TR2021012726A2 - ECCENTRIC COUNTER BALANCE MECHANISM IN ROTATING PARTS OF MACHINES - Google Patents

ECCENTRIC COUNTER BALANCE MECHANISM IN ROTATING PARTS OF MACHINES

Info

Publication number
TR2021012726A2
TR2021012726A2 TR2021/012726 TR2021012726A2 TR 2021012726 A2 TR2021012726 A2 TR 2021012726A2 TR 2021/012726 TR2021/012726 TR 2021/012726 TR 2021012726 A2 TR2021012726 A2 TR 2021012726A2
Authority
TR
Turkey
Prior art keywords
force
application arm
force application
rotation
shaft
Prior art date
Application number
TR2021/012726
Other languages
Turkish (tr)
Inventor
Gulbeyaz İlhan
Original Assignee
İlhan Gülbeyaz
Filing date
Publication date
Application filed by İlhan Gülbeyaz filed Critical İlhan Gülbeyaz
Publication of TR2021012726A2 publication Critical patent/TR2021012726A2/en

Links

Abstract

Buluş; dönerek çalışan makinelerin (1) kuvvetine karşı bir dengeleme kuvveti (F) oluşturacak, bir ucu karşı dengeleme elemanına (80) bağlanan kuvvet tatbik kolu (50); bahsedilen kuvvet tatbik kolunun (50) bir ucuna takılan, kuvvet tatbik kolunun (50) hareketi esnasında dengeleme kuvveti (F) oluşturan karşı dengeleme elemanı (80); bahsedilen kuvvet tatbik kolunun (50) yataklandırıldığı ve kuvvet tatbik kolunun (50) spiral geometride aşağı-yukarı, sağa-sola hareket ettiren, tatbik kolu merkezinin (51) yukarı çıkarken dönme eksenine yakın, aşağı inerken dönme ekseninden uzak geçmesini ve bu sayede sisteme moment kazanımı sağlayan eksantrik yapıya (30) sahip makine şaftına (10) takılan döndürme mekanizması (2) ile ilgilidir.Meet; The force application arm (50), one end of which is connected to the counter balancing element (80), will create a balancing force (F) against the force of the rotating machines (1); counter balancing element (80) attached to one end of the said force application arm (50), which creates a balancing force (F) during the movement of the force application arm (50); The said force application arm (50) is supported and moves the force application arm (50) up-down, right-left in a spiral geometry, and the center of the application arm (51) passes close to the axis of rotation when going up and away from the axis of rotation when going down, thus providing torque to the system. It is related to the turning mechanism (2) attached to the machine shaft (10) with an eccentric structure (30) that provides gain.

Description

TARIFNAME MAKINELERIN D'ONEN AKSAMLARINDA EKSANTRIK KARSI DENGE MEKANIZMASI Teknik Alan Bulus; herhangi bir tahrik sistemi tarafindan döndürülen yani döndürme momenti (tork) ileten makinalarin döner aksamlarinin (saftlarin, millerinin) enerji verimliligi ile ilgilidir. Bulus özellikle; saft aksamina takilarak makineye enerji verimliligi kazandiran eksantrik mekanizma ile ilgilidir. Mevcut Teknik Günümüzde endüstride kullanilan birçok makine, farkli tahrik sistemlerinin ürettigi kuvveti dönme hareketine çeviren, dönme hareketini aktaran veya dönme hareketini fayda saglayabilecegimiz bir is kuvvetine çeviren dönen aksamlar içeren mekanik sistemlerden olusmaktadir. Bu makinalarin hepsi basta sürtünme ve kavrama açilari olmak üzere birçok çesitli nedenlerden dolayi tahrik sisteminden aldiklari momentin bir kismini faydali ise dönüstüremezler. Bu da makinalarda karsimiza mekanik verim olarak çikar. Onceki teknikte kullanilan makinalarin birçogu düsük verimlilikle çalismakta ve gerek duyulandan daha fazla enerji tüketmektedir. Buda üretim maliyetini olumsuz olarak etkilemektedir. Teknigin bilinen durumunda döndürme mekanizmalarinda, döndürme hareketini doguran kuvvetlerin uygulanmasinda dairesel yapi kullanilmakta bu da salinim esnasinda yukari ve asagi hareket olusan momentlerin birbirini sönümlemesine neden olmaktadir. Literatürde yapilan arastirmalar neticesinde bahsedilen saft döndürme mekanizmalari ile ilgili çesitli yapilanmalar karsimiza çikmaktadir. Bunlardan biri "Hamur Yogurma Makineleri Için Kardan Saft özetinde "Bulus, hamur yogurma makinelerinde hareket aktarimi ve hareket saglayan her bir kasnagin kayislarinin gerginliklerinin ayri ayri ayari için gelistirilmis olan, hareket sirasinda gövdeler arasindaki kasmalari ve buna bagli arizalari engelleyen, çalisma ömrünü uzatan, montaj kolayligi saglayan, ayrica herhangi bir ariza durumunda tüm sistemi sökmeksizin sadece ariza meydana gelen bölümün kolayca monte ve demonte edilmesini saglayan bir kardan saft mekanizmasi ile ilgilidir." ifadesi yer almaktadir. Bahsedilen yapilanmayla ilgili bir diger örnekte "Çikintilari olan ögütme elemani." baslikli eleman yerlestirilis olan karistirici bilyali degirmene iliskindir. Ogütücü elemanlar, biri birilerine mesafelidirler ve esas itibari ile karistirici mile dikey olarak monte edilmislerdir. En az bir ögütücü eleman, en az bir adet eksenel olarak uzanan bir çikinti ile donatilmistir." ifadesi yer almaktadir. Yukarida bahsedilen basvurularda saft mekanizmasi normal olarak kurulmustur. Bu vb. yapilanmalarda saftin dönüsünden enerji kazanimi saglanamamaktadir. Dolayisiyla bu basvurular yukarida bahsedilen bazi dezavantajlara örnek olarak gösterilebilir. Sonuç: olarak; saft döndürme mekanizmalarinda gelisen teknolojiye paralel olarak gelistirmelere gidilmekte, bu nedenle yukarida deginilen dezavantajlari ortadan kaldiracak ve mevcut sistemlere çözüm getirecek yeni yapilanmalara ihtiyaç duyulmaktadir. Bulusun Amaci Bulus, mevcut teknikte kullanilan yapilanmalardan farkli olarak, bahsedilen dezavantajlari çözmeye yönelik gelistirilen ve ilave bazi avantajlar getiren saft döndürme mekanizmalari ile ilgilidir. Bulusun amaci; enerji tasarrufu saglamak için hali hazirda bir tahrik sistemi ile döndürülen bir saft üzerine spiral geometriye sahip bir eksantrik mekanizma adapte edip, bu eksantrik mekanizmaya saftin dönüsü esnasinda tek yönde (sabit) bir kuvvet uygulamaktir. Bu kuvvet karsi denge kuvveti olarak adlandirilabilir. Karsi denge kuvveti safta etki eden yük kuvvetini dengeleyecektir. Karsi denge kuvveti, safta verilen tork sabit ise is kuvvetini arttirarak ayni enerji girdisi ile daha fazla yük kuvvetinin karsilanmasini saglayacaktir. Ya da yük sabit ise saftin moment ihtiyacinin azalmasini dolayisi ile makinanin daha az enerji tüketmesini saglayacaktir. Bulusun bir diger amaci; makinenin dönen saftina, spiral geometri içeren eksantrik bir yapi adapte edilerek ve bu yapiya sürekli bir enerji ihtiyaci olmayan sabit bir dengeleme kuvveti uygulayip saftin gerek duydugu enerjinin bir kismi düsürülebilmektedir. Mekanizmanin eksantrik olmasindan dolayi karsi denge kuvvetinin tatbik noktasi saftin dönme ekseninden belirli bir uzaklikta dönme ekseni etrafinda dolanacaktir. Karsi denge kuvveti ile dönme ekseni arasindaki dik uzaklik ve karsi denge kuvvetinin çarpimi karsi denge kuvvetinin sistemde degistirecegi momenti belirler. (moment= kuvvet x kuvvet kolu) Karsi denge kuvveti bir yarim turda sistemin momentini artirip diger yarim turda sistemin momentini azaltacaktir. Mekanizmanin spiral geometriye sahip olmasindan dolayi karsi denge kuvvetinin tatbik noktasi bir tur dönüsün bazi evrelerinde merkeze yaklasip, diger evrelerinde merkezden uzaklasacaktir. Karsi denge kuvvetinin merkezden uzak oldugu evreyi sistemin momenti ile ayni yönde moment olusturacak sekilde ve karsi denge kuvvetinin merkeze yakin oldugu evreyi sistemin momenti ile zit yönde moment olusturacak sekilde montaji yapilirsa makinanin dönen aksaminin toplam momenti artacaktir. Spiral geometriye sahip eksantrik yapi, saftin bir tam turunda verdigi moment aldigi momentten daha fazla olacaktir. Bulusun yapisal karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen sekiller ve bu sekillere atiflar yapilmak suretiyle yazilan detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir. Bu nedenle degerlendirmenin de bu sekiller ve detayli açiklama göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. Bulusun Anlasilmasina Yardimci Olacak Sekillerin Kisaca Açiklanmasi Sekil - 1; Bulus konusu krank biyel sisteminden olusan eksantrik döndürme mekanizmasinin makine üzerine monte edilmis halinin perspektif görünümünü göstermektedir. Sekil - 2; Bulus konusu krank biyel sisteminden olusan eksantrik döndürme mekanizmasinin makine üzerinde demonte edilmis halinin perspektif görünümünü göstermektedir. Sekil - 3; Bulus konusu eksantrik döndürme mekanizmasinin her 45°d öndürülmesinde aldigi konumlari göstermektedir. Sekil - 4; Bulus konusu eksantrik döndürme mekanizmasinin spiral geometride hareket eden kuvvet tatbik kolu merkezinin izledigi yolu göstermektedir. Sekil - 5; Bulus konusu kam sisteminden olusan eksantrik döndürme mekanizmasinin makine üzerine monte edilmis halinin perspektif görünümünü göstermektedir. Referans Numaralari 1. Makine 2. Döndürme mekanizmasi . Saft . Sikma bilezigi . Eksantrik yapi 40. Yataklama elemani 50. Kuvvet tatbik kolu 51. Tatbik kolu merkezi 60. Kapak 70. Sabitleme elemani 80. Karsi dengeleme elemani 90. Baglanti parçasi 100. Sabitleme saci F. Dengeleme kuvveti Bulusun Bir Orneginin Detayli Olarak Açiklanmasi Bu detayli açiklamada, bulus konusu eksantrik döndürme mekanizmasinin (2) tercih edilen yapilanmalari, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak ve hiçbir sinirlayici etki olusturulmayacak sekilde açiklanmaktadir. Yapi prensibi', Döndürme mekanizmasi (2), herhangi bir dönen aksama sahip makinede (1) bulunan saft (10) sabitleme saci (100) parçalarindan olusmaktadir. Bahsedilen saft (10) makinenin dönen aksamidir. Saft (10) 'üzerine takilan sikma bilezigi (20) eksantrik yapi (30) ile saftin (10) baglantisini saglamak için kullanilan unsurdur. Kavrama elemani görevi gören bu unsur için konik kilit, kamali baglanti, disli baglanti vb. unsurlar kullanilabilmektedir. Bunlarin yani sira eksantrik geometri direk olarak saftin (10) 'üzerinde frezeleyerek olusturulabilir. Eksantrik yapi (30), spiral geometrili unsur olup safta (10) baglanacaktir. Saftin (10) dönmesi esnasinda yukari ve asagi hareketlerde iki ayri yönde momenti etkileyerek enerji kazanimi saglamaktadir. Eksantrik yapi (30) üzerine yerlestirilerek karsi denge kuvveti olusturmak için kuvvet tatbik kolu (50) kullanilir. Kuvvet tatbik kolu (50) bir ucunda zemine veya farkli bir yere irtibatlandirilarak sabitlendirilir. Saftin (10) dönmesi esnasinda yönü sabit olarak durmakta ve eksantrik yapinin (30) dönmesiyle yukari-asagi, saga-sola hareket etmektedir. Bahsedilen eksantrik yapi (30) ile kuvvet tatbik kolu (50) arasinda yataklama elemani (40) yerlestirilmektedir. Yataklama elemani (40) eksantrik yapiyi (30) kuvvet tatbik koluna (50) yataklamaktadir. Bu yapinin 'üzerine, iç aksami dis etkenlerden korumak ve eksenel kaymayi önlemek için ön ve arka kisimlarinda kapak (60) kapatilir. Kapaklar (60) sabitleme elemani (70) yardimiyla sabitlendirilir. Karsi dengeleme elemani (80), kuvvet tatbik kolunun (50) bir ucuna takilarak döndürme mekanizmasinin (2) hareketinin sürekliligini saglayan unsurdur. Bunun için çekme yayi, hidrolik silindir veya amortisör kullanilabilecegi gibi agirlikta asilabilir. Karsi dengeleme elemani (80), makine sasesine veya zemine sabitlenen sabitleme sacina (100) baglanmaktadir. Karsi dengeleme elemani (80) ile kuvvet tatbik kolu (50) birbirine baglanti parçalari (90) ile baglanir. Montaj prensibi', Bulus konusu eksantrik döndürme mekanizmanin (2) montaj prensibi sekil 1 ve 2'de yer alan bilyali degirmen üzerinden anlatilacaktir. Sekil 2rde demonte hali görülen döndürme mekanizmasinin (2) montaji için yukarida bahsedilen tüm unsurlar saft (10) üzerine geçirilir. Bunun için öncelikle sikma bilezigi (20) safta (10) geçirilir. Sonrasinda sirasiyla kapak (60), eksantrik yapi (30), yataklama elemani (40), kuvvet tatbik kolu (50) ve bunun üzerine yine kapak (60) geçirilir. Bahsedilen kapaklar (60) ve eksantrik yapi (30) sabitleme elemanlari (70) ile birbirine sabitlendirilir. Diger unsurlarda eksantrik yapiya (30) yataklandirilarak sabitlendirilir. Yapi iki taraftan kapak (60) ile kapatilarak eksenel kayma önlenir ve koruma altina Montajin tamamlanmasi için kuvvet tatbik kolunun (50) alt kismina karsi dengeleme elemani (80) takilir. Baglanti parçasi (90) kullanilarak takilan karsi dengeleme elemani (80) alt kisimdan da yine baglanti parçasi (90) yardimiyla sabitleme sacina (100) sabitlendirilir. Sistemin çalismasi için karsi dengeleme elemaninin (80) zemin tarafina sabitlenmesi zorunlu degildir. Farkli bir yöne de sabitlendirilebilir. Burada önemli olan kuvvet tatbik kolunun (50) bir ucundan belirli yöne bakacak sekilde sabitlenmesini saglamaktir. Sekil 1=de montaj islemi tamamlanan döndürme mekanizmasinin (2) perspektif görünümü görülmektedir. (galisma prensibi; Bulus konusu döndürme mekanizmasi (2), hali hazirda bir tahrik sistemi tarafindan çevrilen safta (10) sahip herhangi bir makineye (1) adapte edilmektedir. Saft (10) dönmeye basladiginda saftin (10) merkezine monte edilen döndürme mekanizmasi da (2) dönmeye baslar. Dönme hareketiyle eksantrik yapi (30) sayesinde döndürme mekanizmasi (2) sekil saga-sola hareket edecektir. Sekil 3'deki gösterimde saftin (10) ve döndürme mekanizmasinin (2) her bir 459Iik hareketinde aldi gi konumu göstermektedir. Kullanilan eksantrik yapi (30) sayesinde döndürme mekanizmasi (2) asagi inerken tatbik kolu merkezi (51) merkezden uzak, yukari çikarken merkeze yakin geçmektedir. Sekil 4'de bu hareket derecelik kisminda ise (-) moment uygulaniyor. Ilk 1351ik kisimda kuvvetin merkezden uzak olmasinin avantaji, diger taraftaki açinin fazla olmasi dezavantajindan daha fazla olmakta. Yapilan hesaplamalara göre kazanilan moment 5 birim iken kaybedilen moment 4 birim çikmaktadir. Döndürme mekanizmasinin (2) asagi inerken sisteme kazandirdigi moment, yukari çikarken sistemden aldigi momentten daha fazla olur. Bu da toplamda sistemin momentini arttirir. Sistemin hali hazirda yükü sabit ise, sistemin vermesi gereken moment azalacaktir. (Sistemin yükü sabit demek daha fazla kuvvete ihtiyaç yok ise demektir) Karsi dengeleme elemani (80) kuvveti, sistemin momentine katkida bulunmus olur. Safti çeviren tegetsel kuvvet ile öteleme kuvveti oranlari da degisir. Asagi inerken daha çok çevirme daha az öteleme yapmak isterken, yukari çikarken daha az çevirme daha fazla öteleme yapmak ister. Oteleme kuvveti yataklama elemani (40) tarafindan absorbe edildigi için sürtünme disinda sistemin dönme enerjisine bir etkisi olmaz. Eger sistemdeki yük degisken ise (bir artan bir azalan) ve dengeleme kuvveti (F) bu degisken yükü dengeleyecek sekilde ayarlanirsa (senkronize edilirse, yükün maksimum oldugu yerlerde F kuvveti karsi tarafinda + etki edecek sekilde konumlanirsa) sistemde arzu edilen enerji tasarrufu salanmis olur. Dengeleme kuvveti (F) sistemin yükünü dengelemis olur. Bu sistemde makine verimi etkilenmemektedir. Çalisan makinedeki (1) yükün karsisina yük koyarak moment ihtiyaci azaltilmaktadir. Bir makinanin hali hazirda kendi tahrik sistemi ile dönen bir saftina (10), spiral geometri içeren eksantrik bir yapi (30) adapte edildiginde ve bu yapiya sürekli bir enerji ihtiyaci olmayan sabit bir dengeleme kuvveti (F) uygulandiginda saftin (10) gerek duydugu enerjinin bir kismi düsürülebilmektedir. Sekil 1=de görülen döndürme mekanizmasinda (2) krank biyel yapilanmasi görülmektedir. Bu sistem için sekil 5*de görülen kam mekanizmasi da kullanilabilir. Bulus konusu döndürme mekanizmasi (2) özellikleri: 0 Bu mekanizmayi olusturmak için krank-biyel, kam- takipçi, zincir halat, tek yön kavramalari vs. kullanilabilir. 0 Bu mekanizma direk makina gövdesine uygulanabileoegi gibi, tahrik sisteminde herhangi bir yerine de uygulanabilir. 0 Bu mekanizma ile uygulanmis bir dönen aksam, baska bir makinayi döndürebilir. Bu mekanizmanin çalismasini saglayan (karsi denge kuvvetinin tatbik noktasinin yer degistirmesi) geometri, istenilen moment degisikligine göre çok çesitli dizayn edilebilir. Her bir farkli geometri ile kuvvetin tatbik noktasinin merkezden uzakligi ve tatbik zamani degisiklik gösterir. Bu geometri kesik daire, oval, elips, evolvent, sikloid vs. farkli sekilde olabilir. (tam daire oldugunda mekanizma toplam momenti degistirmez) Bu mekanizmanin boyutlari (çapi, kalinligi, uzunlugu vs.) degistirilebilir. Bu mekanizmanin uygulayacagi kuvvetin büyüklügü degistirilebilir. Agirliksa, agirlik arttirilabilir ya da azaltilabilir. Yay veya amortisörse istenilen kuvvette, deplasmanda ve ön gerilmede seçilebilir. Yayin dogrultusu degistirilebilir. Bu mekanizmanin sayisi arttirilabilir. Ayni eksen üzerinde birbirleri ile es zamanli (ayni anda ayni yönde moment degistiren) ya da es zamanli olmayan birebirini takip eden (biri moment arttirirken digeri moment azaltan) mekanizmalar yerlestirilebilir. Bu mekanizmalar birbirlerinin aynisi olmak zorunda degildir. Farkli büyüklükte farkli kuvvetlerde farkli moment degistiren mekanizmalarda ayi eksen üzerinde yer alabilirler. Makine üzerinde dönme hareketi bir baska eksene aktariliyorsa mekanizma diger eksenlerde de kullanilabilir. Farkli eksende ayni anda mekanizmalar çalisabilir. Bu mekanizma direk olarak makinanin dönen aksami üzerinde imal edilebilecegi gibi ayri bir gövde üzerinde imal edilip, makine aksamina bir kavrama ile de baglanabilir. Bahsedilen dengeleme kuvveti bir agirlik asmak seklinde de olabilecegi gibi önceden kurulmus (ön gerilmeli) bir yay, ön gerilmeli hidrolik veya pnomatik amortisör, hidrolik akümülatör ile süspanse edilen basinçlandirilmis hidrolik silindir kullanilarak uygulanabilir. Agirlik asildiginda, asilan bu agirlik yerçekimi etkisi ile sürekli olarak düsey eksen dogrultusunda bir kuvvet uygular. On gerilme verilmis (kurulmus) yay, amortisör veya süspanse edilmis hidrolik silindir ise kendi hareket eksenleri dogrultusunda kuvvet uygularlar. Agirlik asmak disindaki yay, amortisör vs. gibi elemanlarin mekanizmaya uygulayacaklari kuvvetin dogrultusu degisik dogrultularda olacak sekilde dizayn edilebilir. Sadece asagi Çekmek yerine sag, sola, yukari ya da çapraz bir dogrultuda uygulanabilir. Önceden kurulmus yay veya amortisörler sistemin momenti ile ayni yönde ön gerilme kuvvetlerini bir miktar azalarak (veya ön gerilme kuvvetleri sifirlanabilir) uygularken, sistemin momenti ile ters yönde ise sistemin dönme hareketinin saglayacagi deplasman degisikligi ve kuvvet ile yeniden kurulup ilk ön gerilme degerlerine geri gelirler. TR TR TR TR TR TRDESCRIPTION ECCENTRIC COUNTERBALANCE MECHANISM IN ROTATING PARTS OF MACHINES Technical Field The invention is related to the energy efficiency of the rotating parts (shafts, shafts) of machines that are rotated by any drive system, that is, transmitting torque. The invention is particularly related to the eccentric mechanism that provides energy efficiency to the machine by being attached to the shaft assembly. Current Technique Today, many machines used in industry consist of mechanical systems that convert the force produced by different drive systems into rotational motion, transmit rotational motion or contain rotating parts that convert rotational motion into a work force that we can benefit from. All of these machines cannot convert a portion of the torque they receive from the drive system into useful work due to many reasons, primarily friction and clutch angles. This appears as mechanical efficiency in machines. Many of the machines used in the previous technique operate with low efficiency and consume more energy than necessary. This negatively affects the production cost. In the known state of the technique, a circular structure is used in the application of the forces that cause the rotation movement in the rotation mechanisms, which causes the moments that occur in the up and down movements during the oscillation to damp each other. As a result of the researches made in the literature, we come across various structures related to the mentioned shaft rotation mechanisms. One of these is in the abstract of "Cardan Shaft for Dough Kneading Machines". "The invention relates to a cardan shaft mechanism developed for the separate adjustment of the tension of the belts of each pulley providing movement and movement in dough kneading machines, preventing the contractions between the bodies during movement and the failures related to this, extending the working life, providing ease of assembly, and also allowing easy assembly and disassembly of only the section where the failure occurs without dismantling the entire system in the event of any failure." Another example related to the mentioned structure is related to a mixing ball mill in which the element titled "Grinding element with protrusions." is placed. The grinding elements are spaced from each other and are essentially mounted vertically to the mixing shaft. At least one grinding element is composed of at least one axially extending is equipped with a protrusion." statement is included. In the applications mentioned above, the shaft mechanism is installed normally. In these etc. structures, energy cannot be gained from the rotation of the shaft. Therefore, these applications can be shown as examples of some of the disadvantages mentioned above. As a result; developments are being made in parallel with the developing technology in shaft rotation mechanisms, therefore, new structures that will eliminate the disadvantages mentioned above and provide solutions to the current systems are needed. Purpose of the Invention The invention relates to shaft rotation mechanisms that are developed to solve the mentioned disadvantages and bring some additional advantages, unlike the structures used in the current technique. Purpose of the invention; In order to save energy, an eccentric mechanism with a spiral geometry is adapted to a shaft that is currently rotated by a drive system and a single-direction (constant) force is applied to this eccentric mechanism during the rotation of the shaft. This force can be called the counterbalance force. The counterbalance force will balance the load force acting on the shaft. If the torque given to the shaft is constant, the counterbalance force will increase the work force and ensure that more load force is met with the same energy input. Or if the load is constant, it will reduce the moment requirement of the shaft and therefore ensure that the machine consumes less energy. Another purpose of the invention is to adapt an eccentric structure with a spiral geometry to the rotating shaft of the machine and apply a constant balancing force that does not require a constant energy requirement to this structure, thus reducing some of the energy required by the shaft. Since the mechanism is eccentric, the application point of the counterbalance force will revolve around the rotation axis at a certain distance from the shaft's rotation axis. The perpendicular distance between the counterbalance force and the rotation axis and the product of the counterbalance force determines the moment that the counterbalance force will change in the system. (moment = force x force arm) The counterbalance force will increase the moment of the system in one half turn and decrease the moment of the system in the other half turn. Since the mechanism has a spiral geometry, the application point of the counterbalance force will approach the center in some phases of a turn and move away from the center in other phases. If the assembly is made in such a way that the phase where the counterbalance force is far from the center will create a moment in the same direction as the moment of the system and the phase where the counterbalance force is close to the center will create a moment in the opposite direction to the moment of the system, the total moment of the rotating part of the machine will increase. The eccentric structure with spiral geometry will give more moment than it receives in one full turn of the shaft. The structural characteristics and all advantages of the invention will be understood more clearly thanks to the figures given below and the detailed explanation written by making references to these figures. For this reason, the evaluation should be made by taking these figures and the detailed explanation into consideration. Brief Explanation of the Figures That Will Help to Understand the Invention Figure - 1; Shows the perspective view of the eccentric rotation mechanism consisting of the crank-connecting rod system, which is the subject of the invention, mounted on the machine. Figure - 2; Shows the perspective view of the eccentric rotation mechanism consisting of the crank-connecting rod system, which is the subject of the invention, disassembled on the machine. Figure - 3; Shows the positions taken by the eccentric rotation mechanism, which is the subject of the invention, in every 45°d rotation. Figure - 4; It shows the path followed by the center of the force application arm of the eccentric rotation mechanism, which moves in a spiral geometry. Figure - 5; It shows the perspective view of the eccentric rotation mechanism, which consists of the cam system, which is the subject of the invention, mounted on the machine. Reference Numbers 1. Machine 2. Rotation mechanism. Shaft. Clamping ring. Eccentric structure 40. Bearing element 50. Force application arm 51. Application arm center 60. Cover 70. Fixing element 80. Counterbalancing element 90. Connection piece 100. Fixing sheet F. Balancing force Detailed Explanation of an Example of the Invention In this detailed description, the preferred embodiments of the eccentric rotation mechanism (2), which is the subject of the invention, are explained only for a better understanding of the subject and in a way that no limiting effect is created. The principle of construction, the rotation mechanism (2), consists of the shaft (10) fixing plate (100) parts found in any rotating part machine (1). The shaft (10) in question is the rotating part of the machine. The tightening ring (20) mounted on the shaft (10) is the element used to connect the eccentric structure (30) with the shaft (10). For this element, which acts as a clutch element, elements such as conical lock, wedge connection, gear connection, etc. can be used. In addition to these, the eccentric geometry can be created by milling directly on the shaft (10). The eccentric structure (30) is a spiral geometry element and will be connected to the shaft (10). During the rotation of the shaft (10), it provides energy gain by affecting the moment in two different directions in the up and down movements. The force application arm (50) is used to create a counterbalance force by placing it on the eccentric structure (30). The force application arm (50) is fixed by connecting it to the ground or a different place at one end. During the rotation of the shaft (10), its direction remains fixed and it moves up-down, right-left with the rotation of the eccentric structure (30). The bearing element (40) is placed between the said eccentric structure (30) and the force application arm (50). The bearing element (40) bears the eccentric structure (30) to the force application arm (50). The cover (60) is closed on the front and back parts of this structure to protect the internal parts from external factors and to prevent axial displacement. The covers (60) are fixed with the help of the fixing element (70). The counterbalancing element (80) is the element that ensures the continuity of the movement of the rotation mechanism (2) by being attached to one end of the force application arm (50). For this purpose, a tension spring, hydraulic cylinder or shock absorber can be used, or a weight can be hung. The counterbalancing element (80) is connected to the fixing plate (100) fixed to the machine chassis or the ground. The counterbalancing element (80) and the force application arm (50) are connected to each other with connection parts (90). Assembly principle, The assembly principle of the eccentric rotation mechanism (2) which is the subject of the invention will be explained through the ball mill in Figures 1 and 2. For the assembly of the rotation mechanism (2) which is seen in disassembled form in Figure 2, all the elements mentioned above are passed on the shaft (10). For this purpose, first of all, the tightening ring (20) is passed on the shaft (10). Afterwards, the cover (60), eccentric structure (30), bearing element (40), force application arm (50) and the cover (60) are placed on it in order. The mentioned covers (60) and eccentric structure (30) are fixed to each other with fixing elements (70). Other elements are fixed by being placed on the eccentric structure (30). The structure is closed with the cover (60) from both sides to prevent axial slippage and to complete the installation under protection. The counterbalancing element (80) is attached to the lower part of the force application arm (50). The counterbalancing element (80), which is attached using the connection piece (90), is also fixed to the fixing plate (100) from the lower part with the help of the connection piece (90). It is not mandatory to fix the counterbalancing element (80) to the ground side for the system to work. It can also be fixed in a different direction. The important thing here is to ensure that one end of the force application arm (50) is fixed in a certain direction. Figure 1 shows the perspective view of the completed rotation mechanism (2). (Working principle; The rotation mechanism (2) which is the subject of the invention is adapted to any machine (1) which already has a shaft (10) rotated by a drive system. When the shaft (10) starts rotating, the rotation mechanism (2) mounted at the center of the shaft (10) also starts rotating. With the rotation movement, the rotation mechanism (2) will move right and left thanks to the eccentric structure (30). The illustration in Figure 3 shows the position taken by the shaft (10) and the rotation mechanism (2) in each 459-degree movement. Thanks to the eccentric structure (30) used, the rotation mechanism (2) passes away from the center of the application arm center (51) while going down, and close to the center while going up. In Figure 4, (-) moment is applied in this movement degree part. The advantage of the force being away from the center in the first 1351-degree part is that, The greater the angle on the other side, the more disadvantageous it is. According to the calculations, the moment gained is 5 units, while the moment lost is 4 units. The moment that the turning mechanism (2) gives to the system while going down is more than the moment it takes from the system while going up. This increases the total moment of the system. If the system's load is already fixed, the moment that the system needs to give will decrease. (The system's load is fixed means that no more force is needed). The counterbalancing element (80) force contributes to the moment of the system. The tangential force turning the shaft and the translation force ratios also change. While going down, more translation wants to make less translation, while going up, less translation wants to make more translation. Since the turning force is absorbed by the bearing element (40), it has no effect on the rotational energy of the system other than friction. If the load in the system is variable (one increasing and one decreasing) and the balancing force (F) is adjusted to balance this variable load (if it is synchronized, if it is positioned in a way that the F force will have a + effect on the opposite side where the load is maximum), the desired energy saving is achieved in the system. The balancing force (F) balances the load of the system. In this system, the machine efficiency is not affected. By placing a load against the load in the working machine (1), the torque requirement is reduced. When an eccentric structure (30) with a spiral geometry is adapted to a shaft (10) of a machine that is already rotating with its own drive system and a constant balancing force (F) that does not require a constant energy is applied to this structure, some of the energy required by the shaft (10) can be reduced. In the rotation mechanism (2) seen in Figure 1, the crank-connecting rod structure is seen. The cam mechanism seen in Figure 5 can also be used for this system. The features of the rotation mechanism (2) in question: 0 Crank-connecting rod, cam-follower, chain rope, one-way clutches etc. can be used to create this mechanism. 0 This mechanism can be applied directly to the machine body or to any part of the drive system. 0 A rotating part applied with this mechanism can rotate another machine. The geometry that enables this mechanism to work (displacement of the application point of the counterbalance force) can be designed in many different ways according to the desired moment change. With each different geometry, the distance of the application point of the force from the center and the application time change. This geometry can be in different shapes such as a broken circle, oval, ellipse, involute, cycloid etc. (When it is a full circle, the mechanism does not change the total moment) The dimensions of this mechanism (diameter, thickness, length etc.) can be changed. The magnitude of the force that this mechanism will apply can be changed. If it is a weight, the weight can be increased or decreased. If it is a spring or shock absorber, it can be selected in the desired force, displacement and pre-tension. The direction of the spring can be changed. The number of these mechanisms can be increased. Simultaneous (changing moment in the same direction at the same time) or asynchronous (one increasing moment while the other decreasing moment) mechanisms can be placed on the same axis. These mechanisms do not have to be the same. Different magnitudes, different forces and different moment changing mechanisms can also be placed on the same axis. If the rotational movement on the machine is transferred to another axis, the mechanism can also be used on other axes. Mechanisms can work simultaneously on different axes. This mechanism can be manufactured directly on the rotating part of the machine or it can be manufactured on a separate body and connected to the machine part with a clutch. The balancing force mentioned can be in the form of hanging a weight, or it can be applied using a pre-installed (pre-stressed) spring, pre-stressed hydraulic or pneumatic shock absorber, or a pressurized hydraulic cylinder suspended by a hydraulic accumulator. When the weight is hung, this suspended weight continuously applies a force in the vertical axis direction under the effect of gravity. A pre-stressed (installed) spring, shock absorber or suspended hydraulic cylinder applies force in the direction of their own axis of motion. The direction of the force that elements such as springs, shock absorbers, etc. will apply to the mechanism other than hanging the weight can be designed in different directions. Instead of just pulling down, it can be applied in a right, left, up or diagonal direction. While previously installed springs or shock absorbers apply pre-stressing forces in the same direction as the moment of the system with a slight decrease (or the pre-stressing forces can be reset), they are re-installed in the opposite direction with the displacement change and force provided by the rotational movement of the system and return to their initial pre-stress values. TR TR TR TR TR TR

Claims (1)

1.ISTEMLER Dönerek çalisan makinelerin (1) saftina (10) takilan döndürme mekanizmasi (2) olup, özelligi; Bahsedilen makinenin (1) kuvvetine karsi bir dengeleme kuvveti (F) olusturacak, bir ucu karsi dengeleme elemanina (80) baglanan kuvvet tatbik kolu (50), Bahsedilen kuvvet tatbik kolunun (50) bir ucuna takilan, kuvvet tatbik kolunun (50) hareketi esnasinda dengeleme kuvveti (F) olusturan karsi dengeleme elemani (80), Bahsedilen kuvvet tatbik kolunun (50) yataklandirildigi ve kuvvet tatbik kolunun (50) spiral geometride asagi-yukari, saga-sola hareket ettiren, tatbik kolu merkezinin (51) yukari çikarken dönme eksenine yakin, asagi inerken dönme ekseninden uzak geçmesini ve bu sayede sisteme moment kazanimi saglayan eksantrik yapi (30) içermesidir. Istem 1'e uygun döndürme mekanizmasi (2) olup, özelligi; bahsedilen karsi dengeleme kuvvetinin (F) sabit bir yönde uygulanmasiyla karakterize edilmektedir. istem 1'e uygun döndürme mekanizmasi (2) olup, özelligi; bahsedilen kuvvet tatbik kolunun (50) kam veya krank biyel olarak kullanilabilmesiyle karakterize edilmektedir. Dönerek çalisan makinelerin (1) saftina (10) takilan döndürme mekanizmasi (2) çalisma yöntemi olup, özelligi; Karsi dengeleme elemani (80) ile zemine sabitlenen kuvvet tatbik kolunun (50) makineye (1) karsi dengeleme kuvveti (F) olusturmasi, Bahsedilen kuvvet tatbik kolunun (50) eksantrik yapi (30) sayesinde spiral sekil çizecek sekilde döndürülmesi, Spiral geometride dönen kuvvet tatbik kolunun (50), tatbik kolu merkezinin (51) yukari hareketi esnasinda dönme eksenine yakin geçip düsük moment kaybetmesi ve asagi hareketi esnasinda dönme eksenine uzak geçerek yüksek moment kazanimi sayesinde mekanizmanin moment kazanimi elde etmesi islem adimlarini içermesidir. TR TR TR TR TR TR1. REQUESTS It is a rotation mechanism (2) attached to the shaft (10) of the rotating machines (1) and its features are; Force application arm (50) which is connected to the counterbalancing element (80) at one end to create a balancing force (F) against the force of the said machine (1); Counterbalancing element (80) which is attached to one end of the said force application arm (50) and creates a balancing force (F) during the movement of the force application arm (50); An eccentric structure (30) in which the said force application arm (50) is mounted and which moves the force application arm (50) up-down, right-left in a spiral geometry, passing the center of the application arm (51) close to the rotation axis while going up and away from the rotation axis while going down, thus providing momentum gain to the system. The rotation mechanism (2) according to claim 1, characterized by the application of said counterbalancing force (F) in a fixed direction. The rotation mechanism (2) according to claim 1, characterized by the use of said force application arm (50) as a cam or crank connecting rod. The rotation mechanism (2) attached to the shaft (10) of rotating machines (1) has an operating method, characterized by the following; The process steps include the creation of counterbalancing force (F) by the force application arm (50) fixed to the ground with the counterbalancing element (80), the rotation of the said force application arm (50) in a spiral shape thanks to the eccentric structure (30), the force application arm (50) rotating in the spiral geometry, passing close to the rotation axis during the upward movement of the application arm center (51) and losing low moment, and passing far from the rotation axis during the downward movement, thus gaining high moment, thus gaining moment of the mechanism. TR TR TR TR TR TR TR
TR2021/012726 2021-08-12 ECCENTRIC COUNTER BALANCE MECHANISM IN ROTATING PARTS OF MACHINES TR2021012726A2 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TR2021012726A2 true TR2021012726A2 (en) 2023-02-21

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11799416B2 (en) Spring counter-balance assemblies and solar trackers incorporating springs to balance rotation
CN108138894B (en) Rotary inertial mass damper
US8262529B2 (en) Continuously variable transmission and operating method therefor
CN106320561B (en) A kind of quadrangle pivoting friction damper
US20190078644A1 (en) Torque fluctuation inhibiting device, torque converter and power transmission device
US4378198A (en) Windmill
US20200378448A1 (en) Vibration damping device
CN102582848B (en) Self-driven hinge device and self-regulation hinge assembly
TR2021012726A2 (en) ECCENTRIC COUNTER BALANCE MECHANISM IN ROTATING PARTS OF MACHINES
US4560367A (en) Torsionally elastic coupling
JP7123954B2 (en) Joint for the oscillating connection of the rotor to the shaft of the wind turbine
US20200378489A1 (en) Vibration damping device
US20190178323A1 (en) Vibration damping apparatus
US2149560A (en) Variable speed power transmission mechanism
SK288463B6 (en) Constant velocity joint
CN201794963U (en) Space wedge-type friction overrunning clutch with bag-shaped component
US5209134A (en) Synchronous bidirectional gearing mechanism
EP2878560A2 (en) An apparatus for driving a pair of nip rollers at a variable rotational speed
EP3322917B1 (en) Rotational speed reducer
JP7121652B2 (en) vibration damping device
EP3599163B1 (en) Helicopter kit
JPS6084426A (en) Rotary elastic joint
RU2045681C1 (en) Wind motor
RU2034170C1 (en) Inertial centrifugal engine
RU2395711C2 (en) Wind motor