. Hierbei wirkt auf den Punkt u.a. auch eine Zentrifugalkraft, die radial nach außen zeigt und betragsmSßig m &khgr; &ohgr;2 &khgr; a ist (m = Masse, &ohgr; = Winkelgeschwindigkeit und a = Abstand von der Drehachse).A point at rest in the rotating reference system (s = o) moves in the inertial system with the speed ω χ s, ie on a circle. In this case, the point is also subjected to a centrifugal force which points radially outwards and has a magnitude of m χ χ 2 χ a (m = mass, ω = angular velocity and a = distance from the axis of rotation).
Ausgehend von dem obigen Stand der Technik liegt der Erfindung .· die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die auf einen rotierenden Körper wirkende Zentrifugalkraft gezielt beeinflußt werden kann.Based on the above prior art, the invention is based on the object of creating a device in which the centrifugal force acting on a rotating body can be influenced in a targeted manner.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schwerpunkt des Körpers während einer seiner Umdrehung um die Drehachse eine mit Bezug auf die Drehachse hin- und hergehende Bewegung ausübt.The object is achieved according to the invention in that the center of gravity of the body performs a reciprocating movement with respect to the axis of rotation during one of its revolutions about the axis of rotation.
Man erkennt, daß die Erfindung jedenfalls dann verwirklicht ist, wenn bei konstanter Masse und Winkelgeschwindigkeit der Abstand des Schwerpunktes von der Drehachse veränderbarIt can be seen that the invention is at least realized when, with constant mass and angular velocity, the distance of the center of gravity from the axis of rotation can be changed
ist. Die ZentrifugaLkraft ist eine Linearfunktion des Abstandes des Schwerkpunktes von der Drehachse und kann Werte zwischen 0 und einem Maximum, das dem Maxima Labstand des Schwerpunktes von der Drehachse entspricht, einnehmen.The centrifugal force is a linear function of the distance of the center of gravity from the axis of rotation and can take values between 0 and a maximum that corresponds to the maximum distance of the center of gravity from the axis of rotation.
Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further expedient and advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.
Handelt es sich um eine Vorrichtung mit einer die Drehachse ) aufweisenden Antriebswelle, die koaxial zu einer kreisrunden und radial gerichteten Lauffläche verläuft, dann ist es zweckmäßig, wenn die Antriebswelle mit mindestens einer von ihr etwa radial abstehenden Pleuelstange drehfest verbindbar ist, wenn die Pleuelstange den um seine Achse drehbaren und auf der Lauffläche abrollenden Körper trägt, wenn der Außendurchmesser des im Bereich seiner Laufbahn im Querschnitt kreisrunden Körpers dem Durchmesser des durch die Lauffläche definierten Kreises entspricht und wenn der Schwerpunkt des Körpers außerhalb seiner Drehachse liegt. In diesem Falle bewegt sich der Schwerpunkt des Körpers auf einer Kreisevolvente, so daß er mit Bezug auf die Drehachse hin- und hergehende Bewegungen ausübt, und zwar in der Weise, das der Körper in einer seiner Lage den maximalen Abstand von der Drehachse aufweist, während er in einer anderen Lage den minimalen Abstand zur Drehachse aufweist. Diese zwei Endlagen sowie die Drehachse liegen in einer gemeinsamen Ebene, wobei die Drehachse zwischen den beiden Extremlagen des Schwerpunktes angeordnet ist.If it is a device with a drive shaft having the axis of rotation ) that runs coaxially to a circular and radially directed running surface, then it is expedient if the drive shaft can be connected in a rotationally fixed manner to at least one connecting rod that projects approximately radially from it, if the connecting rod carries the body that rotates about its axis and rolls on the running surface, if the outer diameter of the body, which is circular in cross-section in the area of its running path, corresponds to the diameter of the circle defined by the running surface and if the center of gravity of the body lies outside its axis of rotation. In this case, the center of gravity of the body moves on a circular involute so that it performs back and forth movements with respect to the axis of rotation, in such a way that the body is at the maximum distance from the axis of rotation in one of its positions, while in another position it is at the minimum distance from the axis of rotation. These two end positions and the axis of rotation lie in a common plane, with the axis of rotation being arranged between the two extreme positions of the center of gravity.
Handelt es sich um eine Vorrichtung, bei der die Laufflächen und -bahnen die Ummantelung von Rädern bilden, dann ist es zweckmäßig, wenn das mit der Antriebswelle koaxial verlaufendeIf it is a device in which the running surfaces and tracks form the casing of wheels, then it is practical if the running surface running coaxially with the drive shaft
A 7829A7829
Rad ortsfest angeordnet ist, wenn mindestens zwei als Räder ausgebildete Körper vorgesehen sind, die mit Bezug auf die Drehachse der Antriebswelle diagonal zueinander angeordnet sind, und wenn die maximalen und die minimalen Abstände der Schwerpunkte von der Drehachse in einer gemeinsamen Ebene liegen. Bei dieser Ausfuhrungsform der Erfindung bestehen die Körper aus Zylindern oder Rädern bzw. sind so ausgebildet, daß sie im Bereich der Laufflächen und -bahnen einen kreisrunden Querschnitt haben. Der Radius des feststehenden Rades entspricht den Radien der um dieses Rad rotierenden Räder, so daß die Körper nach einer Umdrehung um das feststehende Rad ihre ursprüngliche Lage einnehmen.Wheel is arranged in a stationary manner if at least two bodies designed as wheels are provided, which are arranged diagonally to one another with respect to the axis of rotation of the drive shaft, and if the maximum and minimum distances of the centers of gravity from the axis of rotation lie in a common plane. In this embodiment of the invention, the bodies consist of cylinders or wheels or are designed in such a way that they have a circular cross-section in the area of the running surfaces and tracks. The radius of the fixed wheel corresponds to the radii of the wheels rotating around this wheel, so that the bodies assume their original position after one revolution around the fixed wheel.
Bei den rotierenden Körpern handelt es sich um solche Körper, bei denen der Schwerpunkt außerhalb ihrer eigenen Drehachse angeordnet ist. Die rotierenden Körper sind daher physikalisch gesehen Exzenter, die sowohl um ihre eigene Achse als auch um die Drehachse rotieren. Da die Zentrifugalkraft vom Abstand des Schwerpunktes von der Drehachse abhängig ist, ändert sich ihr maximaler Wert kontinuierlich. Setzt man voraus, daß die Masse und die Winkelgeschwindigkeit des Körpers konstant sind, dann nimmt der Körper während seiner einer Umdrehung um die Drehachse Werte zwischen einem Maximum und einem Minimum ein. Weist die Vorrichtung mehrere rotierende Körper auf, z.B. zwei oder vier, dann wirkt auf jeden rotierenden Körper eine eigene Zentrifugalkraft. Haben die Schwerpunkte der rotierenden Körper die gleiche Geometrie und sind sie um die Drehachse gleichmäßig verteilt, dann wirkt die Resultierende der Zentrifugalkräfte in einer bestimmten Richtung.Rotating bodies are those bodies in which the center of gravity is located outside their own axis of rotation. From a physical point of view, rotating bodies are therefore eccentrics that rotate both around their own axis and around the axis of rotation. Since the centrifugal force depends on the distance of the center of gravity from the axis of rotation, its maximum value changes continuously. Assuming that the mass and angular velocity of the body are constant, the body takes on values between a maximum and a minimum during its one rotation around the axis of rotation. If the device has several rotating bodies, e.g. two or four, then each rotating body is subject to its own centrifugal force. If the centers of gravity of the rotating bodies have the same geometry and are evenly distributed around the axis of rotation, then the resultant of the centrifugal forces acts in a certain direction.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigenTwo embodiments of the invention are shown schematically in the drawing and are explained in more detail below. They show
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Fig. 1 eine Vorrichtung zur Erzeugung von Zentrifugalkraft über ein Get r i ebe,Fig. 1 a device for generating centrifugal force via a gear,
Fig. 3 bis 6 die einzelnen Lagen des Schwerpunktes mit Bezug auf die Drehachse während seiner Umdrehung um die Drehachse und die eigene Achse des Körpers,Fig. 3 to 6 the individual positions of the center of gravity with reference to the axis of rotation during its rotation around the axis of rotation and the body's own axis,
Fig. 7 einen Teil einer weiteren Vorrichtung zur Erzeugung von Zentrifugalkraft, wobei der Körper entlang einer Gleitkurve gleitet,Fig. 7 shows part of another device for generating centrifugal force, wherein the body slides along a sliding curve,
Fig. 8 eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 7 in Richtung des Pfeiles VIII.Fig. 8 is a view of the device according to Fig. 7 in the direction of arrow VIII.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Teil einer Vorrichtung zur Änderung des absoluten Wertes der Zentrifugalkraft bei mindestens einem rotierenden Körper 4 mit einer einer Drehachse 12 aufweisenden und den um die Drehachse 12 rotierenden Körper antreibenden Antriebseinrichtung 10 dargestellt. Der Schwerpunkt S des Körpers 4 übt während einer seiner Umdrehungen um die Drehachse 12 eine mit Bezug auf die Drehachse 12 hin- und hergehende Bewegung aus. Die Vorrichtung besteht aus einem Lagerbock 1, der die Antriebsvorrichtung 10 trägt. Die Antriebsvorrichtung 10 ist über eine Welle 5 mit Lagerung 8 mit einer Pleuelstange 2 drehfest verbunden. Die Pleuelstange 2 ist über einem Bolzen 9 mit dem Körper 4 verbunden, wobei der Körper 4 mit dem Bolzen 9 über eine Lagerung 7 drehbar verbindbar ist. Das feststehende Zahnrad 3 und der ebenfalls als Zahnrad ausgebildete Körper 4 haben den gleichen Außendurchmesser, so daß der Körper 4 nach einerIn Figs. 1 and 2, part of a device for changing the absolute value of the centrifugal force in at least one rotating body 4 is shown with a drive device 10 having an axis of rotation 12 and driving the body rotating about the axis of rotation 12. The center of gravity S of the body 4 performs a reciprocating movement with respect to the axis of rotation 12 during one of its revolutions about the axis of rotation 12. The device consists of a bearing block 1 which carries the drive device 10. The drive device 10 is connected to a connecting rod 2 in a rotationally fixed manner via a shaft 5 with a bearing 8. The connecting rod 2 is connected to the body 4 via a bolt 9, whereby the body 4 can be connected to the bolt 9 via a bearing 7. The fixed gear 3 and the body 4, which is also designed as a gear, have the same outer diameter, so that the body 4 can rotate after a
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Umdrehung um die Achse 12 die Ursprung Li ehe Lage, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, einnimmt. Der Abstand der Achsen 12 und 15 voneinander entspricht daher dem Durchmesser der Zahnräder 3 und 4. Das Zahnrad 3 ist fest angeordnet, so daß die Laufbahn 13 des Zahnrades 4 auf der Lauffläche 17 des Zahnrades 3 abrollt. Dabei bewegt sich die Drehachse 15 des Zahnrades 4 auf einem Kreis 14, dessen Radius dem Abstand der Achsen 12 und 15 voneinander entspricht. Das Zahnrad 4 dreht sich auch um seine eigene Achse 15, so daß / ^ der Schwerpunkt S eine doppelte Kreisbewegung (Kreisevolvente) ausübt.Rotation around the axis 12 takes the position of origin as shown in Fig. 1 and 2. The distance between the axes 12 and 15 from each other therefore corresponds to the diameter of the gears 3 and 4. The gear 3 is fixed so that the track 13 of the gear 4 rolls on the running surface 17 of the gear 3. The axis of rotation 15 of the gear 4 moves on a circle 14, the radius of which corresponds to the distance between the axes 12 and 15. The gear 4 also rotates around its own axis 15 so that the center of gravity S performs a double circular movement (circular involute).
auf die Drehachse 12 dargestellt, wobei der Schwerpunkt von der Drehachse 12 maximal entfernt ist. Wird nun der Schwerpunkton the rotation axis 12, with the center of gravity being at the maximum distance from the rotation axis 12. If the center of gravity is now
dann nimmt er Positionen ein, wie sie in den Fig. 4,5 undthen he takes positions as shown in Fig. 4,5 and
j 6 dargestellt sind. Nach seiner weiteren Verdrehung nimmt j der Schwerpunkt S die in Fig. 3 dargestellten Ausgangslagej 6 are shown. After its further rotation, j the center of gravity S takes the initial position shown in Fig. 3
\ ein. Die in Fig. 5 dargestellte Position des Schwerpunktes } S entspricht dem minimalen Abstand des Schwerpunktes S von \ . The position of the center of gravity } S shown in Fig. 5 corresponds to the minimum distance of the center of gravity S from
der Drehachse 12.the rotation axis 12.
In den Fig. 7 und 8 ist ein Körper 20 mit Gewichten 21 ! dargestellt. Die Gewichte 21 besitzen Gleitflächen 34 und sind miteinander Ober eine Stange 19 verbunden. Die Stange durchquert eine Welle 5, in der eine kreisrunde Bohrung für die Stange 19 ausgebildet ist. Die Stange 19 ist daher in Richtung des Doopelpfeiles 30 problemlos verstellbar. Der Körper 20 ist achsensymmetrisch ausgebildet. Befindet sich der Schwerpunkt S im Bereich der Drehachse 12, dann wirkt auf ihn keine Fliegkraft. Der Körper 20 nimmt hier mit Bezug auf die Drehachse 12 eine feste Position ein. Wird derIn Figs. 7 and 8, a body 20 with weights 21 is shown. The weights 21 have sliding surfaces 34 and are connected to one another via a rod 19. The rod passes through a shaft 5 in which a circular hole is formed for the rod 19. The rod 19 can therefore be easily adjusted in the direction of the double arrow 30. The body 20 is axially symmetrical. If the center of gravity S is in the area of the axis of rotation 12, then no centrifugal force acts on it. The body 20 takes up a fixed position with respect to the axis of rotation 12. If the
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Schwerpunkt S mit Bezug auf die Drehachse 12 geringfügig versetzt und die Welle 5 verdreht, dann wirkt auf den Schwerpunkt S eine Zentrifugalkraft, die bewirkt, daß der Abstand zwischen dem Schwerpunkt S und der Drehachse 12 wächst, bis er einen maximalen Wert erreicht (Fig. 7) hat. In dieser Position arbeitet das obere Gewicht 21 mit einer Gleichkurve 32 zusammen, die mit Bezug auf die Drehachse 12 nach unten konvergiert. Beim weiteren Verdrehen wird der Schwerpunkt S in Richtung der Drehachse 12 bewegt, bis er zwischen der Drehachse 12 und dem unteren Gewicht 21 angeordnet ist. Ab diesem Zeitpunkt wirkt auf das untere Gewicht 21 eine größere Zentrifugalkraft als auf das obere Gewicht 21, so daß die Stange 19 in entgegengesetzter Richtung bewegt wird. Die Gleitkurve 32 bildet die Innenseite eines Armes, der endseitig Anlauf- und Aus laufflachen besitzt. Der Lagerbock 4, in dem die Welle 23 über Lagerungen 25 gelagert ist, ist ortsfest ausgebi Idet.If the center of gravity S is slightly offset with respect to the axis of rotation 12 and the shaft 5 is rotated, a centrifugal force acts on the center of gravity S, causing the distance between the center of gravity S and the axis of rotation 12 to increase until it reaches a maximum value (Fig. 7). In this position, the upper weight 21 works together with a constant curve 32, which converges downwards with respect to the axis of rotation 12. As the rotation continues, the center of gravity S is moved in the direction of the axis of rotation 12 until it is located between the axis of rotation 12 and the lower weight 21. From this point on, a greater centrifugal force acts on the lower weight 21 than on the upper weight 21, so that the rod 19 is moved in the opposite direction. The sliding curve 32 forms the inside of an arm, which has start and run-out surfaces at the end. The bearing block 4, in which the shaft 23 is mounted via bearings 25, is designed to be stationary.
Claims (1)
Burgstraße 41Rolf Leidig
Burgstrasse 41
dadurch gekennzeichnet,Device for changing the absolute value of the centrifugal force in at least one rotating body with a drive device having an axis of rotation and driving the body rotating about the axis of rotation,
characterized,
daß der Außendurchmesser des im Bereich seiner Laufbahn (13) im Querschnitt kreisrunden Körpers (4) dem Durchmesser des durch die Lauffläche (17) definierten Kreises entspricht undthat the connecting rod (2) carries the body (4) which rotates about its axis (15) and rolls on the running surface (17),
that the outer diameter of the body (4) which is circular in cross-section in the region of its raceway (13) corresponds to the diameter of the circle defined by the running surface (17) and
dadurch gekennzeichnet,3. Device according to claim 1 or 2, in which the running surfaces and tracks are formed by wheels,
characterized,
daß die maximalen und die minimalen Abstände der Schwerpunkte (S) der Körper von der Drehachse (12) in einer gemeinsamen Ebene liegen.that at least two bodies designed as wheels are provided, which are arranged diagonally to each other with respect to the axis of rotation of the drive shaft, and
that the maximum and minimum distances of the centers of gravity (S) of the bodies from the axis of rotation (12) lie in a common plane.
dadurch gekennzeichnet,4. Device according to one of claims 1 to 3,
characterized,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8912129U DE8912129U1 (en) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | Device working with centrifugal force |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8912129U DE8912129U1 (en) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | Device working with centrifugal force |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8912129U1 true DE8912129U1 (en) | 1990-01-18 |
Family
ID=6843643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8912129U Expired - Lifetime DE8912129U1 (en) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | Device working with centrifugal force |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8912129U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996021806A1 (en) * | 1995-01-12 | 1996-07-18 | Marsh Richard O Jr | Centrifugal force drive machine |
IT202200017253A1 (en) * | 2022-08-11 | 2024-02-11 | Maria Consiglia Sgarlata | PROPULSION SYSTEM FOR MOVING BODIES WITH THE CENTRIFUGAL THRUST OF ONE OR MORE WEIGHTS ROTATING ON A SHAFT |
-
1989
- 1989-10-12 DE DE8912129U patent/DE8912129U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996021806A1 (en) * | 1995-01-12 | 1996-07-18 | Marsh Richard O Jr | Centrifugal force drive machine |
IT202200017253A1 (en) * | 2022-08-11 | 2024-02-11 | Maria Consiglia Sgarlata | PROPULSION SYSTEM FOR MOVING BODIES WITH THE CENTRIFUGAL THRUST OF ONE OR MORE WEIGHTS ROTATING ON A SHAFT |
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