DE652801C - Verfahren zur Umwandlung von elektrischen periodischen Vorgaengen in mechanische Schwingungen - Google Patents

Description

Die üblichen Verfahren zur Erregung von mechanischen Schwingungen auf elektrischem Wege beruhen im allgemeinen darauf, daß durch das periodisch sich ändernde elektromagnetische Feld auf das mechanische Schwingungssystem mechanische Zieh- oder Drehkräfte ausgeübt werden. Will man dabei besonders kräftige Schwingungen erhalten, so werden zweckmäßig Resonanzerscheinungen ausgenutzt, indem« man die Frequenz der durch den Wechselstrom erzeugten Kräfte möglichst gleich der Eigenschwingungszahl des Systems macht.

Das neue Verfahren beruht auf einer grund-

t5 sätzlich anderen physikalischen Möglichkeit, solche Schwingungen zu erzeugen. Nach der Erfindung werden von dem Wechselstrom, der das elektromagnetische Feld erzeugt, nur periodische Änderungen der die Eigenschwingungszahl bestimmenden Größen bzw. Para-, meter (Schwungmoment, Richtkraft usw.) bewirkt. Weitere Unterscheidungsmerkmale zwischen dem neuen und den bekannten Verfahren bestehen in folgendem. Wie schon oben erwähnt, werden bei der üblichen Art der Schwingungserregung mittels periodischer Zieh- oder Drehkräfte dem System in den meisten Fällen die Schwingungen aufgezwungen. Diese Schwingungen werden bekanntlieh kräftiger bei Annäherung an die Resonanz. Bei dem neuen Verfahren werden Schwingungen nur in einem streng definierten engen Bereich erregt, und zwar in dem Bereich, in welchem die Frequenz der Parameteränderung genau oder annähernd die Hälfte der Eigenschwingungszahl des Systems beträgt. Außerhalb dieses Bereichs bekommt man überhaupt keine Erregung. Diese Frequenzbedingung allein ist aber ungenügend. Wie Theorie und Erfahrung übereinstimmend zeigen, muß eine weitere Bedingung erfüllt werden, und zwar muß die relative Amplitude der Parameteränderung größer sein als das effektive Dämpfungsdekrement des mechanischen Schwingungssystems.

Als Beispiel für die mannigfaltigen Ausführungsformen des Erfindungsgedankens sei das Folgende angeführt. Das mechanische Schwingungssystem sei gebildet durch einen einseitig festgeklemmten zylindrischen Stab, der an seiner freien Seite eine kreisförmige Scheibe trägt. Um kräftige Torsionsschwingungen dieser Scheibe entsprechend dem oben dargelegten Verfahren zu erzeugen, wird die Scheibe mit mehreren in bezug auf das Zentrum der Scheibe symmetrisch angeordneten Eisenmassen versehen, welche mit dem Zentrum durch Federn verbunden sind und sich nur radial bewegen können. Schickt man nun durch entsprechend angeordnete Feldmagnete einen Wechselstrom, so werden diese Massen periodisch angezogen und somit in

pendelnde Bewegung versetzt. Infolgedessen wird im Takte mit dieser Bewegung das Schwungmoment des Systems periodisch verändert, ohne daß dabei auf das System Drehkräfte ausgeübt werden. Macht man nun die Periodenzahl der Schwungmomentveränderung gleich oder ungefähr gleich der Hälfte der Eigenschwingungszahl der Torsionsschwingungen 'des Systems, so werden in derselben kräftige Torsionsschwingungen ausgelöst.

Durch entsprechende Getriebe kann man diese Schwingungen in bekannter Weise auch in Rotationsbewegung verwandeln.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abbri einen Längsschnitt durch die Vorrichtung und Abb. 2 eine Vorderansicht und zum Teil einen Querschnitt der Vorrichtung.

Die Vorrichtung besteht'aus einer Welle 1, welche mit dem einen Ende an einen Ständer 2 befestigt ist und an dem anderen, in tangentialer Richtung frei beweglichen Ende eine Scheibe 3 trägt. Der Durchmesser und die Länge der Welle werden so bemessen, daß an dem freien Ende ein genügend großer Verdrehungswinkel vorhanden ist. An dem Umfang der Scheibe 3- sind vier Eisengewichte 4 angeordnet, welche sich um eine bestimirite Größe radial verschieben können. Die Federn 5 ziehen die Gewichte in der Richtung zum Mittelpunkt des Systems, während die durch Wechselstrom gespeisten Magnete 6 dieselben in entgegengesetzter Richtung von dem Mittelpunkt zur Peripherie ziehen. Aus diesem Grunde bekommen die Gewichte 4 eine schwingende Bewegung in ■ radialer Richtung, und das Trägheitsmoment : eiesl aus Scheibe 3 und den Gewichten 4 bestehenden Systems wird periodisch geändert. 'Ist das Trägheitsmoment dieses Systems derart bemessen, daß die Frequenz der Eigendrehschwingungen des Systems der Hälfte der Frequenz der Trägheitsmomentsänderung gleich ist, so wird die Welle 1 mit |der Scheibe 3 in Drehbewegungen geraten. Diese Drehschwingungen werden in eine Drehbewegung durch ein Zahngesperre mit zwei Klinken 7 umgesetzt und auf die Welle 8 übertragen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren 'zur Umwandlung von elektrischen periodischen Vorgängen in mechanische Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß durch den elektrischen Vorgang eine periodische Änderung der die Eigensch wingungszahl eines mechanischen Systems bestimlmenden Größen (Schwungmoment, Richtkraft usw.) mit einer Frequenz vorgenommen wird, die genau oder annähernd das Doppelte der Eigenfrequenz des mechanischen Schwingungssystems beträgt und daß die relative Größe der Parameteränderung größer ist als das mit

   — multiplizierte logarithmische Dämpfungsdekrement des mechanischen Schwingungssystems.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen