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Verfahren zur Verhinderung oder Abschwächung des an elektrischen 1Vlaschinen
oder Apparaten bei ihrem Betrieb auftretenden Tönens. Es ist eine bekannte Tatsache,
daß bei elektrischen Maschinen, insbesondere bei rotierenden, mitunter bei jeder
Tourenzahl, vorzugsweise aber bei; bestimmten Tourenzahlen, unter Umständen sehr
heftige Tonbildung auftritt. Man war bisher geneigt anzunehmen, daß, abgesehen von
den sogenannten Lüftungsgeräuschen, diese Tonbildung, wenigstens soweit es sich
um höhere Tonlagen handelt, in der Hauptsache auf Gründe elektromagnetischer Natur
zurückzuführen seien, während man tiefere und weniger unangenehme Tonlagen auf Schwingungen
der Maschine zurückführte, die durch elektrische oder mechanische Unsymmetrie verursacht
sein sollen. Die letzteren sucht man dadurch zu beseitigen, daß man eine möglichst
vollkommene elektrische und mechanische Symmetrie der Maschine anstrebt, während
man die Entstehung der magnetischen Geräusche durch besondere Hilfsmittel oder geeignete
Wicklung zu beseitigen sucht. Wenn man mit den bisher vorgeschlagenen Mitteln auch
bereits achtenswerte Erfolge erzielt hat, sind dieselben doch nicht zufriedenstellend.
Der Grund dürfte darin liegen, -daß man die Entstehungsursache der Geräusche nicht
durchgehends erkannt hat. Eingehende Untersuchungen haben nämlich ergeben, daß auch
in solchen Fällen, wo es sich um sehr starke Tonbildung handelt, die Hauptursache
nicht allein auf Gründe elektromagnetischer Natur zurückzuführen ist, sondern großenteils
in den akustischen Eigenschaften der Bauteile der Maschinen liegt, insofern, als
gewisse Konstruktionsteile der Maschinen akustische Schwingungsgebilde von vorzüglichen
Schwingungseigenschaften darstellen. Diese Schwingungsgebilde werden entweder durch
pefiodische elektromagnetische Vorgänge in cler Maschine oder durch Reibungsvorgänge
zum Schwingen gebracht und, solange die Maschine läuft, im schwingenden: Zustande
erhalten. Wenn nun auch die Schwingungsamplituden dieser Gebilde im allgemeinen
nicht sehr erheblich sind, so gibt es doch außerordentlich viele Fälle, in denen
sie auf Grund von Resonanzwirkungen zu außerordentlicher Größe anschwellen, -so
daß die Maschineeinen weithin hörbaren Ton aussendet. Es ist ohne weiteres klar,
daß man diese Schwingungen der Maschine nicht durch mechanische Symmetrie der schwingeniden
Bauteile beseitigen kann, @da sich die akustischen Eigenschaften derselben durch
symmetrische Bauart nicht beeinflussen lassen, alle Schwingungsgebilde vielmehr
als symmetrisch ohnedies anzusprechen sind.
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Die auf dieser Erkenntnis sich aufbauende Erfindung besteht darin,
die akustische Schwingungseigenschaft derartiger Maschinen nach Möglichkeit zu verschlechtern
oder derart zu verändern, daß die erzeugten Töne in ein Tongebiet gerückt werden,
welches nicht mehr oder wenigstens nicht in dem bisher vorhandenen Maße störend
wirkt.
Es ist in der Akustik allgemein, bekannt, daß man die einer
bestimmten Frequenz entsprechende Tonstärke schwingender Körper durch Änderung ihrer
Abstimmung ändern kann, z. B. bei Stimmgabeln durch Verkürzen oder Verstärken derselben
und bei Resonanzkästen durch Verstärken oder Schwächen der ZV ände.
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Nach der Erfindung soll nun dieses an sich bekannte Verfahren auf
die schwingenden Bauteile elektrischer Maschinen. und Apparate angewendet werden.
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Die technische Ausführung, der Erfindung kann sich dabei in drei äußerlich
verschiedenen, prinzipiell aber auf das gleiche Ziel hinausführenden Richtungen
bewegen. Der erste Weg besteht darin, daß man die schwingenden Teile entweder im
ganzen oder aber mindestens an gewissen Stellen, beispielsw=eise durch Eindrehungen,
Nuten o. d'gl., derart schwächt, daß ihr Eigenton. verhältnismäßig tief "zu liegen
kommt und ihre Schwingungen verhältnismäßig leicht abgedämpft werden können. Dieser
Weg bietet mitunter gewisse Schwierigkeiten, insbesondere dann, wenn, wie dies häufig
.der Fall ist, die schwingenden Teile gleichzeitig elektromagnetisch wichtige Konstruktionsteile
der Maschine sind. Durch die Fortnähme von Material (Eisen) wird der magnetische
Querschnitt, d. h. die wirksame Eisenmasse der Maschine, verkleinert und ihre Leistung
sfähiigkeit vermindert. Frei von diesem übelstand sind die beiden. anderen Wege.
Der zweite Weg führt in entgegengesetzter Richtung zum gleichen Ziel. Er besteht
darin, die schwingenden Teile ganz oder an wesentlichen Stellen derart zu versteifen
oder zu verdicken, daß die Eigenschwingung dieser Teile sehr hoch zu liegen kommt.
Endlich kann man auch so vorgehen, daß man die als Klangkörper w irkenfden: Konstruktionsteile
aus verschiedenen Einzelteilen zusammensetzt, wie dies im allgemeinen Maschinenbau
aus mechanischen Gründen bereits vielfach üblich ist. Diese Zusammensetzung kann
dabei so erfolgen, daß die mechanischen Festig= keitseigenschaften ;des Ganzen in
keiner Weise beeinträchtigt werden, daß jedoch durch die an den Stoßstellen vorhandenen
Stoßfugen der elastische Zusammenhang des Gebildes unterbrochen wird.
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In den Fig. i bis q.@ sind in schematischer Form Beispiele der Erfindung
veranschaulicht, welche sich auf eine Hochfrequenzwechselstrommaschi:ne mit umlaufendem
Glockenanker beziehen.
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Die Fig. i zeigt die normale Ausbildung einer" solchen Maschine; die
Fig.2 zeigt eine Maschine mit geschwächten Konstruktionsteilen, -die Fig. 3 eine
solche mit verstärkten Konstruktionsteilen, die Fig. q. eine unterteilte Ausführungsform.
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In sämtlichen Figuren bezeichnet i die Rotationswelle der Maschine,
2 und 3 glokkenförmige Magnete mit- ineinandergreifenden Zonen, q. und 5 die Statorpole.
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Die Wichtigkeit der Erfindung ist ohne weiteres .einleuchtend, wenn,
man bedenkt, wie außerordentlich störend die Tonbildung derartiger Maschinen wirken
kann, .insbeson= dere dann,, wenn mehrere Maschinen, deren Töne in einem unharmonischen
Verhältnis zueinander stehen, in. einem Raum vorhanden sind, oder wenn solche Maschinen
in Gebäuden laufen, in denen gleichzeitig Bureau-oder Verwaltungsräume sich befinden.
Geradezu eine Existenzfrage ist die Beseitigung des Tönens jedoch in solchen. Fällen,
in denen die Maschinen auf Kriegsschiffen, insbesondere aber auf Unterseebooten
zur Verwendung gelangen sollen.