DE678537C

DE678537C - Device for generating mechanical vibrations

Info

Publication number: DE678537C
Application number: DEB176584D
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Bruns
Original assignee: DR FRITZ BRUNS
Current assignee: DR FRITZ BRUNS
Priority date: 1936-12-11
Filing date: 1936-12-11
Publication date: 1939-07-17

Description

Einrichtung zur Erzeugung mechanischer Schwingungen * Die Er--."mdung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung mechanischer Schwingungen. Sie stellt sich insbesondere die Aufgabe, ungedämpfte mechanische Schwingungen in ' einfacher und sicherer Weise zu erzielen, für welche ein vielseitiges Anwendungsgebiet in Technik, Wissenschaft und Unterricht gegeben ist.Device for generating mechanical vibrations * The He -. "Mdung relates to a device for generating mechanical vibrations She introduces herself to achieve, for which a diverse range of applications in engineering, science and in particular the task of undamped mechanical vibration in 'simple and safe manner. Lessons are given.

Wenn bisher mehrere in einem strömenden Medium frei schwingbar gelagerte Flächen benutzt wurden, von denen jede folgende mit der vorhergehenden verbunden ist, wie z. B. etwa bei einer flatternden Fahne, so war es nicht möglich, mit einer solchen Anordnung ungedämpfte Schwingungen zu erzielen oder zu veranschaulichen.If so far several freely oscillating bearings in a flowing medium Areas have been used, each of which is connected to the preceding one is, such as B. for example with a fluttering flag, it was not possible with one such an arrangement to achieve or illustrate undamped vibrations.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß nur zwei starre, frei drehbar miteinander verbundene *Flächen mit konstantem Achsabstand verwendet werden.This is achieved according to the invention in that only two rigid, freely rotatable interconnected * surfaces used with constant center distance will.

Es hat sich gezeigt, daß diese beabsichtigte Wirkung nicht nur dann eintritt, weim die beiden Drehachsen parallel zueinander verlaufen, sondern auch dann, wenn sie aufeinander senkrecht stehen.It has been shown that this intended effect is not only occurs when the two axes of rotation run parallel to each other, but also when they are perpendicular to each other.

Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung läßt sich diese Einrichtung in der Weise als Antriebsmittel für Steuer- oder Getriebeteile verwenden, daß die festgelagerte Drehachse der ersten Schwingfläche mit Mitteln zur Ableitung einer Bewegung verbunden ist.According to a further development of the invention, this device use in such a way as a drive means for control or transmission parts that the fixed axis of rotation of the first oscillating surface with means for deriving a Movement is connected.

Wird die zweite Fläche zwangsläufig zur ersten Fläche geneigt gehälten, was sich durch den Einbau von Hindernissen, Anschlägen o. dgl. in den Weg der zweiten Fläche erreichen läßt, dann wird die Wirkung des Luftstromes erhöht.If the second surface is necessarily kept inclined to the first surface, what happens through the installation of obstacles, attacks or the like in the path of the second Can reach surface, then the effect of the air flow is increased.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung. ist in ihren Grundzügen in schematischenZeichnungen dargestellt. Es zeigt: Abb. i eine drehbar gelagerte, mit einer zweiten Fläche drehbar verbundene Fläche in einem Luftstrom, Abb.2 eine an einem drehbaren Stab gelagerte mit einer zweiten Fläche drehbar verbundenen Fläche in dem Luftstrom. Abb. 3 die Widerstandsvergrößerung der schwingenden Flächen und zugleich die Relativbewegung der Flächen gegenüber dem Luftstrom, Abb. 4 die Erzeugung von Drahtschwingtiiigen, Abb. 5 die Erzeugung von Schwingungen eines eingespannten Stabes, Abb. 6 die Erzeugung von ungedämpften Wasserwellen.The device according to the invention. is shown in its main features in schematic drawings. It shows: Fig. I a rotatably mounted surface rotatably connected to a second surface in an air flow, Fig. 2 a surface mounted on a rotatable rod rotatably connected to a second surface in the air flow. Fig. 3 shows the increase in resistance of the vibrating surfaces and at the same time the relative movement of the surfaces in relation to the air flow, Fig. 4 the generation of wire oscillations, Fig. 5 the generation of vibrations of a clamped rod, Fig. 6 the generation of undamped water waves.

Die Grundgedanken der Einrichtung gemäß der Erfindung zeigt Abb. i. An den Stäben 1, 2 oder an anderen geeigneten Befestigungsmitteln ist eine Fläche 3 in, der Weise drehbar angeordnet, daß die der Drehachse entsprechende Verbindung der EinspanlipunkteA-B horizontal liegt. An der Fläche 3 ist längs einer Drehachse 4, die parallel zur der. LinieA-B liegt, eine weitere Fläche 5 drehbar angeordnet. Mittels einer Luftdüse 6 o. dgl. wird ein Luftstrom von gleichmäßiger Geschwindigkeit in der Weise gegen die Flächen 3 und 5 geleitet, daß die Strörnun,-srichtung senkrecht zur Drehachse A-B steht. Dabei ergibt sich eine gleichmäßige Schwingung der Fläche 3 um die Achse A-B und der Fläche 5 um die Drehachse 4, wie sie punktiert angedeutet ist.The basic idea of the device according to the invention is shown in Fig. I. On the rods 1, 2 or on other suitable fastening means, a surface 3 is rotatably arranged in such a way that the connection of the EinspanlipunkteA-B corresponding to the axis of rotation is horizontal. On the surface 3 is along an axis of rotation 4, which is parallel to the. Line A-B lies, another surface 5 is rotatably arranged. By means of an air nozzle 6 or the like, an air stream of uniform speed is directed against the surfaces 3 and 5 in such a way that the direction of flow is perpendicular to the axis of rotation AB. This results in a uniform oscillation of the surface 3 about the axis AB and the surface 5 about the axis of rotation 4, as indicated by dotted lines.

An Stelle der starren Drel-iachseA-B kann gemäß Abb. 2 der PunktB als drehbarer Befestigungspunkt ausgebildet werden, und der C, iz Luftstrom der Düse 6 in der Weise schräg gegen die an die AchseA-B anschließende Fläche 7.geblasen werden, daß die Achse A-B eine Schwingbewegung samt der längs einer Drehachse 8 mit ihr verbundenen Fläche 9 ausführt.Instead of the rigid Drel-iachseA-B, the point B can be designed as a rotatable attachment point according to Fig. 2, and the C, iz air flow of the nozzle 6 is blown obliquely against the surface 7 adjoining the axisA-B that the axis AB executes an oscillating movement together with the surface 9 connected to it along an axis of rotation 8.

Die Anordnung nach Abb. 3 veranschaulicht dieWiderstandsvergrößerungder schwin. genden Fläche und soll gleichzeitig den übergang zur Relativbewegung der Flächen gegenüber dem verwendeten Medium -darstellen. Als Medium kann dabei natürlich nebenLuft jedes andere homogene Gas oder Gasgemisch und jede homogene Flüssigkeit oder Flüssigkeitsgemisch-Anwendung -finden. Die-Anordnung kann in horizontaler und vertikaler Lage durchgeführt werden. Auf zwei parallelen Führungsdrähten oder Führungsstäben , ii und 12 wird mittels geeigneter Ringösen ein Querdraht 13 geführt. In der Mitte dieses Querdrahtes 13 ist eine Fläche 14 drehbar angeordnet, mit welcher längs einer Drehachse 15 eine zweite Fläche 16 drehbar verbunden ist. - Wird der Querdraht 13 festgehalten und die an den Ringösen entstehende Zugkraft gemessen, so ergibt sich, daß der Widerstand der Flächen 14, 16 um so größer -wird, je höher die Zahl der Schwingungen ist, die durch den aus der Düse 6 austretenden Luftstrom erzeugt wird. Ebenso kann umgekehrt die Widerstandserhöhung bei der Erhöhung der 3eschwindigkeit -der Flächen gegenüber dem -ruhenden Medium nachgewiesen werden, wobei niJ der Erhöhung der Relativgeschwindigkeit j,#.weils auch eine Erhöhung der Schwingungszahl verbunden ist.The arrangement according to Fig. 3 illustrates the increase in resistance of the schwin. and should at the same time represent the transition to the relative movement of the surfaces in relation to the medium used. In addition to air, any other homogeneous gas or gas mixture and any homogeneous liquid or liquid mixture application can of course be used as the medium. The arrangement can be carried out in a horizontal and vertical position. A transverse wire 13 is guided by means of suitable eyelets on two parallel guide wires or guide rods, ii and 12. In the middle of this transverse wire 13, a surface 14 is rotatably arranged, to which a second surface 16 is rotatably connected along an axis of rotation 15. - If the cross wire 13 is held and the tensile force generated at the eyelets is measured, the result is that the resistance of the surfaces 14, 1 6 becomes greater, the higher the number of vibrations exiting from the nozzle 6 Air flow is generated. # Demonstrated the surfaces opposite the -ruhenden medium, where j NIJ the increase of the relative speed, weils also an increase in the number of vibrations is connected - Also, conversely, the resistance increasing with the increase of the 3eschwindigkeit..

Abb. 4 zeigt die Darstellung von Wellen, `und zwar insbesondere von Transversahvellen durch Drahtschwingungen. Ein Draht 16 wird in der Länge von beispielsweise 5 bis iom horizontal an geeigneten Befestigungsmitteln 18, ig- eingespannt. In der Nähe einer Einspannstelle wird eine Fläche 2 1 drehbar, aber seitlich un-#erschiebbar auf dem Draht 17 aufgebracht, mit welcher eine zweite Fläche 22 drehbar verbunden ist. Aus einer LuftdÜse 6 wird Luft gegen die Flächen 2 1, 2 2 geblasen, die dadurch in Schwingungen geraten. Diese Schwingungen werden auf den Draht 17 übertragen, der dann Transversalwellen mit Ausschlä-en bis zu einigen ZeiltimeLern zeigt, wenn die Spannung des Drahtes entsprechend gewählt ist.Fig. 4 shows the representation of waves, especially of transverse waves caused by wire oscillations. A wire 16 is clamped in a length of, for example, 5 to iom horizontally on suitable fastening means 18, ig-. In the vicinity of a clamping point, a surface 2 1 is applied rotatably but laterally immovable on the wire 17 , to which a second surface 22 is rotatably connected. Air is blown from an air nozzle 6 against the surfaces 2 1, 2 2, which start to vibrate as a result. These vibrations are transmitted to the wire 17 , which then shows transverse waves with excursions of up to a few line times, if the tension of the wire is selected accordingly.

Eine ähnliche Anordnung zur Darstellung von Wellen zeigt Abb. 5. Hier ist ein Stab 23 einseitig eingespannt. In genügender Entfernung von der Einspannstelle wird eine Fläche z4 drehbar angeordnet, mit welch-er -eine zweite Fläche --5 drehbar verbunden ist. Durch die Luftdüse 6 wird ein Luftstrom quer zur Stabachse und zu den Flächen 24, 25 geblasen, die. dadurch in Schwingungen geraten, welche sich auf den Stab 23 übertragen. Der Stab läßt dann gleichfalls Knoten- und Schwingungsbauch erkennen.A similar arrangement for the representation of waves is shown in Fig. 5. Here a rod 23 is clamped on one side. At a sufficient distance from the clamping point, a surface z4 is rotatably arranged, with which -he second surface -5 is rotatably connected. An air stream is blown through the air nozzle 6 transversely to the rod axis and to the surfaces 24, 25 which. as a result, vibrations are set in, which are transmitted to the rod 23. The rod then also reveals the nodal and oscillation bulges.

Diese Anordnung kann insbesondere auch eine vielfache Ausgestaltung als Lehrmittel erhalten. Die'Masse der schwingenden Fläche, ihre Breite und ihre Länge müssen genau gegeneinander abgestimmt sein. An einer geeigneten Stelle außerhalb des Knotens der Schwingung können Schnüre befestigt werden, welche zu einem ruhenden Punkt geführt werden. Diese Schnüre -zeigen dann je nach dem Abnahmepunkt die verschiedensten Schwingungsformen. Durch die Verbindung von Schnüren oder Fäden, die in gleichen Entfernungen von einem Schwingungsknoten abgenommen werden, kann auch die Aufhebung von Wellen gleicher Frequenz und entgegengesetzter Amplitude dargestellt werden. je nachdem die Fäden in Richtung der Schwingung oder senkrecht zur Richtung der Schwingung befestigt werden, können Longitudinalt' ZD wellen oder Transversalwellen dargestelltwerden. Durch die Verbindung von Schnüren kaiin au(J1i die überlagerung von Wellen gezeigt werden.This arrangement can in particular also be given a multiple design as a teaching aid. The mass of the vibrating surface, its width and its length must be precisely matched to one another. At a suitable place outside the node of the oscillation, cords can be attached, which are led to a point of rest. These cords then show the most varied forms of oscillation depending on the point of acceptance. By connecting cords or threads that are tied at the same distance from a vibration node, the cancellation of waves of the same frequency and opposite amplitude can also be represented. Depending on whether the threads are attached in the direction of the oscillation or perpendicular to the direction of the oscillation, longitudinal ZD waves or transverse waves can be displayed. By connecting cords kaiin au (J1i the superposition of waves can be shown.

Ein weiteres An-wendungsgebiet zeigt Abb. 6. Die hier dargestellte Anordnung enthält den eingespannten Stab 23 mit den schwingenden Flächen24, 25 und die Luftdüse6, wie die Anordnun- nach Abb.5. Gegen das äußere Ende des Stabesj der hier kurz gewählt werden kann., ist nach unten ein Stift 27 befestigt, der beim Ausschlag des Stabes nach unten den Spiegel einer in einem Becken 28 stehenden Flüssigkeit berührt. Durch die Schwingun-en des StabeS23 werden also infol-e des in regelmäßigen Abständen erfolgenden Eintauchens der Stabspitze ungedämpfte Flüssigkeitswellen erzeugt.Another area of application is shown in Fig. 6. The arrangement shown here contains the clamped rod 23 with the oscillating surfaces 24, 25 and the air nozzle6, like the arrangement according to Fig.5. Towards the outer end of the rod, which can be selected briefly here, a pin 27 is fastened downwards which, when the rod is deflected downwards, touches the level of a liquid in a basin 28. Due to the vibrations of the rod S23, undamped liquid waves are generated as a result of the immersion of the rod tip at regular intervals.

Die Beeinflussung der Schwingungsfrequenz wird insbesondere' duri#h die Änderung der Gesamtlän-e der beiden drehbar verbundenen Schwingungsflächen erreicht. Die Amplitude der Schwingung kann durch die Veränderung der Breite der schwingenden Flächen beeinflußt werden. Eine Veränderung der Grölk der schwingenden Massen er-ibt sowohleine Änderung, der Frequenz wie auch der Amplitude. Insbesondere kann auch durch eine zwangsläufige Steuerung in der Veränderung desWinkels, welchen die beidenSchwingungs-Ilächen miteinander bilden, oder durch die Anwendung eines Hindernisses für die zweite Schwingfläche eine außerordentliche Erhöhung des Widerstandes erreicht werden.The influencing of the oscillation frequency is in particular 'duri # h the change in the total length of the two rotatably connected vibration surfaces is achieved. The amplitude of the oscillation can be changed by changing the width of the oscillating Areas can be influenced. There is a change in the size of the swinging masses both a change in frequency and amplitude. In particular, can also by an inevitable control in the change of the angle which the two surfaces of vibration form with each other, or by applying an obstacle to the second oscillating surface an extraordinary increase in resistance can be achieved.

Claims

PATENT CLAIMS; i. Device for generating mechanical oscillations with the help of several freely oscillating surfaces in a flowing medium, each of which is connected to the preceding one, characterized in that only two rigid, freely rotatably interconnected surfaces with constant center distance are provided for generating undamped mechanical oscillations are.

2. Device according to claim i, characterized in that the axis of rotation, s of the two surfaces are perpendicular to each other '. 3. Device according to claim i, characterized in that the pivot axis of the first oscillating surface, which is fixedly supported, is connected to means for deriving a geared drive or control movement. 4. Device according to claim i, characterized by the insertion of an obstacle in the path - the second surface, whereby the inevitable control of the angle formed by the two oscillating surfaces is achieved.