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Seismograph oder Erschütterungsmesser Die mit Erschütterungsmessern,
Seismographen und ähnlichen Geräten aufgezeichneten Schwingungen von Fundamenten,
Gebäuden, Bodenbewegungen u. dgl. müssen, um ein zutreffendes Bild der zu untersuchenden
Bewegungen zu geben, von sämtlichen Eigenschwingungen und ähnlichen störenden Einflüssen
befreit werden, wenn die Eigenperioden der Störungen nicht gegenüber den aufgezeichneten
Schwingungen so klein sind, daß sie vernachlässigt werden können. Wenn dies - was
häufig vorkommt - nicht der Fall ist, müssen die Eigenschwingungen der Geräte durch
Versuche ermittelt werden. Hierzu hat man meist Schütteltische benutzt; diese sind
jedoch für Seismographen sehr hoher Vergrößerungen nicht mehr anwendbar. Außerdem
ist die Handhabung der Schütteltische kostspielig und auf kleine Apparate beschränkt.
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Andere bereits vorgeschlagene Verfahren bestehen darin, das Gerät
durch eine Hilfsvorrichtung, die dem Perioden- -und Amplitudenverlauf nach bekannte
veränderliche Schwingungen erzeugt, zu erregen und die hierdurch dem Instrument
aufgezwungene Schwingung durch das Gerät selbst aufzeichnen zu lassen, um alsdann
durch einen Vergleich dieser Aufzeichnung mit der gleichzeitig aufgezeichneten oder
sonstwie bekannten erregenden Schwingung das Eigenverhalten des Gerätes zu ermitteln.
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Durch die Erfindung wird ein Seismograph oder Erschütterungsmesser
mit einer besonders einfachen Einrichtung zur Ermittelung des Eigenverhaltens geschaffen.
Die Erfindung kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß die das Instrument
zu Schwingungen erregende Vorrichtung im Pendelgewicht selbst eingebaut ist. Durch
diese erfindungsgemäße Verbindung des Erregers der zur Untersuchung des Eigenverhaltens
dienenden Schwingungen mit dem Pendelgewicht selbst wird eine vollkommene Ausschaltung
aller Fehlerquellen bewirkt. Weiter wird durch die Erfindung der sehr wesentliche
Vorteil erzielt, daß die Untersuchung des Eigenverhaltens vor und nach Gebrauch
ohne irgendwelche Veränderungen des Gerätes vorgenommen werden kann. Jede Störung
durch sich sonst der Wahrnehmung entziehende Änderungen im Eigenverhalten des Gerätes
wird dadurch ausgeschlossen.
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Die Erfindung läßt sich besonders einfach in der Weise ausführen,
daß an dem Pendelgewicht selbst eine um eine Achse drehbare Masse mit Unwucht angeordnet
ist. Besonders zweckmäßig ist es, die Unwucht einstellbar zu
machen.
Die drehbare Masse kann beispielsweise aus einem drehbar gelagerten Rädchen bestehen,
an welchem kleine Zusatzgewichte außerhalb der Drehachse anzubringen sind.
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Als Ausführungsbeispiel ist in den Abbildungen ein Horizontalseismograph
nach der Erfindung schematisch dargestellt.
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Abb. i stellt schematisch eine Seitenansicht des Seismographen teilweise
im Schnitt dar, während Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb. i zeigt.
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Das Pendelgewicht i ist in üblicher Weise an Blattfedern 2 aufgehängt,
welche von dem Traggestell 3 getragen werden. An dem Pendelgewicht ist die Pendeltüte
q. angeordnet, welche die Pendelschwingungen mittels Seilzugs 5 in hin und her gehende
Drehungen einer Achse 6 überträgt, auf der ein Spiegel 7 angeordnet ist, der mittels
Lichtschreibers die Schwingungen des Pendels aufzeichnet. Erfindungsgemäß ist in
dem Pendel z. B. in. einer Ausnehmung ein um eine Achse g drehbares Rad io gelagert,
an welchem Gewichte, zweckmäßig auswechselbar, in exzentrischer Stellung befestigt
werden können. Wird das Rad io in schnelle Drehung versetzt, so zwingt die durch
das exzentrische Gewicht an dem Rad angebrachte Unwucht dem Pendel eine Schwingung
auf, deren Amplitude und Periode durch die Unwucht und die Drehzahl des Rades bedingt
ist und außerdem von der Eigendämpfung des Pendels, der Elastizität der Übertragungshebel
und sonstiger in der Bauart des Pendels bedingter Einflüsse abhängt. Diese weiteren
von dem Pendel abhängenden Einflüsse sind genau die gleichen wie diejenigen, durch
welche die mit dem Instrument aufgenommenen. Bodenbewegungen oder Fundamenterschütterungen
in dem aufgenommenen Seismogramm überlagert erscheinen.
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Wird das Rad nach dem Anwerfen sich selbst überlassen, so verlangsamt
die Drehbewegung sich infolge der Reibung, und entsprechend ändert sich die Periode
der durch die Unwucht bedingten, das Pendel erregenden Schwingung. Bei einer einzigen
Aufzeichnung durchläuft daher die erregende Schwingung den ganzen Periodenbereich,
so daß aus einer einzigen Aufzeichnung das Eigenverhalten des zu untersuchenden
Instrumentes für sämtliche in Betracht kommenden Perioden und Amplituden. zu ermitteln
ist. Durch die Aufzeichnung erhält man ferner den Verlauf der Vergrößerung in Abhängigkeit
von der Periode der Schwingung. Mit den so gewonnenen Ergebnissen ist man daher
in der Lage, ein mit dem untersuchten Instrument aufgenommenes Seismogramm von allen
den Einflüssen zu befreien, die durch das Eigenverhalten des Instrumentes bedingt
sind, so daß man aus dem Seismogramm die wahre Bodenbewegung mit Sicherheit ableiten
kann, gleichgültig, in welchem Periodenbereich die zu untersuchende Schwingung verläuft.
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Die umlaufende Masse kann entweder durch ein um. die Achse oder den
Umfang zu wickelndes Seil angetrieben werden oder durch einen Motor oder durch einen
Luftstromstoß.
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Um die Periode der erzwungenen Schwingung zu' ermitteln, kann man
sich verschiedener Methoden bedienen. Zweckmäßig kann man z. B. auf der Drehachse
des Rades einen Spiegel 8 anbringen, der in bestimmten Phasen des Umlaufes einen
Lichtblitz auf das lichtempfindliche Papier wirft und auf diese Weise die Periode
der durch die Unwucht erregenden Schwingung liefert.
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Bringt man an dem Pendelgewicht selbst einen Spiegel 8a an, so zeichnet
ein von diesem auf die lichtempfindliche Schicht zurückgeworfener Lichtpunkt die
Schwingungen auf, die das Pendelgewicht selbst um die Biegungsachse der Aufhängefedern
ausführt. Ein Vergleich dieser Schwingungen mit den von dem Schreibgerät des Seismographen
aufgezeichneten Schwingungen und mit der aufzwingenden Schwingung der Unwucht läßt
erkennen, ob etwaige Rückkopplungsschwingungen auf das Pendelgewicht zurückwirken.
Außerdem ergibt ein Vergleich der von dem Pendelgewicht aufgezeichneten Kurve mit
der Indikatorkurve, die das eigentliche Schreibgerät aufzeichnet, die Vergrößerung.
Die Biegungsachse der Blattfedern, um welche das Pendelgewicht schwingt, läßt sich
in jedem Fall leicht ermitteln, so daß der Abstand des Spiegels von der Schwingungsachse
ohne weiteres gemessen werden kann. Eine hinreichende Vergrößerung der Schwingungen
des von dem Pendelspiegel zurückgeworfenen Lichtstrahles läßt sich leicht durch
Verlängerung des Lichtweges durch Einschalten von spiegelnden Flächen 8'' erreichen.
Trotz des verhältnismäßig kurzen Hebelarmes, um welchen der an der Pendelmasse anzubringende
Spiegel 811 schwingt, reichen dessen Aufzeichnungen für Prüfzwecke aus, da dem Pendelgewicht
eine verhältnismäßig große Amplitude aufgezwungen werden kann.
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Bei der beschriebenen Anordnung ist die umlaufende Masse so gelagert,
daß die Achse selbst in bezug auf das Pendel keine Schwingungen ausführt.