Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5229
.pdf
частотой среза, как это будет указано ниже.
Хотя между описанными выше конструкциями и конструкциями, описанными ниже как воплощения
изобретения, существует некоторое сходство, следует отметить, что если комбинация масс и упругих
элементов не спроектирована в основном в соответствии с принципами, изложенными ниже, преимущества
настоящего изобретения не будут получены.
В соответствии с изобретением, предлагается привод 70-го носителя записи для звуковоспроизводящих или
записывающих устройств, адаптированный для обеспечения равномерного вращения носителя записи
независимо от периодических изменений движущей силы, при этом передаточная машина 75 между
двигателем и носителем записи включает один или несколько упругих или эквивалентных соединительных
элементов, причем эти соединительные элементы и масса носителя записи и/или дополнительная масса или
массы 80 подобраны таким образом, чтобы образовывать механический фильтр нижних частот, имеющий
частоту среза ниже той, которая может быть воспринята ухом непосредственно как тон или косвенно путем
модуляции 85 слышимого тона.
Упругий соединительный элемент может деформироваться при изменении длины, как в случае винтовой
пружины, предназначенной для растяжения или сжатия, или при изгибе или кручении, как в случае листовой
пружины, предназначенной для изгиба или скручивания. Эквивалентное устройство включает в себя подъем
груза против действия силы тяжести, которая стремится вернуть детали в нормальное положение. В одном из
предпочтительных вариантов изобретения приводной двигатель расположен таким образом, чтобы
передавать непрерывное вращательное движение на держатель пластинок через соединительный элемент,
включающий легкие пружины, которые соединяют тяжелую вращающуюся массу, приводимую в движение
двигателем, с держателем пластинок, причем указанная масса и масса 1 держателя пластинок, а также
упругость соединительных пружин, пропорциональная таким образом, чтобы представлять собой
механический низкочастотный виброгаситель, обладающий характеристиками, указанными выше.
Изобретение будет более полно понято из следующего описания, приведенного в связи с прилагаемыми
чертежами.
При записи или воспроизведении речи и музыки с помощью фонографов посторонние вибрации могут
вызывать помехи или искажения из-за прямого воздействия мешающих частот или модуляции частот речи и
музыки. Оба типа помех возможны, поскольку большинство фонографов обладают выраженными
модулирующими характеристиками, а также характеристиками прямой передачи. Если мешающие вибрации
находятся в слышимом диапазоне, то как их прямое, так и модулирующее воздействие приводят к сложению
слышимых частот, которые представляют собой помехи, иногда обычно обозначаемые как искажения.
Например, мешающая частота 200 циклов в секунду, модулирующая частоту речи и музыки 800 циклов, как
известно, приведет к появлению частот 800 минус 200 или 600 циклов и 800 плюс 200 или 1000 циклов в
дополнение к прямым частотам 200 и 800 циклов. Все четыре частоты находятся в слышимом диапазоне.
Громкость частот 200 и 800 циклов будет существенно пропорциональна энергия, с которой они были
введены; и частоты, возникающие в результате модуляции, а именно, частоты 600 и 1000 Гц, — громкость,
зависящая как от энергии входящего сигнала, частот, результатом которых они являются, так и от
модулирующих характеристик аппарата.
Очевидно, что частоты 200, 600 и 1000 циклов будут несогласованными и, следовательно, приведут к крайне
нежелательному результату.
Если мешающие вибрации находятся ниже или выше слышимого диапазона, прямое воздействие имеет мало
значения, но результирующие частоты находятся в пределах слышимого диапазона. Даже частоты в
несколько циклов в секунду, которые значительно ниже слышимого диапазона, вызывают модулированные
частоты, отличающиеся всего на несколько циклов от частотного диапазона речи и музыки, которые,
следовательно, не различимы напрямую как мешающие частоты, но они вызывают очень заметные искажения
качества, проявляющиеся в виде биений или колебаний громкости, изменяющихся в явно неприятном
диапазоне. Одна из самых важных особенностей этого изобретения включает в себя средства для
предотвращения искажений, вызванных модификацией, и для этого используются фильтры нижних частот
для связи между фонографическим концом и другими частями аппарата. Фильтрующее устройство
предотвращает практически все посторонние вибрации от очень нескольких 70 циклов в секунду до даже доли
цикла в секунду, не допуская их попадания на устройство. фонографический аппарат.
В киноаппаратах рассматриваемого типа, в зависимости от конструкции механизма, возникает ряд мешающих
частот: 24 цикла в секунду от зубчатой передачи проектора, работающего со скоростью 24 кадра в секунду, 20
циклов в секунду от приводного двигателя, работающего со скоростью 1200 об/мин, 40 циклов в секунду от
двухниточного червячного механизма с передаточным отношением 86 к 1, приводящего в движение
проигрыватель, работающий со скоростью 331 об/мин, и 0,555 цикла в секунду из-за эксцентриситета
червячной передачи, приводящей в движение проигрыватель. Эти мешающие частоты находятся либо ниже
слышимого диапазона, либо в области, где ухо нечувствительно, и поэтому очевидно, что создаваемые ими
помехи будут в первую очередь связаны с модуляцией речевых и музыкальных частот. Механические
фильтры, используемые в данном изобретении перед проигрывателем, имеют частоту среза, равную доле
одного цикла в секунду, и поэтому их действие таково, что они в значительной степени устраняют негативное
воздействие мешающих частот, даже самой низкой из упомянутых выше, которая составляет 0,555 цикла в
секунду.
В соответствии с одним из вариантов данного изобретения, соединительное устройство между приводным и
ведомым элементами 105, посредством которого достигаются вышеуказанные цели данного изобретения,
включает механическую сеть из множества секций, предназначенных для подавления вибрационной энергии
выше определенной критической частоты 110 при передаче нулевой частоты, а именно, непрерывного
излучения. Такая сеть может включать множество вращающихся элементов, соединенных упругими
элементами, аналогично электрическому фильтру нижних частот 115, состоящему из множества секций,
каждая секция которого включает индуктивность последовательно с линией и емкость параллельно линии, как
описано и заявлено в британском патенте № 142115. Соответствующие величины затрат в механических и
электрических системах, как объясняется в статье под названием «Методы высококачественной записи и
воспроизведения речи и звука на основе телефонных исследований», 125 г-на Дж. П. Максфилда и г-на Х. К.
Иларрисон, начиная со страницы 493 журнала Bell System Technical Journal за 1926 год, том V, № 8 и № 130,
издаваемого American Telephone & Telegraph, стр. 271, 810. Необходимость и влияние оконечного устройства
механической сети обсуждаются в вышеупомянутой статье.
Используя резисторное оконечное сопротивление, практически равное импедансу нулевой частоты 65
плиточного фильтра, можно создать фильтр, состоящий из конечного числа секций, который будет
передавать частоты определенной полосы частот с практически одинаковой эффективностью во всем
диапазоне частот 70 этой полосы, подавляя при этом все частоты за пределами полосы.
Иными словами, для преобразования одной или нескольких резонансных пар элементов 75 в полосовой
фильтр необходима соответствующая оконечная нагрузка.
Секции могут быть построены из элементов, обладающих линейной, колебательной или вращательной
колебательной способностью. Если элементы являются вращающимися, то под «массой» понимается
эквивалентная масса в граммах на расстоянии одного сантиметра от оси вращения, а под «податливостью» —
эквивалентная податливость в сантиметрах на дин на расстоянии одного сантиметра от оси вращения. Две
секции могут быть соединены между собой с помощью звуковой рычажной системы, которая увеличивает или
уменьшает скорость колебаний и действует как трансформатор. Если линейно колебательная система
соединена с колебательной системой, подверженной вращению, на расстоянии одного сантиметра от ее оси
вращения, то считается, что они соединены по принципу трансформатора «один к одному», и если
соединение осуществляется на расстоянии двух сантиметров, то коэффициент трансформации будет равен
двум к одному, то есть силы будут увеличиваться в соотношении два к одному.
Две системы передачи, подключенные к противоположным сторонам трансформатора, должны иметь
относительные импедансы, соответствующие квадратам сил, действующих на обе стороны.
В системах с вращающимися элементами непрерывное вращение аналогично непрерывному электрическому
току, а колебания скорости вращения, следовательно, аналогичны наложенным переменным токам. Если
необходимо предотвратить практически все колебания скорости, достигающие ведомого элемента, так чтобы
он вращался с постоянной средней скоростью, то частота среза сети должна быть ниже частоты колебаний с
самой низкой возмущающей частотой, которая может составлять долю цикла или несколько циклов в секунду.
Массам и податливости необходимо придать такие относительные значения, чтобы критическая частота в
приведенном выше уравнении имела желаемое низкое значение.
Некоторые общие характеристики изобретения № 120 были в общих чертах описаны выше. Дальнейшие цели
и особенности будут рассмотрены в 5-страничном документе, а лучшее понимание типичных вариантов
осуществления можно получить из следующего подробного описания, связанного с изобретением № 125.
В журнале Американского института инженеров-электриков в Маларче за 1926 год, том 45, стр. 243–253, было
опубликовано следующее:
ME CH 1 AICAL ELECTRICAL.
Сила, F Напряжение, E Скорость, v Ток, i Масса, m Индуктивность, L Податливость, a Емкость, C Импеданс, z
Импеданс, Z Сопротивление, r Сопротивление, R Единственный термин, не входящий в общепринятое
употребление и, следовательно, требующий специального определения, — это «податливость», широко
известная как гибкость. Податливость — это отношение деформации к напряжению, измеряемое в степени
деформации упругой конструкции, например, изгиба под действием приложенной силы.
2
0 Другой способ количественного определения этого свойства любой упругой конструкции или пружины — это
выражение его в терминах силы, необходимой для создания единицы деформации, т.е. удлинения, прогиба,
кручения и т.д.
определяется как упругость. Сравнение этих определений показывает, что податливость является обратной
величиной более известного термина «упругость». Разумеется, следует понимать, что речь идет о полной
податливости или упругости элемента, и что значение модуля Юнга для материала участвует лишь косвенно.
Если в механической сети массы фактически соединены последовательно с механической линией передачи, а
податливые или упругие элементы фактически соединены параллельно с линией, то массам и податливости
могут быть присвоены такие значения, чтобы подавить практически всю энергию колебаний выше
определенной частоты отсечки, заданной уравнением f L\Ik 7 r em, где f — частота отсечки, c — податливость
сечения в сантиметрах на дин, а mn — масса сечения в граммах.
В механических системах, как и в электрических, импеданс определяется как отношение силы к скорости F/v
или Eli соответственно. Известная формула для импеданса на нулевой частоте бесконечной электрической
сети имеет вид: Из аналогичных свойств механических и электрических сетей легко видно, что импеданс на
нулевой частоте такой механической сети, при правильном подключении, определяется уравнением Z 271,810
с прилагаемыми рисунками.
Обращаясь к чертежам:
На рис. 1 представлен вид сбоку, демонстрирующий общую конструкцию, включающую кинопроектор и
проигрыватель виниловых пластинок.
Рис. 2 представляет собой вид с проектором и проигрывателем грампластинок, как показано на рис. 1 ниже
плоскости 2-2.
На рис. 3 показана форма соединения между двигателем и проигрывателем грампластинок.
На рисунках 4 и 5 показана модификация рисунка 3, в которой массы соединительной системы расположены
концентрически и представлены, соответственно, в боковом и торцевом видах.
На рисунках 6 и 7 также показана модификация рисунка 3, в которой массы представляют собой круглые
пластины, расположенные одна над другой, и показаны, соответственно, в виде бокового и торцевого видов.
На рисунках 8 и 9 показана дальнейшая модификация, использующая принципы, представленные на рисунке.
3
В которых массы состоят из круглых пластин, включая проигрыватель пластинок, причем пластины и
проигрыватель упруго или относительно подвижно поддерживаются соосно друг над другом на резиновых
опорах или на элементах, сконструированных таким образом, чтобы быть аналогичными по своей конструкции
упругими, и изображены в виде стальных шариков, удерживаемых в гнездах.
На рис. 10 показана дальнейшая модификация и упрощенная конструкция поворотного стола.
На рисунках 11 и 12 показана еще одна модификация конструкции муфты, в которой используется масляное
демпфирование; на них представлены, соответственно, вид сбоку и с торца.
На рисунках 13 и 14 показана еще одна модификация схемы соединения, в которой используется жидкостное
демпфирование; они представлены, соответственно, в виде боковой проекции и частичного торцевого вида.
На фиг. 15 и 16 показаны боковой и торцевой виды специальной многослойной червячной передачи.
На рис. 17 показан электрический фильтр, работа которого аналогична работе механических фильтров,
показанных на рис. 3–14 соответственно.
На фиг. 18 представлен общий вид механического фильтра для поддержки двигателя или других частей
аппарата; на фиг. 19 показана кривая частоты и затухания фильтра проигрывателя; и на фиг. 20 изображен
электрический фильтр, работа которого аналогична работе механических фильтров от приводного двигателя к
проигрывателю грампластинок. Там, где встречаются одинаковые обозначения, они обозначают одинаковые
части на разных чертежах. Фиг. 1 и 2 иллюстрируют одно из применений данного изобретения, включающее
общее описание проектора для видео и проигрывателя грампластинок, и показывают механические фильтры,
соединяющие различные части аппарата. Стандартный проектор, основные части которого обозначены
цифрами 10, 11 и 12, поддерживается сравнительно жесткими фильтрами 13, такими как войлок, пробка,
мягкая резина или демпфированные пружины, под своим основанием и соединен с приводным двигателем.
посредством специального гибкого вращающегося соединительного элемента 14, аналогичного
соединительному элементу 30, указанному ниже.
Все проекционные устройства могут быть стандартной конструкции, а их соединение с фонографом и
приводным двигателем осуществляется через опорные фильтры 13Sf) и специальный вращающийся
соединительный элемент 14. Фонограф включает в себя поворотный стол 20, пластинку 21, лежащую на
тонком слое войлока, воспроизводящее устройство 22, опорный рычаг воспроизводящего устройства 23,
монтажный элемент 24 для поддержки рычага воспроизводящего устройства и основную опорную раму 25,
которая, в свою очередь, опирается на многослойные фильтры 26, состоящие из чередующихся слоев
эластичного материала и твердого тяжелого материала. Поворотный стол дополнительно защищен от
вибрации пола с помощью амортизирующего или фильтрующего элемента 27, который может быть
изготовлен из такого эластичного материала, как мягкая резина или войлок, отделяющего металл основного
основания 25 от металла, непосредственно расположенного над элементами, приводящими в движение
поворотный стол 20, и контактирующего с ними. Поворотный стол вращается через червячный механизм и
промежуточный фильтр. Соединения внутри корпуса 28, 100 деталей которого показаны на фиг. 1, 1 и 16.
Червяк приводится в движение рычагом переключения 29, который, в свою очередь, соединяется через
специальную муфту 301 с двигателем 31. Эта муфта может состоять из двух коротких секций 105 из трубчатой
резины, одна из которых соединяется с валом двигателя, а другая — с валом 29, и обе соединены легким
металлическим трубчатым валом. Колесо 32 установлено непосредственно на одном конце вала двигателя
110 для обеспечения более равномерного вращения. Двигатель 31 также приводит в движение кинопроектор
через червяк и червячную передачу, установленные в корпусе 88, червячная передача которого соединяется с
валом 115, идущим к специальной муфте.
Элемент 14. Двигатель 31 установлен на опорной раме 34, которая, в свою очередь, опирается на
фильтрующие элементы 35, которые, подобно элементам 13 12)0, упомянутым ранее. Электрический кабель
860 соединяет двигатель с контроллером 27. Обращаясь, в частности, к рис. 2, на примере фонографа 292,
125 электрический звукосниматель, установленный на тонарме 23, поддерживается на прямой направляющей
24 через каретку 38, которая имеет три колеса 39 и 40-6, зацепляющиеся за левый и верхний края и 41 —
нижнюю правую сторону 130 271, 810 — направляющую 24. Эта направляющая поддерживается скобой 42,
закрепленной на корпусе редуктора 28. Несущая конструкция для поддержки воспроизводящего устройства
такова, что игла перемещается по внутренней окружности фонографа. Запись производится наружу вдоль
радиальной линии, как это видно из только что описанной схемы крепления.
Вагон 3'8 и рельс 24 спроектированы таким образом, что трение между вагоном и рельсом минимально.
Направляющая и каретка располагаются на направляющей таким образом, что рычаг 23 полностью
поддерживается и, следовательно, не вызывает изменений в контактном давлении игл на пластинку. При
размещении пленки в проекторе и пластинки на проигрывателе фонографа, которые работают совместно,
очевидно, что при описанной выше схеме соединения различных устройств воспроизведение невозможно при
условии обеспечения равномерного вращения и исключения колебаний в системе.
Подобные нежелательные вибрации устраняются, а равномерное вращение обеспечивается несколькими
специальными фильтрующими соединениями, о которых уже упоминалось. Подробное описание различных
фильтров, которые могут использоваться для связи фонографа с другими элементами системы, а также
описание их работы приведено ниже.
На фиг. 3 показан поворотный стол 20 фонографа, вращающийся с помощью электродвигателя 31, имеющего
постоянную среднюю скорость, которая может изменяться между определенными максимальным и
минимальным значениями. Такой двигатель может включать, например, контактор 65 с центробежным
управлением, который работает в связи с обмоткой возбуждения для поддержания скорости между
определенным максимальным и минимальным значениями.
Колебания скорости вращения двигателя (-45°) между верхним и нижним предельными значениями часто
нежелательны при использовании двигателя, особенно для привода поворотного стола фонографа. Скорость
вращения поворотного стола следует поддерживать как можно более постоянной, чтобы предотвратить
искажение записываемых или воспроизводимых звуков.
В идеальном исполнении, представленном на фиг. 3, обеспечивается средство соединения между двигателем
и вращающимся столом, позволяющее существенно подавлять колебания крутящего момента двигателя
между верхним и нижним линейными значениями; в результате чего вращающийся стол вращается с
практически постоянной скоростью, равной средней скорости двигателя. Соединительное устройство
включает в себя множество последовательно соединенных масс 50, 51, 52 и 53, соединенных
соответствующими упругими средствами. Эти упругие средства служат в качестве шунтирующих
сопрягателей. Для соединения двигателя используется упругий резистор Qd 54.
3-1 к массе 50; аналогичный упругий стержень соединяет массу 50 с массой 51; винтовая пружина 56
соединяет массу 51 с массой 70 52; в то время как множество упругих ремней 57 соединяет массы 52 и 53
вблизи их периферии. Упругий стержень 58, аналогичный стержням 54 и 55, соединяет массу 53 со шкивом 59,
который посредством ремня 60 75 вращает поворотный стол 20. Масса 50 включает в себя одно маховик,
установленный на валу, надлежащим образом поддерживаемом опорой 61. Способ поддержки должен быть,
предпочтительно, таким, при котором трение 80 мало, но важно, чтобы оно было очень близким к
равномерному, поскольку любые изменения трения приводят к возникновению вибрационных сил.
Массы 51, 52 и 53 каждая представляют собой два маховика, установленных на валах, соответствующим
образом поддерживаемых опорами 62, 63 и 64 соответственно. Система заканчивается механическим
сопротивлением, создаваемым магнитом 66, индуцирующим вихревые токи на краю проводящего диска 20.
Для создания концевого сопротивления может использоваться жидкостное демпфирование, описанное далее,
а также могут применяться другие способы.
На рисунке показаны упругие элементы 55, 56 и 57 различных типов, чтобы проиллюстрировать различные
формы, и их можно использовать взаимозаменяемо. Податливость в механическом фильтре, показанном на
рис. 3, может быть получена только из одного из показанных типов упругих элементов. Также показаны
некоторые массы 50 и 51 разных типов, чтобы показать, что эта особенность не ограничивается формой, в
которой каждая движущаяся масса представляет собой единый блок. Такая схема связи, как описанная выше,
аналогична электрическому фильтру нижних частот, состоящему из множества секций, каждая секция
которого включает индуктивность последовательно с линией и емкость параллельно с линией, поскольку
массы эффективно соединены тандемно для передачи движения вдоль связи, и поскольку соседние массы
связаны исключительно упругими средствами. Практически отсутствует затухание для непрерывного
движения, а именно, нулевой частоты, или для любой частоты, которую необходимо передавать. до
определенной частоты среза. Однако частоты выше частоты среза существенно подавляются. Поэтому такую
конструкцию можно назвать механическим фильтром нижних частот, состоящим из множества секций, каждая
из которых включает в себя массу, соединенную последовательно с линией, и упругий кулачок, соединенный
параллельно с линией.
Если требуется, чтобы система сцепления практически полностью устраняла все колебания скорости ротора
31, когда он отклоняется от своей постоянной средней скорости, то массам 50–53 и упругим элементам 54–68
следует придать такие значения, чтобы частота среза, определяемая уравнением Jc v m, рассмотренным
ранее, составляла долю цикла или всего несколько циклов в секунду.
Также предпочтительно оконечно заполнять линию импедансом нулевой частоты z = и сделать значение
последнего участка фильтра вдвое меньше, чем у обычного участка, то есть оконечно заполнять
механический фильтр в середине участка, чтобы импеданс фильтра можно было приблизительно приравнять
к постоянному сопротивлению на частотах ниже частоты среза. Преимущества оконечно заполнения фильтра
в середине участка, т.е. либо последовательно, либо параллельно, обсуждаются на странице 504 статьи
Максфилда и И. Эррисона, упомянутой ранее.
Способ расчета значений.
для массовых и упругих характеристик переворота.
Расположение элементов станет понятным из следующего примера: Если необходимо подавить все вибрации
с частотой ниже 5 циклов в секунду, передаваемые от двигателя через первую секцию THD-фильтра (рис. 3),
значения массы и податливости массы 50 и пружины 54, составляющих одну секцию соединительного
элемента, могут быть рассчитаны следующим образом:
Из формулы j см получаем 0 5 = ir см ( 0,57 r 2 = см ( 0 5 v)2 см = 1.
(O 5 ir)2 -2 467 ( 1 Предположим на практике значение L m = 100 000 грамм (mn — гипотетическая масса
каждого элемента, например, детали 5 G.
В зависимости от его геометрической формы, можно рассчитать (из значения mn) C 2.467:x 100000 6 06 o
0004053, что представляет собой податливость или угловую деформацию в сантиметрах на дин силы на
расстоянии одного сантиметра от оси вращения или «вращательных колебаний». Таким образом, значение
податливости, необходимое в соединении 54 между якорем двигателя 301 и массой 50, составляет
000004053, как указано выше. Это, очевидно, требует легкой пружинной конструкции для передачи
необходимого крутящего момента. Вал мог бы иметь разумный размер, если бы был изготовлен из такого
вещества, как резина. Точная структура или размер должны быть определены эмпирическими методами
путем тестирования различных конструкций до получения желаемого результата.
Теперь мы вычислим оконечное сопротивление для этого поезда.
Приведенное выше значение zoas равно ZO = V 2,1674300000 -157000.
Таким образом, при массе или моменте инерции 100 000 грамм на радиусе одного сантиметра 70 для
подавления частот выше половины цикла в секунду необходимо использовать пружину с податливостью
0,000004053 и обеспечить, чтобы сопротивление нагрузки 75 имело значение 157 000 дин на сантиметр в
секунду. Это значение можно определить методом фрикционного динамометра и измерить сопротивление на
радиусе одного сантиметра, когда носитель пластинки 80 движется с обычной скоростью. Это можно сделать
следующим образом: позволить носителю пластинки двигаться со скоростью 1 сантиметр в секунду на
радиусе 1 сантиметр и измерить сопротивление в дин на радиусе 1 сантиметр 85. При этом методе
фактическое сопротивление будет равно сопротивлению, полученному при единичной скорости, умноженному
на скорость, используемую на практике. Если сопротивление иглы на пластинке не имеет указанного выше
значения 90, необходимо будет увеличить сопротивление. любым из описанных здесь способов, например, с
помощью масляного демпфирования. Если внутреннее сопротивление иглы на пластинке и проигрывателя
окажется больше этого значения, необходимо будет рассчитать точные значения m и c из приведенных выше
уравнений.
Электрическая схема индуктивностей и емкостей аналогична схеме масс и податливостей механической
муфты, показанной на рис. 3, а также схемам, представленным далее.
На фиг. 17 показан низковольтный электрический фильтр, состоящий из множества секций, каждая секция
которого включает индуктивность, включенную последовательно с линией, и емкость, включенную
параллельно линии.
Индуктивности от -50 до 531 и 201 соответствуют массам, показанным на рис. 3, а емкости от 541 до 581
соответствуют средствам упругой связи, показанным на рис. 3. Сопротивление 661 соответствует
механическому сопротивлению, вызванному потерями на вихревые токи, создаваемыми магнитом 66 115
271,810, действующим на докторантуру 20. Масса диска 2?
0 Представлено индуктивностью 20 ' Т 1. Эта аналогия ясно видна из рассмотрения действия J 5 двух систем.
В электрической системе напряжение, приложенное к одному набору клемм сети, вызывает протекание тока
через систему. Напряжение на линии одинаково с обеих сторон шунтирующего элемента, например, 541, в то
время как ток на двух сторонах может быть разным из-за шунтирующего действия конденсатора 54 '.
Аналогично в механической линии сила, приложенная к системе, придает ей определенную скорость. Одна и
та же сила приложена к системе на обеих клеммах шунтирующего элемента, например, 54, в то время как
угловая скорость на двух клеммах элемента может быть разной.
В электрической линии один и тот же ток протекает по обеим клеммам последовательного элемента,
например, 501, в то время как напряжение на линии на двух клеммах элемента может быть разным.
Аналогично, в механической линии передача осуществляется с одинаковой скоростью по обеим сторонам
последовательного элемента, например, 50, в то время как сила в этих двух точках может быть разной из-за
реакции массы или инерции элемента 50. В механической линии упругие элементы 54–58 не изменяют
скорость, пока она остается непрерывной, подобно тому как шунтирующие конденсаторы 541–58 не
оказывают никакого влияния на постоянный ток. Аналогичным образом, массы 50–53 и 201 не изменяют силу
непрерывной скорости — подобно тому как индуктивности 501–531 и 201 не создают реактивного
сопротивления постоянному току. Таким образом, для всех частот ниже частоты среза механический фильтр
функционирует благодаря Периоды колебаний элементов изменяют лишь фазовое соотношение скорости и
силы, а не влияют на их абсолютные значения, подобно тому как электрический фильтр работает с током и
напряжением, в то время как колебания частот выше частоты среза ослабляются и существенно
подавляются.
Массы 50–53 и 20 на рис. 3 могут быть изготовлены из любого желаемого материала, например, железа, а
упругость 54–58 может быть обеспечена упругим материалом, который для указанной длины, толщины или
диаметра обладает надлежащей упругостью на единицу площади механического фильтра. Для быстрого
подавления колебаний, возникающих при запуске или остановке аппарата или при изменении скорости,
необходимо определенное механическое сопротивление, которое может быть введено путем использования
упругих материалов с высоким внутренним трением (-65%) или путем добавления демпфирующих элементов,
таких как показаны на рис. 11–16 включительно.
Устройство соединения, показанное на фиг. 4 и 5, аналогично устройству на фиг. 3, за исключением того, что
массы 73, 70, 74 и 75 представляют собой кольца, соединенные исключительно множеством эластичных
полос 76. Внутреннее кольцо 73 жестко закреплено на валу 77, который соединен с двигателем 31, в то время
как внешняя масса 75 действует как шкив 75 для ремня 60, ведущего к поворотному столу или другому
устройству, вращаемому двигателем.
Такая конструкция включает механический фильтр, состоящий из множества секций, каждая из которых
содержит последовательную массу и параллельную податливость, а эффективные массы колец 78, 74 и 75 и
суммарная эффективная податливость полос 76 могут быть выполнены таким образом, что элемент,
приводимый в движение ремнем 60, будет вращаться со скоростью 85, равной постоянной средней скорости
двигателя 31. Возможно запускать и запускать фильтр с массой, равной половине значения промежуточной
массы фильтра.
На рис. 4, например, показаны два участка длиной 90 градусов, масса 74, общая для обоих, вдвое превышает
массу концевых групп.
На фиг. 6 и 7 показано модифицированное устройство соединения согласно данному изобретению, в котором
двигатель 31 соединен с шкивом 81 на вертикальном валу 82 посредством ремня 60. На валу 82 установлен
диск 83, который действует как первая масса низкочастотного фильтра. Эта масса соединена со вторым
горизонтальным диском 84 упругими средствами, показанными более подробно на фиг. 7. Множество
двусторонних штифтов 86 выступают в конусообразные углубления на нижней поверхности диска 84 и
верхней поверхности диска 83, и эти двусторонние штифты 105 соответствующим образом соединены друг с
другом упругими полосами 87. Таким образом, масса 84 приводится в движение массой 83 через упругие
соединительные средства, созданные упругими полосами 87. Аналогичные упругие средства соединяют диск
84 со следующим диском 85, который покрыт тонким слоем из войлока или подобного материала и несет
фонографическую пластинку 21. Механический фильтр, позволяющий двигателю 31 вращать пластинку 21,
может иметь любое желаемое количество секций, аналогично описанному, а массам 83, 84 и 85 и
податливости 87 и 88 могут быть присвоены такие значения, чтобы пластинка 21 вращалась с постоянной
скоростью, равной средней скорости двигателя 31. Правильный выбор значений масс и податливостей
определяет эффективность этих устройств. На фиг. 8, 9 и 10 показаны дальнейшие модификации
соединительного устройства, охватываемые данным изобретением, особенно применимые к проигрывателю
фонографа.
На фиг. 8 и 9 изображен многодисковый тип 180 271,810, аналогичный показанному на фиг. 6. На валу 82
установлен диск 90, который служит первой массой низкочастотного фильтра. Эта масса соединена со
вторым диском 91 тремя или более упругими элементами 93, изготовленными из таких материалов, как мягкая
резина, пробка или тому подобное. Стеклянная пластинка 92 установлена над массой 91 с помощью
множества упругих элементов 94 практически таким же образом, как масса 91 установлена над массой. На
верхнюю массу 92 помещена фонографическая пластинка 21 с тонким слоем войлока между ними. Схема
соединения, показанная на фиг. 9, аналогична показанной на фиг. 8, за исключением того, что массы 95, 96 и
97 соединены между собой элементами 98 и 99, которые представляют собой шарики из твердого материала,
такого как сталь, удерживаемые в сферических углублениях. В предпочтительной форме в каждом участке
используются три шара с большим радиусом, чем у шаров.
В конструкции, показанной на рис. 9, изменения ускорения вращения диска 95, вызванные изменениями
скорости двигателя, будут компенсироваться массой пластин 96 и 97, вызывая небольшое угловое движение
этих пластин относительно друг друга и относительно диска 95. Этому будет противодействовать способ их
опоры, так что пластины 98 и 99 будут скользить вверх по бокам своих сферических гнезд или от своего
положения покоя, поднимая свои массы против силы тяжести.
Эффект от этого эквивалентен деформации резиновых стоек, разделяющих пластины на рис. 8, или
деформации пружинной конструкции, изображенной на рис. 7 и 7 и других рисунках. Податливость
конструкции в больших шариках 98 и 99 может быть рассчитана таким же образом, как и податливость
пружинных конструкций, описанных на других рисунках, и будет зависеть от веса и кривизны опорных
поверхностей. Рассматриваемая сила обусловлена силой тяжести, действующей для возвращения пластин в
их нормальное положение.
Смещение, возникающее в результате резких или внезапных изменений скорости вращения, — это величина,
на которую одна из пластин или дисков смещается относительно соседней пластины.
Податливость данной конструкции может быть измерена или получена путем измерения смещения в
сантиметрах на расстоянии одного сантиметра от центра, вызванного приложением заданной силы в точке
приложения заданной силы в динах вокруг этого значения.
Может использоваться аналогично тому, что описано в работе 10. Это несколько более простая конструкция
кожуха, состоящая из вала 82, 44-дюймового диска или массы 1 Q O, свободно облегающих вал, и
зажимаемых двух резиновых дисков 101, прикрепленных к валу, под массой 100 и резиновой шайбой 102,
удерживаемой гайкой 103 в верхней части вала.
Масса 100 фиксируется и удерживается упругими элементами 191 и 102, которые образуют упругий элемент
между валом 70 и диском 100. На диске 100 установлена фонографическая пластинка 2,1, опирающаяся на
слой войлока.
На фиг. 11 и 12 показано устройство муфты, в котором для демпфирования используется жидкость, например
масло 75, а также, помимо масс и податливости, эта муфта приводится в движение валом 29, несущим
червяк, который входит в зацепление со специальной червячной передачей, описанной далее, а также
описанной и заявленной в Спецификации, прилагаемой к нашей Заявке № 10.
283,529,
К колбе 130, на которой установлен диск 131, прикреплены как червячная передача, так и диск 131,
вращающиеся вокруг одной и той же вертикальной оси. К этим массам и непосредственно прикреплены к
диску 131 на равных угловых расстояниях друг от друга множество радиальных податливых элементов в виде
пружин 132, 133 и 1341, которые, в свою очередь, соединены с вращающейся массой. Вращающаяся масса
135 жестко соединена с поворотным столом 20 над упругими соединительными элементами, и, вращаясь с
той же средней скоростью, что и червячная передача 95, поворотный стол может свободно совершать
небольшое и изменяющееся угловое смещение относительно него через опорный подшипник 136. Масляный
редуктор включает в себя множество вращающихся концентрических цилиндров 7, интегрированных с 135 и
_расположенный -в неподвижном' элементе' 138, включающий 6, множество концепций, трио каналов,
неисправных Nrl, свободно очищающих вращающиеся элементы 1,37. Пространство очистки 105 заполнено
маслом, и разделяющие слои масла, которые, как правило, толще смазочных пленок, обеспечивают
демпфирование. Существенным требованием является то, что давление масла должно быть равномерным в
течение 100 оборотов. Центральная часть 139 под неподвижным масляным демпфирующим элементом
содержит камеру, в которой размещены червяк и специальная червячная передача. Неподвижная часть этой
муфты опирается на пьедестал 11,5 и соединена с приводным двигателем таким образом, что ?
s shoun на рис. 1 и 2:
Устройство для фрикционного демпфирования масла, показанное на рис. 11 и 12, расположено в таком
положении, что оно подвергается непрерывному вращению, а также 120 вибрациям, в отличие от устройств
на рис. 138 и 14, где это устройство фрикционного демпфирования подвергается только вибрациям. Простая
трущаяся поверхность не может быть заменена устройством для фрикционного демпфирования масла на рис.
11, 12, 12 с 6 непрерывными вращениями, поскольку работа, совершаемая с таким фрикционным
устройством, не является достаточной для поддержания давления на пройденном расстоянии, и тогда
вибрации не увеличивают работу, совершаемую с фрикционным устройством, и они не подавляются. Любое
фрикционное устройство, подвергающееся непрерывному вращению, для подавления вибраций должно
иметь скорость. Рассеивание энергии, пропорциональное некоторой мощности, превышающей первую
степень скорости движения.
На фиг. 13 и 14 показана конструкция соединительного устройства, в которой массы и упругие элементы
расположены примерно так же, как на фиг. 11 и 12, но сопротивление в устройстве для зажима масла
устранено при постоянной скорости. Устройство установлено на основной отливке 150, которая, в свою
очередь, поддерживается подходящим пьедесталом или основанием на фильтрах, аналогичных показанным
на фиг. 1.
Поворотный стол 151, на котором размещена пластинка 21, установлен на вертикальном валу 152. Давление
вниз этого вала 2,0 воспринимается подшипником 153. На нижнем конце отливки 150 расположен корпус 154
для размещения приводного червяка и специальной червячной передачи. Червяк 109 установлен на
приводном валу 29 и входит в зацепление с разъемными червячными передачами 111. Червячная передача
концентрично поддерживается подшипником в нижнем конце корпуса 154. Соединение между элементами
червячной передачи и валом 152 осуществляется с помощью пружин и радиальных соединительных
элементов 127 и 128 аналогично показанному и описанному в связи с фиг. 15 и 16. Пружины образуют упругую
связь между червячной передачей и валом, который она приводит в движение. Комбинированный хомут и
шкив 157 прикреплены болтами к верхней половине червячной передачи, так что Для предотвращения
продольного перемещения червячной передачи эта муфта 157, вместе с шайбой 153 из войлока или другого
подходящего материала, предотвращает любую существенную утечку масла из корпуса 154. Муфта 157 также
используется в качестве ременного шкива для привода соответствующей зубчатой передачи для
перемещения тонарма магнитофона или воспроизводящего устройства по пластинке. Устройство масляного
демпфирования крепится ниже комбинированной муфты и шкива 157. Оно образовано двумя основными
частями, обе из которых вращаются с одинаковым числом оборотов в минуту, но могут в любой момент иметь
небольшое угловое смещение относительно друг друга. Внешняя часть устройства масляного
демпфирования состоит из камеры, образованной верхней цилиндрической частью 159 и нижней
цилиндрической частью 160 для хранения масла. Эти две части камеры прикреплены болтами к червячной
передаче и вращаются ею. Нижняя часть 160 камеры может подниматься и опускаться и крепится к верхней
части 159 с помощью болтов 161. Вертикальный вал 152, на котором установлен поворотный стол, не имеет
прямого контакта с червячной передачей или внешней частью масляной камеры, но на его нижнем конце
расположен демпфирующий элемент 162, представляющий собой диск с рядом радиальных лопаток, которые
плотно прилегают к нижней части 160 масляной камеры. Нижняя часть 160 масляной камеры содержит такое
же количество радиальных лопаток, как и элемент 162; на чертеже для каждого элемента показано по четыре.
В этом демпфирующем устройстве радиальные лопатки каждого элемента расположены симметрично и
симметрично относительно друг друга. Детали обработаны таким образом, чтобы иметь небольшой зазор.
Камера 160 заполнена маслом до уровня выше верхней части элемента 162. Когда между двумя элементами
160 и 162, несущими радиальные лопатки, происходит небольшое угловое смещение, масло продавливается
через зазоры между лопатками, обеспечивая тем самым желаемое демпфирование. Необходимый зазор
можно получить, опуская или поднимая элемент 160, что увеличит или уменьшит зазор или пространство
утечки между верхней и нижней кромками лопаток, несущих элементы 160 и 162 соответственно.
В данной конструкции масляное демпфирование не создает трения на валу 1592 и полностью неактивно,
когда угловая скорость червячной передачи постоянна, но при любом резком увеличении или уменьшении
скорости вращения демпфирующее устройство немедленно начинает действовать.
Схема, показанная на рис. 11 и 100 12, а также на рис. 13 и 14, включает в себя важные особенности
механического фильтра нижних частот, которые желательны для записи, но не столь необходимы для
воспроизведения. По этой причине эти усовершенствования 105 показаны не все на рис. 1, который
раскрывает воспроизводящий узел, хотя и использует в основном те же общие принципы.
Соседние файлы в папке патенты