DE861333C - Mechanisch-elektrischer Schwinger zur Erzeugung grosser sinusfoermiger Beschleunigungen von Massenteilchen - Google Patents

Mechanisch-elektrischer Schwinger zur Erzeugung grosser sinusfoermiger Beschleunigungen von Massenteilchen

Info

Publication number
DE861333C
DE861333C DEP22765A DEP0022765A DE861333C DE 861333 C DE861333 C DE 861333C DE P22765 A DEP22765 A DE P22765A DE P0022765 A DEP0022765 A DE P0022765A DE 861333 C DE861333 C DE 861333C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mechanical
frequency
vibrator according
electrical
resonant circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEP22765A
Other languages
English (en)
Inventor
Franz-Josef Dr-Ing Meister
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DEP22765A priority Critical patent/DE861333C/de
Priority to DEP34856A priority patent/DE879327C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE861333C publication Critical patent/DE861333C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/04Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

  • Mechanisch-elektrischer Schwinger zur Erzeugung großer sinusförmiger Beschleungiungen von Massenteilchen Die in der Prüf- und Meßpraxis bisher benutzten Schwingtische zeigen Mängel, die besonders bemerkbar werden, wenn größere Schwingleistungen aufgebracht werden sollen. Die mechanisch arbeitenden Schwingtische eignen sich nur für den Frequenzbereich unter 100 Hz. Mit elektrodynamischen Antrieben lassen sich unter normalen Bedingungen noch Beschleunigungen bis zur zehnfachen Erdbeschleunigung erzielen, auch können bis zu IOOO Hz rein sinusförmige Schwingungen erzeugt werden.
  • Sollen jedoch größere Schwingwege bei rein siusförmiger Bewegung auch bis zu sehr hohen Frequenzen erzeugt werden, so genügt der bisher verwandte einfache Schwinger mit fester Eigenfrequenz nicht mehr. Man hat sich bisher vielfach so beholfen, daß die Eigenfrequenz durch jeweiligen Einbau stärkerer oder schwächerer Federn oder durch Änderung der Massen in groben Stufen geändert wurde. Dies ist aber für Tische mit großem Frequenzbereich viel zu umständlich, abgesehen davon, daß die Einspannbeidingungen nicht so eingehalten werden können, daß eine gute Reproduzierbarkeit erreicht wird.
  • Um diese nachteile zu beheben, wird gemäß der Erfindung eine mechanisch-elektrischer Schwinger zur Erzeugung großer sinusförmiger Beschleunigungen vorgeschlagen, bei-dem-die Eigenfrequenz des mechanischen Systems in einem Frequenzbereich bis zu I000 Hz kontinuierlich für jede Frequenz durch Veränderung einer Federlänge z. B. mittels verschiebbarer Klemmbacken veränderbar ist, wobei der elektrische Schwinger, z. B. mit einer Selbstinduktion (Spule) und einer Kapazität (Kondensator), gleichzeitig mit der Verstellung der mechanischen Resonanzfrequenz des Tisches verstellt wird.' Die aufzuwendende Dämpfungsarbeit wird durch eine elektrische Entdämpfung so klein wie möglich gemacht. Zu diesem Zweck ist zwischen dem mechanischen und dem elektrischen Schwingkreis eine Regelstrecke angeordnet, die einen mechanisch-elektrischen Umsetzer oder Spannungsfühler in Form einer Schwingspule od. dgl., einen Filtersatz mit veränderlicher Frequenzkurve, einen Regelverstärker und einen Phasenschieber enthält.
  • Der Filtersatz dieser Regelstrecke enthält differentiierende und integrierende Glieder; differentiierende Filter sind erforderlich, wenn von tiefen Frequenzen auf hohe übergegangen wird und dabei die Geschwindigkeitsamplitude oder die Beschleunigungsamplitude konstant bleiben soll, integrierende Filter dann, wenn der Schwingweg frequenzunabhängig bleiben soll. Der Regelverstärker hebt die durch den Fühler erzeugte Spannung so weit an, bis der Schwingkreis die notwendige Entdämpfung besitzt. Der Phasenschieber schließlich ist notwendig, um die durch Integration oder Differentiation oder infolge Wirkleitungsverlust verschobene Phase zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung des Schwingkreises zu korrigieren.
  • Infolge der angeordneten Regelstrecke kann der Schwingtisch bei den einzelnen eingestellten Frequenzen sowohl mit konstanter Schwingwegamplitude als auch mit konstanter Schwingungsgeschwindigkeitsamplitude oder Beschleunigungsamplitude gefahren werden, wobei die Maximalwerte gemeint sind, die konstant bleiben sollen. Infolge der Selbsterregung fällt eine Steuerung über einen Summer fort.
  • Die Senderöhre des elektrischen Schwingkreises kann als Doppelröhre mit mehr aLs einem Gitter ausgebildet sein. Bei Verwendung einer solchen Doppelröhre werden der Schwingkreiskondensator und die Eigenfrequenz des mechanischen Schwingungssystems gleichzeitig mit den beiden Gitterkondensatoren verstellt. Statt einer Doppelröhre kann man auch zwei Mehrgitterröhren benutzen, wobei die mechanisch-elektrisch rückgekoppelte Steuerspannung dem einen Steuergitter und die rückgekoppelte Anodenwechselspannung dem anderen Steuergitter zugeführt werden.
  • Die kontinuierlich einstellbare mechanische Eigenfrequenz wird durch eine gleitende Einspannung der Federn erzielt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Enden der Federn in Schlitzen der Klemmbacken gleitend geführt werden. Die Federn sind mit einem sich in der Stärke ändernden metallischen Überzug versehen, so daß für die tiefen Frequenzen eine höhere Gleitziffer erreicht wird als für die hohen Frequenzen, bei denen dafür die Einspannziffer höher liegt. Auf diese Weise ist es möglich, bei den tiefen Frequenzen großeAmplituden zu erzielen und bei den hohen Frequenzen eine feste Einspannung zu haben, so daß die obere Frequenzgrenze sehr hoch gelegt werden kann.
  • Der Transformator zwischen der Regelstrecke und dem Schwingkreis kann mit einer Zusatzspule versehen sein. Hiermit kann die Spannung im Schwingkreis überprüft werden, oder man kann an dieser Zusatzspule eine Hilfsspannung abnehmen, so daß das Gerät als Tieffrequenzsummer zu benutzen ist. Schließlich kann man aber auch mit dieser Zusatzspule der Anlage eine Anregungsspannung zuführen.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Schwingers gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. I den Aufbau des mechanischen Schwingers im Schnitt, Fig. 2 das Schaltbild und Fig. 3 den Schwingkreis bei Betrieb mit Mehrgitterröhren.
  • Der Schwingkäfig 5 mit einer Aussparung 6 für den zu prüfenden Gegenstand wird von je zwei Blattfedern 7 und 8 gehalten, deren Einspannlänge 1 durch Versçhieben der Backenklemmen g und 10 in den Nuten II und 12 des Gehäuses 13 mittels der Spindeln 14 und 15 einstellbar gemacht ist. Diese Spindeln werden gleichzeitig z. B. mittels der Zahnräder I6 und I7 von einer Vorgelegewelle IS durch die Kurbel 19 gedreht, so daß man hiermit die Resonanzfrequenz mechanisch regeln kann.
  • Statt'des gezeichneten räumlichen Federsystems mit übereinanderliegenden Federn kann man auch ein ebenes System mit in einer Ebene liegenden Federn benutzen, das für größere Amplituden vorzuziehen ist.
  • Die Klemmbacken 9 und 10 und die Backenführungen müssen - außerordentlich biegungssteif sein. Die polierten Federn 7 und 8 gleiten in glatten Schlitzen der Klemmbacken, und zwar so, daß die Pressung in der Nut um so größer wird, je kürzer die Federlänge gemacht wird. Die Federn werden daher nach dem Schwingkäfig 5 zu kontinuierlich um einen sehr kleinen Betrag dicker (2 bis 5 pro mille). Diese Verstärkung ist durch-eine aufgetragene Weichmetallschicht, z. B. Kupfer od. dgl., erreichbar. Die Federn sind verkupfert und poliert, die Gleitflächen in den Backen gehärtet und poliert.
  • Wenn mehrere dünne Federn aufeinandergelegt werden, so braucht man nur die äußeren zu verkupfern.
  • Der Schwingkäfig 5 wird in bekannter Weise durch eine Schwingspule 20 im Luftspalt eines starken (nicht dargestellten) Magneten, also auf elektrodynamischem Wege, oder durch Arrziehung zweier. Eisenkerne, also auf elektromagnetische Weise, angetrieben.
  • Der elektrische Schwingkreis S des Schwingtisches erhält nach Fig. 2 als Sender eine Doppelröhre 21 in Gegentaktschaltung, wodurch eine hohe Schwingleistung erzeugt werden kann. Erfindungsgemäß wird der Schwing,kreiskondensator 22 gleich- zeitig mit der Verstellung der mechanischen Resonanzfrequenz des Tisches verstellt, in dem z. B. die Welle 23 des Schwingkreiskondensators 22 über ein Zahnrad 24 mit dem Antriebsrad i6 der Spindel I4 verbunden ist. Außerdem ist mit diesem Regelantrieb auch noch die Welle 25 verbunden, durch die die Gitterkondensatoren 23 und 24 sowie ein Kathodenwiderstand 25 gleichzeitig verstellt werden.
  • Zwischen dem mechanischen und dem elektrischen Schwingkreis S ist nun eine Regelstrecke 26 angeordnet, die einen mechanisch-elektrischen Umsetzer in Form einer Schwingspule 27 od. dgl. aufweist, die fest mit dem Schwingtisch verbunden ist. Diese Regelstreche erhält einen Filtersatz 1 mit beispielsweise vier Frequenzgängen. Durch diesen Filtersatz kann der Frequenzgang der vom Fühler erzeugten Spannung an der mitgeführten Schwingspule 27 und damit der Steuerspannung geändert werden. Hierdurch wird in gleichem Sinne der Frequenzgang des Tisches geändert, so daß entweder mit konstantem Schwingweg ,oder konstanter Schwingungsgeschwindigkeit - oder Schwingungsbeschleunigung gefahren werden kann, wobei jeweils der maximale Ausschlag gemeint ist. Die Anderung geschieht in vier Stufen an einem Stufenschalter: Stufe 1 : z = klo: : Dies bedeutet, daß der Tisch mit konstanter Schwingungsamplitude läuft. Wenn die Schwingwegamplitudea konstant ist, erzeugt die Schwingspule 27 nach dem Induktionsgesetz eine der Geschwindigkeitsamplitude proportionale Spannung e = a.w. Damit a konstant bleibt, muß daher die dem Verstärker über die Regelstrecke 26 zugeführte Spannung mit wachsender Frequenz w verringert werden, d. h. der' Wellenwiderstand z der Regelstrecke soll mit wachsender Frequenz fallen (Integrationsvierpol).
  • Stufe II : z = k: Der Tisch läuft mit konstanter Schwingungsgeschwindigkeitsamplitude. Ist der Wellenwiderstand der Regelstrecke konstant, so bleibt die der Geschwindigkeitsamplitude proportional der Spulenspannung e gleichzeitig die Verstärkereingangsspannung, d. h. der Schwinger läuft weiter mit konstanter Geschwindigkeitsamplitude.
  • Stufe III: z = k w: Konstante Beschleunigungsamplitude. Wenn die Regelstrecke einen mit der Frequenz r,j steigenden Wellenwiderstand besitzt, so wird die Schwingspulenspannung stetig mit wachsender Frequenz vergrößert. Der Verstärker steigert entsprechend die Antriebsspannung, so daß eine vorher konstante Geschwindigkeitsamplitude in eine konstante Beschleunigungsamplitude übergeht.
  • Stufe IV : z = k w2: Eine Entzerrungsstufe für den Amplitudenverlust bei hohen Frequenzen. Es treten nun Reibungsverluste auf, die im allgemeinen mit der Frequenz w wachsen und die Tischamplitude entsprechend verkleinern. Um sie auszugleichen, bedarf es eines weiteren Filters, das besonders dann wirksam werden soll, wenn der Tisch bei hohen Frequenzen mit konstanter Beschleunigungsamplitude laufen soll. Es muß dann an Stelle des Differentationsvierpols mit der Kenngleichung z = a> ein solcher mit der Kenngleichung z = k w2 verwandt werden.
  • Außerdem ist in der Regelstrecke ein Regelverstärker Y vorgesehen, der es gestattet, die Steuerspannung auf eine hinreichende Höhe zu bringen.
  • Der Phasenschieber P paßt die Steuerphase an die Schwingphase an, so daß eine Rückkopplung zustande kommt.
  • Der Transformator 28 zwischen der Regelstreckt: 26 und dem Schwingungskreis S kann mit einer Zusatzspule 29 versehen sein. t Mit dieser kann die Spannung im Schwingkreis überprüft werden, oder man kann an dieser Zusatzspule eine Hilfsspannung abnehmen, so daß das Gerät als Tieffrequenzsummer benutzbar ist.
  • Nach Fig. 3 kann man zur Leistungssteigerung an Stelle einer Doppelröhre zwei Senderöhren parallel betreiben. Benutzt man hierzu zwei Mehrgitterröhren 30 und 3I, so kann die mechanischelektrisch rückgekoppelte Steuerspannung dem einen Steuergitter und die rückgekoppelte Anodenwechselspannung dem anderen Steuergitter zugeführt werden. Eine Verstellung der Gitterkondensatoren ist dann nicht mehr erforderlich.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Mechanisch-elektrischer Schwinger zur Erzeugung großer sinusförmiger Beschleunigungen von Massenteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz des mechanischen Systems in einem Frequenzbereich bis zu IOOO Hz kontinuierlich für jede Frequenz durch Veränderung einer Federlänge, z. B. mittels verschiebbarer Klemmbacken (9, 10), veränderbar ist und daß der elektrische Schwinger, z. B. mit einer Selbstinduktion (Spule) und einer Kapazität (Kondensator 22), gleichzeitig mit der Verstellung der mechanischen Resonanzfrequenz verstellbar ist.
  2. 2. Schwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der erforderlichen Rückkopplung zwischen dem mechanischen und einem elektrischen Schwingkreis (S) eine Regelstrecke (26) angeordnet ist, die einen mechanisch-eiektrischen Umsetzer in Form einer Schwingspule (27) od. dgl., einen Filtersatz (I) mit veränderlicher Frequenzkurve, einen Regelverstärker (V) und einen Phasenschieber (P) enthält.
  3. 3. Schwinger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Doppelröhre (2I) der Schwingkreiskondensator (22) und die mechanische Resonanzfrequenz gleichzeitig mit den beiden Gitterkondensatoren (23, 24) verstellbar sind.
  4. 4. Schwinger nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Federn (7, 8) in Schlitzen der Klemmbacken (9, Io) gleitend geführt sind.
  5. 5. Schwinger nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (7, 8) mit einem sich in der Stärke ändernden metallischen Überzug versehen sind.
  6. 6. Schwinger nach. Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Nuten (11, I2) geführten Klemmbacken (9, 10) durch Spindeln (14, I5) über eine Vorgelegewelle (18) gegenläufig verstellbar sind.
  7. 7. Schwinger nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (28) zwischen der Regelstrecke (26) und dem Schwingkreis (S) mit einer Zusatzspule (29) versehen ist.
DEP22765A 1948-11-26 1948-11-26 Mechanisch-elektrischer Schwinger zur Erzeugung grosser sinusfoermiger Beschleunigungen von Massenteilchen Expired DE861333C (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP22765A DE861333C (de) 1948-11-26 1948-11-26 Mechanisch-elektrischer Schwinger zur Erzeugung grosser sinusfoermiger Beschleunigungen von Massenteilchen
DEP34856A DE879327C (de) 1948-11-26 1949-02-23 Mechanisch-elektrischer Schwinger zur Erzeugung grosser sinusfoermiger Beschleunigungen von Massenteilchen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP22765A DE861333C (de) 1948-11-26 1948-11-26 Mechanisch-elektrischer Schwinger zur Erzeugung grosser sinusfoermiger Beschleunigungen von Massenteilchen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE861333C true DE861333C (de) 1952-12-29

Family

ID=7368881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEP22765A Expired DE861333C (de) 1948-11-26 1948-11-26 Mechanisch-elektrischer Schwinger zur Erzeugung grosser sinusfoermiger Beschleunigungen von Massenteilchen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE861333C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0391130A1 (de) Einrichtung zur aktiven Schwingungsdämpfung
DE861333C (de) Mechanisch-elektrischer Schwinger zur Erzeugung grosser sinusfoermiger Beschleunigungen von Massenteilchen
DE438063C (de) Mechanisch hin und her bewegte Systeme
DE2528575B2 (de) Einrichtung zum Messen und gegebenenfalls zum Verändern der Eigenschwingungsfrequenzen eines metallischen Stabes
DE2928568A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der staerke eines massenstroms
DE1101582B (de) Vorrichtung zum Messen oder Regeln einer veraenderlichen Groesse auf elektrischem Wege
DE835168C (de) Als Einheit ausgefuehrtes, auf Druck ansprechendes Abtastgeraet fuer Kopierfraesmaschinen
DE1472360A1 (de) Elektromechanischer Schwingungserzeuger
DE835765C (de) Mechanisches, durch elektrische Einrichtungen in Schwingungen zu versetzendes Schwingsystem
DE497251C (de) Einrichtung zur Daempfung mechanisch schwingender Koerper, insbesondere bei akustischen Geraeten
DE885038C (de) Anordnung zur Beschallung von Metallschmelzen mittels elektromagnetisch erzeugter Schwingungen
DE898646C (de) Elektromechanisches Bandfilter
DE879327C (de) Mechanisch-elektrischer Schwinger zur Erzeugung grosser sinusfoermiger Beschleunigungen von Massenteilchen
DE872667C (de) Einrichtung zum Pruefen von Werkstoffen oder Bauteilen
DE2330288A1 (de) Frequenzbandfilter und verfahren zur herstellung desselben
DE1297924C2 (de) Einrichtung zum Verbessern der Stabilitaet von analogen Drehzahlregelkreisen
DE718098C (de) Auswuchteinrichtung
DE1488810C3 (de) Einrichtung zur stufenweisen Serienvervielfachung einer Frequenz
DE891462C (de) Vorrichtung zum Schneiden von Schallrillen vermittels elektrisch angetriebener Schneiddosen
DE694323C (de) Schwingungskreis, bestehend aus einer Festkapazitaet und zwei gegeneinander beweglich angeordneten Teilspulen
DE901314C (de) Elektrisches Geraet
DE730485C (de) Loetvorrichtung
DE705869C (de) Anordnung zur AEnderung der Phase und Amplitude von Hoch- oder Niederfrequenzschwingungen
DE468628C (de) Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen
AT113742B (de) Förderung von Massengütern mittels Förderrinnen.