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Polarisierter Resonanzapparat mit von äusseren Einflüssen unabhängiger Eigen- sehwingungszahl.
Es ist bekannt, den Wirkungsgrad von Resonanzapparaten-das sind Vorrichtungen, bei welchen ein mit Wechselstrom erregter Elektromagnet einen federnden Anker beeinflusst und ihn, sobald Gleichheit zwischen der Frequenz des Stromes und der Eigenschwingungszahl des Ankers besteht, in lebhafte Resonanzschwingungen versetzt-dadurch zu erhöhen, dass man ihn polarisiert, d. h., ein permanentes Magnetfeld durch den Anker und Spulenkern hindurchschickt.
Bei derartigen Resonanzapparaten ist die unbedingte Konstanz derselben nach erfolgter Einstellung Vorbedingung für einen gesicherten Betrieb.
Die Eigensehwingungszahl eines mechanischen Resonanzapparates wird durch folgende Faktoren beeinflusst :
1. Energieabwanderung in andere, damit verbundene Konstruktionsteile, wodurch diese mitschwingen und je nach ihrer Masse eine Änderung der Eigenschwingungszahl hervorrufen.
2. Änderungen des Elastizitätsmoduls des für den Anker verwendeten Materials insbesondere durch thermische Einflüsse. Temperaturerhöhung bewirkt Verminderung des Moduls und d\3r Schwingungszahl.
3. Änderungen des permanenten Magnetfeldes durch Temperatureinfluss ; hier bewirkt Temperatt r- verminderung eine Erhöhung der magnetischen Kraft und damit eine Verringerung der Eigenschwii- gungszahl.
Um nun eine wahrhaft konstante Eigenfrequenz zu erhalten, werden erfindungsgemäss folgen e Massnahmen getroffen :
Zu 1. : Erfindungsgemäss erreicht man Abhilfe dadurch, dass man für solche Zwecke die Federn stimmgabelartig ausbildet, also eine U-förmige Doppelfeder verwendet, von welcher man etwa die eine durch den Elektromagneten erregt und die andere als Triebfeder verwendet. Die Einspannung erfolgt nun wie es für gerade, ebene Klangstäbe (Platten oder Federn) bekannt ist, sn den Knotenlinien, welche bei Stimmgabeln bekanntlich etwas oberhalb der Krümmung liegen, mittele kräftiger Schneiden, wobei zur Fixierung der Einspannstelle (Frequenzkonstanz) in die Federn entweder eine Riefe eingefeilt wird oder mit solchen Riefen versehene Metallstücke auf die Federn aufgesetzt w, rden.
Da die Einspannstelle eine Knotenlinie ist, können keine Sehwingungsenergien durch sie übertragen werden.
Die Fig. 1 zeigt die Doppelfeder mit den beiderseitigen Riefen A, B, die drei Einspannstücke C, D, E und die Einspannschrauben F, G in Draufsicht und Schnitt.
Es können auch gerade Schwingungsfedern verwendet werden, d. h. Klangstäbe beliebigen, insbesondere rechteckigen oder runden Querschnitts, welche im ersten und dritten Viertel ihrer Länge eingespannt sind ; die Erregerspulen können entweder in der Mitte oder an den Enden einwirken ; ein derartig eingespannter Klangstab besitzt, wenn er in stehende Resonanzschwingungen versetzt wird, an den Einspannstellen freie Knotenlinien. Die Einspannung selbst kann durch in Körner, welche in den Klangstab geschlagen werden, gelagerte Spitzen oder auch durch in den Knotenstellen versenkte, eingespannte oder sonstwie gelagerte Stifte erfolgen, oder auch durch Aufhängung mittels Blattfedern oder Spiralfedern, welche an den Knotenstellen befestigt sind.
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Zu 2. und 3. : Erfindungsgemäss wird die bei Temperaturänderung auftretende Frequenzänderung durch Gefügedehnung dadurch kompensiert, dass man für den Federanker ein Material wählt, dessen Elastizitätsmodul sieh mit der Temperatur möglichst ebenso ändert wie die magnetisierende Kraft des verwendeten Magneten ; da die Eigenschwingungszahl dem Elastizitätsmodul in derselben Weise proportional wie der magnetisierenden Kraft reziprok ist, bleibt sie dann demnach-innerhalb eines Bereiches von + 250 - konstant.
Um diese beiden subtraktiven Einflüsse messtechnisch voneinander trennen zu können, verfährt man folgendermassen : Man bestimmt zunächst die Temperaturabhängigkeit des Elastizitätsmoduls eines Probestückes (Blattfeder) mittels eines nicht polarisierten Systems (normaler geblätterter Wechselstrommagnet), sodann mittels des richtigen polarisierten Systems ; die Schwingungsdifferenzen zwischen den korrespondierenden Werten sind auf die Temperaturabhängigkeit der magnetisierenden Kraft zurückzuführen.
Hiebei ist zu beachten, dass-trotz gleicher Eigenschwingungszahlen der Federanker-die Resonanzfrequenz des erregten Wechselstromes für das nicht polarisierte System halb so gross ist wie für das polarisierte System. Je nach der Art des verwendeten Magnetstahles werden für die Federanker Legierungen, insbesondere hochprozentige Nickelstahllegierungen verwendet.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Polarisierter Resonanzapparat mit von äusseren Einflüssen unabhängiger Eigenschwingungszahl, in dem zur Verhinderung der Beeinflussung durch mitschwingende fremde Massen die Befestigung des schwingenden Teiles an Knotenlinien vorgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die thermischen Beeinflussungen der Eigenschwingungszahl durch Anwendung entsprechender Werkstoffe für den schwingenden Teil einerseits, für den permanenten Magneten anderseits aufgehoben sind.