DE1126150B - Anordnung zur Erzeugung einer von der Amplitude einer Schwingung abhaengigen mechanischen Verstellung - Google Patents
Anordnung zur Erzeugung einer von der Amplitude einer Schwingung abhaengigen mechanischen VerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung einer von der Amplitude einer Schwingung abhängigen
mechanischen Verstellung, beispielsweise für Resonanzempfänger mit mechanischen Schwingungselementen,
bei der die Schwingung eines mechanisch schwingungsfähigen Elements über einen Kopplungsluftspalt
auf ein in der abzutastenden Schwingungsrichtung verstellbares Abtastorgan einwirkt.
Bei der einfachsten Art der bekannten Resonanzempfänger ist an dem schwingenden Element ein
Kontakt angebracht, welcher bei einer bestimmten Schwingungsamplitude einen feststehenden Kontakt
berührt, wodurch ein intermittierender Kontaktschluß entsteht. Diese Arbeitsweise bringt wesentliche Nachteile
mit sich, da der im Rhythmus der Schwingungsfrequenz schwankende Kontaktschluß für viele Anwendungszwecke
ungeeignet ist. Außerdem beansprucht das ständige Öffnen und Schließen die Kontakte
mechanisch und elektrisch stark, so daß sie einer verhältnismäßig raschen Abnutzung unterliegen.
Es wurde versucht, diese Nachteile durch eine mechanische Gleichrichtung zu beseitigen, mittels
welcher die Schwingung des schwingungsfähigen Elements in eine kontinuierliche Bewegung umgewandelt
wird. Bei einer beispielsweisen Anordnung dieser Art wird die eine Schwingungsrichtung des schwingungsfähigen
Elements dazu ausgenutzt, ein drehbares und schrägverzahntes Teil fortlaufend weiterzuschalten.
Auch diese Anordnung birgt wesentliche Nachteile in sich, da nicht nur eine starke mechanische Abnutzung
der bewegten Teile auftritt, sondern auch die mechanische Schwingung des schwingungsfähigen Elements
sehr stark gedämpft wird. Da es sich ferner bei der Anwendung dieser Resonanzempfänger im allgemeinen
um den Empfang von Frequenzen handelt, welche für mechanische Schwingungen bereits relativ hoch
sind, bedingt diese Konstruktion einen hohen mechanischen Aufwand, da zur Umsetzung der auf diese
Weise erzielten Drehbewegung in eine Schaltbewegung komplizierte mechanische Getriebe benötigt werden.
Darüber hinaus ist die von diesem Getriebe auf das schwingende Element ausgeübte Dämpfung fertigungstechnisch
nur schwer zu kontrollieren.
In der Technik sind bereits Anordnungen bekannt, bei welchen die Schwingung eines mechanisch schwingenden
Elements über einen Kopplungsluftspalt auf ein Abtastorgan einwirkt. Bei einer Art der bekannten
Vorrichtungen bildet eine schwingende Zunge einen Teil eines magnetischen Kraftlinienweges, dessen
Intensität beim Auftreten von Schwingungen verändert wird. Das schwingende Element bewegt sich
dabei senkrecht zum Kraftlinienweg. In dem gleichen
Anordnung zur Erzeugung
einer von der Amplitude einer Schwingung abhängigen mechanischen Verstellung
Anmelder:
Fr. Sauter A. G., Basel (Schweiz)
Fr. Sauter A. G., Basel (Schweiz)
Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz
und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a
Dr.-Ing. Raffael Wunderlich, Miesbach (Obb.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
Kraftlinienweg liegt ferner ein Abtastorgan, das infolge der Intensitätsänderungen von einem Pol des
Magneten angezogen wird und dadurch beispielsweise einen Kontakt schließt. Abgesehen davon, daß bei den
bekannten Anordnungen das Abtastorgan eine Bewegung senkrecht zur Schwingung der federnden Zunge
ausführt, können diese Anordnungen nur eine Ja-Nein-Aussage liefern, d. h. sie können nur anzeigen,
ob eine Schwingung vorhanden ist oder nicht. Dies genügt zwar zum Öffnen und Schließen von Kontakten,
doch ist es damit nicht möglich, einen Ausschlag des Abtastorgans zu erzeugen, welcher in einer stetigen,
gesetzmäßigen Abhängigkeit von der Schwingungsamplitude des schwingenden Elements steht.
Ferner ist ein Resonanzrelais bekannt, bei welchem die Schwingungen von zwei nebeneinanderliegenden,
magnetisch leitfähigen Zungen durch ein drehbar gelagertes Abtastorgan angezeigt werden. Auch bei dieser
Vorrichtung erfolgt die Bewegung des Abtastorgans senkrecht zu der Richtung der abzutastenden
Schwingungen. Wenn eine der beiden Zungen in Schwingung gerät, so überwiegt die Anziehungskraft
der anderen Zunge, so daß das Abtastorgan auf diese hin bewegt wird. Nach dem Aufhören der Schwingungen
bleibt das Abtastorgan in dieser Stellung stehen, bis die andere Zunge in Schwingung gerät. Auch bei
dieser Vorrichtung kann also das Abtastorgan jeweils nur eine von zwei möglichen Stellungen einnehmen.
Dagegen ist es nicht möglich, einen im bestimmten Verhältnis zur Schwingamplitude stehenden Ausschlag
des Abtastorgans zu erzielen.
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Bei einer anderen bekannten Anordnung wird ein des Kopplungsluftspaltes mit magnetischen Polen
drehbar gelagertes Abtastorgan beim Auftreten einer gleicher oder entgegengesetzter Polarität versehen
bestimmten Schwingungsamplitude eines Resonanz- sein. Zur Erzielung eines bestimmten gesetzmäßigen
gliedes von diesem angezogen und um einen bestimm- Zusammenhangs zwischen dem Ausschlag des Abten
Winkel gedreht, wodurch eine Schaltbewegung 5 tastorgans und der Schwingungsamplitude des schwinausgeführt
wird. Dabei wird die in dem Resonanzglied genden Elements wird die zusätzliche auf das Abtastaufgespeicherte Energie ganz oder teilweise auf das organ wirkende Kraft über den Verstellweg desselben
Schaltglied übergeführt. Dies bedingt offensichtlich konstant oder in bestimmter Weise von diesem Weg
eine starke Dämpfung des Resonanzgliedes. Außer- abhängig gemacht.
dem ist der Schaltvorgang bei dieser Anordnung nicht io Im Falle der Abtastung einer mechanischen Schwinreversibel,
sondern das Schaltglied muß nach dem gung wird diese Schwingung auf das mechanisch
Aufhören der Schwingung von Hand aus oder auf schwingungsfähige Element durch ein mechanisches
andere Weise in seine Ausgangsstellung zurückgeführt Kopplungsglied übertragen. Soll dagegen eine elekwerden.
Auch diese Anordnung liefert nur eine Aus- irische Schwingung abgetastet werden, so wird diese
sage darüber, ob eine stimmte Schwingungsamplitude 15 auf das mechanisch schwingungsfähige Element entaufgetreten
ist oder nicht. Dagegen ist es nicht mög- weder elektromagnetisch mittels einer Spule oder
lieh, einen im bestimmten Verhältnis zur Schwin- elektrostatisch mittels eines Kondensators übertragen,
gungsamplitude stehenden Ausschlag des Abtast- In allen Fällen besitzt das mechanisch schwingungsorgans
zu erzielen. fähige Element eine oder mehrere Eigenfrequenzen, Schließlich ist noch eine Anordnung bekannt, bei 20 welche im Frequenzbereich der abzutastenden Schwinweleher
eine mit dem Nordpol eines Permanent- gung liegen.
magnets verbundene, drehbar aufgehängte Zunge zwi- Es zeigt sich, daß das Abtastorgan stets eine Lage
sehen die Enden zweier mit dem Südpol verbundener einnimmt, welche in bestimmtem Zusammenhang mit
Federn ragt. Wenn eine der beiden Federn in Schwin- der Schwingungsamplitude des schwingungsfähigen
gung versetzt wird, so nähert sich die Zunge der ande- 25 Elements steht. Im einfachsten Fall ist beispielsweise
ren Feder und schließt dabei einen Kontakt. Diese der Ausschlag des Abtastorgans der Schwingungs-Anordnung
arbeitet offensichtlich nicht stabil, da die amplitude proportional. Praktisch entspricht die Wir-Zunge
im Ruhezustand von den Federn gleichmäßig kungsweise dieses Abtastorgans einer magnetomechaangezogen
wird und sich derjenigen Feder nähern nischen Spitzengleichrichtung der Schwingung des
wird, deren Anziehungskraft überwiegt. Die Zunge 30 schwingungsfähigen Elements. Wenn man diese
kann also, nachdem sie sich einmal einer Feder ge- Gleichrichtung mit der Wirkung eines elektrischen
nähert hat, nicht wieder in die Ausgangslage zurück- Spitzengleiehrichters vergleicht, so entspricht die
kehren. Im übrigen liefert auch diese Anordnung nur Amplitude der Schwingung des schwingungsfähigen
eine Ja-Nein-Aussage, aber keinen in bestimmtem Elements der Amplitude der elektrischen Wechsel-Verhältnis
zur Schwingungsamplitude stehenden Aus- 35 spannung, während die Auslenkung des Abtastorgans
schlag des Abtastorgans. dem Wert der gleichgerichteten elektrischen Span-
Das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der nung entspricht.
Schaffung einer Anordnung, mit welcher ein Aus- Der Ausschlag des Abtastorgans kann nicht nur
schlag eines Abtastorgans erzeugt wird, welcher nach zum Schließen von Kontakten ausgenutzt werden, woeinem
bestimmten Abhängigkeitsgesetz mit stetiger 40 bei bei einer ganz bestimmten Schwingungsamplitude
Charakteristik der Schwingungsamplitude eines me- des schwingungsfähigen Elements ein eindeutiger
chanisch schwingungsfähigen Elements folgt. Kontaktschluß entsteht, der bei Aufrechterhaltung
Die erfindungsgemäße Anordnung besteht darin, oder Vergrößerung der Schwingungsamplitude unterdaß
das Abtastorgan dem Einfluß einer zusätzlichen brechungslos erhalten bleibt, sondern er kann auch
Kraft in der gewünschten Verstelleinrichtung aus- 45 vorteilhafterweise zur Steuerung von Nachlauforganen
gesetzt ist, welche der von dem mechanischen Schwin- oder direkt zur Aufzeichnung des Spitzenwertes der
gungselement über den Kopplungsluftspalt auf das Schwingung verwendet werden. Darüber hinaus kann
Abtastorgan ausgeübten Kraft entgegenwirkt, daß die die erfindungsgemäße Anordnung überall dort mit Erbeiden
Kräfte so gerichtet und bemessen sind, daß das folg angewendet werden, wo es sich um die Erzeu-Abtastorgan
nach erfolgter Auslenkung in die Ruhe- 50 gung einer von der Amplitude einer Schwingung ablage
zurückgeht, und daß die Trägheit des Abtast- hängigen mechanischen Verstellung handelt, welche
organs so bemessen ist, daß dieses selbst raschen in definiertem Verhältnis zur Schwingungsamplitude
Amplitudenänderungen der abzutastenden Schwin- steht.
gungsfolge, nicht aber den Einzelschwingungen des Die erfindungsgemäße Anordnung ist außerordent-
mechanisch schwingungsfähigen Elements folgt. 55 Hch leicht und billig herzustellen, da nur einfache
Die Kopplung zwischen dem Schwingungselement Teile benötigt werden, die keine hohe Präzision er-
und dem Abtastorgan erfolgt auf magnetischem Wege, fordern. Femer sind keine Elemente vorhanden, wel-
und die zusätzlich auf das Abtastorgan ausgeübte ehe einer dauernden mechanischen Bewegung und
Kraft ist ebenfalls magnetisch. Die sich an dem Kopp- damit einer Abnutzung ausgesetzt sind. Die Anord-
lungsluftspalt gegenüberstehenden Abschnitte des 60 nung arbeitet auch bei relativ niedrigen Frequenzen
mechanisch schwingungsfähigen Elements und des einwandfrei, die beispielsweise in der Größenordnung
Abtastorgans weisen zweckmäßigerweise ausgeprägte von 175 Hz liegen.
Pole auf, deren räumliche Abmessung in Richtung der An Hand der Zeichnungen sollen beispielsweise
abzutastenden Schwingung klein gegenüber der abzu- Ausführungen der Erfindung beschrieben werden. Es
tastenden Sehwingungsamplitude ist. Dabei können 65 zeigt
zwecks Erzeugung der Kraftwirkung zwischen dem Fig. 1 die prinzipielle Anordnung eines Resonanzmechanisch schwingungsfähigen Element und dem empfängers mit elektrischer Erregung des mechanisch
Abtastorgan die einander gegenüberliegenden Stellen schwingungsfähigen Elements,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Ebene 2-2 von Fig. 1 mit einem gemäß der Erfindung ausgeführten Abtastorgan,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Ebene 3-3 von Fig. 2,
Fig. 4 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 mit zwei auf verschiedenen Frequenzen liegenden schwingungsfähigen
Elementen,
Fig. 5 einen Schnitt durch die Ebene 5-5 von Fig. 4 und
Fig. 6 ein Schaltbild eines Fernsteuerungsempfängers
unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung.
In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau eines Resonanzempfängers der an sich bekannten Art dargestellt. Der
Weicheisenkern 10, beispielsweise aus lameliiertem Dynamoblech, trägt die Spule 11, welcher die Signalwechselspannung
zugeführt wird. Zweckmäßigerweise wird der Spule 11 ein Kondensator 12 vorgeschaltet,
welcher in bekannter Weise mit dieser Spule einen Serienresonanzkreis bildet, der auf die Frequenz der
Signalspannung abgestimmt ist. Durch einen Erregerluftspalt wird der Weicheisenkern 10 in zwei Schenkel
aufgeteilt. Ein Permanentmagnet 13 ist mit seinem einen Pol, beispielsweise mit dem PoIS, magnetisch
mit dem einen Schenkel des Weicheisenkerns 10 verbunden, während der andere Pol N vom Weicheisenkern
abgewandt und mit einem Polschuh 14 versehen ist. Der Polschuh 14 trägt an seinem anderen Ende
das schwingungsfähige Element 15 aus magnetischem Material, welches so angeordnet ist, daß es in der
Ruhelage annähernd in der durch die Mitte des Erregerluftspaltes gehenden Ebene liegt und sein freies
Ende dem Erregerluftspalt zugewandt ist. Das Element 15 ist mittels der Andruckplatte 16 und der
Schrauben 17 am Polschuh 14 eingespannt und auf die Signalfrequenz abgestimmt. Der Magnet 13 erzeugt
in bekannter Weise im Erregerluftspalt eine magnetische Vorspannung über den Polschuh 14, das
schwingende Element 15 und den zugeordneten Schenkeln des Weicheisenkerns 10. Durch diese Vorspannung
ist bewirkt, daß das schwingende Element 15 der Signalspannung frequenzgetreu folgt.
Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, wird gemäß der Erfindung ein Abtastorgan 18 aus einem magnetischen
Material verwendet. Das Abtastorgan 18 ist beispielsweise streifenförmig und so gelagert, daß eines seiner
Enden in der Nähe des schwingenden Elements 15 liegt und eine Bewegung in der Schwingungsrichtung
des Elements 15 ausführen kann. Zu diesem Zweck ist das Abtastorgan 18 beispielsweise mittels der
Achse 19 in Lagern 20 gefaßt. Um dabei eine Lageunabhängigkeit der Anordnung zu erreichen, ist es
zweckmäßig, wenn die Achse 19 durch den Schwerpunkt des Abtastorgans 18 geht. Zur Erzielung einer
großen Empfindlichkeit empfiehlt es sich ferner, das Abtastorgan 18 in der Nähe des freien Endes des
schwingungsfähigen Elements 15 anzuordnen. Um eine gute Ausnutzung zu erzielen, ist der Abstand
zwischen den freien Enden der Elemente 15 und 18 gering zu wählen, beispielsweise in der Größenordnung
von 0,5 mm. Es hat sich gezeigt, daß es vorteilhaft ist, die Achse 19 unterhalb der Ebene 2-2 nach
Fig. 1, d. h. auf der dem Magnet 13 zugewandten Seite anzuordnen, wie aus Fig. 3 zu erkennen ist.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Solange keine Signalspannung am Eingang der
Spule 11 liegt, steht das schwingende Element 15 in der voll gezeichneten Mittelstellung. Zu diesem Zeitpunkt
nimmt das Abtastorgan 18 die gleichfalls mit vollen Linien dargestellte Ruhestellung ein. Sobald an
der Spule 11 eine Signalspannung liegt, wird das schwingende Element 15 zu mechanischen Schwingungen
erregt, deren Amplitude von der Größe der angelegten Signalspannung abhängt, was in Fig. 3 gestrichelt
angedeutet ist. Unter der Wirkung der sich überlagernden magnetischen Gleich- und Wechselfelder
stellt sich das Abtastorgan 18 dann in die in Fig. 3 gestrichelt gezeichnete Lage, in welcher es mit
seinem freien Ende etwa auf den dem Permanentmagnet 13 zugewandten Scheitelpunkt der Schwingung
des Elements 15 zeigt. Die Auslenkung des Organs 18 hängt also in eindeutig definierter Weise von der
Schwingungsamplitude des Elements 15 und damit von der Größe der angelegten Signalspannung ab. Es
ist nun leicht möglich, den Ausschlag des Abtastorgans 18 zu den verschiedensten Zwecken auszunutzen,
beispielsweise zum Schließen eines Kontakts 23. Ebenso kann mit dem Abtastorgan 18 auch eine
Aufzeichnungsvorrichtung verbunden sein, welche direkt den Spitzenwert der mechanischen Schwingung
aufzeichnet. Ferner kann mit dem Abtastorgan 18 ein Nachlaufsteuerungssender gekoppelt
sein, welcher zur Übertragung eines der Amplitude des schwingenden Elements 15 entsprechenden Wertes
dient.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsart der Erfindung sind zwei schwingende Elemente 15 und 15'
vorhanden, welchen je ein Abtastorgan 18 bzw. 18' zugeordnet ist. Das schwingende Element 15 ist auf
die zu empfangende Signalfrequenz abgestimmt, während das schwingende Element 15' auf einer benachbarten
Frequenz liegt. Diese Anordnung ermöglicht die Ausschaltung von unerwünschten Störsignalen,
welche gleichzeitig mit einem Nutzsignal auftreten. Die Abtastorgane 18 und 18' tragen gemäß Fig. 5
Kontaktarme 21 und 21', die an ihren Enden mit Kontakten 22 bzw. 22' versehen sind. Die Kontaktarme 21
und 21' bestehen aus einem nichtmagnetischen Material und sind so geformt, daß die Kontakte 22 und
22' in einem bestimmten Abstand übereinanderliegen. Diese Anordnung hat folgende Wirkungsweise: Beim
Auftreten eines reinen Nutzsignals wird das schwingende Element 15 erregt, und es bewirkt eine Auslenkung
des Abtastorgans 18, während das Abtastorgan 18' in seiner Ruhelage bleibt. Das Abtastorgan
18 bewegt sich nach unten und legt dabei seinen Kontakt 22 auf den Kontakt 22'. Beim Auftreten eines
Störsignals, beispielsweise infolge eines Schaltstoßes, welcher in bekannter Weise aus einem mehr oder
weniger breiten Frequenzband besteht, werden die beiden auf benachbarte Frequenzen abgestimmten
Elemente 15 und 15' gleichmäßig erregt. Dies bewirkt eine gleiche Auslenkung der beiden Abtastorgane 18
und 18', wodurch die Kontakte 22 und 22' jeweils um den gleichen Weg nach unten bewegt werden, so daß
kein Kontaktschluß zustande kommt. Ist jedoch diesem Störsignal ein Nutzsignal überlagert, s® wird die
Amplitude des schwingenden Elements 15 vergrößert, so daß die Auslenkung des Abtastorgans 18 größer
als die Auslenkung des Abtastorgans 18' wird. Damit werden die Kontakte 22 und 22' ebenfalls geschlossen.
Trotz Vorhandenseins eines Störsignals kommt somit unter der Wirkung des Nutzsignals ein einwandfreier
Kontaktschluß zustande, solange das Störsignal nicht so groß ist, daß eine Begrenzung der Schwingungsamplitude
in bekannter Weise durch die Größe
des Luftspaltes eintritt. In diesem Fall bleiben die Kontakte geöffnet.
In Fig. 6 ist ein Schaltbild eines Fernsteuerungsempfängers dargestellt, welcher unter Verwendung
der erfindungsgemäßen Anordnung arbeitet. Die dort verwendete Anordnung arbeitet nach dem in Fig. 4
und 5 dargestellten Prinzip. Der Kontaktschluß wird dabei zur Zündung einer Kaltkathodenröhre 24 verwendet,
welche über Wechselstrom gespeist ist und zur Durchführung der weiteren Steuerungsvorgänge
dient.
Es ist offensichtlich, daß die Erregung des schwingenden Elements 15 nicht unbedingt auf elektromagnetischem
Wege erfolgen muß. Es ist ohne weiteres möglich, das schwingende Element durch mechanische
Schwingungen, beispielsweise akustische Druckwellen der Körperschwingungen, zu erregen.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung wird dadurch nicht beeinflußt. Sie kann
überall dort mit Erfolg verwendet werden, wo es sich ao darum handelt, eine mechanische Schwingung in eine
gleichförmige Bewegung umzusetzen, welche in definiertem Verhältnis zur mechanischen Schwingungsamplitude steht.
Es soll nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 der Zeichnung
versucht werden, die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung zu begründen.
Befindet sich das schwingende Element 15 in seiner Ruhelage, dann zieht es zufolge seiner magnetischen
Kräfte das freie Ende des Abtastorgans 18 an und bringt es ebenfalls in eine Ruhelage, welcher ein minimaler
Kopplungsluftspalt zwischen beiden entspricht. Diese Lage ist in Fig. 3 voll gezeichnet. Kommt das
schwingende Element in Bewegung, dann könnte bei einer symmetrischen Verteilung des Dauermagnetfeldes
in dem zwischen dem Element 15 und dem Weicheisenkern 10 bestehenden Erregerluftspalt das
Abtastorgan trotz der obigen Anziehungskräfte den einzelnen Bewegungen des schwingenden Elements
nicht folgen, und es würde in seiner Ruhelage verbleiben. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung
herrscht jedoch im Erregerluftspalt bezüglich der Ebene 2-2 (Fig. 1) ein unsymmetrisches Feld in Richtung
des unteren Schenkels, und bei fehlendem schwingendem Element würde das Abtastorgan der Anziehungskraft
des Pols des Erregerluftspaltes oder dessen Streufeldes ausgesetzt sein und dieser folgen. Wird
das schwingende Element durch irgendeine Maßnahme in Bewegung versetzt, beispielsweise elektrisch durch
Erregung der Spuleil mit Wechselspannung, dann folgt im ersten Augenblick das freie Ende des Abtastorgans
lediglich der beschriebenen Anziehungskraft des Pols des Erregerluftspaltes, da dem zunächst keine
Kraft entgegenwirkt. In dem Maß jedoch, in welchem sich das Abtastorgan aus seiner Ruhelage in Richtung
des Pols des Erregerluftspaltes und damit in Richtung des Scheitelwertes der Bewegung des schwingenden
Elements nähert, setzt sich dem eine Kraft entgegen, welche sich nach bekannten Gesichtspunkten aus der
Größe des augenblicklichen Kopplungsluftspaltes und aus dem zeitlichen Mittelwert bestimmt, welcher sich
aus der Vorbeibewegung des schwingenden Elements an dem freien Ende des Abtastorgans ergibt. Dieser
Mittelwert ist bekanntlich dort am größten, wo das schwingende Element im Zuge seiner Bewegung relativ
am längsten verweilt, das ist am Scheitelpunkt seiner Bewegung. Bei geeigneter Wahl des Kopplungsluftspaltes
und des Erregerluftspaltes folgt daher das Abtastorgan der Amplitude des schwingenden Elements
bis zu deren Scheitelwert und kommt bei genügender Trägheit gegenüber den Bewegungen des
schwingenden Elements an der dem Scheitelwert gegenüberliegenden Stelle zur Ruhe.
Claims (17)
- PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Erzeugung einer von der Amplitude einer Schwingung abhängigen mechanischen Verstellung, beispielsweise für Resonanzempfänger mit mechanischen Schwingungselementen, bei der die Schwingung eines mechanisch schwingungsfähigen Elements über einen Kopplungsluftspalt auf ein in der abzutastenden Schwingungsrichtung verstellbares Abtastorgan einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastorgan (18) dem Einfluß einer zusätzlichen Kraft in der gewünschten Verstellrichtung ausgesetzt ist, welche der von dem mechanischen Schwingungselement (15) über den Kopplungsluftspalt auf das Abtastorgan (18) ausgeübten Kraft entgegenwirkt, daß die beiden Kräfte so gerichtet und bemessen sind, daß das Abtastorgan nach erfolgter Auslenkung in die Ruhelage zurückgeht, und daß die Trägheit des Abtastorgans (18) so bemessen ist, daß dieses selbst raschen Amplitudenänderungen der abzutastenden Schwingungsfolge, nicht aber den Einzelschwingungen des mechanisch schwingungsfähigen Elements (15) folgt.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall der Abtastung einer mechanischen Schwingung diese Schwingung auf das mechanisch schwingungsfähige Element (15) durch ein mechanisches Kopplungsglied übertragen wird.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Abtastung einer elektrischen Schwingung diese auf das mechanisch schwingungsfähige Element (15) entweder elektromagnetisch mittels einer Spule (U) oder elektrostatisch mittels eines Kondensators übertragen wird.
- 4. Anordnung gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanisch schwingungsfähige Element (15) eine oder mehrere Eigenfrequenzen besitzt, welche im Frequenzbereich der abzutastenden Schwingung liegen.
- 5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an dem Kopplungsluftspalt gegenüberstehenden Abschnitte des mechanisch schwingungsfähigen Elements (15) und des Abtastorgans (18) ausgeprägte Pole aufweisen und daß die räumliche Abmessung der beiden ausgeprägten Pole in Richtung der abzutastenden Schwingung klein gegenüber der abzutastenden Schwingungsamplitude ist.
- 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzeugung der Kraftwirkung zwischen dem mechanisch schwingungsfähigen Element (15) und dem Abtastorgan (18) die gegenüberliegenden Stellen des Kopplungsluftspaltes mit magnetischen Polen gleicher oder entgegengesetzter Polarität versehen sind.
- 7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu-sätzliche, auf das Abtastorgan (18) wirkende Kraft über den Verstellweg desselben konstant oder in bestimmter Weise von diesem Weg abhängig ist.
- 8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche, in der gewünschten Verstellungsrichtung auf das Abtastorgan wirkende Kraft durch ein magnetisches Feld erzeugt wird.
- 9. Anordnung gemäß Anspruch 8, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß das mechanisch schwingungsfähige Element eine auf eine bestimmte Frequenz abgestimmte Blattfeder (15) aus einem magnetischen Material ist, welche unter dem Einfluß eines magnetischen Gleichfeldes steht und durch das zu empfangende Signal zur Schwingung angeregt wird, daß das eine Ende der Blattfeder (15) fest eingespannt und mit einem Pol des das Gleichfeld erzeugenden Permanentmagnets (13) verbunden ist, daß der andere Pol des Perma- ao nentmagnets (13) dem frei schwingenden Ende der Blattfeder (15) gegenübersteht und daß ein streifenförmiges Abtastorgan (18) aus magnetischem Material auf einer Achse (19) drehbar so gelagert ist, daß sein eines Ende dem frei schwingenden Ende der Blattfeder (15) in einem geringen Abstand gegenübersteht und eine Bewegung in der Schwingungsrichtung der Blattfeder ausführen kann.
- 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (19) durch den Schwerpunkt des Abtastorgans (18) geht.
- 11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (19) des Abtastorgans (18) aus der durch die Ruhelage des schwingungsfähigen Elements (15) gehenden, senkrecht zur Schwingungsrichtung stehenden Ebene in Richtung des Dauermagnets (13) verschoben ist.
- 12. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastorgan (18) mit einem elektrischen Kontakt (23) versehen ist, welcher bei einer bestimmten Auslenkung des Abtastorgans (18) mit einem Gegenkontakt zum Schluß kommt.
- 13. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastorgan (18) mit einem Nachlaufsteuerungssender gekoppelt ist, welcher einen der jeweiligen Auslenkung des Abtastorgans (18) entsprechenden Wert annimmt.
- 14. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf benachbarte Frequenzen abgestimmte und als Blattfedern ausgebildete schwingungsfähige Elemente (15 und 15') vorhanden sind, daß jedem dieser schwingungsfähigen Elemente ein Abtastorgan (18 und 18') zugeordnet ist und daß mit jedem Abtastorgan ein Kontaktarm (21 und 21') so verbunden ist, daß die an den Enden der Kontaktarme angebrachten Kontakte (22 und 22') in ihrer Ruhelage in einem bestimmten Abstand übereinanderliegen und erst bei einer bestimmten Differenz der Auslenkung der Abtastorgane zum Schluß kommen.
- 15. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den freien Pol des Permanentmagnets (13) ein Weicheisenkern (10) anschließt, welcher eine Spule (11) trägt und einen Erregerluftspalt besitzt, und daß das freie Ende der Blattfeder (15) in der Ruhelage in der durch die Mitte des Erregerluftspaltes gehenden Ebene liegt.
- 16. Anordnung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Spule (11) ein Kondensator (12) vorgeschaltet ist, welcher mit der Spule einen Resonanzkreis bildet, und daß die Eigenfrequenz der Blattfeder (15) innerhalb des Resonanzbereichs des Resonanzkreises liegt.
- 17. Anordnung gemäß Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Blattfeder (15 bzw. 15') derart unmittelbar neben dem Erregerluftspalt des Weicheisenkerns (10) liegt, daß bei großen elektrischen Schwingungen die Amplituden der mechanischen Schwingungen ohne zusätzliche Hilfsmittel durch die Länge des Erregerluftspaltes begrenzt werden.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen® 209 520/141 3.
Priority Applications (9)
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FR1174852D FR1174852A (fr) | 1956-10-18 | 1957-05-09 | Procédé et dispositif pour obtenir un déplacement mécanique en fonction de l'amplitude d'une oscillation |
FR72022D FR72022E (fr) | 1956-10-18 | 1957-05-16 | Procédé et dispositif pour obtenir un déplacement mécanique en fonction de l'amplitude d'une oscillation |
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