DE202455C

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Publication number: DE202455C
Application number: DENDAT202455D
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ν IU

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-■Λϊ. 202455 KLASSE 42 o. GRUPPE

Zusatz zum Patente 156640 vom 8. Oktober 1903.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Februar 1907 ab. Längste Dauer: 7.Oktober 1918.

In der Patentschrift 156640 wird eine Vorrichtung zum Übertragen des Resonanzeintrittes von abgestimmten Zungen o. dgl. elastischen Körpern auf ein Registrier- oder Anzeigeinstrument beschrieben unter Benutzung von elektrischen Kontakten, die den einzelnen Zungen gegenüber derart angeordnet sind, daß erst bei genügenden Resonanzamplituden ein Stromschluß erfolgt.

Es hat sich herausgestellt, daß die Bildung zuverlässiger Stromschlüsse, wenn sie in der aus der Patentzeichnung 156640 ersichtlichen einfachen Weise geschehen soll, technische Schwierigkeiten bietet.

Seither wurde versucht, die Resonanzschwingungen durch Stromunterbrechungen auf einen elektrischen Stromkreis zur Wirkung zu bringen, also anstatt eines Arbeitsstromes einen Ruhestrom zu verwenden und den in der genannten Patentschrift als Ausführungsbeispiel gezeichneten Apparat dementsprechend umzubauen. Die Notwendigkeit eines Ruhestromes mag zwar mitunter als lästige Forderung empfunden werden; in vielen Fällen aber, z. B. in Elektrizitätswerken, spielt ein geringer Stromverbrauch keine Rolle. Andererseits sind die Vorzüge der Stromunterbrechung unverkennbar, namentlich wenn elektromagnetische Relais im Ruhestrom liegen, wie aus den an späterer Stelle zu beschreibenden Ausführungsformen hervorgeht.

Die Stromunterbrechung kann indessen nicht auf althergebrachte Art gemacht werden, wie etwa bei einem Wagnerschen Hammer an Induktorien oder elektrischen Schellen; denn die Resonanzkörper sind zumeist ziemlich schwache Federbänder, und man ist zusehends bestrebt, die Zungen aus dünnerem und schmälerem Federband herzustellen. Es dürfen die Kontaktorgane nicht starr oder schwer biegsam sein, weil sonst eine Dämpfung und Beeinflussung des Eigentones stattfindet. Die Erfindung besteht nun darin, daß in der Nähe der Zungenwurzel ein dünnes Kontaktfederchen leicht anliegt, das bei kleinen, noch nicht zur Registrierung. vorgesehenen Resonanzschwingungen liegen bleibt und bei größeren Zungenschwingungen den Strom öffnet, darauf aber abgeschleudert wird und erst wieder zum dauernden Anliegen kommt, wenn die Zungenschwingungen gering geworden sind.

Einer derartigen Anforderung wird genügt, wenn eine schwache Kontaktfeder etwa in der Mitte der Zunge zart aufliegt, so wie Fig. ι zeigt, und vor allem eine geringere Schwingungszahl hat als die Zungenfeder. Nötigenfalls erreicht man letztere Anforderung

durch Belasten des freien Endes der Kontaktfeder.

Fig. I zeigt eine durch Versuche als zweckentsprechend erprobte Anordnung. Die Zunge { darf kleine Schwingungen (zwischen α und c) ausführen, ehe das Federchen/ abfliegt; b ist als größte erlaubte Schwingungsweite aufzufassen. Ein hoher Nebenschluß r macht die wenigen noch auftretenden Öffnungsfunken unschädlich. Als Relais zur Erfüllung irgendeiner mit dem Auftreten der Resonanz und der Kontaktunterbrechung durch die ■ Zungenschwingung zusammenhängenden Aufgabe eignet sich ein Elektromagnet m, der einen als Anker dienenden Hebel h fallen läßt.

Um die Zeit der Stromunterbrechung zu vergrößern, können zwei in entgegengesetzter (oder mehrere in verschiedener) Phase schwingende Resonanzfedern verwendet werden, die auf die gleiche Frequenz ansprechen. Fig. 2 zeigt die Anordnung für zwei Federn, die um l8o° in der Phase verschieden, aber synchron schwingen, weil der Magnet m nach beiden Richtungen wirkt. Die Periodendauer der Stromlosigkeit ist dann sehr groß gegen die des Stromschlusses. Ferner kann die Empfindlichkeit der Einrichtung dadurch gesteigert werden, daß man die Kontaktfeder zwischen den Magneten m und die Zunge Z legt. Man kann nämlich beobachten, daß sich die kleinen Schwingungen nicht um die eigentliche Ruhelage (gestrichelte Linie in Fig. 3), sondern um eine gegen den Magneten etwas genäherte Lage vollziehen, während beim Einsetzen der großen Resonanzschwingungen die naturgemäße Mittellage wieder erreicht wird. Wenn nun die Kontaktfeder bei den kleinen Schwingungen eben noch anliegt, so wird sie bei großen Schwingungen mindestens für eine halbe Periode den Strom unterbrechen.

Eine noch gründlichere Unterbrechung erzielt man durch Anwendung eines Schleuderkontaktes (Fig. 4). Hierzu mag ein Platinstift dienen, der durch ein Spiralfederchen in wagerechter Lage gehalten und leicht an die Zunge gedrückt wird. Wenn die Zunge in genügende Schwingungen gerät, so fliegt er ab und prallt nur ganz kurz von Zeit zu Zeit auf, ohne einen merklichen Stromübergang zu gestatten.

Die Möglichkeit, durch Regulierung des Auflagedruckes bzw. der Kontaktfederstellung die Stromunterbrechung an eine beliebige Genauigkeit des Tones zu binden, erlaubt es, die Anzahl der Registrierstellen je nach Bedarf zu verringern. Ein Anzeigeapparat mit 21 Zungen weist für 80 bis 100 Polwechsel für jede Frequenz ein ganz genaues Schwingungsbild auf; hingegen mag es in manchen praktischen Fällen genügen, die Registrierung von 3 zu 3 Polwechseln, also mittels 7 Magneten vorzunehmen; hierzu ist es nur nötig, daß die Resonanzamplitude bei noch nicht ganz erreichter bzw. bereits etwas überschrittener Konsonanz, also etwa einer Dissonanz von 1 bis 2 Polwechseln bereits hinreicht, den Strom zu unterbrechen. Die Unterteilung kann in der Nähe normaler Werte feiner genommen werden. Zum besseren Verständnis dieser Maßnahmen diene Fig. 6 bis 8. Die Kurve in Fig. 6 stellt den Verlauf der Resonanzschwingungen bei einer Zunge von 100 Eigenschwingungen vor. Wird der Schleuderkontakt so eingestellt, daß er bei einer Amplitude von der Ordinatenstärke α abfliegt, so wird der Strom bereits für jeden Frequenzwert zwischen 99,5 und 100,5 unterbrochen. Die Anzeige ist daher etwa ¹J₂ Prozent genau. Zur schärferen Einstellung müßte der Schleuderkontakt auf die Stärke b, oder gar c eingestellt werden. Aber wie man aus Fig. 7 ersieht, braucht man bereits für jeden Polwechsel eine Zunge und eine Kontaktvorrichtung, wenn nirgends eine gänzliche Lücke entstehen soll. Je größer die verlangte Schärfe der Übertragung auf einen Anzeigeapparat u. dgl. ist, um so mehr Zungen sind erforderlich. In Fig. 8 ist aber diese Genauigkeit nur für die normale Frequenz 100 und ihren nächsten Schwankungsbereich, nämlich i 1 Prozent vorgesehen; für die angrenzenden Bereiche ist der ■ Schleuderkontakt so schwach eingestellt, daß er für jeden Frequenzwert zwischen 94 bis 98 bzw. 102 bis 106 abfliegt. Diese Maßnahme kann durch verschieden starke Erregung einzelner Zungen noch gefördert werden; in Fig. 8 ist gezeigt, daß die Zungen 96 und 104 stärkere Resonanzschwingungen ausführen und daher einen weiteren Resonanzbereich als die Zungen 99, 100 und 101 umfassen.

Fig. 5 erläutert eine Einrichtung zu Registrierzwecken, wobei die Anordnung der Magnetspulen JM₁ bis m_s über einer Registriertrommel gedacht ist, derart, daß der losgelassene Anker die Aufzeichnungen übernimmt. Das Voltmeter schlägt verschieden stark aus, je nach der Beschaffenheit der Widerstände W₁ bis n>_& (nur bis iv_% gezeichnet).

Der genannte Umstand, daß die Stromunterbrechung schon in der Nähe der Konsonarizstelle lebhaft in Erscheinung tritt, erweist sich vorteilhaft bei Resonanzapparaten, deren Anzeige nicht durch die Schwingungsbilder selbst, sondern durch Fallscheiben ge-^ schieht. Die Wahrnehmbarkeit großer Schwin^ gungsbilder setzt genaue Konsonanz voraus, während ein Relais leicht auf _+. 1 Prozent Unstimmigkeit (Dissonanz) noch ansprechen kann. Hiermit ist eine der Hauptschwierigkeiten bei Signalapparaten (Kommandoüber-

tragungen u. dgl.) überwunden; denn es genügt bei etwa zehn verschiedenen Befehlen die Verteilung der Zungen auf 50 bis 80 Schwingungen im Abstand von 3 zu 3 Schwingungen (also 50, 53, 56 usw.), wobei die Signalscheiben bei den Zwischenwerten 50,5, 52,5, 56,5 usw. noch mit voller Sicherheit erscheinen.

Die Ausbildung solcher Signalscheiben ist eine mannigfache; in vielen Fällen wird verlangt werden, daß die Scheibe (der vom Magneten abgefallene Anker) nach Aufhören der Resonanz wieder verschwindet; in anderen Fällen ist es geboten, dies erst durch gesonderte Vorrichtungen herbeizuführen.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Registrier- und Anzeigevorrichtung für Geschwindigkeitsmesser mit skalenartigangeordnetenResonanzkörpern, welche der zu messenden Geschwindigkeit entsprechend in Resonanzschwingungen versetzt werden, nach Patent 156640, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Ruhestrom dieser Ruhestrom der Kontaktstelle durch ein schwaches federndes Organ zugeleitet wird, dessen Schwingungszahl kleiner ist als die der Resonanzkörper, und welches so eingestellt ist, daß es bei kleinen Resonanzschwingungen die Bewegung des Resonanzkörpers mitmacht, bei hinreichend großen aber abgeschleudert wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit einem oder mehreren Resonanzkörpern in Serie geschaltete Schleuderkontakte benutzt werden, um die Dauer der Stromunterbrechung zu vergrößern.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern zwischen Magnet und Zunge gelegt sind, wodurch bei der Ruhelage oder nach sehr kleinen Schwingungen der Zungen die Mittellage der Zunge nach dem Magneten zu abgelenkt ist, während bei Resonanzeintritt eine Rückkehr des elastischen Körpers in die natürliche Schwingungsmittellage stattfindet.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern usw. bei den einzelnen Resonanzkörpern (Zungen) mit solchen Auflagedrücken eingestellt werden, daß die Zungen bereits unter und über ihrer Eigenschwingungszahl in beliebig einstellbarem Maße ihre Kontakte abschleudern.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der größere oder geringere Bereich des Abschleudern dazu benutzt wird, wichtige Meßbereiche schärfer zu registrieren und nebensächliche in weiteren Grenzen, wenn auch in ungenauerer Art anzugeben, wodurch die Zahl der Zungen mit zugehörenden Organen verkleinert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.