CH335125A - Gerät zum Messen von Rüttelschwingungen - Google Patents

Description

  Gerät zum Messen von     Rüttelschwingungen            Schwingungsmessgeräte    zum Messen von  Rüttelschwingungen mit Hilfe einer nach  allen Seiten hin frei     beweglichen    und federnd  aufgehängten trägen Masse sind bekannt.  Es dient bei diesen     die    träge Masse zum  Steuern einer einzigen optischen Anzeige  vorrichtung. Sie wird von     vier    in einer waag  rechten Ebene liegenden und im Viereck     an-          geordneten'Federpaaren    gehalten. Ausserdem  ist sie an vier Vertikalfedern aufgehängt.  Die paarweise Anordnung waagrechter  Federn verlangt eine äusserst genaue Ab  stimmung dieser Federn.

   Ausserdem müssen  sie sehr gleichmässig wirken, wenn sich das  ganze System bei einem Schwingungsaus  schlag nicht schräg stellen soll.  



  Demgegenüber soll durch die Erfindung  eine baulich erheblich einfachere und fein  fühligere Aufhängung dadurch geschaffen  sein, dass die Masse im Zentrum von zwei  senkrecht zueinander stehenden vierstrahli  gen     Schraubenfedersternen    angeordnet ist.  



  In der beiliegenden Zeichnung ist ein  Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen  standes dargestellt, und zwar zeigen:       Fig.l    das Gesamtschema eines     Drei-          komponentenschwingungsmessgerätes    in  schaubildlicher Darstellung;

         Fig.    2 einen Schnitt nach der Ebene E  durch das Gerät nach     Fig.    1 in ausführliche  rer Darstellung         Fig.    3 das Schaltschema einer mit Träger  frequenzmodulation arbeitenden     Mess-    und  Anzeigevorrichtung, und       Fig.    4 das Schema der Magnetfeld- und       Messwegverhältnisse    an einer Spule des Ge  rätes nach     Fig.    1 und 2.  



  Bei dem dargestellten Ausführungsbei  spiel ist in der Mitte eines würfelförmigen  Gehäuses 1 eine kugelförmige träge Masse 2,  nachstehend durchwegs  Kernmasse  ge  nannt, angeordnet. Die Form des Gehäuses  wird nach     Fig.    2 durch ein dessen     Profilkan-          ten    bildendes Gerippe bestimmt. Die     Ge-          rippeteile    haben einen im wesentlichen drei  eckigen Querschnitt und     sind    mit durch  gehenden Längsbohrungen 3 versehen. Die  Kernmasse 2     wird    von acht Zugfedern 4a-44  und     5a-5d    in ihrer Lage gehalten, von denen  jeweils vier in einer Ebene E bzw. E' liegen  und einen vierstrahligen Stern bilden.

   Die  beiden Ebenen stehen zueinander senkrecht.  Innerhalb der durch die Federn     4a.    bis 4d  bestimmten Ebene E ragen von der Kern  masse 2 zwei zueinander senkrecht stehende,  zweckmässig     stabförmige    Tauchkerne 6 und 7  und dazu wiederum senkrecht ein dritter  Tauchkern 8 ab. Jedes freie Tauchkernende  ragt in eine     elektrische    Spule 9, 10 und 11  hinein. Die Tauchkerne füllen nur den innern  Teil der lichten Weite der Spulen 9 bis 11  und enden innerhalb der Spulen, damit sich      die Tauchkerne bei Bewegungen in und quer  zu ihren zugehörigen Spulen nur im Bereich  eines konstanten Magnetfeldes bewegen. Zur  Dämpfung von Querbewegungen sind die  Tauchkerne mit     Dämpfungsplatten    15, 16  und 17 versehen.

   Das Gewicht der Tauch  kerne ist durch von der Kernmasse 2 in ent  gegengesetzten Richtungen     abragende,    eben  falls     stabförmige    Gegengewichte 18, 19 und  20 ausgeglichen. Die Gegengewichte sind  ebenfalls mit     Dämpfungsplatten    21, 22 und  23 versehen. Die     Dämpfungsplatten    21 bis 23  der Ausgleichsgewichte liegen jeweils zu den       Dämpfungsplatten    15 bis 17 der zugeord  neten Tauchkerne parallel.  



  In die Stirnenden der Tauchkerne 6, 7, 8  und deren Gegengewichte 18, 19, 20 sind  Bolzen 12, 12', 13, 13' und 14, 14' als Aus  schlagbegrenzungsanschläge eingeschraubt,  die auch durch     Aufschraubkappen    oder       -büchsen    ersetzt sein können. Als Aufschlags  gegenflächen dienen an der Innenseite der  Gehäusewände vorgesehene gummielastische  Beläge 24 bis 29. Die Tauchkerne selbst be  stehen aus Weicheisen und die     Schraubbolzen     an ihren Stirnenden z. B. aus Messing. Wie  bereits weiter oben ausgeführt worden ist,  sollen sich die Kernenden im konstanten  Magnetfeld der Spule bewegen, das z. B. für  die Spule 10 in     Fig.    4 mit     37    bezeichnet ist.

    Wie die     Fig.    4 zeigt, beginnt dieses etwa in  der Mitte der     Spulenlänge    und endigt kurz  vor dem Wicklungsende der Spule 10. Dem  nach steht dem Ende des Tauchkerns 7 ein  Massweg J zur Verfügung bzw. ein     Messweg          J/2    in beiden     Axialbewegungsrichtungen.     Es wird also für die Kernruhelage dessen       Eintauchtiefe    in das Feld     1V1    auf     J/2    ein  gestellt. Dementsprechend muss der An  schlagbolzen 13 bis zur Anschlagfläche 28 für  das Ende des Tauchkerns 7 ebenfalls eine  Bewegungsfreiheit von     J/2    zulassen.  



  Die Gehäusewände sind als Füllstücke 30  in die     Ausnehmungen    des Gehäusegerippes  eingelassen. Das ganze Gehäuse ist mit       Dämpfungsflüssigkeit,    z. B. mit     Silikon-Öl,     gefüllt. Um     Störwirbelbildungen    möglichst  zu vermeiden, sind die Kanten und Ecken der         Dämpfungsplatten    15 bis 17 und 21 bis 23  abgerundet. Die     Spulenanschlüsse    31 liegen  zweckmässig jeweils neben den zugehörigen  Spulen auf der Aussenseite der Gehäusewand  füllstücke 30.  



  Jede der Spulen 9, 10 und 11 gehört je  einer     Messbrücke    B     (Fig.    3) einer mit Träger  frequenzmodulation arbeitenden     Mess-    und  Anzeigevorrichtung an. Die Brücke B wird  durch einen Generator G mit Wechselstrom  von Hochfrequenz (Trägerfrequenz) versorgt.  An diesen ist ein Verstärker V, an diesen ein  phasenempfindlicher Gleichrichter     Gl    und  gegebenenfalls eine Siebkette     ,S    angeschlos  sen, deren Ausgang zu einem Ablese- oder  Aufzeichnungsapparat A (Schreiber oder  Oszillograph) führt.  



  Um einen Körper auf Rüttelschwingun  gen zu untersuchen, wird das Gehäuse z. B.  mittels durch die Bohrungen 3 gesteckter  Schrauben auf diesem befestigt, und zwar so,  dass die Tauchkerne möglichst in jene Rich  tung zu liegen kommen. aus welcher die  Schwingungen erwartet werden. In der Regel  sollen drei Komponenten (senkrecht, waag  recht und quer dazu) analysiert werden.  Diese erschüttern das Gehäuse 1, während  die in ihm aufgehängte Masse 2 mit ihren  Tauchkernen und Gegengewichten ihre Lage  im Raum beizubehalten versucht, mit der  Folge, dass sich die     Eintauchtiefen    der Tauch  kerne an den Spulen und damit deren In  duktivität ändert, wobei eine grösste     Induk-          tivitätsänderung    nur in der     Messrichtung    ein  tritt.

   Die Änderung der     Induktivität    (oder  Kapazität) hat im     Messzweig    der zugehörigen       Messbrücke    B eine     Störung    des Brücken  abgleichs zur Folge, die am Oszillograph oder  am Schreiber aufgezeichnet wird.  



  Die Füllung des Gehäuses mit     Dämpfungs-          flüssigkeit    soll es ermöglichen, auch Mes  sungen in der Nähe der Eigenfrequenzen des  durch die Kernmasse, die Tauchkerne und  die Gegengewichte gebildeten Systems durch  zuführen. Die Füllung erfolgt durch mit  einem Schliessstopfen 32 versehene Füllöcher.  Ausserdem ist das Schwingungssystem mit  Hilfe der     Dämpfungsplatten    15 bis 17 und 21      bis 23 derart abgestimmt, dass das optimale       Dämpfungsmass   
EMI0003.0002  
   beträgt bzw. bei  einer bestimmten zulässigen Fehlergrenze  entsprechend kleiner ist.

   Die Spannung der  Federn     4a    bis 4d und     5a    bis<I>5d,</I> die auch im  Gehäuse 1 diagonal angeordnet sein können,  kann durch in ihrer Länge veränderliche Auf  hängeglieder 33 eingestellt werden. Bei der  Verwendung von Schreibern ordnet man  vorzugsweise ein gemeinschaftliches Auf  zeichnungsblatt an, auf welchem die Schrei  ber der einzelnen Vorrichtungen ihr     Mess-          ergebnis    so aufzeichnen, dass alle     Mess-          ergebnisse    übersichtlich unter- bzw. neben  einander zu liegen kommen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Gerät zum Messen von in mehreren Rich tungen auftretenden Rüttelschwingungen und zur Richtungsbestimmung solcher Schwingungen mit Hilfe einer nach allen Seiten hin nachgiebig aufgehängten trägen Masse, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse im Zentrum von zwei senkrecht zu einander stehenden vierstrahligen Schrauben federsternen angeordnet ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die träge Masse (2) mit von ihr strahlenförmig abragenden und in Elemente von elektrischen Mess- und An zeigevorrichtungen eintauchenden Tauch kernen (6, 7 und 8) versehen ist. 2. Gerät nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Elemente Spulen (9, 10, 11) sind. 3.

   Gerät nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Elemente Tauch kondensatoren sind. 4. Gerät nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Elemente dem Messzweig einer Messbrücke (B) einer mit Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Mess- und Anzeigevorrichtung angehören. 5. Gerät nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht der Tauch kerne (6, 7 und 8) auf der Gegenseite der Kernmasse (2) durch Gegengewichte (18, 19 und 20) ausgeglichen ist. 6.

   Gerät nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1, 4 und 5, dadurch gekennzeich net, dass die Tauchkerne (6, 7 und 8) und die Gegengewichte (18, 19 und 20) mit Ausschlag- begrenzungsanschlägen (12, 12', 13, 13', 14, 14') versehen sind. 7. Gerät nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauchkerne (6, 7 und 8) und die Gegengewichte (18, 19 und 20) mit Dämpfungsplatten (15, 16, 17 bzw. 21, 22 und 23) versehen sind, und zwar derart, dass diese Platten jeweils die Querbewegung ihres Trägers dämpfen. B.

   Gerät nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsplatten (15, 16, 17 bzw. 21, 22, 23) zur Unterdrückung von Störwirbeln abgerundete Kanten und Ecken aufweisen. 9. Gerät nach Unteransprüchen 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauchkerne nur den innern Teil der lichten Weite der Spulen füllen und innerhalb der Spulen enden, damit sich die Tauchkerne nur im Bereich des konstanten Magnetfeldes der Spule bewegen, um eine Verfälschung des Messergebnisses bei auftretenden Quer bewegungen von Tauchkern und Spule zu vermeiden. 10. Gerät nach Unteranspruch 8, gekenn zeichnet durch gummielastische Anschläge (24 bis 29) für die Tauchkerne und Gegen gewichte. 11.

   Gerät nach Unteranspruch 10, da durch gekennzeichnet, dass die die Kern masse (2) haltenden Federn (4a bis 4d und 5ra bis 5d) an in ihrer Länge verstellbaren Halte gliedern (33) aufgehängt sind. 12. Gerät nach Unteranspruch 11, da durch gekennzeichnet, dass diese Halte glieder (33) auf der Massenseite der Federn angeordnet sind. 13. Gerät nach Unteranspruch 10, da durch gekennzeichnet, dass dieses ein mit Dämpfungsflüssigkeit gefülltes und mit Mit teln zur Befestigung auf dem zu prüfenden Objekt versebenes Gehäuse aufweist. 14.

   Gerät nach Unteranspruch 13, da durch gekennzeichnet, dass diese Dämpfungs- flüssigkeit ein Silikon-Öl ist. 15. Gerät nach Unteranspruch 13, da durch gekennzeichnet, dass drei in einem rechten Winkel zueinander stehende Tauch kerne (6, 7, 8) innerhalb eines mit durch gehenden Bohrungen (3) versehenen würfel förmigen Gehäuses untergebracht sind, wel ches auch die in der Mitte der Kantenlänge oder diagonal angreifenden Zugfedern (4a bis 41 und 5a bis 5d) für eine kugelförmige Kernmasse (2) umschliesst. 16.

   Gerät nach Unteranspruch 15, da- durch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein die Würfelkanten bildendes Rahmengestell sowie dessen Flächen bildende Wandfüllun gen (30) besitzt, die mit dem Gestell lösbar verbunden sind. 17. Gerät nach Unteranspruch 16, da durch gekennzeichnet, dass jedem Tauchkern eine besondere Mess- und Anzeigevorrichtung zugeordnet ist. 18. Gerät nach Unteranspruch 17, mit Schreibern, dadurch gekennzeichnet, dass für sämtliche Schreiber ein gemeinschaftliches Aufzeichnungsblatt vorgesehen ist, auf wel chem die Messergebnisse sämtlicher Mess- und Anzeigevorrichtungenbeieinander aufgezeich net werden.