Ženevská jízda - Geneva drive

Animace zobrazující šestipolohový externí ženevský pohon v provozu.

Ženeva pohon nebo maltézský kříž je převodový mechanismus, který převádí kontinuální rotační pohyb do přerušovaného rotačního pohybu.

Otočné hnací kolo je obvykle vybaven kolíkem , který zasahuje do drážky nacházející se v druhém kole ( hnaného kola ) , která posouvá se o jeden krok v době. Hnací kolo má také vyvýšený kruhový blokovací kotouč, který „blokuje“ otáčející se poháněné kolo v poloze mezi kroky.

Dějiny

Ilustrace, která ukazuje čtyři fáze (zastavení pohybu pod úhlem 90 stupňů) jednoho celého cyklu maltézského kříže.

Název, Ženevský pohon, je odvozen od zařízení , která byla nejdříve použita v mechanických hodinkách a které byly v Ženevě propagovány jako klasický původ hodinářského průmyslu. Mechanismus se často používá v mechanických hodinkách , protože může být malý a je schopen odolat značnému mechanickému namáhání.

Ženeva pohon se také nazývá „ maltézský kříž mechanismus“ vzhledem k vizuální podoby, kdy rotující kolo má čtyři paprsky .

V nejběžnějším uspořádání pohonu v Ženevě má ​​klientské kolo čtyři štěrbiny, a tím posouvá pohon o jeden krok najednou (každý krok je 90 stupňů ) pro každé úplné otočení hlavního kola. Pokud má řízené kolo n drážek, postupuje o 360 °/ n na úplné otočení vrtulového kola.

Protože mechanismus musí být dobře promazán, je často uzavřen v olejové kapsli.

Použití a aplikace

Filmový projektor s ruční klikou a pohonem v Ženevě
Ženevská zastávka s pěti paprsky

Jedna aplikace pohonu v Ženevě je ve filmových filmových projektorech a filmových kamerách, kde je film protahován expoziční bránou s pravidelnými starty a zastávkami. Film postupuje snímek po snímku, přičemž každý snímek stojí před objektivem nehybně po část rámcového cyklu (obvykle rychlostí 24 cyklů za sekundu) a ve zbytku cyklu se rychle zrychluje, postupuje a zpomaluje. Tento přerušovaný pohyb je realizován pohonem v Ženevě, který zase aktivuje dráp, který zabírá do pastorkových otvorů ve filmu. Ženevský pohon také poskytuje přesně opakovatelnou zastavenou polohu, která je zásadní pro minimalizaci chvění v postupných obrazech. (Moderní filmové projektory mohou také používat elektronicky řízený indexovací mechanismus nebo krokový motor , který umožňuje rychlé převíjení filmu.) První použití pohonu v Ženevě ve filmových projektorech pochází z roku 1896, přičemž projektory Oskar Messter a Max Gliewe a Teatrograph of Robert William Paul . Předchozí projektory, včetně projektoru Thomase Armata , prodávaného společností Edison jako Vitascope , používaly „šlehací mechanismus“, který vynalezl Georges Demenÿ v roce 1893, k dosažení přerušovaného přenosu filmu.

Ženevská kola, která měla tvar hnaného kola, byla také použita v mechanických hodinkách , ale nikoli v pohonu, spíše pro omezení napětí pružiny tak, že by fungovala pouze v rozsahu, kde je její pružná síla téměř lineární. Pokud dojde k uzavření jedné ze štěrbin hnaného kola, je počet otáček hnacího kola omezen. V hodinkách je „hnacím“ kolem to, které navíjí pružinu, a ženevské kolo se čtyřmi nebo pěti paprsky a jednou uzavřenou drážkou brání přetáčení (a také úplnému odvíjení) pružiny. Tato takzvaná ženevská zastávka neboli „ženevská zastávka“ byla vynálezem hodinářů 17. nebo 18. století.

Mezi další aplikace pohonu v Ženevě patří mechanismus pro výměnu pera v plotrech , automatizovaná vzorkovací zařízení, stroje na počítání bankovek a mnoho forem vyměnitelných zařízení používaných ve výrobě (například měniče nástrojů na CNC strojích; věže revolverových soustruhů , šroubové stroje , a věžové vrtačky; některé druhy indexovacích hlav a otočných stolů atd.). Železný kruh hodiny používá Geneva mechanismus poskytnout přerušovaný pohyb k jednomu z jeho kruhů.

Ženevský pohon byl použit ke změně filtrů v rámovací kameře mise Dawn, která byla použita k zobrazení asteroidu 4 Vesta v roce 2011. Byl vybrán, aby zajistil, že v případě selhání mechanismu bude použitelný alespoň jeden filtr.

Interní verze

Interní pohon v Ženevě je variantou designu. Osa hnacího kola vnitřního pohonu může mít ložisko pouze na jedné straně. Úhel, o který se musí hnací kolo otáčet, aby se dosáhlo jednostupňového otáčení hnaného kola, je u externího pohonu v Ženevě vždy menší než 180 ° a u vnitřního vždy větší než 180 °, kde je proto doba sepnutí větší než než se poháněné kolo zastaví.

  • Interní ženevský pohon

  • Animace zobrazující interní ženevský pohon v provozu

Vnější forma je běžnější, protože může být postavena menší a vydrží vyšší mechanické namáhání .

Sférická verze

Další variantou je sférický ženevský pohon.

  • Sférický ženevský pohon

Kinematika

Pohybové křivky pro jedno otočení hnacího kola shora dolů: úhlová poloha θ, úhlová rychlost ω, úhlové zrychlení α a úhlové trhnutí j a .

Obrázek ukazuje křivky pohybu pro externí čtyřslotový ženevský pohon v libovolných jednotkách. Ve zrychlení se objeví diskontinuita, když hnací kolík vstupuje a opouští štěrbinu, k čemuž dochází v okamžiku, kdy se tuhé dosedací povrchy dotýkají nebo oddělují. To generuje „nekonečný“ vrchol trhnutí ( Diracův vrchol ), a tedy vibrace.

Viz také

Reference

Další čtení

  • Sclater, Neil (2011), „Cam, Geneva, and Ratchet Drives and Mechanisms“, Mechanisms and Mechanical Devices Sourcebook (5th ed.), New York: McGraw Hill, s. 180–210, ISBN 978-0-07170442-7. Kresby a návrhy různých pohonů.

externí odkazy