-
Einrichtung zum Steuern des Ausschlages mechanischer Schwingungen
Es sind Einrichtungen zum Steuern des Ausschlages mechanischer Schwingungen
be-
kannt, bei denen der schwingende Teil mit Kontakten versehen ist, die
den Strom des die Schwingungen erregenden Antriebes in Abhängigkeit von den Schwingungen
beeinflussen. Derartige Einrichtungen, sind entweder in ihrer Schaltung sehr kompliziert,
oder die Steuerungswirkung wird durch die hei jeder Schwingung stattfindende Kontaktschalteng
dürch frühzeitige Zerstörung der Kontakte oder ähnliche Einflüsse beeinträchtigt.
-
Die Erfindung hat gegenüber den, bekannten Einrichtungen den Vorteil,
daß eine Kontaktschaltung nur dann stattfindet, wenn die Schwingungsausschläge von
ihrem Sollmaß abweichen. Sie besteht darin, daß der von den Schwingungen beeinflußte
Teil der Kontakte an einem Steuerhebel angeordnet ist, der sich infolge seiner Massenträgheit
oder einer Dämpfungswirkung oder infolge. gleichzeitiger Beeinflussung durch beide
seine Stellung über mehrere Schwingungen hinweg beibehält. Der Steuerhebel ist hierbei
doppelarmig ausgebildet. Der eine Arm tastet die, Schwingungen des zu steuernden
Schwingungssystems ab, während der andere Arm, zweckmäßig an seinem Ende, mit einem
Kontakt versehen ist. Wird an diesem Steuerhebel eine Masse oder eine Dämpfungseinrichtung
befestigt, so folgen die Bewegungen dieses Schwinghebels
nicht mehr
den Einzelschwingungen des schwingenden Systems, sondern lediglich den Aus.schlagsveränderungen.
Entsprechen die .=#,usscliläge dem gewünschten Sollwert, dann steht der Steuerhebel
in seiner Mittelstellung. Werden sie größer, dann drückt das schwingende System
den `I'astliefiel zurück. Der Steuerhebel folgt dieser Pewegung, hat aber infolge
seiner Trägheit oder infolge einer Dämpfungs-,virkung während einer Schwingperiode
nicht genügend "Zeit, um in seine Lage zurückzukehren, so daß er praktisch am Ausschlagsende
stehenbleibt. Ist auf diese Weise der Steuerhehl aus seiner- Mittellage gebracht,
so schliefst er einen Kontakt, der den Strom des die @rli.wingungen hervorrufenden
Erregermotors so ändert, daß durch Änderung der Drehzahl die Schwingungen wieder
auf den ursprünglichen 4@'ert zurückkehren. Verkleinern sich dagegen die Schwingungen
des zu steuernden Schwingungssystems, dann folgt ihnen der Testhebel unter dein
Einfluß einer beliebigen, verhältnismäßig geringen Kraft, die beispielsweise durch
eine schwache Feder oder durch die Schwerkraft hervorgerufen werden kann. Hierbei
wird ein. anderer Kontakt geschlossen, durch den der Antriebsmotor ebenfalls, jedoch
in umgekehrter Richtung als hei größer werdendem Ausschlag, beeinflußt wird. Die
Schwingungsausschläge werden durch diese. Beeinflussung des Erregers beispielsweise
durch Schnellerlaufen desselben vergrößert; sobald die Ausschläge ihren Sollwert
wieder erreicht haben, kehrt der Steuerhebel wieder in seine Mittellage zurück,
die Kontaktgabe hört auf, und die Schwingungsausschläge behalten ohne weitere Kontaktgabe
ihren eingestellten Sollwert bei, his durch neue Störungen der Steuerliebel zu neuen
Kontaktschaltungen veranlaßt wird. In der Zeichnung ist der Erfit*dungsb danlce
schematisch dargestellt: a ist ein schwingender Körper, der zusammen mit den Federn
b und c ein schwingendes System bildet, dessen Schwingungen geregelt hzw. gesteuert
werden sollen. Mit dem Teil a ist ein Arm d fest verbunden, der in
geringem Maße nachgiebig sein kann und daher zweckmäßig aus einer harten Feder gebildet
wird. Dieser Arm d arbeitet zusammen mit einer Tastschrauhe e, die an dein einen
Arm des Steuerhebels f einstellbar befestigt ist. Am äußeren Ende des längeren Armes
des Steuerhebels befindet sich ein Kontaktstück ä, das mit einer Leitung 1i. elektrisch
verbunden ist. Ferner befindet sich an dem Arm feine Masse i und der Kolben
k einer Dämpfungseinrichtung. Zu beiden Seiten des beweglichen Kontaktstückes g
befinden sich die festen oder gegebenenfalls etwas nachgiebigen Kontaktstücke l
und tii., die finit den beiden Polen einer beliebigen Stromquelle verbunden sind.
Die Kontakt; «-erden überbrückt durch einen Widerstand n. in dessen Mitte die Leitung
o zti eincm Motor p führt. Ferner ist die l-rregung dieses -Motors mit dem Wid.°rstand
u cerlitinden. Schließlich ist der Arm f noch mit einer schwachen Feder q verbunden.
-
Die Sch-Nvingungsausschläge «-erden durch die Tastschrauhe e eingestellt.
Bei Mittelstellung des Steuerliehels soll der Arm d diese Schraube bei jeder Schwingung
gerade noch berühren. wenn die Schwingungsausschläge die gewünschte Größe haben.
Werden die Schwingungen größer, dann wird die Schraube c bei jeder Schwingung nach
rechts gedrückt. und der lange Arm des Steuerhebels geht nach unten. Hierbei berühren
sich die Kontakte g und in. Da die Schwingungen verhältnismäßig rasch erfolgen,
kann der Steuerhebel f nicht zwischendurch in seine in der Zeichnung dargestellte
Mittellage zurückkehren, er bleibt vielmehr infolge seiner Trägheit und infolge
der Dämpfung in seiner unteren Lage und bekommt hei jeder Schwingung wieder einen
Anstoß nach unten. Die Kontakte ä und tn bleiben also geschlossen. L)aran ändert
auch der geringe nach oben gerichtete Zug der Feder c1 nichts. Durch die Berührung
der Kontakte g und ni wird ein Stromkreis geschlossen, der von dem Pluspol über
einen 'feil des Widerstandes ii, durch die Wicklung :nies Verstellmotors p und von
da über die Kontakte unmittelbar zti dein Minuspol fließt. Das hat eine Drehung
des Motors p in der eitlen oder anderen Richtung zur Folge, wodurch beispielsweise
der Widerstand eines weiteren die Schwingungen des Körpers a erregenden %lotc-)rs
verstellt oder in sonstiger Weise auf diesen Antriebsmotor eingewirkt werden kann,
mit dem Ziel, die Schwingungen der :-lasse a zu verkleinern. Sobald diese Verkleinerung
eintritt, erreicht der Arm d die Schraube e bei seinen Schwingungen nicht mehr,
infolgedessen wandert der Schwinghebel infolge des schwachen Zuges der Feder q langsam
nach, wobei sich die Kontakte- und in voneinander lösen und der Anker des Verstellmotors
stromlos wird. Die ursprünglich vorgesehenen Schwingungsausschläge sind wieder erreicht
und die Regelung ist beendet.
-
Werden aus irgendwelchen Gründen die Schwingungen der Masse a kleiner
als vorgesehen, dann wandert die Testschraube ebenfalls den kleiner werdenden Schwingungen
nach. Der Steuerhebel f kommt dadurch aus seiner Mittellage nach obere, wobei sich
die Kontakte J und l berühren. \ uninehr fließt ein Strom von dem Pluspol über die
Kontakte g und 1 sowie die Leitung h zu der
Wicklung des
Motors p -und vom dieser über einen Teil des Widerstandes tt zum Minuspol zurück.
Dies hat gleichfalls eine Drehung des Verstellmotors, jedoch im umgekehrten Sinn
wie vorhin zur Folge. Dadurch kann der Widerstand des Erregermotoers verstellt oder
in sonstiger Weise auf diesen eingewirkt werden, um die Schwingungsausschläge beispielsweise
durch Drehzahlerhöhung zu vergrößern. Während dieses Vorganges drückt der Arm d
die Schraube e und damit den Verstellhebel f bei jeder Schwingung um einen geringen
Betrag nach rechts, so, daß sich nach einiger Zeit die Berührung zwischen. den Kontakten
g und l wieder löst und der Regelvorgang zum Stillstand kommt, nachdem der normale
Schwingungsausschlag erreicht ist.
-
An Stelle der Verwendung einer Feder q könnte der Versstellhebel nach
links hin verlängert und dort mit einem. Gewicht versehen werden, wodurch gleichfalls
ein geringer Druck der Testschraube e nach links hervorgerufen werden könnte. Wesentlich
dabei ist, ebenso wie bei der Benutzung einer Feder, daß der Schwinghebel ein Schwingun
gssystem. mit sehr niedriger Eigenfrequenz bildet, damit er den verhältnismäßig
schnellen Schwingungen, die gesteuert werden sollen, nicht unmittelbar folgen kann.
In den meisten Fällen wird es genügen, den Testhebel nur einseitig anzubringen,
so daß er nur den einen Umkehrpunkt der Schwingungen abtastet. In manchen Fällen
dürfte es jedoch nveckmäßig sein, an Stelle des einen seitlichen Testhebels noch
einen weiteren Tastheb:el anzuordnen. Wenn das Schwingungssystem durch einen sehr
schwachen Motor angetrieben. wird, ist es möglich, ihn nicht mittelbar wie in der
Zeichnung dargestellt, sondern unmittelbar zu regeln, indem beispielsweise die Kontakte
unmittelbar mit der Felderregung des Antriebsmotors verbunden sind, wobei ihnen
Widerstände parallel geschaltet Sind, die im Falle der Regelung ganz oder teilweise
überbrückt werden.