DE3323936C1 - Verfahren zur Begrenzung der Schwingungsbelastung eines eine Glocke oder ein aus mehreren Glocken kombiniertes Geläut enthaltenden Glockenturms und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Dabei wird in vorteilhafter Weise das Schwingungsverhalten des Glockenturms in Abhängigkeit Von der Glockenschwingzahl des Läutewerks mittels eines Sensors bestimmt und in Abhängigkeit vom Ausgangswert des Sensors über eine Steuerschaltung der Antrieb des Läutewerks geregelt.
• Weitere mit der Erfindung erzielte Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit dem Sensor, der beispielsweise ein mechanisches Pendel, ein elektronischer Beschleunigungssensor oder eine Kombination von Dehnungsmeßstreifen sein kann, das Schwingungsverhalten des Glockenturms sehr einfach in Abhängigkeit von den Glockenschwingzahlen des Läutewerks gemessen werden kann. Sollte sich dabei zeigen, daß die eingestellte Glockenschwingzahl ungünstig ist, d. h. den Glockenturm zu einer besonders starken Resonanzschwingung anregt, so wird das Läutewerk kurz vor Erreichen der eingestellten Glockenschwingzahl abgeschaltet, wodurch dann die Glocke bzw. das Geläut wieder langsamer schwingt und eine im ungünstigsten Fall Schäden hervorrufende Resonanzschwingung des Glockenturms vermieden wird. Die Regelung des Antriebs des Läutewerks kann dabei neben der kurzfristigen Abschaltung des Läutewerks auch eine Schwingungsdämpfung durch Abbremsen der Glocke bzw. der Glocken eines Geläuts umfassen.
• Dabei ist es natürlich wichtig, daß die Messung des Schwingungsverhaltens des ein Geläut enthaltenden Glockenturms sowohl für die einzelnen Glocken getrennt, als auch nach Feststellung der ungünstigsten Schwingungsfrequenz jeder einzelnen Glocke für das gesamte Geläut erfolgt, da durchaus der Fall eintreten kann, daß zwar die einzelnen Glocken des Geläuts keine Resonanzaufschaukelung des Glockenturms hervorrufen, daß eine solche Aufschaukelung jedoch bei Einschaltung des gesamten Geläuts auftreten könnte.
• Für die Einstellung der Schwingzahl einer Glocke, bzw. der Schwingzahlen der Glocken eines Geläuts gibt es die Möglichkeit, mit einer elektronischen Steuerschaltung die Glockenschwingzahl zu beschränken, d. h.
• das Läutewerk abzuschalten, sobald eine bestimmte, für den Glockenturm kritisch werdende Glockenschwingzahl erreicht wird, und das Läutewerk wieder einzuschalten, wenn die Glockenschwingzahl auf einen bestimmten, vom für den Glockenturm kritischen Wert weit genug entfernten Wert abgefallen ist. Zu diesem Zweck kann das Schwingungsverhalten des Glockenturms mit einem permanent im Glockenturm installierten mechanischen oder elektronischen Sensor bestimmt werden. Die dauernde Installation eines derartigen Sensors erfordert jedoch die Verlegung einer besonderen Leitung von der Glocke bzw. von jeder Glocke eines Geläuts zum Läutewerk Besonders vorteilhaft ist es deshalb, mit dem mechanischen oder elektronischen Sensor die Beschleunigungen d. h. das Schwingungsverhalten des Glockenturms während des Einschwingvorgangs der Glocke oder des aus mehreren Glocken kombinierten Geläuts zu messen und entsprechend dem Ausgangssignal des Sensors eine Speicherschaltung zu programmieren, die dann den Antrieb des Läutewerks selbsttätig regelt.
• Bis eine stillstehende Glocke einwandfrei schwingt, d. h. eine optimale, noch zu keinen Resonanzschwingungen führende Glockenschwingzahl erreicht, dauert es einn gewisse Zeitspanne. Wird die Glocke dann ausgeschaltet, so fällt die Schwingungsfrequenz ab und nach einer bestimmten Zeit kann dann wieder ein Antrieb der Glocke erfolgen. Dabei verkürzen sich die Einschaltzeiten, die erforderlich sind, um jeweils die optimale Glokkenschwingzahl zu erreichen asymtotisch, bis nach einer bestimmten Zeit eine stationäre Phase erreicht ist, in der dann jeweils während gleichlanger Perioden der Glok- kenantrieb ab- und eingeschaltet werden kann. Diese experimentelle Bestimmung des stationären Zustandes gilt sowohl für eine einzelne Glocke als auch für ein komplettes Geläut.
• In vorteilhafter Weise ist es möglich, daß nach der experimentellen, mit einem mechanischen Pendel oder mit einem elektronischen Sensor durchgeführten Bestimmung der optimalen Glockenschwingzahl bzw. der optimalen Glockenschwingzahlen des Antriebs für das Läutewerk die mit den experimentell bestimmten Werten programmierte Speicherschaltung selbständig die Steuerung des Antriebs des Läutewerks übernimmt, so daß die zur Messung des Schwingungsverhaltens des Glockenturms verwendete Sensoreinrichtung abgebaut werden kann und in vorteilhafter Weise für die Anpassung des Läutewerks eines anderen Glockenturms wieder zur Verfügung steht.
• Als Sensoren kommen sowohl mechanische Pendel oder elektronische Beschleunigungswerte und/oder Amplituden eines Glockenturms verarbeitende Sensoren in Form an sich bekannter Trägheitssensoren oder in Form von Dehnungsmeßstreifen zur Anwendung, die mit einer programmierbaren elektronischen Speicherschaltung kombiniert sind. Das bedeutet, daß mit dem Sensor beispielsweise in Form eines mechanischen Pendels durch seine Aufschaukelung des Schwingungsverhalten des Glockenturms in Abhängigkeit von der Glokkenschwingzahl des Läutewerks insbesondere während des Einschwingvorgangs bestimmt wird.
• Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels, bei dem ein Glockenturm nur eine Glocke enthalten soll, näher erläutert.
• Diese Glocke soll beispielsweise auf 64 Schläge eingestellt sein. Mittels eines in der Schwingungsrichtung der Glocke schwingend aufgehängten, hinsichtlich seiner Länge an die Glocke angepaßten Pendels kann die Stärke der durch die Glocke bedingten Schwingungsaufschaukelung des Glockenturms bestimmt werden.
• Wenn sich nun zeigt, daß die eingestellte Glockenschwingzahl ungünstig ist, d. h. eine besonders starke Schwingung des Glockenturms hervorruft, wird der Antrieb für die Glocke kurz vor Erreichen der Glockenschwingzahl 64 d. h. bei 63 Schlägen abgeschaltet, wodurch dann die Glocke wieder langsamer schwingt und keine Resonanz des Glockenturms eintritt. Nach einer gewissen Zeit wird der Antrieb der Glocke wieder eingeschaltet. Dabei verkürzen sich die Einschaltzeiten, die erforderlich sind, um jeweils die vorkritische Glockenschwingzahl zu erreichen, fortlaufend, bis ein stationärer Zustand erreicht ist.
• Es läßt sich sehr einfach eine elektronische Schaltung aufbauen, die in diesem Einschwingvorgang entsprechenderweise programmiert werden kann, so daß die einmal experimentell bestimmte, günstigste Einstellung der Schaltung dann erhalten bleibt. Sobald die elektronische Schaltung für den Antrieb des Läutewerks eingeregelt ist, kann das Pendel zur Messung der Schwingungen des Glockenturms abgebaut und für die Anpassung des Geläuts eines weiteren mit einer entsprechenden Schaltungslogik ausgerüsteten Glockenturms entsprechend wieder zur Verfügung gestellt werden.
• Statt mit einem mechanischen Pendel kann das Schwingungsverhalten eines Glockenturms, wie oben beschrieben, auch mit einem elektronischen Trägheits-oder Dehnungsmeßsensor bestimmt werden.
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Claims (10)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Begrenzung der Schwingungsbelastung eines eine Glocke oder ein aus mehreren Glocken kombiniertes Geläut enthaltenden Glokkenturms, durch Beeinflussung des Schwingungsverhaltens der Glocke oder des Geläuts, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Schwingzahl der Glocke, oder wenigstens einer der Glocken des Geläuts auf einen Wert begrenzt wird, der unter dem kritischen Glockenschwingzahlenwert liegt, bei welchem die Schwingungsamplitude des Glockenturms ein Maximum hat.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungsverhalten des Glokkenturms in Abhängigkeit von der Glockenschwingzahl des Läutewerks mittels eines Sensors bestimmt und in Abhängigkeit vom Ausgangswert des Sensors über eine Steuerschaltung der Antrieb des Läutewerks geregelt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Sensor das Schwingungsverhalten des Glockenturms während des Einschwingvorgangs der Glocke oder des aus mehreren Glokken kombinierten Geläuts gemessen wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Sensor in Form eines mechanischen Pendels die Schwingungen des Glokkenturms gemessen werden, und daß in Abhängigkeit von der Amplitude der Koppelschwingung des Pendels die den Antrieb des Läutewerks regelnde Steuerschaltung eingestellt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Sensor auf elektronischem Weg Beschleunigungswerte des Glockenturms gemessen werden, und daß mit dem Ausgangssignal des Sensors die Steuerschaltung in Form einer programmierbaren Speicherschaltung angesteuert wird, die den Antrieb des Läutewerks regelt.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bestimmung der optimalen Glockenschwingzahl des Antriebs für das Läutewerk die Steuerschaltung selbständig die Steuerung des Antriebs des Läutewerks übernimmt.
7. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Beschleunigungswerte des Glockenturms verarbeitenden Sensor und einer programmierbaren Steuerschaltung aufgebaut ist, deren Ausgang mit dem Antrieb des Läutewerks einer Glocke oder eines Geläuts verbunden ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungen des Glockenturms verarbeitende Sensor ein hinsichtlich seiner Schwingungsfrequenz an die Glocken des Geläuts angepaßtes, mechanisches Pendel ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungen des Glockenturms verarbeitende Sensor ein elektronischer, Beschleunigungen oder Dehnungen messender Sensor ist.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung für den Antrieb des Läutewerks einen elektronisch programmierbaren Speicher enthält, der mit den experimentell mittels des Sensors bestimmten optimalen Werten für den Antrieb des Läutewerks pro- grammiert wird, bei denen der Glockenturm noch nicht zu Resonanzschwingungen angeregt wird.

    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur-Begrenzung der Schwingungsbelastung eines eine Glocke oder ein aus mehreren Glocken kombiniertes Geläut enthaltenden Glockenturms, durch Beeinflussung des Schwingungsverhaltens der Glocke oder des Geläuts, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

    Bei Glockentürmen besteht das Problem, daß es zwischen der Glocke bzw. den Glocken eines Geläuts und dem Glockenturm zu sich gegenseitig aufschaukelnden, im Extremfall den Glockenturm beschädigenden Resonanzschwingungen kommen kann, wenn die Schwingungsfrequenz einer Glocke oder die resultierende Schwingungsüberlagerungsfrequenz der in einem Glokkenturm hängenden Glocken eines Geläuts mit der Eigenschwingungsfrequenz des Glockenturms innerhalb einer bestimmten Bandbreite übereinstimmt.

    In der Praxis hat sich dabei gezeigt, daß durchaus nicht immer die schwersten Glocken auch die stärksten Schwingungen des Glockenturms auslösen. Vielmehr sind es meist Glocken mittlerer Größe, wobei außerdem nicht die Grundschwingung, sondern oft die dritte oder fünfte Harmonische zur Resonanzanregung des Glokkenturms führen.

    Um durch die Glockenschwingung eine zu starke, eventuell zu Beschädigungen führende Schwingungsaufschaukelung des Glockenturms zu verhindern, wurde bisher schon versucht, die Schwingungsfrequenz der Glocke bzw. der Glocken eines Geläuts beispielsweise durch Anbringung dämpfender Gewichte oder durch Bremsen so zu beeinflussen, daß eine Übereinstimmung mit der Eigenschwingungsfrequenz des Glockenturms vermieden wird. Da die Glocke bzw. die Glocken eines Geläuts üblicherweise mittels eines Läutewerks angetrieben werden, welches auf eine bestimmte Glockenschwingzahl bzw. auf eine bestimmte Glockenschwingzahlenreihe eingestellt ist, kann auch bei Verwendung von Dämpfungsgewichten, Bremsen od. dgl. doch der Fall eintreten, daß die Glocke, bzw. das Geläut aus einer Anzahl der Glocken in einer dem Turm entsprechenden und deshalb für ihn ungünstigen Frequenz schwingt.

    Die Glockenschwingzahlen eines Geläuts werden dabei üblicherweise so gewählt, daß die verschiedenen Glocken mit unterschiedlichen Frequenzen schwingen; z. B. bei einem Vierergeläut mit 60, 64, 68 und 72 Schwingungen pro Minute.

    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit dem das Schwingungsverhalten des Glokkenturms derart und ohne Veränderungen an den Glokken beeinflußt wird, daß Schwingungen der Glocke bzw. der Glocken eines Geläuts keine Aufschaukelung des Glockenturms hervorrufen.

    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwingzahl der Glocke oder wenigstens einer der Glocken des Geläuts auf einen Wert begrenzt wird, der unter dem kritischen Glockenschwingzahlenwert liegt, bei welchem die Schwingungsamplitude des Glokkenturms ein Maximum hat.