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Vorrichtung zum Anzeigen von Geräuschen an beweglichen Maschinenteilen,
beim menschlichen Organismus usw. mittels eines Mikrophons. Das Arbeiten von Maschinen
bringt es in der Regel mit sich, daß hierbei Geräusche auftreten, die einen Rückschluß
auf die richtige Arbeitsweise der Maschine gestatten. So wird bei einer Pumpe aus
dem pulsierenden Rauschen in dem Zu- oder Abflußrohr für die Flüssigkeit oder die
Gase auf das richtige Arbeiten der Ventile geschlossen werden können, bei einem
Verbrennungsmotor wird die Beobachtung der Explosionsgeräusche die richtige Zündung
erkennen lassen, bei einem Zahnradgetriebe wird das Eingriffsgeräusch der Zähne
die Arbeitsweise des Getriebes überwachen lassen, bei einem Kühlschrank wird die
Beobachtung der glucksenden Geräusche in Kocher und Absorber die richtige Arbeitsweise
ohne jeden Eingriff in den Apparat überwachen lassen, bei Kesseln wird das Geräusch
der strömenden Dämpfe oder des kochenden Wassers die Verdampfung prüfen lassen,
bei Kugel- oder Gleitlager'h wird das Abhören von Geräuschen die Kontrolle ermöglichen,
ob das Lager richtig funktioniert.
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Grundsätzlich läßt sich also sagen, daß das Abhören der Geräusche
in bewegten Maschinenteilen, strömenden Flüssigkeiten, Dämpfen und Gasen in der
Regel einen Rückschluß auf die richtige oder gestörte Funktion der Maschine gestattet.
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Aber auch bei lebenden Organismen ist die Abhörung von Geräuschen
eins der wesentlichsten Mittel zur Kontrolle der Funktion der Organe. So hört der
Arzt die Herz- und Lungengeräusche ab bei deren Untersuchung.
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Die Erfindung bezweckt, eine handliche Einrichtung zu schaffen, die
es ermöglicht, diese Geräusche abzuhören, und benutzt hierzu Geräusch- oder Tonverstärker
bekannter Art, nämlich elektromechanische oder rein elektrische Verstärkervorrichtungen,
wie sie als' Mikrophon- oder Katliodenstrahlverstärker wohlbekannt sind.
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Die Erfindung besteht darin, daß ein Organ zur Aufnahme der Geräusche
und ein ,. Organ zur Kenntlichmachung der Geräusche derart mit einem Verstärker
oder einer Verstärkerkaskade verbunden sind, daß dieser dreielementige Apparat als
fertiges Ganzes jederzeit betriebsfertig benutzt werden kann. Es kann dies dadurch
geschehen, das der Al)-parat am Gebrauchsorte mit einer Stromquelle verbunden -wird,
beispielsweise mit ' einer vorhandenen Lichtleitung, mit einem Akkumulator, mit
einer Beleuchtungsdynamo eines Fahrzeuges, mit einer Beleuchtungs-oder Anlaßdynamo
oder einer sonstigen Erzeugungs- oder Speichervorrichtung für elektrische Energie,
die auch zu anderen Zwecken im Rahmen der zu prüfenden Maschine verwendet wird.
Hierbei wird das Organ zur Aufnahme der Geräusche an den zu untersuchenden Teil
angelegt oder angeschlossen, gegebenenfalls an vorher zu diesem Zwecke angebrachten
Stutzen, Einführungsöffnungen u. dgl., wobei das Organ zur Anzeige der Geräusche
sogleich die letzteren auf optischem oder akustischem Wege kenntlich macht.
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Oft ist es auch erwünscht, das subjektive Moment bei einer Beobachtung
auszuschalten oder neben diesem eine objektive Darstellung zu erhalten. Es wird
dann gemäß der Erfindung an Stelle oder neben der optischen oder akustischen eine
Registriervorrichtung angebracht, welche die abgehörten und verstärkten Geräusche
aufzeichnet. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise in einem Zeigerinstrument
bestehen, das aus seiner Nullstellung nach einer oder beiden Richtungen ausschlagen
kann und dessen Zeiger unmittelbar oder mittelbar eine Schreibvorrichtung trägt
.bzw. betätigt, die auf einem vorbeilaufenden Bande Aufzeichnungen macht. Es sind
dies Vorrichtungen, die beispielsweise als Oszillographen für die Zwecke der Hochfrequenztechnik
an sich wohl bekannt sind oder die bei Strommessern in Elektrizitätswerken gleichfalls
in Verwendung stehen. Der Antrieb des vorbeilaufenden Bandes wird hierbei zweckmäßig
gleichfalls elektromotorisch erfolgen und Speisung aus der gleichen Energiequelle
erfolgen, die auch den Verstärker speist.
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Handelt es sich um die Beobachtung bewegter Maschinen, so kann auch
der Antrieb des durchlaufenden Bandes von solchen bewegten Maschinenteilen abgeleitet
werden.
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Kennt man im letzteren Fall die genaue Phasenstellung zwischen gewissen
Punkten des fortlaufenden Bandes und des antreibenden Maschinenteiles, so wird der
Apparat gemäß der Erfindung nicht nur an und für sich eine allgemeine Kontrolle
der Arbeitsweise der Maschine gestatten, sondern auch genau jenen Teil .oder Zeitpunkt
feststellen lassen, der etwa in anderer als gewünschter
oder notwendiger
Weise arbeitet oder man kann auch derart genau den Zeitpunkt fests -tellen, in dem
etwa eine Störung in der Maschine aufgetreten ist und sogar jene Maschinenteile
feststellen, welche die Ursache für die Störung waren.
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Ein leicht transportabler Apparat gemäß der Erfindung kann im übrigen
auch seine eigene elektrische Energiequelle mit sich tragen, dergestalt, daß beispielsweise
eine Batterie in den betriebsfertigen Apparat leicht auswechselbar eingebaut wird.
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Von Apparaten zur Verstärkung und henntlichmachung elektrischer Wellen
oder Ströme; wie sie beispielsweise in der drahtlosen Technik wohl bekannt sind,
unterscheidet sich die Erfindung grundsätzlich dadurch, daß sie nicht von vornherein
elektrisch wirkende Erscheinungen verstärken und in akustische oder optische Zeichen
umwandeln will, sondern daß sie einen transportablen, betriebsfertigen Apparat darstellt,
der akustische Erscheinungen in elektrische unmittelbar umwandelt, die letzteren
gleichzeitig verstärkt und wiederum in optische oder akustische Erscheinungen zurückverwandelt.
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Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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In Abb. i ist i ein elektrisches Entladungsgefäß mit einer Glühkathode
2, einem Gitter 3 und einer Anode d.. In den Gitterkreis ist ein Mikrophon 5, welches
akustische Erscheinungen in elektrische Erscheinungen umwandelt, über einen Transformator
6 eingeschaltet. Im Anodenkreis liegt zweckmäßig einstellbar induktiv an der Autotransformatorspule
7 gekoppelt ein Anzeigeinstrument 8 optischer oder akustischer Art, beispielsweise
ein Stromanzeiger nach Art eines möglichst urigedämpften Wechselstro minstrumentes,
ein Telephon o. dgl.
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Ersichtlich sind das Mikrophon 5, -die Kathode 2 und der Anodenkreis
durch @dieselbe Stromquelle gespeist. Im Beispiel geschieht dies in der Weise, daß
über einen Strecker 9 ein im Innern des Apparates liegender Widerstand io gespeist
wird, voll dem die Spannung für das Mikrophon 5, die Kathode 2 zweckmäßig einstellbar
abgenomnien werden. An Stelle des Streckers 9, der l:eispielsweise in eine Lichtleitung
usw. eingeschaltet werden kann, kann auch eine Batterie vorgesehen sein.
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Ersichtlich ist der ganze Apparat leicht in ein geschlossenes Gehäuse
ii, zweckmäßig aus Metall, unterbringbar, und mit ihm sind durch Schnüre, Schläuche
usw. das Aufnahmeorgan 5 und das Anzeigeorgan 8 verbunden, wobei in den Schnüren
usw. die erforderlichen Zuleitungen verlegt sind. Das Anzeigeorgan 8 muß dabei nicht
durch eine besondere Schnurverbindung 12 mit dem Apparat verbunden sein, sondern
es kann auch unmittelbar am oder im Apparatgehäuse i i untergebracht sein, so daß
nur die Anzeige außen am Apparat sichtbar wird oder durch Anlegen des Ohres an einTelephon,
das aus dem Apparat herausragt, erkannt «erden kann. Ist es gewünscht, im Gitterkreis
eine Vorspannung einzuführen, so kann dies leicht durch eine Schaltung gemäß Abb.
i a erreicht werden, welche nur die wesentlichen Teile der Speisung des Apparates
erkennen läßt, und sich von der Schaltung gemäß Abb. i nur dadurch unterscheidet,
,daß der Anschlußpunkt der Spule im Gitterkreis und damit der zweite Pol der Kathode
2 gleichfalls einstellbar am Widerstand io angeordnet ist.
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Das Mikrophon 5 kann mit einem beliebigen Schalltrichter 14. versehen
sein, der beispielsweise als Schraubenv erschluß zum Anschrauben an einen Stutzen
eines Gehäuses, als gas- oder luftdicht geschlossene Membran zur Einführung in einen
Gas- oder Flüssigkeitsstrom usw. ausgebildet sein kann.
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Abb. i b zeigt schließlich eine weitere Ausbildung gemäß Abb. i, bei
der an Stelle eines Autotransformators 7 ein Niederfrequenztransformator für das
Anzeigeinstrument 8 vorgesehen ist und wobei der Grundstrom des letzteren, falls
erforderlich, wie zum Beispiel bei einem Telephon, gleichfalls von derselben Energiequelle
entnommen wird. Es ist nur der rechte Teil des Gehäuses i i zu diesem Zwecke gezeichnet.
15 ist der Transformator, beispielsweise im Kreise des in das Gehäuse eingebaut
gedachten Telephons 16.
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Oft kann es richtig sein, den Anschlußpunkt 17 auf der anderen Seite
des Widerstandes io bei 18 zu verlegen, um keine Spannungsdifferenz zwischen dem
Mikrophon 5 und dem Telephon 16 zu erhalten. An Stelle des gezeichneten Nebenschlusses
io kann natürlich jede andere Spannungsverteilern or richtung verwendet werden.
Um den Apparat an beliebige Spannungen anschließen zu können, wird es sich empfehlen,
den Widerstand io nicht fest mit dem Strecker 9 zu verbinden, sondern einstellbar,
wie dies beispielsweise in Abb. ia bei i9 angedeutet ist. Es wird nun außen am Gehäuse
i i ein Drehknopf oder ein sonstiges Einstellorgan angebracht werden können, mit
dem zwangläufig sämtliche einstellbaren Anschlüsse verbunden sind und der an einer
Skala jene Stellung erkennen läßt, in der diese sämtlichen Anschlüsse so eingestellt
sind, daß bei der gegebenen Spannung das :Mikrophon 5, die Kathode 2, der Anodenkreis,
gegebenenfalls das Telephon 16 und der Gitterkreis so eingestellt sind, daß sie
best-,
Wirkung ergeben und außerdem auch ein solcher Teil des Widerstandes
1o eingeschaltet ist, daß er die erforderliche Energie tatsächlich abgeben kann.
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Hierdurch ist auch erreicht, daß der den Apparat Bedienende keinerlei
Kenntnis seines inneren Aufbaues und seiner Wirkungsweise haben muß bei Einstellung
der Anschlüsse.
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In Abb. 2 ist schematisch eine selbsttätige liegistriervorrichtung
dargestellt. Alle nicht interessierenden Einzelheiten sind hierbei weggelassen.
Es handelt sich darum, die Geräusche eines schematisch angedeuteten Zahnradpaares
2o, 21, die in einem geschlossenen Gehäuse 22 laufen mögen, aufzuzeichnen. Zu diesem
Zwecke ist möglichst nahe der Eingriffsstelle der Zahnräder ein Stutzen 23 am Gehäuse
22 angebracht, und mit diesem ist beispielsweise durch eine Überwurfmutter 24 das
Aufnahmeorgan des Mikrophons 5 möglichst luftdicht verbunden. Am Gehäuse i i, das
die nicht gezeichneten Apparate, entsprechend einem der früheren Ausführungsbeispiele,
enthält, und dessen Energiequelle diesmal durch eine Batterie 25 in einem leicht
entfernbarenAnsatzgehäuse 26 bestehen möge, ist ein Anzeigeinstrument 27
- racht, das unter dem Einfluß der z -tn eb Ströme des Verstärkers
Ausschläge nach rechts und links aus der gezeichneten Nulllage machen möge. Der
Zeiger 28 des Instrumentes trägt an seinem Ende irgendeine Schreibvorrichtung 29,
die auf einem Papierband 30 ohne Ende aufruht. Das Papierband wird in der Pfeilrichtung
31 dadurch bewegt, daß es auf eine Rolle 32 aufläuft, die in der eingezeichneten
Pfeilrichtung über eine Ausrückkuppelung 33, beispielsweise von der Welle des Zahnrades
2o, angetrieben wird. In der gezeichneten Nullstellung läuft die Spitze des Zeigers
29 auf der Nullinie 34, die am Papierband vorgezeichnet sein kann. Entstehen nun
Geräusche, so schlägt der "Zeiger 28 nach einer oder beiden Richtungen aus und dadurch,
daß das Papierband 30 gleichzeitig senkrecht zu den Ausschlägen des Zeigers bewegt
wird, entsteht in bekannter Weise die Schaulinie 35, deren Zacken, Amplitüden usw.
die aufgetretenen Geräusche genau wiederspiegeln.
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Natürlich kann das Rad 32 und die nicht gezeichnete sonstige Führungsrolle
für das Band 3o am oder im Gehäuse i i gelagert sein, aus dem letzten Endes nur
die Kupplungshälfte 33 herauszuragen braucht. Natürlich kann auch ein indirekter
Antrieb gewählt werden. Der Antrieb durch das zu überwachende Maschinenelement ist
aus dem Grunde speziell dargestellt, um zu zeigen, wie es gemäß der Erfindung möglich
ist, genau auch die Zeit oder Phase festzustellen, in der sich eine Störung geäußert
hat. Wird nämlich auf der Kupplung 33 eine Marke 36 und auf dem Band 30 eine
Marke 37 angebracht, wird ferner das Band 30 so eingestellt, daß bei Beginn
der Untersuchung die Schreibvorrichtung :9 genau auf der Marke 37 steht und die
zugehörige Stellung der Marke 36 gemerkt, so kann man aus der Länge des abgerollten
Bandes 30 von der Marke 37 an unter Berücksichtigung des- Durchmessers der
Rolle 3a, der Zunahme dieses Durchmessers bei fortschreitender Aufwickelung des
Bandes 30, genau feststellen, bei welcher Winkelstellung einer ganz bestimmten Umdrehung
des Zahnrades 2o die betreffende Störung vorgekommen ist. Hieraus kann dann auch
die Störung an dem Antriebsrade des Zahnrades i und gegebenenfalls der Motorwelle
und somit im Motor selbst rückwärts genau festgestellt werden.
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Die Erfindung kann außer für die angegebenen Zwecke auch zur Kontrolle
aller Vorgänge der inneren Energieumformung chemischer und physikalischer Art (Verdampfung
chemischer Flüssigkeiten in Kesseln und Retorten usw.) sowie der Kondensation von
Flüssigkeiten verwendet werden. Ferner aber auch zur Kontrolle von bewegten oder
freistehenden Maschinenteilen.
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Alle oder einzelne Stromkreise der Einrichtung können durch getrennte
oder einen gemeinsamen Schalter (Druckknopf) bei Gebrauch ein- und bei Nichtgebrauch
ausschaltbar sein.