DE184212C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 e. GRUPPE

an den Magneten.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Oktober 1906 ab.

Resonanzapparate, bei welchen die Schwingungen elastischer Körper durch periodische Stöße feststehender Magnete erzeugt werden, z. B. Frequenzmesser mit skalenartig abge-

stimmten Stahlzungen, leiden unter dem Übelstand, daß die Zungen bei übergroßen Schwingungen an den Magnetkörper anschlagen. Man hat versucht, die Schwingungsweite durch einen federnden Anschlag

ίο zu bremsen, indes erweist sich dies in mancher Hinsicht als unzureichend und ungeeignet. Die vorliegende Erfindung gibt eine Vorrichtung an, durch welche nicht nur das lästige Anschlagen vermieden wird, sondern sich auch eine wesentliche Kraftersparnis sowie eine bedeutend geringere Abhängigkeit der Schwingungsweite von der Stärke der erregenden Kraft herbeiführen läßt.

Zur besseren Würdigung der neu erzielbaren Vorteile sei auf die hauptsächlichen Übelstände der bisherigen Konstruktion hingewiesen.

Fig. ι und 2 stellen einen Frequenzmesser für 60 bis 120 Polwechsel vor mit zwei Reihen Zungen, nämlich von 60 bis 90 und von 90 bis 120 Schwingungen; die hierfür günstigste Lamellenform für den Blättermagneten ist die eines Doppel-T. Wie leicht verständlich ist, müßte. ein genügender PoI-abstand zwischen P₁ und p_% bezw. p₃ und p_t eingehalten werden, erstens um die Spule s mit den Wicklungen w aufzunehmen, zweitens, um die Streuung durch die Luftstrecke (zwischen P₁ und p₂ gestrichelt) herabzudrücken. Da die Zungen entsprechend der Tonhöhe sehr verschiedene Längen besitzen, andererseits die Fußleisten f meist aus unmagnetischem Material bestehen, leuchtet ein, daß der magnetische Schluß durch die Zungen ■ recht unvollkommen ist, namentlich dann, wenn sich die Zunge im entferntesten Umkehrpunkt befindet. Diese Verhältnisse würden noch ungünstiger, wollte man den Magneten höher stellen.

Durch einen konischen Verlauf der oberen Pole kann man den kurzen Zungen von hoher Schwingungszahl mehr Erregungsenergie zukommen lassen als den langen, tiefen Zungen, wie das aus Fig. 2 ersichtlich ist, aber die Herstellung einer konischen Polfläche ist kostspielig, und außerdem macht das Ausprobieren der endgültigen Lage des Magneten beim Montieren des ganzen Apparates Umständlichkeiten. Schließlich können alle diese Hilfsmittel nichts gegen das Anschlagen der Zungen beim Überlasten des Magneten durch übergroße Spannung ausrichten. Es ist leicht einzusehen, daß bei wachsender Stromstärke die Schwingungsweite unverhältnismäßig rasch zunimmt, da die relative Annäherung der Stahlzungen an die Polflächen deren anziehende Wirkung stark erhöht.

Alle diese Übelstände werden durch das neue Verfahren behoben. Dies besteht darin, die Zungen oder andere Resonanzkörper nicht der Polfläche gerade gegenüber, sondern seit-

(2. Auflage, atisgegeben am jj. Mai igii.J

lieh versetzt anzuordnen, so daß sie bei starker Erregung an der Polfläche vorbeischwingen.

Fig. 3 und 4 sollen das Gesagte erläutern. In Fig. 3 sieht man von oben auf einen schmalen Blättermagneten sowie auf vier Zungen Z₁, Z₂, Z₃, Z₄. Von Z₁ und ,Z₃ ist nur die Breite und Dicke erkennbar, Z₂ und z₄ sind schwingend zu denken. Die Spule s ist in gewohnter Weise eingesetzt. Wird der Magnet erregt, so übt er auf die Zunge einen Zug aus, der am stärksten wirkt, wenn die Zunge ein wenig Abstand nach vorn besitzt, etwa wie z_z. Schickt man konstanten Gleichstrom in die Wicklung, so wird selbst bei starker Erregung die Zunge nicht so weit angezogen, daß sie an die Spule anschlägt, weil die Enden des Poles die Zunge gewissermaßen wieder herausdrängen.

' Diese Erscheinung ist durch die Pfeilstriche an den schwingenden Zungen z₂ und z₄ angedeutet. Die genaue, dem jeweiligen Zweck am besten entsprechende Ruhelage der Zunge ist Sache der experimentellen Ermittlung.

Fig. 4, deren linke Hälfte zuerst betrachtet werden mag, zeigt den Vorgang von der Seite gesehen. Man vergleiche diese Verhältnisse mit den in Fig. 1 geschilderten. Die Streulinie P₁-J)₂ ist nicht geringer geworden, aber die Kraftlinien greifen die Zungen an einem längeren Hebelarm an und erfahren durch die Zunge einen wesentlich besseren magnetischen Schluß. Dies gilt insbesondere für kurze Zungen, wie die rechte Hälfte der Fig. 4 lehrt, welche zudem eine geeignete Form des Polschuhquerschnittes zeigt; die Ausbuchtung b nimmt Rücksicht auf die gekrümmte Bahn der stark ausgebogenen, mit einem Fähnchen versehenen Zunge. An Wicklungsraum w wird durch konisches Wickeln der Spule s gewonnen.

Der Aufbau eines nach den neuen Grundsätzen gefertigten Magneten ist in Fig. 5 schematisch dargestellt.

Die mit 1 bis 7 bezeichneten Lamellengruppen können mit kürzeren Gruppen entweder aus magnetischem oder nichtmagnetischem Material abwechseln. Der erstere Fall wird durch Fig. 6 verständlicher gekennzeichnet; das untere, der Deutlichkeit halber mit übertretenden Randlinien gezeichnete Eisenstück entspricht dem neu eingeführten Magneten, zu dessen Unterstützung ein Blättermagnet nach alter Bauart in die Lücken eingelegt und zu gleicher Zeit vernietet wird. Durch Ändern der Armlänge dieses Hilfsmagneten lassen sich die erwünschten Schwingungsweiten noch weiter abstufen ; zu gleichem Zwecke dienen die Verbreiterungen der von den linken Enden von 6 und 7 in Fig. 5 gebildeten Lücken.

Im allgemeinen sind breite Lücken nur bei Resonanzapparaten mit großen, unter Umständen wie bei f in Fig. 5 seitlich verbreiterten Fähnchen anwendbar. Um bei einer großen Zungenzahl den Magneten nicht unmäßig zu verlängern, ist es ratsam, die Lücken schmal zu halten und statt dessen die Zungen mit einer entsprechenden Einschmälerung zu versehen, wie Fig. 7 und 8 lehren. In letztgenannter Weise wird das Stahlband entweder um einen rechten Winkel gekröpft oder mit einem rechtwinklig dazu versetzten Eisenblechstreifen versehen. Ebensowohl kann in die Zunge ein Ausbruch I (Fig. 9) gestanzt werden, derart, daß der Magnet beim Schwingen der Zunge durch dieses Loch tritt.

Fig. 10 erläutert eine Vereinigung der bisherigen Bauweise mit dem neuen Verfahren insofern, als die Polfläche nicht eingeschnitten zu sein braucht. Die Polkante ft übt einen in der Ruhestellung besonders kräftigen Zug auf die Kante b der Umbörtelung aus, der sich allmählich, d. h. beim Hineinschwingen der Zunge, entlang der unteren Polfläche verliert. Je nach Bedarf wird dies ganze Stück a-b-c-d oder nur ein Teil, etwa von a-b, aus Eisen bestehen; wenn nötig, kann die obere Polfläche auch noch lückenartig eingeschnitten sein.

Fig. 11 mag die Beispiele von Ausführungsformen, deren Anzahl sich ins Ungemessene vergrößern ließe, beenden. Sie unterscheidet sich von der letztgenannten Anwendungsart dadurch, daß die Schwingungen der eigentlichen eingespannten Zunge ζ nicht direkt, sondern erst durch eine zweite aufgesetzte Zunge Z₁ beobachtet werden.

Im vorhergehenden war hauptsächlich von Blättermagneten die Rede; das Verfahren läßt sich ohne weiteres, namentlich bei niederen Frequenzen, auch auf massive Magnete anwenden. Einen wichtigen Fortschritt jedoch, namentlich bei Resonanzapparaten für höhere Frequenzen, bedeutet die Möglichkeit, lediglich durch Aneinanderreihen von permanenten und Blättermagneten in abwechselnder Folge die sogenannte Transposition der Skalenwerte herbeizuführen, d. h. die Polarisation der Polwechsel und Umwandlung in Periodenwerte. Fig. 12 zeigt dies in einfachster Weise. Es ist hierin e der schraffiert gezeichnete Weicheisenkern, dessen obere Arme durch einen Stabmagneten m ersetzt sind. Die Pole des Stabmagneten werden durch den Wechselstrom einseitig verstärkt bezw. geschwächt und üben dadurch die bekannte polarisierende Wirkung auf die Erregung aus. Die Anordnung wird gewöhnlieh nach Fig. 13 erfolgen, d. h. mit gleichbleibender Polrichtung.

Sollen zwei gleichgestimmte Zungen paarweise, aber um i8o° verschieden schwingen (wie im D. R. P. 167494 eingehend beschrieben), so ist eine abwechselnde Folge wie in Fig. 14 am Platze. Es tritt dann auf zwei zu benachbarten Paaren gehörige Zungen jeweilig eine anziehende Kraft ein.

Um die polarisierende Wirkung solcher zwischengefügter Magnete zu erhöhen, könnten diese auch in Hufeisenform ausgebildet werden. Zur Schwächung der Wirbelströme empfiehlt es sich, die Magnete aus Stahlblech zu stanzen. Sie können dann mit den Weicheisenteilen unter Zwischenlegen unmagnetischer Lamellen aus Messingblech oder dergl. zu einem gemeinsamen Gefüge vernietet werden. Da indessen die Gefahr einer Entmagnetisierung durch starke Wechselströme nicht ausgeschlossen ist, werden die Stanzteile aus Stahlblech besser nach der in Fig. 16 gezeichneten Form ausgebildet, weil dann jeweils nur der eine Pol geschwächt und es den hinausgedrängten permanenten Kraftlinien ermöglicht wird, sich dichter durch die Luftstrecke zu schließen, etwa wie von />₃-^₄. Die Kraftlinienwirkung der einzigen Spule s verläuft hauptsächlich im Sinne von P₁-^₂-Hierbei läßt sich in einfachster Weise eine magnetische Kurzschlußvorrichtung anbringen, die aus einem zwischen Messingschienen drehbar gelagerten Eisenanker α besteht; um 90 ° gedreht, hebt er durch den magnetischen Kurzschluß die transponierende Polarisation auf.

Es sei schließlich noch erwähnt, daß die vorstehend beschriebenen Maßnahmen in ähnlicher Weise auch auf die nach D. R. P-. 161859 gebauten Resonanzapparate mit feststehenden Magnetmassen und beweglichem Kurzschlußanker anwendbar sind; ebenso ist die Anwendung der neuen Einrichtung nicht an geradlinige Polflächen gebunden, sondern auch für bogenförmig oder kreisförmig gekrümmte Magnete von Vorteil.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Vermeidung des Anschlagens eingespannter Resonanzkörper an den Magneten, dadurch gekennzeichnet, daß die der magnetischen Zugwirkung unterworfenen Teile der elastischen Körper an den festen Teilen des Magneten vorbeischwingen.

2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugkraft der Magnete bei größeren Amplituden geringer oder sogar entgegengesetzt gerichtet zur Wirkung kommt.

3. Eine Ausführungsform von Resonanzapparaten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß behufs Polarisation der Wechselströme permanente Magneten in das Magnetsystem mit eingeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.