DE1476678C - Vorrichtung zum Ausüben einer einseitig gerichteten Zug oder Schubkraft auf einen sich gegen ein äußeres Massensystem abstutzen den Massenkorper - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aus- zusammenhängender Vorteil besteht darin, daß durch üben einer einseitig gerichteten Zug- und Schubkraft einfaches Drehen der Vorrichtung relativ zu dem zu auf einen sich gegen ein äußeres Massensystem ab- bewegenden Massenkörper die Richtung der Zugstützenden Massenkörper, mit einem von einem Mo- oder Schubkraft geändert werden Jcann, so daß beitor angetriebenen, eine Unwucht erzeugenden, mit 5 spielsweise Schiffe in einfacher Weise manövriert dem Massenkörper verbundenen inneren Massen- werden können.

system, dessen Schwerpunkt sich auf einer durch Als besonders vorteilhaft hat sich als Bahnkurve

Führungsorgane erzwungenen, in sich geschlossenen eine solche in Form eines Vivianschen Fensters oder

Bahnkurve bewegt. einer anderen Hyppopede erwiesen.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art, die io Im einzelnen kann die Ausbildung der erfindungsvor allem zum Antrieb von Spielzeugen und Verdich- ' gemäßen Vorrichtung so getroffen sein, daß eine tern für den Erd- und Straßenbau verwendet werden, Welle um ihre Längsachse drehbar an einem um eine bewegt sich der Schwerpunkt des inneren Massen- Querachse der Welle drehbar am Massenkörper gesystems auf einer Kreisbahn, also einer zweidimensio- lagerten Rahmen gelagert ist und eine das innere nalen Bahnkurve. Sofern mittels einer solchen Vor- is Massensystem bildende Masse mittels eines Zapfens richtung nicht oder nicht nur eine Pendelbewegung an der Welle so befestigt ist, daß ihr Schwerpunkt des angetriebenen Gerätes, sondern auch eine Fort- und die Zapfenachse stets mit der benutzten Quer- bewegung erzielt werden soll, müssen zusätzliche achse in einer Ebene liegen. Ein solcher Aufbau der Einrichtungen vorgesehen werden, die hinsichtlich Vorrichtung ist konstruktiv besonders einfach, einer Bewegung des Gerätes in der einen Richtung so Um eine Auswirkung der vom inneren Massenandere Reibüngsverhältnisse mit dem das Gerät ab- system erzeugten_Jchwingungen auf die Bewegung stützenden äußeren Massensystem ergeben als in der des anzutreibenden "Massenkörpers so gering wie entgegengesetzten Richtung. Beispielsweise sind bei möglich zu halten, können zwischen ihr und dem zu einer bekannten Vorrichtung zum Fortbewegen eines bewegenden Massenkörper oder dem äußeren Massen-Spielzeuges in Form eines Tieres die Beine dieses as system elastische Elemente vorgesehen werden. Tieres als Borsten ausgebildet, die je nach ihrer Lage Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in bezüglich der Standfläche eine unterschiedliche Rei- der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im büng ergeben. Da es häufig Schwierigkeiten bereitet, einzelnen erläutert. Es zeigt

unterschiedlich große Reibungskräfte für entgegen- F i g. 1 eine schematisch dargestellte Draufsicht des

gesetzte Bewegungsrichtungen des zu bewegenden 30 Ausführungsbeispiels,

Massenkörpers zu schaffen und die Überwindung der F i g. 2 eine Seitenaufsicht des auf einem Schwim-

in der Bewegungsrichtung wirkenden Reibung den rner angeordneten Ausführungsbeispiels gemäß

Wirkungsgrad der Antriebsvorrichtung erheblich ver- F i g. 1.

schlechter!, sind die bekannten Vorrichtungen der Auf einer Grundplatte 2 ist ein Motor 1 angeordeingangs genannten Art nur in wenigen Sonderfällen 35 net, dessen Leistung von der erstrebten Schub- oder anwendbar. , Zugkraft der Vorrichtung abhängt. Der Motor 1 ist Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einer Welle 3 gekuppelt, die in einem auf der Vorrichtung zum Ausüben einer einseitig gerichteten Grundplatte 2 befestigten Lagerbock 5 drehbar ge-Zug- oder Schubkraft mit einem eine Unwucht er- lagert ist und deren dem Motor abgekehrtes Ende an zeugenden inneren Massensystem zu schaffen, die nur 4° einem Rahmen 4 in der Mitte einer Rähmenseite und geringe Reibungskräfte zwischen dem zu bewegenden in der Rahmenebene befestigt ist. Auf der gegenüber-Massenkörper und dem diesen abstützenden äußeren liegenden Rahmenseite ist gleichachsig zur Welle 3 'Massensystem benötigt und dadurch vielseitig ver- eine Welle 3' befestigt, die in einem auf der Grundwendbar ist. Diese Aufgabe ist, ausgehend von einer platte 2 befestigten Lagerbock 6 drehbar gelagert ist. Vorrichtung der eingangs genannten Art, erfindungs- 45 Die beiden anderen Rahmenseiten weisen je ein Lagemäß dadurch gelöst, daß der Schwerpunkt des ger 7 bzw. 8 für eine Welle 9 auf, deren Längsachse inneren Massensystems um eine erste Drehachse ro- im rechten Winkel zu den Längsachsen der Wellen 3 tiert, welche im Winkel zu einer zweiten Drehachse und 3' steht. Am einen Ende der Welle 9 sitzt drehsteht und mit dieser rotiert, wobei einer Drehung der fest ein Kegelrad 10, das mit einem auf der Welle 3' zweiten Drehachse ein einziger Umlauf des Massen- 50 drehfest angeordneten Kegelrad 14 im Eingriff steht. Schwerpunktes entspricht. Am anderen Ende der Welle 9 ist ein Ausgleichs-

Mit einer solchen dreidimensionalen Bahnkurve gewicht 11 befestigt.

des Schwerpunktes des inneren Massensystems ver- Im Schnittpunkt der Längsachsen der Welle 9 und

mag dieses auf den zu bewegenden Massenkörper bei der Wellen 3 und 3' ist an der Welle 9 ein radialer

überraschend geringen Reibungswiderständen zwi- 55 Zapfen 12 vorgesehen, an dessen freiem Ende eine

sehen diesem und dem ihn abstützenden äußeren Masse 13 sitzt.

Massensystem Zug- oder Schubkräfte zu übertragen, Durch den Motor 1 werden die Wellen 3 und 3' so daß beispielsweise Schiffe mit einem sehr geringen und der Rahmen 4 in Richtung des Pfeiles /_t um die Strömungswiderstand des Schiffskörpers angetrieben Längsachsen der Wellen 3 und 3' gedreht. Das Kegelwerden können. Vorteilhaft ist ferner der konstruktiv 60 rad 14 wird dadurch ebenfalls in Drehung versetzt.. äußerst einfache Aufbau der erfindungsgemäßen Vor- Da sich die Kegelräder 14 und 10 aufeinander abrichtung, so daß sich, da die Nutzkraft unmittelbar wälzen, wird durch die Drehung des Kegelrades 14 auf den zu bewegenden Massenkörper übertragen das Kegelrad 10 und mit ihm die Welle 9 in Richtung werden kann und Übertragungselemente wie Getriebe des Pfeiles /₂ in Drehung versetzt. Dies bewirkt eine oder bei Schiffen Schiffsschrauben entfallen, eine 65 Rotationsbewegung der Masse 31 um die Längsachse äußerst billige Antriebsvorrichtung ergibt, die außer- der Welle 9 mit der Winkelgeschwindigkeit ω. dem einen recht guten Wirkungsgrad besitzt. Ein wei- Rotiert die Masse mit der Winkelgeschwindigterer, mit dem Entfallen der Übertragungselemente keit ω um · eine schiefwinklige Achse k und dreht

diese mit tier Winkelgeschwindigkeit ω um die Achse x, so ist die Bahnkurve ein »Viviansches Fenster«. Die bei der Bewegung der Masse auf einer solchen Kurve auftretenden Beschleunigungen sind asymmetrisch, so daß auch die Trägheitskräfte der Masse 13 asymmetrisch sind und daher eine Resultante aufweisen, die über die Lagerböcke 5 und 6 auf die Grundplatte 2 übertragen wird. Wenn die Grundplatte 2 frei ist, bewegt sie sich, sofern die Reibung zwischen ihr und der Auflagefläche dies zuläßt. Ist dagegen die Grundplatte 2 auf einem Körper befestigt, so erfährt dieser eine Schub- oder Zugkraft.

Die Richtung der von der Masse 13 erzeugten Schub- oder Zugkraft kann verändert werden, beispielsweise durch Änderung der Lage der Masse 13 gegenüber dem Zahnrad oder durch eine Änderung der Lage der Grundplatte 2 mittels einer beliebigen bekannten Vorrichtung, beispielsweise einer kardanischen Kupplungsvorrichtung. .

Die Vorrichtung ist überall da anwendbar, wo eine ao Zug- oder Schubkraft erforderlich ist, beispielsweise zum Heben oder Verschieben von Lasten oder zum Antrieb und Bremsen von Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugen.

Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Masse 13 in zwei Teile aufgeteilt sein, die an den Enden von zwei symmetrisch zur Längsachse der Wellen 3 und 3' an der Welle 9 befestigten Zapfen sitzen. Der Zapfen 12 kann auch seitlich verschoben, d.h. unsymmetrisch zur Längsachse der Wellen 3 und 3' angeordnet· sein.

Es sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen auf einer einzigen "Grundplatte verschiedene, um eine einzige oder um verschiedene Achsen rotierende Massen vorgesehen sind, von denen jede von einem eigenen Zahnradpaar angetrieben ist. Selbstverständlich können' auch mehrere Vorrichtungen mit eigenen Grundplatten miteinander verbunden sein.

An Stelle einer einzigen Masse 13 können zwei gegenüber einer durch die Achse 3 gehenden Fläche asymmetrisch angeordnete Massen vorgesehen sein, deren gemeinsamer Schwerpunkt an derjenigen Stelle liegt, an der sich im Ausführungsbeispiel die Masse 13 befindet. Diese Massen können an der Innenoder Außenseite des Zahnrades 10 und des Ausgleichgewichts 11 vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, nur eine einzige oder mehrere solcher asymmetrischen Massen vorzusehen, wobei jede Masse mittels eines Zahnradpaares angetrieben wird.

Ferner kann zwischen dem Motor 1 und der Welle 3 ein Getriebe od. dgl. vorgesehen sein, das der Welle 3 eine wechselnde Bewegung verleiht.

Selbstverständlich sind Abwandlungen dieses Ausführungsbeispiels möglich. So ergeben beispielsweise eine Ausführungsform, bei der zwei symmetrische Massen auf der Außenseite des Zahnrades 10 und des Ausgleichgewichtes 11 angeordnet waren und eine Ausführungsform, bei der nur eine einzige, asymmetrische Masse auf der Außenseite des Zahnrades 10 vorgesehen war, ebenfalls eine zum Antrieb eines bewegbaren Massenkörpers verwendbare Schub- oder Zugkraft.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ausüben einer einseitig gerichteten Zug- oder Schubkraft auf einen sich gegen ein äußeres Massensystem abstützenden Massenkörper, mit einem von einem Motor angetriebenen, eine Unwucht erzeugenden, mitjdem Massenkörper -jrerbundenen inneren Massensystem, dessen Schwe*rpunkr sich auf einer durch Führungsorgane erzwungenen, in sich geschlossenen Bahnkurve bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt des inneren Massensystems (13) um eine erste Drehachse (9) rotiert, welche im Winkel zu einer zweiten Drehachse (3, 3') steht und mit dieser rotiert, wobei einer Drehung der zweiten Drehachse (3, 3') ein einziger Umlauf des Massenschwerpunktes entspricht. ·

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnkurve die Form eines Vivianschen Fensters oder einer anderen Hyppopede aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Welle (9) um ihre Längsachse drehbar an einem um eine Querachse (3, 3') der Welle (9) drehbar am Massenkörper (2) gelagerten Rahmen (4) gelagert ist und eine das innere Massensystem bildende Masse (13) mittels eines Zapfens (12) an der Welle (9) so befestigt ist, daß der Schwerpunkt der Masse (13) und die Zapfenachse stets mit der benutzten Querachse in einer Ebene liegen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen ihr und dem äußeren Massensystem elastische Elemente (15) vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen