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DE1238683B - Vorrichtung an einem Messgeraet zur Daempfung eines schwingfaehigen, einer Richtkraft unter-liegenden Geraeteteils - Google Patents

Vorrichtung an einem Messgeraet zur Daempfung eines schwingfaehigen, einer Richtkraft unter-liegenden Geraeteteils

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Publication number
DE1238683B
DE1238683B DE1960A0033749 DEA0033749A DE1238683B DE 1238683 B DE1238683 B DE 1238683B DE 1960A0033749 DE1960A0033749 DE 1960A0033749 DE A0033749 A DEA0033749 A DE A0033749A DE 1238683 B DE1238683 B DE 1238683B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oscillation
time
device part
follow
support member
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.)
Pending
Application number
DE1960A0033749
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Hans Ehrich
Martin Laessig
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.)
Raytheon Anschuetz GmbH
Original Assignee
Anschuetz and Co GmbH
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 Anschuetz and Co GmbH filed Critical Anschuetz and Co GmbH
Priority to DE1960A0033749 priority Critical patent/DE1238683B/de
Priority to CH35261A priority patent/CH383017A/de
Publication of DE1238683B publication Critical patent/DE1238683B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/02Rotary gyroscopes
    • G01C19/04Details
    • G01C19/16Suspensions; Bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/10Elements for damping the movement of parts

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Description

DEUTSCHES WSTWWl· PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Deutschem.: 42 d-1/01
Nummer: 1238 683
Aktenzeichen: A 33749 IX b/42 d
1 238 683 Anmeldetag: 20. Januar 1960
Auslegetag: 13. April 1967
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung eines schwingfähigen, einer Richtkraft unterliegenden Geräteteils, das durch ein federndes Band od. dgl. mit einem längs der gleichen Bahn beweglichen Tragglied verbunden ist, wobei das Tragglied infolge eines Nachlaufantriebes, der von einem den schwingenden Geräteteil abfühlenden Taster gesteuert wird, dem Geräteteil nachläuft.
Derartige Vorrichtungen gelangen bei zahlreichen Meßgeräten zur Verwendung, die einen schwingend gelagerten, einer Richtkraft unterliegenden Teil aufweisen, z. B. eine Kreuzspule, eine Kompaßnadel, ein Kreiselsystem, ein Pendel od. dgl. Unter dem Einfluß der Richtkraft hat der Geräteteil das Bestreben, eine bestimmte Ruhelage einzunehmen. Wird er aus der Ruhelage ausgelenkt, so führt er Schwingungen um diese Ruhelage aus. Diese Schwingungen werden durch den Taster abgefühlt, der fotoelektrisch, elektrolytisch, induktiv oder kapazitiv wirken kann und den Nachlaufantrieb steuert. Dieser Nachlaufantrieb läßt das Tragglied, mit dem der Geräteteil durch eine Feder verbunden ist, dem Geräteteil nachlaufen. Dadurch wird erreicht, daß die Stellung des Geräteteils hauptsächlich durch die Richtkraft und möglichst wenig durch die Feder beeinflußt wird, die nur der reibungsfreien Lagerung des schwingenden Geräteteils dienen soll. Die Dämpfungsvorrichtung bezweckt, die Schwingung des Geräteteils schnell abklingen zu lassen. Dabei ist es erwünscht, daß die Dämpfung stärkt wirkt, aber die Reibung des Geräteteils nicht erhöht und seine Ruhelage nicht beeinflußt. Auch soll die Stärke der Dämpfung unabhängig von der Temperatur sein, und die Dämpfung soll keine unerwünschten Kräfte auf das schwingende Geräteteil und dessen Lagerung ausüben.
Die gleichzeitige Erfüllung aller dieser Forderungen ist mit bekannten Dämpfungsvorrichtungen, deren Wirkung auf der Reibung von Flüssigkeiten oder Gasen oder auf der Erzeugung von Wirbelströmen beruht, nicht möglich, denn die Reibung von Flüssigkeiten oder Gasen hängt von der Temperatur ab, und bei der Erzeugung von Wirbelströmen lassen sich unerwünschte Kräfte auf das schwingende Geräteteil und dessen Lagerung nur schwer vermeiden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dämpfung des schwingend gelagerten Geräteteils zu schaffen, welche die vorstehend erläuterten Forderungen gleichzeitig erfüllt.
Erfindungsgemäß wird der Nachlaufantrieb durch eine Steuereinrichtung nur für eine kürzer als eine halbe Schwingungsperiode bemessene Zeit zur Einwirkung auf das Tragglied gebracht, während für den Vorrichtung an einem Meßgerät zur Dämpfung
eines schwingfähigen, einer Richtkraft unterliegenden Geräteteils
Anmelder:
Anschütz & Co. G. m. b. H.,
Kiel-Wik, Mecklenburger Str. 32-36
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Hans Ehrich, Schulensee bei Kiel;
Martin Lässig, Kiel-Hasseldieksdamm
Rest der Schwingungsperiode das Tragglied festgehalten und das federnde Band unter Torsionsspannung gesetzt wird. Diese Torsionsspannung übt auf den Geräteteil eine dessen Schwingung entgegenwirkende Kraft aus, die dem schwingenden Geräteteil eine entsprechende Energie entzieht und dadurch die Schwingung dämpft.
Die Größe der Torsionskraft des federnden Bandes, die der Schwingung des Geräteteils entgegenwirkt, läßt sich dadurch beliebig steigern, daß man die Federkonstante des Bandes entsprechend hoch bemißt. Die Meßgenauigkeit des Gerätes wird dadurch nicht beeinträchtigt, weil das Band nach Beendigung der gedämpften Schwingung entspannt ist. Die der Schwingung des Geräteteils entgegenwirkende Kraft läßt sich daher so hoch bemessen, daß die Dämpfung in ausreichendem Maße gewährleistet ist. Vorzugsweise ist die Steuerung in einer Weise ausgestaltet, derzufolge die Einwirkung des Nachlaufantriebes auf das Tragglied jeweils beginnt, wenn der schwingende Geräteteil an einem Umkehrpunkt seiner Schwingung ankommt. Schwingt der Geräteteil von dem Umkehrpunkt ausgehend zurück, so wird dabei die Feder durch den Nachlauf antrieb möglichst schnell entspannt, damit sie die Rückschwingung des Geräteteils, der bis zu dem Umkehrpunkt durch die Feder verzögert wurde, nur wenig beschleunigt.
Besonders bewährt hat sich eine andere Ausgestaltung der Steuerung, derzufolge die Einwirkung des Nachlaufantriebes auf das Tragglied ohne Rücksicht auf den Schwingungsumkehrpunkt in regelmäßigen Abständen beginnt.
Die Erfindung eignet sich zwar auch zur Dämpfung eines Geräteteils, der translatorische Schwingungen ausführt, doch eignet sich die Erfindung besonders
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zur Anwendung auf ein Instrument mit einem Drehschwingungen ausführenden Geräteteil, bei welchem das Tragglied der Feder um die Schwingungsachse drehbar gelagert und mit dem Gehäuse gekuppelt ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dabei das Tragglied unter Steuerung durch eine auf die Drehrichtung des Nachlaufantriebes ansprechende Steuereinrichtung, z. B. einen Schleppschalter, und durch einen Zeitschalter abbremsbar und gleichzeitig vom Nachlaufantrieb abkuppelbar.
Dabei kann das Tragglied mit einer Bremsscheibe und mit einer Herzkurvenscheibe versehen sein, und der Nachlaufantrieb kann einen ständig dem schwingenden Geräteteil unter motorischem Antrieb nachlaufenden Träger einer Rolle enthalten, die an dem Träger ein- und auswärts geführt und durch einen Magneten verstellbar ist und durch Andrücken an die Herzkurvenscheibe den Nachlaufantrieb zur Einwirkung auf das Tragglied bringt und durch Rückzug von der Herzkurvenscheibe diese Einwirkung beendigt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in den Zeichnungen wiedergegeben ist. In diesen zeigt
F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein das Verhältnis zweier Ströme messendes Kreuzspulinstrument,
F i g. 2, 3 und 4 Bewegungsdiagramme zur Erläuterung der Dämpfung und
F i g. 5 einen Grundriß einer in F i g. 1 im Schnitt gezeigten Einzelheit.
Zwischen den Schenkelnl eines Hufeisendauermagneten, also in dem Magnetfeld, dessen Kraftlinien waagerecht etwa parallel zur Zeichungsebene verlaufen, ist ein Läufer 2 derart angeordnet, daß er sich um die zu den Kraftlinien senkrecht verlaufende strichpunktierte Achse drehen kann. Dieser Läufer trägt Wicklungen 3 und 4, deren Wicklungsebenen lotrecht aufeinanderstehen und die getrennte, nicht näher veranschaulichte Stromzuführungen haben. Der Läufer 2 ist an einem zu ihm gleichachsig angeordneten federnden Band 5 aufgehängt. Er kann ferner durch einen an seiner Unterseite vorgesehenen Lagerzapfen geführt sein, der in eine entsprechende Lagerbohrung des Traggestells hineinragt, was in der Zeichnung nicht veranschaulicht ist. Der Läufer 2 ist stets bestrebt, im magnetischen Feld eine Gleichgewichtslage einzunehmen, die durch das Verhältnis der die Wicklungen 3 und 4 durchfließenden Ströme bestimmt ist. Ändert sich dieses Verhältnis, so schwingt der Läufer 2 in eine neue Gleichgewichtslage ein.
Damit diese Gleichgewichtslage durch die Federung des Bandes 5 nicht beeinflußt wird, ist das Band 5 an einem Tragglied 13 befestigt, das dem Läufer 2 nachzulaufen vermag und zu diesem Zweck einen Antrieb 8, 15, 9 hat, der durch einen den Läufer 2 abfühlenden Taster 7 steuerbar ist. Das Tragglied 13 und eine dieses umgebende rohrförmige Nabe eines Reibrades 9 sind gleichachsig zum Läufer 2 in dem Hals 10 eines auf dem Hufeisenmagneten 1 befestigten Gehäuses 11 drehbar gelagert und durch weiter unten näher beschriebene Einrichtungen für gewöhnlich starr miteinander gekuppelt. Die rohrförmige Nabe des Reibrades 9 ragt oben aus dem Hals des Gehäuses 11 heraus und trägt dort eine an ihr befestigte Anzeigescheibe 12, mit deren Hilfeman die jeweilige Lage des Läufers 2 ablesen kann. Der Nachlaufantrieb enthält einen im Innern des Ge-
häuses 11 angeordneten und an ihm befestigten Elektromotor 8, dessen Läufer einen Reibzapfen hat, der am Umfang eines am Gehäuse gelagerten zweiten ReibradeslS anliegt. Die Welle dieses Reibrades bildet mit ihrem unteren Ende einen Reibzapfen, der am Umfang des ersten Reibrades 9 anliegt. Der Motor 8 ist ein Wendemotor, der durch einen fotoelektrischen Taster 7 derart steuerbar ist, daß er über das Reibradgetriebe 15 die Anzeigescheibe 12 ständig ίο dem Läufer 2 nachlaufen läßt. Solange die Anzeigescheibe 12 und das Tragglied 13 in einer bestimmten gegenseitigen Grundstellung gekuppelt sind, bleibt das Band 5 daher frei von Torsionsspannungen. Denn diese können nur dann entstehen, wenn der Nachlauf des Traggliedes 13 gegenüber der Anzeigescheibe 12 aufhört und daher eine gegenseitige Verdrehung des Traggliedes 13 und des schwingenden Teiles 2 um die strichpunktierte Achse stattfindet.
Um nun die Schwingungen zu dämpfen, die aufao treten, wenn sich das Verhältnis der die Wicklungen 3 und 4 erregenden Ströme und damit die Winkellage der Richtkraft ändert, ist für den Nachlauf des Traggliedes 13 eine Steuerung vorgesehen, die den Tragteil 13 mindestens zeitweise mit einer Feder 5 spanas nenden Verzögerung hinter dem Geräteteil 2 zurückbleiben läßt.
Beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist die Steuerung des Nachlauf antriebes eine nachstehend erläuterte Ausgestaltung auf, derzufolge der Nachlaufantrieb für eine kürzer als die halbe Schwingungsperiode bemessene Zeit jedesmal dann zur Einwirkung auf das Tragglied 13 gebracht wird, wenn der schwingende Geräteteil 2 an einem Umkehrpunkt seiner Schwingung ankommt. Die Feststellung des Zeitpunktes dieser Umkehr erfolgt durch eine auf die Drehrichtung des Nachlaufantriebes ansprechende Steuereinrichtung, beispielsweise durch einen elektrischen Schleppschalter 21, der an einem Arm des ortsfesten Lagers des Reibrades 15 sitzt und mit Reibung an dem Reibrad 15 anliegt. Solange dieses Reibrad in der einen Umlaufrichtung läuft, hält es den Schalter 21 in der einen Schaltstellung und bringt diesen Schalter bei Umkehr der Drehrichtung in die entgegengesetzte Schaltstellung. Bei jedesmaliger Umschaltung liefert der Schalter 21 einen elektrischen Steuerimpuls.
Zum lösbaren Kuppeln des Traggliedes 13 mit der Anzeigescheibe 12 ist die folgende Anordnung getroffen: An dem Tragglied 13 sitzt ein aufwärts gerichteter Schaft, der durch die Nabe der Anzeigescheibe 12 hindurchgeht und auf seinem oberen Ende eine Bremsscheibe 20 trägt, an der ein am Gehäuse 11 angeordneter Bremsschuh 19 anliegt. Außer der Scheibe 20 ist noch eine unter dieser befindliche Herzkurvenscheibe 14 starr mit dem Schaft des Traggliedes 13 verbunden. An diese Herzkurvenscheibe 14 vermag sich eine Rolle 18 anzulegen, die in radialer Richtung verschwenkbar von einem Arm 17 getragen wird, der seinerseits an einem in der Anzeigescheibe 12 gelagerten Drehzapfen sitzt und durch einen von der Anzeigescheibe 12 getragenen Drehmagneten 16 verschwenkt werden kann. Wird die Wicklung dieses Drehmagneten erregt, so verschwenkt er den Arm 17 mit Bezug auf F i g. 5 im Gegenuhrzeigersinn, so daß die Rolle 18 auf den Umfang der Herzkurvenscheibe 14 gedrückt wird und diese in die in F i g. 5 gezeigte Lage verdreht. Zum Nachlaufantrieb gehören also nicht nur der Nachlaufmotor 8, das Reibrad 9 und
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die unter dessen Einfluß ständig dem schwingenden Geräteteil 2 nachlaufende Anzeigescheibe 12, sondern auch der Drehmagnet 16 und der Arm 17, desden Rolle 18 auf der Anzeigescheibe 12 ein- und auswärts geführt, durch den Magneten 16 verstellbar ist, durch Andrücken an die Herzkurvenscheibe 14 den Nachlauf antrieb zur Einwirkung auf das Tragglied 13 bringt und durch Rückzug von der Herzkurvenscheibe diese Einwirkung beendigt. Dabei wirkt die Anzeigescheibe 12 als Träger der Rolle 18.
Die Wicklung des Drehmagneten 16 wird durch einen Ruhekontakt eines Relais R jedesmal dann erregt, wenn dieses Relais den vom Schleppschalter 21 gelieferten Steuerimpuls erhält. Dieser Schleppschalter besteht aus zwei Kontakten, die an dem Reibrad 15 angeordnet und mit der einen Klemme der Wicklung des Relais R verbunden sind, und aus einem dritten zwischen diesen beiden Kontakten angeordneten Schaltarm, der auf der Welle des Reibrades 15 frei drehbar gelagert, aber an dem Lagerbock abgebremst ist, der am Gehäuse 11 befestigt ist und das Lager des Reibrades 15 trägt. Dieser Schaltarm ist mit der anderen Klemme der Relaiswicklung über eine Stromquelle verbunden. Solange sich das Reibrad in ein und derselben Richtung dreht, liegt der Kontaktarm an dem einen der beiden am Reibrad 15 befestigten Gegenkontakte an. Kehrt das ReibradlS indessen seine Drehrichtung um, so hebt sich dieser Kontakt von dem Kontaktarm ab, während sich gleichzeitig der andere der beiden Kontakte dem Kontaktarm nähert und dann in Berührung mit ihm gelangt und dann den Kontaktarm in der Gegenrichtung mitnimmt. Infolgedessen wird der Stromschluß zwischen dem Kontaktarm und den beiden Gegenkontakten vorübergehend getrennt. Diese vorübergehende Unterbrechung des Stromkreises, in welchem die Wicklung des Relais R liegt, stellt den Steuerimpuls dar.
Das Relais R ist in an sich bekannter Weise so ausgestaltet, daß es beim Stromloswerden seinen Anker sofort fallen läßt, worauf dieser den Ruhekontakt schließt, aber bei Erregung den Anker mit einer einstellbaren zeitlichen Verzögerung anzieht. Infolgedessen stellt das Relais R einen Zeitschalter dar, durch dessen Einstellung bestimmt werden kann, wie lange jeweils der Ruhekontakt nach Auslösen des Steuerimpulses durch den Schleppschalter eingeschaltet bleibt. Für die Dauer dieser Einschaltung wird der Drehmagnet 16 erregt, was die Wirkung hat, daß die Rolle 18 an die Herzkurve 14 angedrückt wird und diese in die Lage der Fig. 5 dreht, wodurch das federnde Band 5 entspannt wird. Im Vergleich zur Schwingungszeit des Geräteteils 2 ist die Zeitdauer der Einschaltung des Nachlaufantriebes kurz bemessen. Danach wird der Magnet 16 wieder stromlos, und das Tragglied 13 wird dann wieder durch die Bremse 19, 20 festgehalten.
Die Feder 5 ist vorzugsweise so bemessen, daß die von ihr auf den Geräteteil 2 ausgeübte Kraft in gleichem Maße von der Relativbewegung zwischen dem Teil 2 und dem Tragglied 13 abhängt wie die auf den Geräteteil 2 ausgeübte Richtkraft von der Relativdrehung des Geräteteils 2 zum Richtkraftvektor (Nullage der Schwingung).
Die Wirkungsweise sei nunmehr an Hand der F i g. 2, 3 und 4 erläutert. In diesem gibt die Ordinate die Schwingungswinkel der Teile 2 und 13 und die Abszisse die Zeit an.
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Der schwingende Geräteteil 2 möge eine beliebige Lage haben und unter dem Einfluß der vom elektromagnetischen Feld ausgeübten Richtkraft eine Schwingung ausführen. Im Augenblick der Umkehr der Schwingung liefert der Schleppschalter 21 den Steuerimpuls, durch den der Drehmagnet 16 eingeschaltet wird und die Rolle 18 in die Lage der F i g. 5 bringt. Dadurch wird der Nachlaufantrieb zur Einwirkung auf das Tragglied gebracht und dreht dieses in kürzester Zeit in eine Winkelstellung, die der augenblicklichen Lage der Anzeigescheibe 12 entspricht, was eine Entspannung des federden Bandes 5 zur Folge hat. Alsdann schaltet der Zeitschalter den Drehmagneten 16 wieder aus, so daß die Rolle 18 keinen Druck auf die Herzkurvenscheibe 14 auszuüben vermag. Diese und das Tragglied 13 werden daher durch die Bremsscheibe 20 und den Bremsschuh 19 festgehalten. Der Nachlaufmotor 8 dreht unter Steuerung durch den Taster 7 indessen die Anzeigescheibe 12 ständig dem schwingenden Geräteteil 2 nach. Durch die Schwingung dieses Geräteteils wird das federnde Band 5 unter eine Torsionsspannung gesetzt, so daß es dem schwingenden Geräteteil 2 Schwingungsenergie entzieht und dieses verzögert.
Das beste Dämpfungsergebnis wird erzielt, wenn diese Verzögerung den schwingenden Geräteteil in demjenigen Augenblick zum Stillstand und zum Beginn der Umkehr bringt, in dem der Geräteteil seine durch die Richtkraft bestimmte Sollstellung erreicht. In diesem Augenblick wird dann durch den Schleppschalter wiederum das Zeitrelais stromlos gemacht, das den Drehmagneten 16 einschaltet, unter dessen Kraft dann die Teile 13, 14 und 20 entgegen der vom Bremsschuh 19 ausgeübten Reibungskraft mit großer Geschwindigkeit der Anzeigescheibe 12 und somit dem Geräteteil 2 nachlaufen. Dieser Nachlauf ist in F i g. 2 durch die senkrechte gestrichelte Linie angedeutet. Nach Beendigung dieses Nachlaufes wird der Drehmagnet 16 wieder stromlos. Die Teile verbleiben nun so lange in dieser Lage, bis eine Richtungsänderung der Richtkraft eintritt und einen neuen Schwingungsvorgang auslöst.
Der in F i g. 2 veranschaulichte Dämpfungsvorgang stellt einen Idealfall dar, der sich nur ausnahmsweise verwirklichen läßt. In diesem Idealfall ist die Folgegeschwindigkeit des durch den Drehmagneten 16 nachgeführten Traggliedes 13 unendlich groß angenommen. Die Zeit der Gleichstellung der Teile 12 und 13 ist also im Vergleich zur Schwingungszeit so klein, daß sie vernachlässigt werden kann. Aus diesem Grund ist die die Nachstellbewegung des Traggliedes 13 darstellende strichpunktierte Linie als senkrechte Linie angegeben.
Die F i g. 3 und 4 zeigen den Schwingungsverlauf bei Drehung der Herzkurvenscheibe 14 mit endlicher Geschwindigkeit. Dabei stellt die F i g. 4 eine in der Praxis erreichbare sehr gute Dämpfung dar.
Für jede Richtkraft kann man eine Charakteristik dadurch definieren, daß man die Änderung der Kraft für jede Einheit des Weges angibt. Wenn diese Charakteristik ebenso groß gemacht wird wie die Steifigkeit der Feder 5, dann übt die Feder auf das Tragglied 13 die gleiche Rückstellkraft aus wie die Richtkraft, wenn der Geräteteil 2 während des Stillstandes des Traggliedes 13 und des Richtkraftvektors aus seiner Nullage ausschwingt. Dadurch wird erreicht, daß nach einer Auslenkung des Läufers 2 seine

Claims (1)

Schwingung durch die Steifigkeit der Feder so beeinflußt wird, daß sie im Idealfall in der Nullage umkehrt. Wenn dann in diesem Zeitpunkt das Tragglied 13 in sehr kurzer Zeit nachgeführt wird, kommt der Läufer in der Nullage der Schwingung zur Ruhe. Bekanntlich hängt die Schwingungsdauer eines schwingungsfähigen Gebildes von dem Massenträgheitsmoment des schwingenden Geräteteils und von der Federsteifigkeit ab. Im vorliegenden Fall setzt sich die Federsteifigkeit aus der auf den Weg bezogenen Kraftänderung der Richtkraft und aus der auf den Weg bezogenen Kraftänderung des Federbands 5 zusammen. Infolge der dadurch verzögerten Federsteifigkeit wird im Gegensatz zu den üblichen Dämpfungsverfahren die Schwingungszeit verkürzt. Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung wird nicht nur eine sehr starke Dämpfung, sondern auch eine Verkürzung der Schwingungszeit erzielt. Der Sinn des kurzzeitigen Einschaltens und Ausschaltens des den Nachlaufantrieb bildenden Drehmagneten 16 ist es, die Bewegung des Traggliedes 13 gegenüber dem schwingenden Geräteteil 2 zu verzögern und dadurch das federnde Band S zu tordieren und diese Torsion alsdann wieder kurzzeitig aufzuheben. Die Einschaltdauer des Magneten 16 hängt von dem Verhältnis der Nachlaufgeschwindigkeit zur Schwingungsdauer des Geräteteils 2 ab. Der durch das kurzzeitige Einschalten des Drehmagneten 16 erzielte Nachlauf soll möglichst gerade so groß sein, wie der durch das Ausschalten der Nachführung entstandene Lagenunterschied zwischen dem Geräteteil 2 und dem Tragglied 13 war. Ein längeres Einschalten der Nachführung hätte zur Folge, daß die Feder 5 während der Zeit des Gleichlaufens nicht gespannt würde und damit während dieses Zeitraumes die Schwingung nicht gedämpft würde. Die Dauer der Einschaltung des Drehmagneten 16 ist also beispielsweise von der Verstärkung abhängig, mit der der Drehmagnet 16 gesteuert wird; sie ist weiter von dem Massenträgheitsmoment der nachzudrehenden Teile 13, 14 und 20 und der Getriebeteile 17, 18 abhängig. Ist die Geschwindigkeit, mit der das Tragglied 13 dem schwingenden Teil 2 nachgedreht wird, dem Stellungsunterschied zwischen den Teilen 2 und 13 verhältnisgleich, dann wird bei gleicher Einschaltdauer bei allen Amplituden annähernd der gewünschte Nachlauf erreicht. Ferner besteht die Möglichkeit, die Einschaltdauer noch in Abhängigkeit von der Amplitude der Schwingung zu variieren, um jeweils den gewünschten Nachlauf zu erreichen. Das bedeutet also, daß bei größeren Amplituden der Nachlauf länger eingeschaltet bleibt als bei kleineren Amplituden. Die Amplitude der Schwingung wird zweckmäßig durch eine vom Abtastsystem gelieferte Spannung dargestellt. Als Beispiel sei erwähnt, daß bei einer praktischen Ausführung eine Einschaltdauer der Nachführung von etwa 0,2 Sekunden bei einer Schwingungsdauer des Geräteteils von etwa 5 Minuten ausgezeichnete Ergebnisse lieferte. Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Hinsicht abgeändert werden. Liefert die Abtastvorrichtung 7 eine Steuergröße, die der Relativdrehung der Teile 2 und 9 verhältnisgleich ist, so kann der Schleppschalter 21 in Fortfall kommen und R5 durch eine elektronische Schaltung ersetzt werden, die von der durch die Abtastvorrichtung 7 gelieferten Spannung beeinflußt wird und anspricht, wenn diese Spannung ihren jeweiligen Höchstwert erreicht hat und bei Umkehr der Schwingung wieder abfällt. Auf diesen Spannungsabfall spricht dann das Zeitrelais an, das den Drehmagneten 16 einschaltet und nach Ablauf einer gewissen Zeit wieder ausschaltet. Die Bestimmung der Umkehrpunkte kann aber auch elektrisch dadurch erfolgen, daß die Phasenumkehr für den Nachlaufmotor bzw. die Umpolung der Abtastspannung benutzt wird, um den Umkehrpunkt der Schwingung zu erfassen. Zweckmäßig wird das Zeitrelais so eingestellt, daß die Einschaltdauer des Nachlaufmotors 8 in einem bestimmten, zur Amplitude der Schwingung proportionalen Verhältnis steht. Weiter bestünde die Möglichkeit, unter Fortfall der Teile 14, 16, 17 und 18 das Tragglied 13 und die Bremsscheibe 20 unlösbar mit der Anzeigescheibe 12 und dem Reibrad 9 zu kuppeln und den Schleppschalter 21 fortfallen zu lassen. In diesem Fall würde der Nachlaufmotor 8 durch ein Zeitrelais jeweils für eine bestimmte Dauer eingeschaltet werden, wenn eine Schwingungsumkehr des Läufers 2 stattfindet. Die Messung dieser Schwingungsumkehr würde wie bereits beschrieben durch elektronische Schaltmittel erfolgen, die von dem Abtastgerät 7 gesteuert werden. Auch empfiehlt es sich, den Nachlauf so zu steuern, daß die Drehzahl des Nachlaufmotors in einem bestimmten, zur Amplitude der Schwingung proportionalen Verhältnis steht. Auch kann die Steuerung so ausgestaltet werden, daß der Nachlaufantrieb in regelmäßigen Abständen jeweils für eine Zeitdauer wirksam gemacht wird, die im Vergleich zur Schwingungszeit des Geräteteils kurz bemessen ist. Dadurch wird erreicht, daß das Tragglied der Feder in Stufen dem schwingenden Geräteteil nachläuft. Die Feder wird daher absatzweise tordiert, und sie entzieht daher eine der Torsionsarbeit entsprechende Arbeit dem schwingenden Geräteteil, wodurch dieses gedämpft wird. Diese Wirkung kann dadurch erzielt werden, daß in regelmäßigen Zeitabständen der Drehmagnet 16 eingeschaltet wird. Die Zeitabstände werden vorzugsweise die Hälfte oder ein Viertel der Schwingungszeit sein. Wenn man dafür sorgt, daß das Zeitschaltwerk für den Drehmagneten bei der ersten Schwingungsumkehr des Läufers 2 erstmalig eingeschaltet wird, dann werden die folgenden Schaltungen annähernd in der Mitte und an den Umkehrpunkten bzw. nur an den Umkehrpunkten der Schwingung, also im günstigsten Zeitpunkt, erfolgen. Die Wirkung der Dämpfung kann durch Änderung der Torsionssteifigkeit des Federelementes, durch die Einschalthäufigkeit und durch die Einschaltdauer der Nachführung variiert werden. Patentansprüche:
1. Vorrichtung an einem Meßgerät zur Dämpfung eines schwingfähigen, einer Richtkraft unterliegenden Geräteteils, das durch ein federndes Band od. dgl. mit einem längs der gleichen Bahn beweglichen Tragglied verbunden ist, wobei das Tragglied, angetrieben durch einen Nachlaufantrieb, der von einem den schwingenden Geräteteil abfühlenden Taster gesteuert wird, dem Geräteteil nachläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachlauf antrieb (8, 9, 12, 16, 17) durch eine Steuereinrichtung (21) nur für eine kürzer als eine halbe Schwingungsperiode bemes-
DE1960A0033749 1960-01-20 1960-01-20 Vorrichtung an einem Messgeraet zur Daempfung eines schwingfaehigen, einer Richtkraft unter-liegenden Geraeteteils Pending DE1238683B (de)

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CH383017A (de) 1964-10-15

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