DE401664C

DE401664C - Process for the mechanical drive of church bells and other lute works, which vibrate in their own period with the interposition of a flexible organ

Info

Publication number: DE401664C
Application number: DESCH67054D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1923-02-11
Filing date: 1923-02-11
Publication date: 1924-12-24

Description

Verfahren zum maschinellen Antrieb von Kirchenglocken und anderen Läutewerken, welche in ihrer Eigenperiode unter Zwischenschaltung eines nachgiebigen Organs schwingen. Es war in der Maschinentechnik ganz allgemein bekannt, daß schwingende Systeme, z. B. Kirchenglocken,' nicht ohne weiteres durch einen Kurbeltrieb mit konstantem Hub in Bewegung gesetzt werden konnten, und es sind daher verschiedenartige Konstruktionen entstanden; so z. B. wurde versucht, die Differenz zwischen Kurbelhub und Ausschlag des Befestigungspunktes der Pleuelstange an der Glocke durch elastische Mittel auszugleichen: bei weiteren Versuchen sind Friktionskupplungen und andere nachgiebige Verbindungen ebenfalls zum Ausgleich der erwähnten Differenz zur Anwendung gebracht worden. Schließlich haben jedoch alle diese Konstruktionen, insbesondere bei schweren Glockenläutewerken, versagt, und in der Praxis wurden in der Hauptsache mechanische Getriebe verwendet, bei denen eine Umschaltung der Drehrichtung des Antriebsmotors zur Durchführung gelangte.Process for the mechanical drive of church bells and others Bells, which in their own period with the interposition of a flexible Organ swing. It was generally known in machine technology that oscillating Systems, e.g. B. church bells, 'not readily with a crank mechanism constant stroke could be set in motion, and there are therefore different types Constructions emerged; so z. B. an attempt was made to determine the difference between the crank stroke and deflection of the attachment point of the connecting rod on the bell by elastic Means to balance: in further attempts are friction clutches and others compliant connections also to compensate for the mentioned difference to the application has been brought. Eventually, however, all of these constructions, in particular for heavy bells, failed, and in practice have been Mainly mechanical gears are used, in which a changeover of the Direction of rotation of the drive motor was carried out.

Daß die ersterwähnten Versuche völlig mißlangen bzw. nur hei leichten Glocken durchgeführt werden konnten, bei schweren Glocken jedoch des auszuübenden Zwanges wege:i zu trigeheuer starken Dimensionen der Antriebsmittel führten und in beiden Fällen große Verluste im Gefolge hatten, lag an dein C-nistand, (laß inan die Schwingungsvorgänge. die sich hierbei abspielen, entweder eich` richtig erkannt hatte oder zum mindesten nicht über Mittel verfügte, einem in Eige:iperiede schwingenden System kontinuierlich Energie ztiztifiili?-en, ohne den Schwin;;ungsvergatig zu stören.That the first-mentioned attempts failed completely or only as easy ones Bells could be carried out, but heavy bells had to be carried out Compulsory paths: i led to trigeheuer strong dimensions of the drive means and had great losses in the wake in both cases, it was due to your C-nistand, (let inan the oscillation processes. which take place here, either correctly recognized had or at least did not have the means, one in Eige: iperiede swinging System continuously ztiztifiili? -En without the Schwin ;; ungsvergatig to disturb.

In der vorliegenden Erfindung sind sowohl die Bedingungen als auch die Mittel angegeben, die erforderlich sind, um eine Kirchenglocke mittels eines einfachen Kurbeltriebes anzutreiben und ihr während beliebig 1- nger Zeit die zum Läuten erforderliche Energie zuzuführen. Die in erster Linie zti erfüllende Bedingung besteht nach der der Erfindung zugrunde liegenden neuen Erkenntnis in der Anwendung von Abstimmung und gleichzeitiger Verwendung einer sogenannten losen Kopplung.In the present invention, the conditions are both specified the means that are required to raise a church bell by means of a simple crankshaft drive and for any length of time the to To supply the ringing required energy. The first and foremost zti fulfilling condition According to the new knowledge on which the invention is based, is the application of tuning and simultaneous use of a so-called loose coupling.

In der Schwingungstechnik bezeichnet man als Koppelorgan ein elastisches oder sonst nachgiebiges Mittel, welches imstande ist, einem frei schwingenden System den durch Dämpfung verbrauchten Energiebetrag nachzuliefern, ohne dessen Schwingungen zu st(iren. Eine Glocke ist ein solches relativ ungedämpftes schwingendes System, d. h. das je Schwingung über das Koppelorgan nachzuliefernde Energiequantum ist recht erheblich kleiner zls das ini. Svstein (der Glocke) schwingende Energiequantum.In vibration engineering, a coupling element is called an elastic one or some other compliant means capable of a freely oscillating system to deliver the amount of energy consumed by damping without its vibrations to st (iren. A bell is such a relatively undamped oscillating system, d. H. which is the energy quantum to be supplied for each oscillation via the coupling organ quite considerably smaller than the ini. Svstein (the bell) vibrating energy quantum.

ach R e i n (Racliotelegraphisches Praktiktim von Dr. In-. H. R e i n , 2. Auflage, Verlag Springer, Berlin igi2, S.64/65) beträgt nämlich im Gebiet der elektrischen Hochfrequenztechnik das Verhältnis, der während einer Periode in M'ärme umgesetzten Energie Aw _ J2 # w- T =20 zu dem im Kreise vorhandenen elektromagnetischen Arbeitsvorrat Am. ! # I. # J2 gleich dem doppelten logarithmischen Dekrement der (elektrischen) Dämpfung. Analog beträgt in der Mechanik das Verhältnis der durch Dämpfung verbrauchten Energie w # I'2 # T zu der im System schwingenden Energie - 1 m . 1T2 ='- ö gleich dem doppelten logarithmischen Dekreinent der (mechanischen) Dämpfung. (7c, -Widerstand,- JJr _-_ Masse, I' - Maximal-(Teschwin(ligkeit, T - Schwingungsdauer. ) Hieraus ergibt sich (-]er Betrag des kontinuierlich während des Schwingungsvorganges nachzuliefernden Energiequantums: 1 W - 1-2- Z' = C # 311. 1-2. Nur wenn diese Bedingung durch ein Koppelorgan erfüllt ist, arbeitet ein schwingendes Svstein mit giinstigstein Wirkungsgrad, und die Energieiibertragung findet ohne Unterbrechung (stetig) statt.ach R a (Racliotelegraphisches Praktiktim by Dr. In-. H. R e in, 2nd edition, Verlag Springer, Berlin igi2, p.64/65) is namely in the field of electrical high-frequency technology the ratio, during the P eriod e in M'ärme set to s E nergy Aw _ J2 # w- T = 20 to the electromagnetic work stock Am. ! # I. # J2 equal to twice the logarithmic decrement of the (electrical) damping. The ratio in mechanics is analogous the energy consumed by damping w # I'2 # T to the energy oscillating in the system - 1 m. 1T2 = '- ö equal to twice the logarithmic decreent of the (mechanical) damping. (7c, -Resistance, - JJr _-_ Mass, I '- Maximum- (Teschwin (speed, T - period of oscillation.) This results in (-] the amount of energy quantum to be continuously supplied during the oscillation process: 1 W - 1-2 - Z '= C # 311.1-2 . Only if this condition is met by a coupling element does a vibrating system work with favorable efficiency, and the energy transfer takes place without interruption (continuously).

C'ni diese Bedingung zu erfüllen, muß ein elastisches oder sonst nachgiebiges Mittel verwendetwerden,welches (leinerregenden System, ini vorliegenden Falle der Kurbel, während der Gesanitdatier der Iaiergieübertragung gegenüber dem erregten System vorzueilen gestattet, cl. h. also, es muß sich zwischen dem erregenden und dem erregten System beim Anlaufen sowohl als auch bei normalem Läutebetrieb eine Phasenverschiebung einstellen können.C'ni to meet this condition must be elastic or otherwise yielding Means are used, which (leash system, in the present case of the Crank, while the sanitary date of the transmission of energy to the excited System allowed to advance, cl. H. So, it has to be between the exciting and the energized system during start-up as well as during normal bell operation Can adjust phase shift.

Die Aufgabe des koppelnden Organs besteht somit (Zarin, ein -anz bestimmtes, durch voranstehende Formeln gekennzeichnetes Energiequantum zu übertragen. Eine der wichtigsten Eigenschaften des lose koppelnden Organs beruht in cler Aufnahme von wechselnden Spannungen, die sich kontinuierlich von einem negatiyeii Maximalwert (Zug) über Null zu einem positiven Maximal-,vert (Druck), also stetig ändern müssen.The task of the coupling organ is thus (tsarina, a certain, to transfer energy quantum characterized by the above formulas. One the most important properties of the loosely coupling organ resides in its uptake of changing voltages that are continuously increasing from a negatiyeii maximum value (Train) above zero to a positive maximum, vert (pressure), so must change continuously.

Seinem Wesen nach verhält sich (las koppelnde Organ in der Mechanik analog einem Wechselfeld in (-]er Elektrotechnik. Die kontinuierliche wechselnde Spannung wird durch die -'oreilung des Kurbelzapfens gegenüber dem schwingungsfähigen System (Glocke) und durch die dadurch bedingte Wegverlängerang und -verkürzung hervorgerufen.According to its essence, behaves (read coupling organ in mechanics analogous to an alternating field in (-] er electrical engineering. The continuously changing Tension is created by the rapid advance of the crank pin in relation to the oscillatory one System (bell) and caused by the resulting lengthening and shortening of the path.

Je nach günstiger Lagerung der Glocke (geringerer oder größerer Dämpfung) muß die Kopplung loser oder fester gestaltet sein, d. 1i. sie muß mehr oder weniger Energie zu übertragen vermögen. Um die Kopplung loser oder fester machen zu können, d. h. den Grad der Kopplung zu ändern, ist somit eine Änderungsmöglichkeit der Hebel- oder Federkonstante notwendig.Depending on the favorable storage of the bell (lower or higher damping) the coupling must be made looser or tighter, d. 1i. it has to be more or less Able to transmit energy. To be able to make the coupling looser or tighter, d. H. changing the degree of coupling is thus a possibility of changing the leverage or spring constant necessary.

In den nachfolgenden Abbildungen ist (las anzutreibende schwingende System, das aus der im Erdfeld schwingenden Glocke oder dein Klöppel besteht, durch zwei verschiedene Arten von Kopplungen, und zwar durch die Kraftkopplung und durch die Lagekopplung, mit den antreibenden (hin und her gehenden oder Hinlaufenden) Systemen verbunden, darrestellt. In Abb. r ist der Antrieb einer Glocke unter Benutzung einer Kraftkopplung zur Darstellung gebracht. Die tun die Achse c schwingende Glocke a erhält ihren Antrieb durch einen elastischen Hebelarm 1z. Die Kurbel g und die Schubstange li stellen den Antrieb dar. In Abb.2 ist der Antrieb unter Benutzung einer Lagekopplung veranschaulicht. Die Glocke er schwingt um die Achse d, «-elche ihrerseits Schwingungen tun die Achse c ausführen kann. Diese Schwingungen werden durch den Hebel k vermittelt, an dessen Arm die antreibende Kraft der Kurbel g-, h wirkt.In the following figures, the oscillating system to be driven, which consists of the bell or clapper oscillating in the earth's field, is through two different types of coupling, namely through the force coupling and through the positional coupling, with the driving (going back and forth or going backwards In Fig. R the drive of a bell is shown using a force coupling. The bell a, swinging along the axis c, is driven by an elastic lever arm 1z. The crank g and the push rod li provide the drive Fig. 2 shows the drive using a position coupling: the bell swings about axis d, "which in turn can vibrate axis c. These vibrations are mediated by lever k, on whose arm the driving force The force of the crank g-, h acts.

Abb. 3 stellt eine Kraftkopplung beim Antrieb des Klöppels einer festen Glocke dar. Abb.4 stellt die Lagekopplung beim Antrieb des Klöppels einer festen Glocke dar. Die Masse a des Klöppels schwingt um die Achse d, die ihrerseits durch Vermittlung des von der Kurbel angreifenden Hebels k zu Schwingungen um die Achse c gebracht werden kann.Fig. 3 shows a force coupling when driving the clapper of a solid Bell represents. Fig.4 shows the position coupling when driving the clapper of a fixed Bell represents. The mass a of the clapper swings around the axis d, which in turn goes through Mediation of the attacking lever k from the crank to vibrations about the axis c can be brought.

Es ist ersichtlich, daß sich bei sämtlichen Anwendungsbeispielen bei Ingangsetzung der Kurbel sofort eine Phasenverschiebung zwischen dem treibenden und dem getriebenen System einstellt, die je nach der Größe der Energieübertragung beim Läuten eine Änderung erffllren und selbst negativ werden kann, wenn Tourenschwankungen in dem treibenden System eintreten. Das treibende Svstenl wird in diesem Falle durch Rückkopplung vom getriebenen System gesteuert, d. h. verhindert, die Eigenperiode der angetriebenen Glocke zu überschreiten. Es liegt in der Hand des Konstrukteurs, den Ausschlag der Glocke durch geeignete Dimensionierung der Kopplung zu beeinflussen. Bei Verwendung einer festeren Kopplung erfährt der Ausschlag eine Vergrößerung, bei Verwenclung einer loseren Kopplung eine Verminderung. Bei Anwendung einer extrem losen Kopplung geht der Motor durch, d. h. über die Schwingungszahl der Glocke hinaus, ohne Energie auf die Glocke zu übertragen.It can be seen that in all application examples Activating the crank immediately causes a phase shift between the driving force and the driven system adjusts, depending on the size of the energy transfer A change occurs when the bell rings and can become negative if the tour fluctuates enter into the driving system. In this case, the driving force is through Feedback controlled by the driven system, d. H. prevents the eigenperiod to exceed the powered bell. It is in the hands of the designer to influence the deflection of the bell by suitable dimensioning of the coupling. If a tighter coupling is used, the rash will increase, if a looser coupling is used, a reduction. When using an extremely The motor runs through loose coupling, i.e. H. beyond the number of vibrations of the bell, without transferring energy to the bell.

\atürlich wird an dem Wesen der Erfindung nichts geändert, wenn anstatt einer ausgesprochenen Kraftkopplung oder einer ausgesprochenen Lagekopplung ein Zwischending zwischen beiden, d. h. also eine gemischte Kopplung verwendet wird. Eine gemischte Kopplung würde z. B. dann vorliegen, wenn man an Stelle des starren Hebels k (Abb. 2 und .I) einen zweiarmigen Hebel, dessen einer Arm mehr oder weniger elastisch ausgebildet wird, verwendete. Es sind jedoch auch andere Kombinationen anwendbar. Der Angriffspunkt des Hebelarmes k bzw. das Übersetzungsverhältnis dieses Hebels, ferner der Kurbelhub kann zum Zwecke der Einstellung der günstigsten Kopplung verschiebbar sein.Of course, nothing is changed in the essence of the invention if instead a pronounced force coupling or a pronounced position coupling Something between the two, i. H. so a mixed coupling is used. A mixed coupling would e.g. B. then exist if you stare in place of the Lever k (Fig. 2 and .I) a two-armed lever, one arm of which is more or less is made elastic, used. However, there are other combinations as well applicable. The point of application of the lever arm k or the transmission ratio of this Lever, furthermore the crank stroke can be used for the purpose of setting the most favorable coupling be movable.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the mechanical drive of church bells and other bells, which in their own period with the interposition of a yielding organ swing, characterized in that the coupling organ so is measured that the ratio of the energy to be transmitted by him to the im vibratory driven system vibrating energy equal or nearly is equal to twice the decrement of the damping (2 d).

2. The method according to claim i, characterized in that both by leading and lagging of the driving organ versus the driven one in the loosely coupling organ generated by changing directions and, accordingly, both work output and tax payment is also transferred.

3. The method according to claim i and z, characterized characterized in that the power transmission mediated by the loosely coupling organ by changing tension of elastic means by shifting the center of gravity or by a combination of these: means takes place.

4. The method according to claim i to 3, characterized characterized in that the most favorable degree of coupling with force coupling through change the elasticity, with position coupling through quantitative change in the center of gravity shift is set. Apparatus for carrying out the method according to claims i to 4, characterized in that the coupling organ consists of a lever (k, Fig. 2 and 4) exists whose 'yield to the bell or the clapper by free rotatable mounting of the same in a point (d) below the fixed pivot point (c) of the lever is achieved.