NL8202673A

NL8202673A - Gastabiliseerd systeem met een eigenfrekwentie.

Info

Publication number: NL8202673A
Application number: NL8202673A
Authority: NL
Original assignee: Nagron Steel & Aluminium
Priority date: 1982-07-02
Filing date: 1982-07-02
Publication date: 1984-02-01
Also published as: EP0098657A1

Description

£lv -i -1- X Sch/gn/2, Nagron

Korte aanduiding: Gestabiliseerd systeem met een eigenfrekwentie

De uitvinding heeft betrekking op een systeem met tenminste één eigenfrekwentie, omvattende tenminste'één door eerste veermiddelen naar een evenwichtsstand gedrongen eerste massa of corresponderend gerangschikte analogons daarvan, 5 voorzien van stabilisatiemiddelen. Een dergelijk systeem kan bijvoorbeeld mechanisch, elektrisch, elektronisch, akoestisch zijn dan wel combinaties daarvan bevatten. De analogie tussen dergelijke systemen is de corresponderende vorm van de het systeem beschrijvende differentiaalvergelijkingen.

10 Een voorbeeld van een systeem als volgens de uitvinding is een caravan, bestemd om door middel van een scharnierbare koppeling te worden getrokken door een motorvoertuig, bijvoorbeeld een auto, en voorzien van stabilisatiemiddelen voor het onderdrukken van onderlinge rotatie en translatie 15 van de aanhanger en het motorvoertuig. Bij deze bekende aanhanger zijn de stabilisatiemiddelen uitgevoerd als dempingsinrichtingen met weerstandselementen op basis van frictie of viskeuze demping. Dergelijke dempingsinrichtingen worden tussen het motorvoertuig en de aanhanger gekoppeld op 20 enige zijdelingse afstand van de scharnierbare trekkoppeling tussen beide. Duidelijk is daarmee, dat bij het aan- en afkoppelen ook de betreffende dempinrichtingen dienen te worden aan- en afgekoppeld. Hierbij dient tevens te worden aangetekend, dat aan zowel het motorvoertuig als de aanhanger 25 voorzieningen moeten zijn aangebracht voor het aanbrengen van de dempingsinrichtingen. Het behoeft geen betoog, dat de extra koppelpunten van uitstekende kwaliteit dienen te zijn.

Uit kostenoverwegingen kan dit een bezwaar zijn.

Het grote nadeel van de bekende techniek is, dat de 30 aanhanger wordt gestabiliseerd ten koste van de stabiliteit van het motorvoertuig; de stabiliteitsmarge van het 8202673 -2- » ï i motorvoertuig wordt verkleind. De combinatie als zodanig kan men derhalve gestabiliseerd denken tot een bepaalde maximale snelheid. Strikt genomen moet gerekend worden met de snelheid ' van de verstoringen; in de praktijk blijkt deze redelijk 5 voorspelbaar met de rijsnelheid samen te hangen.

Bij zeer snelle verstoringen, zoals plotselinge rotaties bij scherpe bochten, vertoont de koppeling een sterke verstijving. Na een geleidelijke inhaalmanoeuvre kan het voorkomen, dat de bestuurder snel de andere kant wenst op te 10 sturen; door deze hoge verstoringssnelheid blijkt het stuurgedrag nu gehinderd te worden. In de praktijk kan dit tot uiterst gevaarlijke situaties aanleiding geven.

Mede gezien het bovenstaande is in de wetgevingen van diverse landen een maximaal toegestaan moment om het 15 koppelpunt aangegeven. Dit kan bijvoorbeeld in de grootte-orde van 200 Nm bedragen. Een dergelijke ✓ wettelijke bepaling beperkt, zoals duidelijk zal zijn, de stabilisatiemogelijkheden van dit type.

Een verder voorbeeld is een uit meerdere wagons 20 bestaande trein, waarvan de wagons gemakkelijk in anti- resonantie kunnen raken, wat voor de passagiers hoogst onaangenaam is en tot gevaarlijke situaties aanleiding kan geven.

Een ander voorbeeld is een aan rol- en stampbewegingen onderhevig schip.

25 Weer een ander voorbeeld is een door een mast gedragen windmolen, verkeersbord of dergelijke dat een aantal vrijheidsgraden met corresponderende eigenfrekwenties bezit.

Als ander voorbeeld wordt melding gemaakt van een krukas met een vliegwiel, waarvan bekend is dat door de relatief 30 grote torsiecompliantie vrij ernstige resonantie-verschijnselen kunnen optreden.

Met betrekking tot de hiervoorgenoemde voorbeelden en vergelijkbare systemen stelt de uitvinding zich ten doel, ongewenste excitatie op één of meer eigenfrekwenties te 35 voorkomen, althans die aanstoting zodanig beperkt te doen plaatsvinden, dat een goede beheersing van resonantie- « 8202673 r ‘ r * -3- verschijnselen wordt verkregen.

Met het oog hierop verschaft de uitvinding een systeem, waarvan de stabilisatiemiddelen zijn uitgevoerd als tenminste één aan de eerste massa of tenminste één van de eerste 5 massa’s aangebrachte en door tweede veermiddelen naar een evenwichtsstand ten opzichte daarvan gedrongen tweede massa of corresponderend gerangschikte analogons daarvan. Zeer goede resultaten zijn geboekt met die uitvoering, waarin de stabilisatiemiddelen tenminste één eigenfrekwentie bezitten, 10 die aanzienlijk groter is dan de of een eigenfrekwentie van het systeem. In een voorkeursuitvoeringsvoorbeeld zijn de stabilisatiemiddelen via hefboommiddelen of analogons daarvan met het systeem gekoppeld. De stabilisatiemiddelen vertonen bij voorkeur een geringe dissipatie.

15 Verder biedt de uitvinding een aanhanger van het in aanhef beschreven type, waarbij de stabilisatiemiddelen zijn uitgevoerd als een aan de aanhanger beweegbaar aangebrachte en door veermiddelen naar een evenwichtsstand gedrongen massa. Bijvoorbeeld kan de massa zijdelings lineair 20 verplaatsbaar, bijvoorbeeld verschuifbaar zijn. Bij voorkeur evenwel is de massa kromlijnig verplaatsbaar. Gebleken is namelijk, dat niet de plaats van het scharnierpunt eenduidig bepalend is voor de "effektieve plaatsing" van de verplaatsbare massa. Door de slingeringen die het 25 motorvoertuig zelf uitvoert is namelijk het scharnierpunt geen stationair punt maar vertoont een variërende positie.

Eenvoudig is die uitvoeringsvorm, waarbij de massa tenminste één aan het vrije einde van een zwaaibare staaf aangebracht massa-element omvat.

30 De massa kan de vorm van een vliegwiel bezitten.

In het geval, waarin de massa roterend beweegbaar is, kunnen de veermiddelen één of meer spiraalveren omvatten. Bijvoorbeeld kunnen twee tegengesteld gerichte spiraalveren aanwezig zijn; hiermee is een goede symmetrie verzekerd.

35 Ook kunnen, de veermiddelen tenminste twee in onderling tegengestelde richting aangrijpende lineaire veren omvatten.

* 8202673 -4- 0 i

Zeer eenvoudig is die variant, waarbij de massa uitsluitend door de veermiddelen gedragen wordt.

Een zeer belangrijk voordeel van de stabilisatiemiddelen volgens de uitvinding is, dat ze uitsluitend en eenmalig aan 5 de aanhanger kunnen zijn toegevoegd en dat extra middelen en handelingen voor het aan- en afkoppelen niet meer nodig zijn. De stabilisatiemiddelen kunnen worden aangepast aan de dynamische eigenschappen van de aanhanger. Zeer gemakkelijk kan volgens de uitvinding worden bereikt, dat de 10 stabilisatiemiddelen stofdicht en vuildicht kunnen zijn aangebracht, zodat gedurende de gehele levensduur geen onderhoud behoeft te worden gepleegd. Verder kan een groot voordeel zijn, dat de mogelijke wettelijke bepalingen met betrekking tot het maximale excentrische koppel op de 15 techniek volgens de uitvinding niet van toepassing zijn.

Zoals boven reeds aangeduid kan het de voorkeur verdienen, de massa een gekromde baan te doen uitvoeren. Buitengewoon goede resultaten zijn bereikt met uitvoeringsvoorbeelden, waarbij het kromtemiddelpunt (de 20 kromtemiddelpunten) van de baan van de massa is (zijn) gelegen tussen het motorvoertuig en de massa. Anders uitgedrukt: de richting van de kromming van de betreffende baan correspondeert met de slingerbeweging van de aanhanger, die in hoofdzaak roterend is.

25 Er wordt op gewezen, dat door gebruikmaking van de uit vinding slechts een relatief geringe massa aan de aanhanger hoeft te worden toegevoegd. Gedacht kan bijvoorbeeld worden aan een extra massa van omstreeks 5 a 8% van de massa van de aanhanger. Door juiste dimensionering kan met een dergelijke 30 relatief lichte massa een voldoend groot effect worden verkregen.

In dit verband wordt opgemerkt, dat de door de massa te volgen baan zo veel mogelijk naar achteren kan zijn gelegen ter verkrijging van een zo groot mogelijk massatraagheids-35 moment.

Uit simulaties en experimenten met schaalmodellen is 8202673 # <* -5- «ί komen vast te staan, dat de uitvinding een aanzienlijke uitbreiding van het stabiele gebied biedt en dat binnen dat gebied de verzwakking voor verstoringen minimaal een factor twee tot drie is verbeterd, voor hogere snelheden oplopend 5 tot vijf a zes.

Ook met betrekking tot de verdere voorbeelden wordt opgemerkt, dat de effektiviteit van de dynamische stabilisatie toeneemt, naarmate de afstand van de beweegbare massa ten opzichte van het scharnierpunt toeneemt. Bijvoorbeeld zal 10 de betreffende beweegbare massa in een trein nabij het plafond moeten zijn aangebracht. Voor een mast die aan zijn vrije einde een massa draagt, dienen de stabilisatiemiddelen nabij die massa te zijn aangebracht.

Een voorbeeld van een analoge voorstelling van een 15 mechanisch, tweede-orde systeem zoals de bovenbeschreven caravan, bestaande uit een massa c.q. massatraagheidsmoment, positieherstellende veermiddelen, zoals de door de wielen opgewekte spoorkrachten, en eventueel band- en aërodynamische demping, is een elektrische kring, bestaande uit een zelf-20 inductie, een condensator en een weerstand.

Een laatste voorbeeld is een systeem voor het reguleren van een periodiek wisselende kracht of snelheid, dan wel ana-logons daarvan. Een dergelijk systeem kan bijvoorbeeld een elektriciteitsdistributienet zijn. Bekend is, dat een derge-25 lijk systeem, in het bijzonder een driefasensysteem vaak onderhevig is aan vervorming door derde harmonischen, voor een 50 Hz-net derhalve een ongewenste aanstoting op frekwentie van 150 Hz. De uitvinding stelt zich voor een dergelijk systeem ten doel, de stabilisatiemiddelen zodanig 30 uit te voeren, dat althans nagenoeg zonder dissipatie de derde harmonische wordt onderdrukt. In het algemeen stelt de uitvinding voor dergelijke systemen middelen voor voor het op de stabilisatiemiddelen uitoefenen van een kracht of het opdrukken van een snelheid dan wel analogons daarvan, in 35 synchronisme met en met fasekoppeling ten opzichte van de te reguleren kracht of snelheid c.q. analogons daarvan. Gebleken .

8202673 . +> * -6- is, dat een dergelijk systeem zonder gebruikmaking van ingewikkelde of dissiperende filternetwerken een uitstekende effektiviteit aan een geringe kostprijs paart.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van 5 een tekening van enkele willekeurige uitvoeringsvoorbeelden. In de tekening tonen:

Fig. 1a een schematische voorstelling van een ongedempte slinger;

Fig. 1b de uitwijking als functie van de tijd daarvan; 10 Fig. 2a een schematische voorstelling van een door een frictiedemper gedempte slinger;

Fig. 2b een grafische weergave van de uitwijking daarvan als functie van de tijd;

Fig. 3a een schematische voorstelling van een slinger 15 met een dynamische stabilisator;

Fig. 3b een grafische weergave van de uitwijking daarvan als functie van de tijd;

Fig. 4 een schematische weergave van een eerste uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding; 20 Fig. 5 een schematische weergave van een tweede uitvoeringsvoorbeeld;

Fig. 6 een schematische weergave van een derde uitvoeringsvoorbeeld;

Fig. 7 een schematische voorstelling van een vierde 25’> uitvoeringsvoorbeeld;

Fig. 8a een grafische weergave van de uitwijking van een dynamisch gestabiliseerd systeem als functie van de tijd in een eerste afstelling;

Fig. 8b een met fig. 8a corresponderende grafische 30 weergave van een door frictie gestabiliseerd systeem;

Fig. 9a een grafische weergave van de uitwijking van een dynamisch gestabiliseerd systeem als functie van de tijd in een tweede afstelling;

Fig. 9b een met fig. 8b corresponderende grafische 35 weergave;

Fig. 10 grafiek ter toelichting van het verschil tussen 8202673 * * -7- een frictie-gestabiliseerd en een dynamisch gestabiliseerd systeem;

Fig. 11 een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van een vijfde uitvoeringsvoorbeeld van de 5 uitvinding;

Fig. 12 een met fig. 11 corresponderend gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van een zesde uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding;

Fig. 13 een schematisch weergegeven dwarsdoorsnede van 10 een zevende uitvoeringsvoorbeeld;

Fig. 14 een schematische dwarsdoorsnede door het uitvoeringsvoorbeeld van fig. 13?

Fig. 15 een schematisch zijaanzicht van een trein met stabilisatiemiddelen volgens de uitvinding; 15 Fig. 16 een met fig. 15 corresponderend bovenaanzicht;

Fig. 17 een dwarsdoorsnede door de trein volgens de figuren 15 en 16 op vergrote schaal?.

Fig. 18 een schip met stabilisatiemiddelen volgens de uitvinding; 20 Fig. 19 een schematisch zijaanzicht van het schip volgens fig. 18?

Fig. 20 een windmolen met stabilisatiemiddelen volgens de uitvinding;

Fig. 21 een door een paal gedragen verkeersbord met 25 stabilisatiemiddelen volgens de uitvinding?

Fig. 22 een krukas met een klein vliegwiel en stabilisatiemiddelen volgens de uitvinding?

Fig. 23 een sterk vereenvoudigd elektrisch analogon van een getrokken aanhanger; 30 Fig. 24 het analogon volgens fig. 23, waaraan stabilisatiemiddelen volgens de uitvinding zijn toegevoegd?

Fig. 25 een wisselspannings-distributienet met middelen voor het reguleren van de amplitude en het onderdrukken van harmonische vervorming; en 35 Fig. 26 een gelijkrichtschakeling met middelen voor het reguleren van de amplitude van de uitgangsspanning..

8202673

i- V

-8-

Fig. 1a toont een aan een staaf 1 met lengte 1 opgehangen massa 2. De gewichtskracht 3 drijft op bekende wijze de massa 2 terug naar de getekende evenwichtsstand. De · pijlen 4, 5 duiden de positieve en negatieve uitwijking aan.

5 De pijl 6 correspondeert met een opgedrukte kracht.

Door het op de massa 2 uitoefenen van een krachtstoot raakt de massa 2 in een slingerbeweging. Fig. 2 toont een grafiek van de uitwijking als functie van de tijd. Zoals duidelijk blijkt uit fig. 1b en bovendien algemeen bekend isf 10 voert de massa 2 een harmonische trilling rond de evenwichtsstand uit. Duidelijk is, dat de kromme in fig. 1b daarmee een sinusvormig verloop heeft.

Fig. 2a toont dezelfde opgehangen massa 2, In dit geval wordt de beweging van de massa 2 gedempt door een schematisch 15 aangeduide frictiedemper 7, die een tegenkracht op de massa 2 veroorzaakt.

Fig, 2b toont de uitwijking als functie van de tijd van het in fig. 2a weergegeven, gedempte oscillatiesysteem. De aantekening wordt herbij gemaakt dat de effektiviteit van de 20 dempende werking kan worden uitgedrukt als de amplitude-verhouding tussen opeenvolgende uitwijkingsmaxima en afhankelijk is van de mate van wrijving die optreedt in de frictiedemper 7.

De voorbeelden volgens de figuren 1 en 2 betreffen 25 eenvoudige modellen van respectievelijk een door een auto getrokken aanhanger zonder en met stabilisatiemiddelen.

Fig. 3a toont een corresponderend model van een door een motorvoertuig getrokken aanhanger, die is voorzien van stabilisatiemidddelen volgens de uitvinding. Deze 30 stabilisatiemiddelen 8 zijn uitgevoerd als een met de massa 2 gekoppelde buis 9, waarin een massa 10 in langsrichting verplaatsbaar is, welke massa 10 door twee veren 11, 12 naar de middenstand wordt gedrongen. Door het uitoefenen van een krachtstoot op de massa 2 in de door de pijl 6 aangeduide 35 richting verkrijgt de massa 10 een snelheid 13, waardoor via de veren 11, 12 op de buis 9 en daarmede op de massa 2, een tegenwerkende kracht 14 wordt uitgeoefend.

8202673 -9-

Fig. 3b toont een grafische weergave van de uitwijking van de massa 2 als functie van de tijd van het in fig. 3a getoont systeem. Duidelijk is, dat in dit systeem, corresponderend met een volgens de uitvinding gestabiliseerde 5 aanhanger, een zeer goede stabilisatie kan worden verkregen zonder dat het noodzakelijk is, een koppelmoraent op de massa 2 uit te oefenen.

Fig. 4 toont een schematische weegave van een praktische uitwerking van het in fig. 3a getoonde principe. Een 10 aanhanger 15 met een trekwissel 16 is voorzien van een aan het einde van een staaf 17 aangebrachte, en door veren 18, 19 naar de middenstand gedrongen massa 20. De staaf 17 is ongeveer in het midden van de aanhanger 15 bevestigd aan een scharnier 21. Er wordt op gewezen, dat het scharnierpunt 21 15 ook ergens anders kan liggen, waarbij de lengte van de staaf 17 kan zijn aangepast. Als voorbeeld is met onderbroken lijnen een scharnier 21' en een staaf 17' weergegeven. Andere posities en lengten zijn afhankelijk van gewichten, gewichtsverdelingen en traagheidsmomenten mogelijk.

20 Fig. 5 toont een voorbeeld, waarin twee massa's 22, 23 respectievelijk aan de achterzijde en voorzijde van de aanhanger zwaaibaar zijn aangebracht rond een scharnier 24.

De massa 22 wordt gedragen door een staaf 25; de massa 23 wordt gedragen door een staaf 26. Veren 27, 28, respectieve-25 lijk 29, 30 dringen de massa's 22, 23 naar hun middenstand.

Fig. 6 toont een derde uitvoeringsvoorbeeld. Hierin zijn vier massa's 31, 32, 33, 34 aanwezig, die door rond een scharnier 35 beweegbare staven 36, 37, 38, 39 worden gedragen, welke massa's door respectievelijk veren 40, 41, 30 42, 43, 44, 45, 46, 47 naar hun respectieve middenstanden worden gedrongen.

Fig. 7 toont een vierde uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding, waarin een vliegwiel 48 rond een as 49 roteerbaar is, aan de omtrek van welk vliegwiel veren 50, 51, 52, 53, 35 54, 55, 56, 57 aangrijpen. Anderzijds grijpen de veren 50 t/m 57 aan de aanhanger 15 aan.

De figuren 8 en 9 tonen door een langs een boogvormige 8202673 t Η.

-10- « baan beweegbare pen opgetekende grafieken van de uitwijking van schaalmodellen als functie van de tijd. In horizontale richting is de uitwijking uitgezet? vertikaal omlaag staat de tijd uit.

5 Pig. 8a betreft een systeem met een eenvoudige dynami sche stabilisator in een eerste afstelling. Een uitwijking 58 is opgedrukt. Uit de door de grafiek weergegeven responsie blijkt, dat reeds de eerste, voor de duidelijkheid met het verwijzingsgetal 59 aangeduide eerste uitwijking in negatieve 10 richting een aanzienlijke demping is opgetreden.

Vergelijken wij dit resultaat met de in fig. 8b getoonde responsie van een frictie-gestabiliserd systeem, dan blijkt dat de met het verwijzingsgetal 60 aangeduide eerste negatieve uitwijking van en volgens de stand der techiek gestabi-15 liseerd systeem de amplitude zeer aanzienlijk groter is.

Niet alleen een vergelijking van de uitwijkingen 59 en 60 maar ook het verdere verloop van de krommen volgens de figuren 8a en 8b geven een analoog beeld te zien.

Fig. 9a toont een met fig. 8a corresponderende grafiek 20 van een volgens de uitvinding gestabiliseerd systeem in een tweede instelling.

Fig. 9b toont de responsie van een volgens de stand der techniek gestabiliseerd systeem.

Uit een vergelijking van de figuren 9a en 9b blijkt, dat 25 in de tweede instelling het systeem volgens de uitvinding een langere uitslingertijd bezit, maar dat de amplitude van de uitslingertrillingen aanzienlijk geringer is dan die van het bekende systeem volgens fig. 9b.

Fig. 10 toont een vergelijking van het uitslingergedrag 30 van een dynamsiche gestabiliseerd systeem volgens de uitvinding met een frictie-gestabiliseerd systeem volgens de stand der techiek. Vertikaal is de genormaliseerde amplitude (d.w.z. de amplitude van een maximale uitwijking, gedeeld door de beginuitwijking) uitgezet? horizontaal staat de tijd 35 uit. Duidelijk zal zijn dat de demping effectiever is, naarmate het decrement groter is ofwel naarmate de kromme 3202673 -11- sneller daalt. De cirkelvormig aangeduide meetpunten, die door een onderbroken kromme zijn verbonden, hebben betrekking op een bekend frictie-gedempt systeem; de getrokken kromme betreft een dynamische gestabiliseerd systeem volgens de 5 uitvinding. Vanaf een met 61 aangeduid tijdstip wordt een opgedrukte trilling beëindigd, waarna het systeem aan zichzelf wordt overgelaten. Zonder toelichting zal duidelijk zijn, dat de uitvinding verre superieur is ten opzichte van de bekende techniek.

10 Fig. 11 toont een door een auto 62 via een trekhaak 63 en een dissel 64 getrokken caravan 65. Ongeveer halverwege zijn wielen 66, 67 aangebracht. In de rijrichting gezien achter de wielen 66, 67 is een gebogen buis 68 aangebracht, waarvan het kromtemiddelpunt 69 in de rijrichting gezien 15 vóór de wielen 66, 67 is gelegen, en waarin een massa 70 beweegbaar is. Aan de einden van de volledig gesloten buis 68 sluiten via leidingen 71, 72 ruimten 73, 74 aan. De massa 70 wordt door de als veer werkende luchtmassa, respectievelijk links en rechts ervan, naar zijn middenstand gedrongen.

20 Daartoe is de massa 70 over zijn omtrek tegen het inwendige van de buis 68 afdichtend uitgevoerd. De extra luchtvolumes 72 en 74 dienen om te zorgen, dat de stijfheid van de ''luchtveren" ter weerszijden van de massa nabij de einden van de buis in hoofdzaak constant blijven.

25 Fig. 12 toont een auto en een caravan, die geheel overeenkomen met die volgens fig. 11 met dien verstande, dat de buis 68 door rotatielagers 75 tot en met 78 wordt gedragen en in het midden door veren 79, 80 naar een evenwichtsstand wordt gedrongen. Door deze extra vrijheidsgraad van de 30 stabilisatiemiddelen wordt tevens een goede immuniteit tegen op- en neergaande bewegingen van de achterzijde van de caravan verzekerd, die kunnen bestaan uit trillingen rond de as van de wielen 66, 67 en/of rond een ander bewegings middelpunt, zoals de trekhaak 63.

35 Fig. 13 toont een caravan, waarvan de stabilisatie middelen bestaan uit een massa 81 die naar een evenwichts- 8202673 * « -12- stand wordt gedrongen door twee veren 82, 83 die met hun andere einde in positie worden gehouden door positionerings-organen 84, 85 waarvan het met de veren 82, 83 samenwerkende binnenvlak op de getekende wijze enigzins schuin ten opzichte 5 van de lengteas van de caravan is geplaatst, waardoor het gewicht 81 een beweging volgens een gebogen baan kan uitvoeren.

Pig. 14 toont hoe een door middel van instelschroeven 86, 87 het aangrijpingspunt van de veren 82, 83 en daarmee 10 hun effectieve stijfheid kan worden geregeld. De aandacht wordt erop gevestigd, dat door de hoekverdraaiing van de positioneringsorganen 84, 85 rond de scharnieren 88, 89 de veren door hun daarvan afhankelijke kromming de neiging vertonen het gewicht 81 meer of minder zwaar te laten drukken 15 op het glijoppervlak 90, waarover het gewicht 81 met zijn ondervlak glijdbaar is. Door verstelling van de schroeven 86, 87 kan binnen ruimte grenzen een uitstekende aanpassing aan de eigenschappen van de te stabiliseren combinatie plaatsvinden.

20 De figuren 15, 16 en 17 tonen een trein 91 nabij het dak 92 waarvan stabilisatieinrichtingen zijn aangebracht. Deze stabilisatieinrichtingen bestaan uit schuifbaar aangebrachte en door veren 94, 95 naar een evenwichtsstand gedrongen massa's 96.

25 De figuren 18 en 19 tonen een schip 97 met in veren 146 opgehangen massa's 98 die nabij de zijwanden van het schip zijn aangebracht.

Pig. 20 toon een door een mast 147 gedragen windmolen 148 met drie onderling loodrecht aangebrachte 30 stabilisatieinrichtingen volgens de uitvinding bestaande uit glijdend in buizen 99 aangebrachte massa's 100, die door veren 101 naar een evenwichts worden gedrongen. Met het pijlenstelsel 102 is symbolisch weergegeven welke trillingen door deze constructie kunnen worden gecompenseerd.

35 Pig. 21 toont grosso modo dezelfde constructie als fig.

20, maar toegepast op een door een paal 103 gedragen 8202673 -13- r~ W. -m verkeersbord 104. In dit geval is gebruik gemaakt van ronde buizen 105.

Fig. 22 toont een krukas 106 met een stabilisatieinrichting 107 volgens de uitvinding, die de 5 plaats inneemt van het gebruikelijke vliegwiel. Deze stabilisatieinrichting 107 omvat een aantal S-vormige, zich grosso modo radiaal uitstrekkende veerbladen 108, die een ringvormig uitgevoerde massa 109 steunen. Door deze stabilisatieinrichting 107 worden storende krukasresonanties 10 zeer effectief gecompenseerd.

Fig. 23 toont een sterk vereenvoudigd elektrisch analogon van een aanhanger, die door min of meer onregelmatige verstoringen kan worden aangestoten op een eigenfrekwentie. De storingsbron is symbolisch als 15 spanningsbron 110 aangeduid; de effectieve massa of traagheid met een zelfinductie 111, de veer of veren die de massa naar een evenwichtsstand dringen door een condensator 112 en de demping door bijvoorbeeld wrijving door een weerstand 113.

Voor een praktijksituatie bezit de weerstand 113 een hoge 20 waarde, waardoor de kwaliteitsfactor van de LRC-kring hoog is en gemakkelijk instabiliteiten kunnen ontstaan.

Fig. 24 toont een analogon, dat geldt voor een aanhanger die stabilisatiemiddelen volgens de uitvinding vertoont. Duidelijk te herkennen zijn de zelfinductie 111, de 25 condensator 112 en de weerstand 113, zoals in fig. 23 weergegeven. De stabilisatiemiddelen volgens de uitvinding zijn uitgevoerd als een transformator 114 waarvan de primaire wikkeling de zelfinductie 111 met aansluitklemmen 149, 150 is. Een LRC-kring, bestaande uit een zelfinductie 115 (massa 30 of traagheidsmoment), een condensator 116 (veermiddelen) en een weerstand 117 (demping, dissipatie) vormt de stabilisatiemiddelen in engere zin.

Tussen de klemmen 149, 150 kan de gestabiliseerde spanning worden afgenomen. Deze correspondeert met het 35 verloop van de uitwijking in de tijd, zoals bijvoorbeeld in de figuren 8a en 9a is weergegeven.

Ter toelichting van fig. 24 wordt gerefereerd naar fig.

8202673 -14- 3a. De massa 2 correspondeert met de zelfinductie 111, de condensator 112 correspondeert met de werkzaamheid van de terugdrijvende zwaartekracht, de weerstand 113 is de bewegingsdemping als gevolg van wrijving in het ophangpunt en 5 eventueel viskeuze demping door beweging in de lucht, de transformator 114 bezit een wikkelverhouding die correspondeert met de effectieve afstand tussen het ophangpunt en het massamiddelpunt van de massa 2 respectievelijk de afstand tussen het ophangpunt en de 10 effectieve massa van de stabilisatiemiddelen 8, de zelfinductie 115 met een massa 10, de condensator 116 met de werkzaamheid van de veren 11, 12 en de weerstand 117 met de demping, in hoofdzaak door wrijving van de massa 10 binnen de buis 9.

15 Er wordt nadrukkelijk op gewezen dat in het analogon volgens fig. 24 de weerstand 117 een hoge waarde bezit. Dat wil zeggen dat de stabilisatiemiddelen een geringe demping een een geringe dissipatie vertonen. Hiermee blijken op de meest effectieve wijze ongewenste trillingen van het 20 hoofdsysteem te kunnen worden gecompenseerd.

Fig. 25 toont een als wisselspanningsbron 118 aangeduid distributienet. Dit distributienet geeft een wisselspanning af met een nagenoeg constantie frekwentie van bijvoorbeeld 50 Hz. In de praktijk blijken amplitudefluctuaties en 25 vervorming door in hoodzaak derde harmonischen veelvuldig voor te komen. De schakeling volgens fig. 25 is ingericht voor het reguleren van de door de bron 118 afgegeven wisselspanning. Zoals duidelijk te zien is, vertoont de schakeling volgens fig. 25 een opbouw, die sterk doet denken 30 aan die volgens fig. 24. Aanwezig is een transformator 119, waarvan de primaire wikkeling 120 een voorafbepaalde zelfinductie bezit, die in serie is geschakeld met een parallelketen van een condensator 121 en een weerstand 122.

De secundaire wikkeling 119 is verbonden met 35 compensatieschakeling bestaande uit een zelfinductie 123, een condensator 124 en een weerstand 125, die is parallelgeschakeld met de keten 123, 124. De keten 123, 124 omvat verder een wisselspanningsbron 125, die via een 8202673 -15- stuureenheid 126 een fasekoppeling met de spanningsbron 118 bezit. Door deze configuratie wordt een goede regulatie bereikt van de van de bron 118 afkomstige spanning, terwijl ook de harmonische vervormingen tot onschadelijke proporties 5 kunnen worden teruggebracht. De uitgangsspanning kan worden afgenomen van klemmen 127, 128.

Fig. 26 toont een gelijkrichtschakeling, die een transformator 130 omvat met een primaire wikkeling 131 met aansluitklemmen 132, 133, een eerste secundaire wikkeling 134 10 met middenaftakking 135 en een tweede secundaire wikkeling 136 met een voorafbepaalde zelfinductie. Met de uiteinden van de eerste secundaire wikkeling 134 zijn twee diodes 137, 138 verbonden. De diode 138 leidt naar een eerste aansluitklem 139. De diode 137 is verbonden met het ene uiteinde van de 15 tweede secundaire wikkeling 136 en met de parallelschakeling van een condensator 140 en een weerstand 141, het andere einde waarvan is verbonden met parallelschakeling van een weerstand 142 en een serieketen, bestaande uit een zelfinductie 143 en een condensator 144. Het andere einde van 20 de weerstand 142 en de condensator 144 is verbonden met de andere aansluiting van de tweede secundaire wikkeling 136.

De middenaftakking 135 leidt naar een tweede aansluitklem 145. Van de klemmen 145 en 139 kan een dubbelfasig gelijkgerichte, gestabiliseerde gelijkspanning worden 25 afgenomen.

Er wordt op gewezen dat de uitvinding aanzienlijk breder is en ruimere toepassing kan vinden dan de hiervoorbehandelde •üitvoeringsvoorbeelden. Als voorbeeld wordt melding gemaakt van trillingsisolatie van apparaten, bijvoorbeeld een 30 grammofoon. Verder kunnen auto's worden voorzien van een dynamische compensator volgens de uitvinding, die de plaats kan innemen van een gebruikelijke schokbreker.

Verder wordt gewezen op toepassing op een ander vakterrein, zoals de akoestiek. De eerder vermelde 35 hefboommiddelen, die in een elektrische schakeling de vorm van een transformator aannemen worden in dit vakgebied 8202673 -16- gerepresenteerd door een hoornsysteem. Een resonantiekring kan zijn uitgevoerd als Helmholtz-resonator. Aldus kan ook in het akoestische vakterrein de uitvinding toepassing vinden.

Een verwant vakterrein is de elektro-akoestiek, het 5 vakterrein van de elektro-akoestische transducenten. In dit verband wordt als mogelijke toepassing melding gemaakt van het compenseren van hinderlijke eigentrillingen van bijvoorbeeld constructiepanelen. Vergelijkbaar hiermee is een mogelijke toepassing van een dynamische compensator volgens 10 de uitvinding voor het compenseren van trillingen van vliegtuigvleugels, vliegtuigpanelen enz. die tot metaalmoeheid en daardoor gevaarlijke situaties aanleiding kunnen geven.

De aandacht wordt gevestigd op de mogelijkheid, gebruik 15 te maken van een hybride systeem, dat wil zeggen een systeem dat bijvoorbeeld niet uitsluitend elektrisch, niet uitsluitend akoestisch, maar gecombineerd elektrisch en · akoestisch is. Een akoestisch systeem met een actieve elektronische trillingscompensator valt dan ook binnen het 20 kader van deze uitvinding.

* 3202673

Claims

1. Systeem met tenminste één eigenfrekwentie, omvattende tenminste één door eerste veermiddelen naar een evenwichtsstand gedrongen eerste massa of corresponderend gerangschikte analogons daarvan, voorzien van 5 stabilisatiemiddelen, met het kenmerk, dat die stabilisatiemiddelen zijn uitgevoerd als tenminste één aan de eerste massa of tenminste één van de eerste massa's aangebrachte en door tweede veermiddelen naar een evenwichtsstand ten opzichte daarvan gedrongen tweede massa 10 of corresponderend gerangschikte analogons daarvan.

2. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stabilisatiemiddelen tenminste één eigenfrekwentie bezitten, die aanzienlijk groter is dan de of een eigenfrekwentie van het systeem.

3. Systeem volgens conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de stabilisatiemiddelen via hefboommiddelen of analogons daarvan met het systeem zijn gekoppeld.

4. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de stabilisatiemiddelen een geringe 20 dissipatie vertonen.

5. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, in het bijzonder voor het reguleren van een periodiek wisselende kracht of snelheid dan wel analogons daarvan, gekenmerkt door middelen voor het op de stabilisatiemiddelen uitoefenen van 25 een kracht of het opdrukken van een snelheid dan wel analogons daarvan, in synchronisme met en met fase-koppeling ten opzichte van de te reguleren kracht of snelheid c.q. analogon daarvan.

6. Aanhanger bestemd om door middel van een 30 scharnierbare koppeling te worden getrokken door een motorvoertuig en voorzien van stabilisatiemiddelen voor het onderdrukken van onderlinge rotatie en translatie van de aanhanger en het motorvoertuig, met het kenmerk, dat de 8202673 -18- stabilisatiemiddelen zijn uitgevoerd als een aan de aanhanger beweegbaar aangebrachte en door veermiddelen naar een evenwichtsstand gedrongen massa.

7. Aanhanger volgens conclusie 6, met het kenmerk/ dat 5 de massa tenminste één aan het vrije einde van een zwaaibare staaf aangebracht massa-element omvat.

8. Aanhanger volgens conclusie 6, met het kenmerk/ dat de massa als vliegwiel is uitgevoerd.

9. Aanhanger volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat 10 de massaverdeling van het vliegwiel is aangepast aan de massatraagheidsmomentverdeling van de aanhanger.

10. Aanhanger volgens één der conclusies 6 tot en met 9, met het kenmerk, dat de veermiddelen tenminste één spiraalveer omvatten.

11. Aanhanger volgens conclusie 10, gekenmerkt door twee spiraalveren met tegengestelde spiraalzin.

12. Aanhanger volgens één der conclusies 6 tot en met 8, met het kenmerk, dat de veermiddelen tenminste twee in onderling tegengestelde richting aangrijpende lineaire veren 20 omvatten.

13. Aanhanger volgens één der conclusies 6 tot en met 8, met het kenmerk, dat de massa uitsluitend door de veermiddelen gedragen wordt.

14. Aanhanger volgens één der conclusies 6 tot en met 25 13, met het kenmerk, dat het kromtemiddelpunt van de baan van de massa steeds is gelegen tussen het motorvoertuig en de massa.

15. Aanhanger volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de massa binnen een buis van voorafgekozen vorm geleid wordt.

16. Aanhanger volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de buis op en neer beweegbaar is en door veermiddelen naar een evenwichtsstand wordt gedrongen. 8202673