DE173656C

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Publication number: DE173656C
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- J& 173656 KLASSE 42 d. GRUPPE

HARTMANN & BRAUN AKT-GES. in FRANKFURT α. M.-BOCKENHEIM.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Oktober 1905 ab.

Bei der Benutzung der mechanischen Energie erzwungener Schwingungen von Resonanzkörpern (Federbändern, Stimmgabeln usw.) zu irgendwelchen Registrier- oder

Anzeigezwecken begegnet man dem Übel--. stände, daß das schwingende System bei der Arbeitsleistung eine Dämpfungsvergrößerung erfährt, welche seinen Eigenton und auch die Phase zwischen Schwingungsperiode und

ίο erregender Kraft ändert.

Die Folge hiervon ist, daß der Körper —-es sei beispielsweise von einer Stahlzunge gesprochen — nicht nur die richtige Frequenzzahl, die seiner natürlichen Dämpfung entspricht, sondern auch eine tiefere registriert. Die Erscheinung vollzieht sich derart, daß bei absteigender Erregerfrequenz zuerst die hierauf abgestimmte Zunge in Resonanz-

. Schwingungen gerät, wobei sie vom Beginn des Schwingens oder erst von .einer bestimmten Amplitude an eine Energieabgabe zu leisten hat, außerdem aber infolge der oben genannten Einflüsse selbst dann noch mit voller Amplitude weiter schwingt, wenn die Erregerfrequenz wesentlich tiefer gesunken ist als die Eigenschwingungszahl der Zunge. Schließlich — unter Umständen erst 2 bis 3 Prozent tiefer — brechen die Schwingungen jäh ab.

Bei den bekannten Instrumenten mit skalenartiger Abstimmung würde der Fall eintreten, daß für eine bestimmte Frequenz nicht nur die auf diese abgestimmte Zunge, sondern noch eine bis drei der nächst tieferen Zungen ebenfalls registrieren. Ganz das gleiche tritt in Erscheinung, wenn der Resonanzkörper an einen elektrischen Kontakt anschlägt.

Um diesen Ubelstand zu vermeiden, ist bereits ein Verfahren ersonnen worden, darin bestehend, daß pendelnde Körper von der Stahlzunge weggeschleudert werden, damit in der Zwischenzeit, d. h. bis zum Wiederaufprallen des rückpendelnden Gewichtes, die physikalisch richtigen Verhältnisse sich wiederherstellen können. Statt der Zunge würde dann das pendelnde Gewicht die Registrierung übernehmen.

Aber auch zum Fortschleudern des Gewichtes ist unter Umständen eine zu große Kraftabgabe seitens der Zunge erforderlich. Gelingt es bei fallender Erregerfrequenz nicht, mit der ersten anprallenden Schwingung das Gewicht wegzuschleudern oder ■ mindestens aus seiner Ruhelage zu bringen, so tritt eine ganz ähnliche Dämpfungserscheinung auf wie beim Anschlagenlassen an einen unbeweglichen Körper. Es müßte daher die Erregerkraft so stark sein, daß die lebendige Kraft der schwingenden Zungenfeder unter allen Umständen genügt, das pendelnde Gewicht wegzuschleudern.

Demgegenüber ist es nicht angängig, eine Zunge andauernd mit einer sehr großen

Amplitude schwingen zu lassen, weil sich sonst allmählich Strukturänderungen einstellen.

Die Aussichtslosigkeit, auf bekanntem Wege die Aufgabe völlig zu lösen, und also die Notwendigkeit, ein besseres neuartiges Verfahren zu ersinnen, führte zu der im folgenden beschriebenen Erfindung.

An Stelle einer ununterbrochenen Registrierung sollen in gewissen Zeitabschnitten die Momentanwerte aufgezeichnet werden, während es in der Zwischenzeit dem Resonanzkörper möglich ist, sich wieder den wahren Werten anzupassen.

Mit anderen Worten heißt das: es soll der Abstand zwischen der bei normaler Erregung vorgesehenen Resonanzamplitude des Resonanzkörpers und dem Gegenstand, an welchen dieser (die Zunge usw.) anschlägt, in gewissen Zeitintervallen zur Vornahme der Registrierung verringert werden.

Dann muß unter allen Umständen gerade diejenige Zunge, welche sich in einer der herrschenden Frequenz entsprechenden Resonanzschwingung befand, auch registrieren. Je kürzer die Zeit hierfür vorgesehen wird, um so richtiger wird die Angabe. Wird der Abstand zwischen Resonanzkörper und Anschlagspunkt wieder vergrößert, so hört die registrierende Tätigkeit der betreffenden Zunge' auf; wenn inzwischen die Frequenz sinkt, so wird beim nächsten Annähern wiederum die der tatsächlichen Frequenz entsprechende Zunge oder — falls die Frequenz zwischen zwei Schwingungszahlen liegt — zwei benachbarte Zungen anschlagen; ausgeschlossen ist dann auf alle Fälle, daß die letztmalig wirkende höhere Zunge ebenfalls noch registriert. Eine solche intermittierende Registrierung wird für die meisten Fälle der Praxis hinreichend erscheinen. Je regelmäßiger· der Betrieb ist., um so seltener braucht die Registrierung einzusetzen.

In welcher Weise man den Gedanken der Erfindung in eine zuverlässige Konstruktion überführt, ist eine rein technische Frage; jedoch sollen einige Ausführungsformen als Beispiel genannt werden.

i. Mehrere Zungen (unter Umständen nur eine einzige) seien der erregenden Kraft ausgesetzt. Die Figur zeigt neun Zungen mit den Schwingungszahlen 96 bis 104 pro Sekunde, r sei der Mantel einer Registriertrommel, die sich um α dreht. Die Zunge 100 ist trotz der Maximalresonanz noch so weit vom Trommelmantel entfernt, daß sie keine Registrierung bewerkstelligen kann. Nun werde etwa alle 5 bis 10 Sekunden die Trommel für einige Sekunden an die Zungenreihe bis zur punktierten Stellung b bezw. c herangerückt; dann schlägt Zunge 100 an die Trommel und hinterläßt eine Marke, etwa mittels eines Farbstiftes oder chemischen Stiftes oder mittels Lochung des Papiers u. dgl. Auch bei geringem Konsonanzunterschied würde die Amplitude noch genügend groß sein, eventuell kämen zwei benachbarte Zungen gleichzeitig zum Anschlagen. Darauf kehrt die Registriertrommel wieder in ihre alte Lage zurück, die so weit von der Ruhelage der Zungen absteht, daß unter allen Umständen ein »Abreißen« der Zungen eintritt. Inzwischen sinke die Frequenz auf 98. Beim nächsten Anrücken der Trommel wird also 98 die Marke abgeben. Wäre die Trommel nahe geblieben, so würden nun außer 98 auch noch 99 und 100 die Frequenz fälschlich markieren.

Anstatt die Trommel gegen die Zungen zu rücken, können auch diese entsprechend der Trommel genähert und wieder entfernt werden.

2. Eine weitere Ausbildung dieses Verfahrens geschieht ganz analog der unter 1. beschriebenen Weise, nur mit dem Unterschied, daß statt fester Registriervorrichtungen, wie Trommeln, Scheiben u. dgl., bewegliche Körper, wie Pendel, Federn u. dgl., an die Zungenreihe herangeführt werden (oder umgekehrt letztere an erstere), welche als Zwischenglied für die Registrierung in bekannter Weise benutzt werden.'

3. Die vorübergehende Verkleinerung des Zwischenraumes zwischen Anschlagpunkt (Trommel, Pendel usw.) einerseits und Zungen bezw. deren für die Registrierung hinreichenden Amplitude andererseits, werde nicht durch Verschieben eines der beiden Teile im Sinne der Ausführung 1 und 2 vorgenommen, sondern von Zeit zu Zeit die erregende Kraft verstärkt und wieder geschwächt. Während der Verstärkung rücken alle beliebigen, jedwedem Resonanzgrad entsprechenden Amplituden um ein derartig großes Stück vor, daß ein Anschlagen erfolgen kann. Für kurze Zeit (einige Sekunden) kann nämlich eine bedeutende Vergrößerung der erzwungenen Schwingungen ohne Gefahr für die Zungen zugelassen werden.

Man hätte die Einrichtung zur Verstärkung der Resonanz demgemäß so zu treffen, daß sie niemals eine Schwingungsvergrößerung von längerer Zeitdauer, als den Zungen zuträglich ist, herbeiführen kann.

In welcher Weise die Resonanz hervorgerufen wird, ist selbstverständlich ohne Belang für die Anwendung des neuen Registrierverfahrens.

Dienen elektrische Ströme als periodische Kraftquelle, so läßt sich eine Verstärkung sehr leicht durch Kurzschließen eines Vorschaltwiderstandes erzielen. Unter Umständen,

Claims

d. h. wenn man auf ein unausgesetztes Beobachten der Schwingungsbilder verzichten will, empfiehlt es sich, die Erregung gänzlich auszuschalten, so daß die Abstandsdifferenz bereits durch Ein- und Ausschalten bewerkstelligt wird.

Falls die Erregungen der Resonanzschwingungen nach Art der Beschreibung zum D. R. % 161859 (Fig. 1) geschieht, könnte die Schwächung der Kraftimpulse durch eiserne Nebenschlußanker bewirkt werden. Erst bei Abheben des Ankers schwingen die Zungen mit voller, zur Registrierung geeigneter Amplitude.

Patent-A ν Sprüche:

i. Verfahren zur Übertragung der Resonanzstelle bei einer Reihe von Resonanzkörpern mit erzwungenen Schwingungen auf ein Registrier- oder Anzeigeinstrument mittels Anschlagenlassens der Resonanzkörper an mechanische oder elektrische Kontaktstellen, dadurch gekennzeichnet, daß in gewissen Zeitintervallen der Abstand zwischen dem Anschlagspunkt und der Schwingungsweite bis zur Berührung zwischen Schwingungskörper und Kontaktstelle für die Dauer des Anschlagens verringert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, ge- 30· kennzeichnet durch Verschieben des Resonanzkörpers gegen den Anschlagspunkt (oder umgekehrt) für die Dauer des Anschlagens oder Registrierens.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Dauer der Anzeige oder Registrierung die Stärke der erregenden Kraft vergrößert wird.
4. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge aus nachgiebigen oder pendelnden Systemen bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.