Vorrichtung zur Prüfung eines Gegenstandes in bezug auf mechanisehe Schwingungen.
Zur Prüfung eines Gegenstandes in bezug auf mechanische Schwingungen sind Schwin gungsaufnehmer und Schwingungsgeber mit einem Tastgliede bekannt, das entgegen der Wirkung einer oder mehrerer Federn an den die Schwingungen ausführenden Gegenstand angedrückt wird.
Das normalerweise stabförmige und in seiner Längsrichtung bewegliche Tastglied schwingt in diesem Falle mit dem Gegenstand mit und die Bewegungen des Tastgliedes gegenüber einer zumindest nahezu in Ruhe befindlichen Masse, z. B. der Hülle, in der das Tastglied untergebracht ist, können zur qualitativen und/oder quantitativen Prüfung der Schwingungen benutzt werden.
Zu diesem Zwecke kann beispielsweise von dem Tastglied entweder direkt oder, zur Erzielung einer Vergrösserung, durch Vermittlung einer Hebelübertragung ein Schreibstift bewegt werden, der die Schwingungen des Tastgliedes auf ein in der Hiille angebrachtes bewegliches Aufzeichenband aufzeichnet.
Auch ist es bekannt, durch die Bewegung des. Tastgliedes einen Lichtstrahl auszulenken, der auf ein lichtempfindliches Aufzeichenband auftrifft oder eine Photozelle steuert, deren Ausgangsspannung, gegebenenfalls nach Verstärkung, einem Eathodenstrahloszillograph zugeführt wird.
Neben den im vorstehenden aufgeführten mechanischen, mechanisch-optischen und me chanisch-optisch-, elektrischen Schwingungsaufnehmern sind mechanisch-elektrische Schwingungsaufnehmer bekannt, die sich in der Praxis als besonders vorteilhaft erwiesen haben. Bei diesen Aufnehmern ist z. B. am Tastgliede eine Spule befestigt, die im Felde eines s n der Hiille angebrachten Dauermagneten angeordnet ist, wobei die Ausgangsspannung der Spule ein Mess-und/oder Aufzeichnungsinstrument steuert.
Die vorstehend genannten Schwingungsaufnehmer können auch in umgekehrtem Sinne benutzt werden, also als Schwingungsgeber, bei denen in diesem Falle das Tast glied, z. B. bei dem letztgenannten meeha nisch-elektrischen Schwingungsaufnehmer, dadurch in Schwingung versetzt wird, dass der Spule eine beispielsweise einer Oszillatorschaltung entnommene, sinusf¯rmige Wech selspannung von einstellbarer Frequenz zugeführt wird. Die Bewegung des Tastgliedes kann in diesem Falle, dadurch dass wiederum letzteres an den zu prüfenden Gegenstand angedrückt wird, auf den Gegertstand uber- tragen werden und auf diese Weise kann z.
B. ermittelt werden, welches die Eigen- frequenzen des zu prüfenden Gegenstandes sind,
Im. nachfolgenden ist der grösseren Einfachheit halber haufig nur von einem "Schwingungsaufnehmer"die Rede ; die nachfolgenden Erwägungen gelten jedoch in analoger Weise für einen, ; Schwingungs- geber".
Die Schwingungsaufnehmer der vorlie genden Art bestehen im wesentlichen aus einer Feder, dessen eines Ende mit dem Tast gliede, das andere Ende mit einer zumindest nahezu stillstehenden, gewöhnlich aus der Eülle des Tastgliedes gemeinsam mit den in ihr angebrachten Hilfsgliedern bestehenden Masse verbunden ist. Die Messgrösse wird der Bewegung des Tastgliedes gegen die letzt- genannte Masse entnommen, wobei zu berück- sichtigen ist, da¯ sich ein richtiges Bild der zu prüfenden Schwingungen nur ergibt, wenn einerseits das Tastglied den Bewegungen des s zu prüfenden Gegenstandes genau folgt und anderseits die genannte Masse sich nicht bewegt.
Beim System Tastglied-Feder-Masse soll also verhindert werden, dass die Masse infolge der mit den zu prüfenden Schwingungen schwankenden lDederspannung in Schwingung gerät, Dies kann bekanntlich durch Verwen- dung einer Feder mit geringer Starrheit (Steilheit der Federkannlinie gering) und einer grossen Masse erzieIt werden, sa dass die Eigenfrequenz des Systems F'eder-Masse geringer, bis sogar beispielsweise vier-bis fünfmal kleiner als die niedrigste in den zu prüfenden Schwingungen enthaltene Fre auenz ist.
Es ist bekannt, bei einem Schwingungsaufnehmer zur Erzielung eines grossen Gegendruckes in der Arbeitslage des Tastgliedes bei gernger Eennliniensteilheit im Arbeitspunkt der Feder und geringer Federlänge eine Feder mit einer solchen nichtlinearen Kennlinie zu benutzen, da¯ der Arbeitspunkt auf einem Teil derselben mit einer Steilheit von nahezu Null liegt (siehe"Electrical Engineering"Juni 1937, Seite 706-710).
Es wird in diesem Falle, sogar wenn der Schwingungsaufnehmer ausschliesslich mit der Hand gehalten wird, die genannte Masse stets praktsch in Ruhe sein. Da das. Tastglied aber, wie üblich, in Gleitlagern gefasst ist, entsteht infolge der in den Lagern auftretenden Reibungskräfte eine weitere Bewegungsursache der in Ruhe zu erhaltenden Masse. Die infolgedessen auftretenden Bewe- gungen dieser Masse sind vernachlässigbar, wenn die auf das Tastglied ausgeübten Eräfte mit einer zur Längsrichtung des Tastgliedes senkrechten Richtung sehr gering sind.
In der Praxis jedoch ist dies häufig nicht der Fall und diese Kräfte sind, besonders bei Schwingungsgebern, verhältnismässig gross, um so mehr als das Tastglied mit R cksicht auf das Befolgen grosser Beschleunigungen des zu prüfenden Gegenstandes mit verhältnismässig grosser Kraft an den zu prü- fenden Gegenstand angedrückt werden mués Die in diesem F'alle auftretenden Bewegungen der Masse geben naturgemäss zu ungenauen Messergebnissen Veranlassung.
Es ist auch eine Vorrichtung bekannt (siehe Dissertation von 0. Hofmeister, Jan. 1938, äSchwingungsme¯gerÏte"), bei der durch Zentrierung des Tastgliedesmittels Membranen der durch Lagerreibungskräfte herbeigeführte Nachteil vermieden wird, aber die Membranen führen bei dieser Vorrichtung eine unerwünschte Erhöhung der vorstehend erwähnten Eigenfrequenz herbei, da nun im , System Tastglied-Feder-Masse das Tastglied und die Masse nicht nur durch die übliche Feder,
sondern auch durch die Membranen federnd miteinander verbunden sind und die Eigenfrequenz des Systems Feder-Masse im Arbeitspunkt somit von der Steilheit der durch Summierung der Kennlinien der Feder und der Membranen entstehenden Kennlinie abhängig ist, die grosser ist als die Steilheit der Feder allein.
Die Erfindung bezweckt eine Verbesse rung der. Sohwingungaaufnehmer oderSchwin- gungsgeber der eingangs erwähnten Gattung unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile.
Erfindungsgemϯ ist das Tastglied vermittels mindestens einer Feder mit solcher nichtlinearer Federkennlinie zentriert, dass die Vorrichtung bei der Prüfung so angedrückt werden kann, da¯ die auftretende mittlere Längenveränderung der Feder einem Arbeitspunkt der Federkennlinie entspricht, der auf einem Teil derselben liegt, dessen Steilheit geringer als deren Anfangssteilheit ist.
Unter Federkennlinie wird im Vorstehen- den und im Nachfolgenden die Kurve ver- standen, die den Zusammenhang zwischen der Längenveränderung der Feder (Abszisse) und der zu deren Herbeiführung erforderlichen, als Ordinate aufgetragenen Eraft, die dem Gegendruck entspricht, darstellt.
Bei den erwähnten bekannten Vorrichtun- gen weisen die federnden Zentrierungsmembranen keine solche nichtlineare Federkenn- linie auf, dass der Arbeitspunkt bei der Prü fung auf einem Teil derselben mit geringerer Steilheit als die Anfangssteilheit liegt.
In der beiliegenden Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform des Er findungsgegenstandes dargestellt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Schwin gungsaufnehmer im Längs-bezw. Quer- schnitt.
Fig. 3 stellt eine im Schwingungsaufnehmer nach Fig. 1 und 2 verwendete, gleichzei- tig als Gegendruckfeder dienende Zentrie- rungsfeder in unbelastetem Zustande dar, und
F'ig. 4 zeigt die Kennlinie der Feder nach Fig. 3.
Der in Fig. 1 dargestellte mechanischelektrische Schwingungsaufnehmer besitzt eine zylindrische Hiill, e 1, in der eiii stab formages, in seiner Längsrichtung bewegli- ches Tastglied 2 federnd angeordnet ist. Das Tastglied ist an einem. Ende mit einer Spitze 3 versehen, die an einen schematisch dargestellten Gegenstand 4 angedrückt ist, der die zu priifenden Schwingungen ausführt.
Am andern Ende des Tastgliedes ist eine Spulenbüchse 5 mit einer kleinen Spule 6 befestigt. Die Spule 6 ist im Luftspolt eines magnetischen Grises angeordnet, der von einem ringförmigen Polschuh 7, dem mittleren Teil der Hiille 1, einer durchbohrten Scheibe 8, einem sehr kräftigen Dauermagneten 9 und einem teilweise in die Spule 6 hi einragenden Polstück l0 gebildet wird, das von dem nichtmagnetischen Teil 19 gehalten ist.
Der Weg des Tastgliedes 2 wird durch eine, einen Teil desselben bildenden Scheibe 11 und zwei beiderseits dieser Seheibe angeordneten, in der H lle 1 angebrachten Anschlagseheibe 12 bezw. 13 begrenzt, so da¯ Beschädigungen des Spulensystems infolge zu gro¯er Axialverschiebung des Tastgliedes nicht eintreten können.
Damit auf die Spitze 3 ausgeübte Krafte mit einer zur Längsrichtung des Tastgliedes senkrechten Komponente keine seitlichen Ausweichungen der Spule 6 herbeiführen, wodurch sich die Empfindlichkeit des Schwin gungsaufnehmers ändern und auch Beschädigungen des Spulensystems eintreten können, besteht das Tastglied Åaus zwei gelenkig miteinander verbundenen Teilen 14 und 15. Der Teil 14 des Tastgliedes ist an dem von der Spitze 3 abgewendeten Ende kugelförmig und mit einer mittleren Bohrung versehen.
Das kugelförmige Ende ruht in einer kegel- förmigen Aushöhlung des Teils 15, und dieses Ende ist auch mit einer teilweise erweiterten mittleren. Bohrung versehen, in der ein Stahldraht 16 lose eingesteckt ist, der auch in die entsprechende Bohrung des Teils 14 reicht. Es ist gefunden worden, dass die so ausgebildete gelenkige Verbindung seitliche Bewegungen des Spulensystems verhindert und keine störende Resonanz des Tastgliedes selbst hervorruft.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Tastglied mittels drei haubenförmigen Federn 17 mit nichtlinearer Federkennlinie in der Hülle l zentriert, wobei ausser diesen Zentrierungsfedern keine ändern Federn vorhanden sind. Der Teil 15 des Tastgliedes ist durch an den beiden Enden befestigte Federn zentriert, während der Teil 14 des Tastgliedes durch eine zwischen seinen Enden befestigte Feder zentriert ist.
Da die Federn grösstenteils zu den mit dem Tastgliede mitschwingenden Teilen zu rechnen sind und die schwingende Masse der Schwingungsaufnehmer im Hinblick auf die Befolgung grosser Beschleunigungen tunlichst klein sein soll, ist es erwünscht, die Federn möglichst leicht auszubilden. Mit Bücksicht darauf weisen die verwendeten Federn, wie dies Fig. 3 und der Querschnitt nach Fig. 2 deutlich zeigen, eine regelmässige Sternform mit drei Armen aus üblichem Federstahl auf, so dass sich nebst Mindestgewicht eine gute zentrierende Wirkung ergibt. Das Tastglied ist in je einer kreisförmigen Aussparung im mittleren Teil der aus einer einzigen Platte hergestellten Feder befestigt und die freien Enden der Arme sind abgebogen und an die Innenwand eines zylindrischen Ringes 18 (z.
B. von 5 cm Durchmesser) genietet, dessen Achse mit der Achse des Tastgliedes bereinstimmt. Die Ringe 18 der drei Federn 17, Fig. 1, sind verschieden ausgebildet, aber alle koaxial mit dem Tastglied 2.
In Fig. 4 ist die Kennlinie einer der ver wendeten Zentrierungsfedern dargestellt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist,-weist die ElOurve, welche die Beziehung zwischen der Längen veränderung s (Abszisse) bei Zusammen- drückung der Feder und der dabei auftreten- den Federspannung P (Ordinate) für den elastischen Bereich darstellt, eine nichtlineare Natur auf. Die Kurve weist einen den Ursprung schneidenden, verhältnismässig steil sich erstreckenden Teil a, wobei der Ursprung dem unbelasteten Zustand (Fig. 3) der Feder entspricht, und einen sich nahezu waag recht erstreckenden Teil b auf sowie einen am Teil b anschliessenden, relativ steilen Teil c.
Die Steilheit des Teils b der Kennlinie be trägt weniger als 10 % der des Teils a. Längs dieses Teils tritt eine relativ grosse Längen änderung as bei einer kleinen Druckände- rung A P auf.
Die Kurve ist derart, dass bei der in Fig. 1 dargestellten mittleren Lage des Tastgliedes die Längenveränderung der Feder der Grösse s, entspricht, entsprechend dem auf dem nahezu waagrechten Teil der Kenulinie lie genden Arbeitspunkt A, wobei ein im Hin blick auf die Befolgung gro¯er Beschleuni- gungen vorteilhafter Wert des Gegendruckes entsprechend der Federspannung Py der Fe- der auftritt.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, weist die Feder, trotz der grossen Federspannung, im Falle der Einstellung auf den Arbeits punkt A nur eine geringe Starrheit auf, da kleine Änderungen P der Federspannung ver hältnismässig grossen Änderungen S der Fe derlänge entsprechen, so dass eine geringe Ar beitssteilheit der Kennlinie und somit eine geringe Eigenfrequenz des Schwingungsauf- nehmers erzielbar ist.
Es ist ausdrücklich darauf hinzuweisen, dass die als Schwingungsaufnehmer darge stellte und beschriebene Ausführungsform ohne weiteres als Schwingungsgeber benutzt werden kann, wobei die vorstehend erwähn ten Vorteile sinngemäss auch erzielt werden.
Wo jedoch bei der Verwendung der darge stellten Vorrichtung als Schwingungsaufneh mer die ihr entnommene elektrische Leistung nur sehr gering (z. B.. 0, 1 Watt) zu sein braucht, während die einem Schwingungs geber zu entnehmende mechanische Leistung häufig wesentlich grösser sein soll, muss die als Schwingungsgeber zu benutzende Vor richtung natürlich proportional grösser als die als Schwingungsaufnehmer zu benutzende
Vorrichtung gestaltet werden.
Man könnte ausser den Zentrietungsfedern mit den nichtlinearen Kennlinien auch zu sätzlich noch eine andere Feder mitverwen den, um den Gegendruck zu erzeugen, was aber im allgemeinen weniger vorteilhaft ist, als die Federwirkung ausschliesslich den Zen tiierungsfedern zu übertragen. In so einem Falle kann man Zentrierungsfedern verwen- d. en, deren Kennlinien im Arbeitspunkt eine negative Steilheit haben, so dass die Eigenfrequenz Federn-Masse kleiner ist als ohne die Zentrierungsfedern.
Es ist selbstverständlich für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich, dass bei der Verwendung mehrerer Zentrierungsfedern diese alle die gleiche Federkennlinie aufweisen. Unter Umständen kann es zur Erzielung einer grossen Pedervorspannung bei besonders geringer Eigenfrequenz in mecha nischer Hinsicht erwünscht sein, Zentrie- rungsfedern mit voneinander verschiedenen Kennlinien zu verwenden.
Device for testing an object with respect to mechanical vibrations.
For testing an object with respect to mechanical vibrations, vibration transducers and vibration transducers with a feeler element are known which are pressed against the action of one or more springs against the object performing the vibrations.
The normally rod-shaped and movable in its longitudinal direction probe member vibrates in this case with the object and the movements of the probe member against an at least almost at rest mass, z. B. the shell in which the probe member is housed can be used for qualitative and / or quantitative testing of the vibrations.
For this purpose, for example, a pen can be moved by the feeler element either directly or, to achieve an enlargement, by means of a lever transmission, which pen records the vibrations of the feeler element on a movable recording tape mounted in the sleeve.
It is also known to use the movement of the feeler element to deflect a light beam which strikes a light-sensitive recording tape or controls a photocell, the output voltage of which is fed to a cathode ray oscillograph, if necessary after amplification.
In addition to the mechanical, mechanical-optical and mechanical-optical, electrical vibration sensors listed above, mechanical-electrical vibration sensors are known which have proven to be particularly advantageous in practice. In these transducers z. B. on the feeler member a coil is attached, which is arranged in the field of a permanent magnet attached to the sleeve, the output voltage of the coil controlling a measuring and / or recording instrument.
The above-mentioned vibration transducers can also be used in the opposite sense, so as a vibration transmitter, in which in this case the tactile member, z. B. in the last-mentioned mechanical electrical vibration sensor, is set in vibration that the coil is supplied with a sinusoidal alternating voltage of adjustable frequency, for example taken from an oscillator circuit. In this case, the movement of the feeler element can be transmitted to the object, in that the latter is again pressed against the object to be tested.
B. determine which are the natural frequencies of the object to be tested,
In the following, for the sake of simplicity, only a "vibration transducer" is often used; however, the following considerations apply in an analogous manner to a,; Vibration transmitter ".
The vibration transducer of the present type consist essentially of a spring, one end of which members are connected to the probe, the other end to an at least almost stationary, usually from the envelope of the probe member together with the existing auxiliary members attached in it mass. The measured variable is taken from the movement of the feeler element against the latter mass, whereby it must be taken into account that a correct picture of the vibrations to be tested can only be obtained if the feeler element follows the movements of the object to be tested on the one hand and on the other said mass does not move.
The aim of the probe-spring-mass system is to prevent the mass from vibrating as a result of the leather tension fluctuating with the vibrations to be tested. This can be done, as is well known, by using a spring with low rigidity (steepness of the spring canopy low) and a large mass What can be achieved is that the natural frequency of the spring-mass system is lower, up to, for example, four to five times lower than the lowest frequency contained in the vibrations to be tested.
It is known to use a spring with such a non-linear characteristic curve in a vibration sensor to achieve a large counterpressure in the working position of the feeler element with a low curve slope at the working point of the spring and a short spring length, dā the working point on part of the same with a slope of almost Zero (see "Electrical Engineering" June 1937, pages 706-710).
In this case, even if the vibration sensor is only held by hand, the mass mentioned will always be practically at rest. However, since the feeler element is, as usual, held in plain bearings, the frictional forces occurring in the bearings result in a further cause of movement of the mass to be maintained at rest. The movements of this mass which occur as a result are negligible if the forces exerted on the feeler element with a direction perpendicular to the longitudinal direction of the feeler element are very small.
In practice, however, this is often not the case and these forces are relatively large, especially in the case of vibration transmitters, all the more so than the feeler element with a relatively large force applied to the object to be tested with a view to following high accelerations of the object to be tested The object must be pressed against the mass movements occurring in this case naturally give rise to imprecise measurement results.
A device is also known (see dissertation by 0. Hofmeister, Jan. 1938, "SchwingungsmēgerÏte") in which the disadvantage caused by bearing friction forces is avoided by centering the feeler member by means of membranes, but the membranes in this device lead to an undesirable increase in the above-mentioned natural frequency, because now in the system probe-spring-mass the probe and the mass are not only caused by the usual spring,
but are also resiliently connected to one another by the membranes and the natural frequency of the spring-mass system at the operating point is therefore dependent on the steepness of the characteristic curve resulting from the summation of the characteristic curves of the spring and the membranes, which is greater than the steepness of the spring alone.
The invention aims to improve the tion. Single vibration transducers or vibration generators of the type mentioned at the beginning, avoiding the disadvantages described.
According to the invention, the feeler element is centered by means of at least one spring with such a non-linear spring characteristic that the device can be pressed during the test in such a way that the occurring mean change in length of the spring corresponds to an operating point of the spring characteristic which lies on a part of the same whose steepness is lower than its initial steepness.
In the foregoing and in the following, the spring characteristic curve is understood to mean the curve which represents the relationship between the change in length of the spring (abscissa) and the force required to bring it about, plotted as the ordinate, which corresponds to the counter pressure.
In the known devices mentioned, the resilient centering diaphragms do not have such a non-linear spring characteristic that the operating point during the test lies on a part of the same with a steepness less than the initial steepness.
In the accompanying drawing, for example, an embodiment of the subject invention He is shown.
1 and 2 show a vibration transducer in the longitudinal or. Cross-section.
3 shows a centering spring used in the vibration sensor according to FIGS. 1 and 2 and simultaneously serving as a counter pressure spring in the unloaded state, and FIG
F'ig. 4 shows the characteristic curve of the spring according to FIG. 3.
The mechanical-electrical vibration sensor shown in FIG. 1 has a cylindrical shell, e 1, in which eiii rod formages, feeler element 2 movable in its longitudinal direction, is resiliently arranged. The feeler member is on one. The end is provided with a tip 3 which is pressed against a schematically illustrated object 4 which carries out the vibrations to be tested.
A bobbin case 5 with a small coil 6 is attached to the other end of the feeler element. The coil 6 is arranged in the air pole of a magnetic grise, which is formed by an annular pole piece 7, the middle part of the shell 1, a pierced disc 8, a very powerful permanent magnet 9 and a pole piece l0 partially protruding into the coil 6 hi is held by the non-magnetic part 19.
The path of the feeler member 2 is through a, a part of the same forming disc 11 and two on both sides of this Seheibe arranged, in the case 1 attached stop disc 12 respectively. 13 limited so that damage to the coil system as a result of excessive axial displacement of the feeler element cannot occur.
So that forces exerted on the tip 3 with a component perpendicular to the longitudinal direction of the feeler element do not cause the coil 6 to move laterally, which can change the sensitivity of the vibration transducer and damage the coil system, the feeler element consists of two parts 14 and 14 that are articulated to one another 15. The part 14 of the feeler element is spherical at the end facing away from the tip 3 and is provided with a central bore.
The spherical end rests in a conical recess of the part 15, and this end is also with a partially enlarged middle. Provided bore in which a steel wire 16 is loosely inserted, which also extends into the corresponding bore of the part 14. It has been found that the articulated connection formed in this way prevents lateral movements of the coil system and does not cause any disruptive resonance of the feeler element itself.
In the embodiment shown, the feeler member is centered in the envelope 1 by means of three hood-shaped springs 17 with a non-linear spring characteristic, with no other springs being present except for these centering springs. The part 15 of the feeler member is centered by springs fastened at the two ends, while the part 14 of the feeler member is centered by a spring fastened between its ends.
Since the springs are for the most part to be included in the parts vibrating with the feeler element and the vibrating mass of the vibration transducer should be as small as possible with a view to complying with high accelerations, it is desirable to make the springs as light as possible. With this in mind, the springs used, as clearly shown in FIG. 3 and the cross-section according to FIG. 2, have a regular star shape with three arms made of conventional spring steel, so that in addition to the minimum weight, a good centering effect results. The feeler element is fixed in a circular recess in the middle part of the spring made from a single plate and the free ends of the arms are bent and attached to the inner wall of a cylindrical ring 18 (e.g.
B. of 5 cm diameter) riveted, the axis of which coincides with the axis of the feeler element. The rings 18 of the three springs 17, FIG. 1, are designed differently, but all coaxial with the feeler element 2.
In Fig. 4, the characteristic curve of one of the centering springs used is shown. As can be seen from FIG. 4, the E curve, which shows the relationship between the change in length s (abscissa) when the spring is compressed and the spring tension P (ordinate) that occurs for the elastic region, has a non-linear nature on. The curve has a relatively steeply extending part a intersecting the origin, the origin corresponding to the unloaded state (FIG. 3) of the spring, and an almost horizontally extending part b and a relatively steep part adjoining part b c.
The steepness of part b of the characteristic curve is less than 10% that of part a. Along this part, a relatively large change in length as occurs with a small change in pressure A P.
The curve is such that in the middle position of the feeler element shown in FIG. 1, the change in length of the spring corresponds to the size s, corresponding to the working point A lying on the almost horizontal part of the Kenulinie, with a large in view of compliance ¯er accelerations, an advantageous value of the counter pressure corresponding to the spring tension Py of the spring occurs.
As can be seen from Fig. 4, the spring, despite the large spring tension, in the case of setting to the working point A, only a low rigidity, since small changes P of the spring tension correspond to relatively large changes S of the spring length, so that a low work steepness of the characteristic and thus a low natural frequency of the vibration transducer can be achieved.
It should be expressly pointed out that the embodiment shown and described as a vibration sensor can easily be used as a vibration transmitter, the advantages mentioned above also being achieved by analogy.
Where, however, when the device shown is used as a vibration sensor, the electrical power taken from it only needs to be very low (e.g. 0.1 watt), while the mechanical power to be taken from a vibration sensor should often be significantly greater, the device to be used as a vibration sensor must of course be proportionally larger than that to be used as a vibration sensor
Device can be designed.
In addition to the centering springs with the non-linear characteristics, you could also use another spring to generate the counterpressure, but this is generally less advantageous than transmitting the spring action exclusively to the Zen tiing springs. In such a case centering springs can be used. s, the characteristics of which have a negative slope at the operating point, so that the natural frequency of the spring-mass is lower than without the centering springs.
It is of course not essential for the present invention that, when several centering springs are used, they all have the same spring characteristic. Under certain circumstances, it may be desirable in mechanical terms to use centering springs with characteristic curves that differ from one another in order to achieve a high pedestrian preload with a particularly low natural frequency.