CH525485A - Torsionsschwingungseinrichtung - Google Patents

Description

  
 



     Torsionsschavingungseinrichtung   
Gegenstand des Hauptpatents ist eine Torsionsschwingungseinrichtung zur Kunststoffprüfung, mit einer ersten Einspannklemme zum Festhalten eines Endes eines Kunststoffprobekörpers, einer starr mit einem Schwungkörper verbundenen zweiten Einspannklemme für das andere Ende des Kunststoffprobekörpers, einer Temperierkammer für den eingespannten Kunststoffprobekörper, einer Vorrichtung zur Anregung von Torsionsschwingungen des aus dem   Kunststoffprohekörper    und dem   Schwungkörper mit    der zweiten Einspannklemme bestehenden   Torsionspendeis    und einem zur Messung der Schwingungsdauer oder Frequenz der Pendelschwingung dienenden Messwertgeber mit einem ortsfesten lichtelektrischen Organ,

   das von einer ortsfesten Lichtquelle in einem von der   Pendelstellung    abhängigen Masse beleuchtet ist, wobei der Schwungkörper mit einer ersten Blende versehen ist, der eine zweite, ortsfeste, vor dem lichtelektrischen Organ oder der Lichtquelle angeordnete Blende zugeordnet ist.



   Dabei ist unter einer Blende definitionsgemäss jedes Mittel zur Querschnittsbegrenzung des von der Lichtquelle auf das lichtelektrische Organ fallenden Lichtstrahlenbündels zu verstehen, beispielsweise eine Blendenöffnung oder ein in das Lichtstrahlenbündel hineinragender   Blendenflügel.   



   Der Messwert, den die erfindungsgemässe torsionsschwingungseinrichtung liefert, ist ein Wechselstrom, der einen Gleichstrom überlagert und von diesem leicht zu trennen ist.



   Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung der Torsionsschwingungseinrichtung nach dem Patentanspruch des Hauptpatents mit dem Ziele, einen der Torsionsschwingung nicht nur hinsichtlich der Frequenz, sondern auch hinsichtlich der Amplitude (und Kurvenform) entsprechenden Wechselstrom zu erhalten.



   Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass wenigstens eine der Blenden durch eine Öffnung mit zwei kreisbogenförmigen zur Schwingungsachse des Schwungkörpers konzentrischen Randteilen und zwei zu dieser Achse radialen Randteilen gebildet ist und die andere Blende wenigstens eine zur Schwingungsachse radiale Begrenzung hat.



   Dies ermöglicht es, den Wechselstrom auch zur Bestimmung der Dämpfung des Kunststoffs zu verwenden, beispielsweise indem er mit einem Oszillographen aufgezeichnet und das   Oszillogramm    ausgewertet wird oder indem mit einer elektronischen Einrichtung zwei aufeinander folgende Amplituden miteinander verglichen werden. Nullpunktsverschiebungen haben keinen Einfluss auf den Wechselstrom, solange die Schwingungen den Bereich beider Blenden nicht überschreiten. Die Blenden können so ausgeführt werden, dass diesel Bereich für die praktisch vorkommenden Nullpunktsverschiebungen ausreicht.



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 einen Aufriss der   Torsionsschwingungseini    wichtung,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie   II-II    in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie   IIIIII    in Fig. 1, in grösserem Massstab.  



   Nach Fig. 1 und 2 ist auf einer Grundplatte 1 eine erste   Einspannkiemme    2 für das nicht an den Schwingungen teilnehmende Ende einer Kunststoffprobe 3 fest angebracht. Auf der Grundplatte steht eine Säule 4 die oben zwei Umlenkrollen 5 und 6 für einen praktisch richtkraftfrei tordierbaren Draht 7 trägt. An einem Ende des Drahtes 7 ist eine Schwungscheibe 8 aufgehängt, die fest mit einer zweiten Einspannklemme 9 für das andere Ende der Kunststoffprobe 3 verbunden ist. Am anderen Ende des Drahtes 7 hängt ein Gegengewicht 10, das nur wenig schwerer ist als das Gesamtgewicht der Schwungscheibe 8 und der zweiten   Einspannldemme    9. Eine strichpunktiert angedeutete Temperierkammer 11 umschliesst die eingespannte Kunststoffprobe 3 und ist mit nicht dargestellten   Heizmitteln    ausgerüstet.

  Die Schwungscheibe 8 trägt zwei Weicheisenstücke 12 und 13, denen je ein feststehendes Solenoid 14 bzw. 15 zugeordnet ist, durch deren periodische Erregung Schwingungen des Torsionspendels 3, 8, 9 erzeugt werden können.



   An einem Arm 16 der Säule 4 ist eine Hülse 17 befestigt, durch die der Draht 7 frei hindurchgeht. Die Hülse 17 ist an ihrem oberen Ende mit einem radialen Gewindeloch versehen, das eine Klemmschraube 18 aufnimmt, mittels welcher der Draht 7 in der Hülse 17 festgeklemmt werden kann, um die Höhenlage der Schwungscheibe 8 mit der Einspannklemme 9 beim Auswechseln des Kunststoffprobekörpers 3 zu fixieren.



  Der Arm 16 trägt ein Gehäuse 19 mit einem Schlitz 20, in den die Schwungscheibe 8 hineinragt. Im Gehäuse 19 ist unter dem Schlitz 20 eine Lumineszenzdiode 21 und über dem Schlitz 20 eine Fotodiode 22 mit einer Blende 23 angeordnet Sowohl die Leuchtfläche der Lumineszenzdiode 21 als auch die lichtempfindliche Fläche der Fotodiode 22 entspricht mindestens der Öffnung der Blende 23. Die Schwungscheibe 8 ist mit einer Öffnung, die eine Blende 24 bildet, versehen, vergl. Fig. 3. Die Öffnung der Blende 24 ist durch zwei kreisbogenförmige, zur Torsionspendelachse 25 konzentrische Randteile 26, 27 und zwei zu dieser Achse 25 radiale Randteile 28, 29 begrenzt. Die Öffnung der Blende 23 ist derjenigen der Blende 24 kongruent, ihre   den -Randtei-    len 26, 27, 28, 29 entsprechenden Randteile sind mit 30, 31, 32, 33 bezeichnet.

  In Ruhelage des Pendels haben die Blenden 23 und 24 die in Figur 3 dargestellte gegenseitige Lage, in welcher eine Hälfte einer Blende über der anderen Hälfte der anderen Blende liegt. Dabei ist die Foto diode 22 zur Hälfte beleuchtet. Dieser Beleuchtung entspricht ein Gleichstrom im Stromkreis der Fotodiode. Wenn das Pendel schwingt, tritt ein diesem Geilchstrom überlagerter Wechselstrom auf, dessen Frequenz derjenigen der   Pendeischwingung    entspricht und dessen Kurvenform sowie Amplitude der Pendelschwingung unter der Voraussetzung entspricht, dass der Randteil 28 der Blende 24 den Bereich zwischen den Randteilen 32 und 33 der Blende 23 nicht überschreitet.

  Um diese Voraussetzung auch dann zu erfüllen, wenn der Kunststoffprobekörper sich infolge elastischer Ermüdung während der Schwingungsversuche insbesondere bei höherer Temperatur verwindet, ist der von den radialen Randteilen 28 und 29 der Blendenöffnung 24 eingeschlossene Winkel und der ebenso grosse, von den Randteilen 32 und 33 der Blende 23 eingesohlossene Winkel nicht kleiner als die Summe aus dieser Verwindung und der grössten Schwingungsamplitude.



   Die ortsfeste Blende 23 kann statt vor der Fotodiode 22 auch vor der Lumineszenzdiode 21 angeordnet sein.



   Nur eine der beiden Blenden braucht allseitig begrenzt zu sein. Diese Begrenzung kann zum Beispiel ein Rahmen sein, der die lichtempfindliche Fläche der Foto diode oder die Leuchtfläche der Lumineszenzdiode umschliesst. Die andere Blende kann ein Blendenflügel mit einer zur Schwingungsachse des Pendels radialen Randteil sein, der sich in der Ausgangslage des Pendels über der Mitte der Blendenöffnung befindet.



   Die Fotodiode ist zweckmässig mit einem Transistor zu einem Fototransistor vereinigt.



   Selbstverständlich kann an Stelle der   Lumineszenz.   

 

  diode eine Glühlampe und/oder an Stelle der Foto diode ein   lichtelektrisches    Organ mit kleinerer   lichtempfindli-    cher Fläche verwendet werden, jedoch sind dann optische Mittel (Sammellinsen, Hohlspiegel) erforderlich, in bezug auf welche die Glühlampe bzw. das lichtelektrische Organ justiert werden muss, um die öffnung der Blende gleichmässig auszuleuchten bzw. das Lichtbündel, dessen Quersdhnitt der Blendenöffnung entspricht, vollständig zu erfassen. Die Lumineszenzdiode hat gegenüber einer Glühlampe ausserdem folgende Vorteile: wesentliche längere Lebensdauer ohne Nachlassen der Leuchtwirkung, geringeren Stromverbrauch, einfachere Montage, praktisch keine Erwärmung, günstigere spektrale Verteilung des Licht es, die derjenigen einer Fotodiode besser angepasst ist und zu einem vernachlässigbaren Tageslichteinfluss führt. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Torsionsschwingungseinrichtung zur Kunststoffprüfung nach dem Patentanspruch des Hauptpatents, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Blenden durch eine Öffnung (24) mit zwei kreisbogenförmigen zur Schwingungsachse (25) des Schwungkörpers (8) konzentrischen Randteilen (26, 27) und zwei zu dieser Achse (25) radialen Randteilen (28, 29) gebildet ist und die andere Blende (23) wenigstens eine zur Schwingungsachse (25) radiale Begrenzung (33) hat.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die erste Blende durch eine Öffnung (24) am Rande des Schwungkörpers (8) gebildet ist.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtelektrische Organ (22) in Ruhestellung des Schwungkörpers zur Hälfte beleuchtet ist.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (21) eine Lurnines- zenzdiode ist, und dass die Leuchtfläche derselben sowie die lichtempfindliche Fläche des lichtelektrischen Organs (22) mindestens der Öffnung der anderen Blende (23) entsprechen.