DE2306092A1 - Schwingungserreger fuer die untersuchung von anordnungen - Google Patents
Schwingungserreger fuer die untersuchung von anordnungenInfo
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Description
A 645
Dr.-Ing- Herbert
Patentanwalt
75 Karlsruhe.Nowaokanlage 15
75 Karlsruhe.Nowaokanlage 15
OFPIOE HATIOlUL D1EO1IIDES ET DE RECHERCHES ASROSPAiEIALES
(abgekürzt O.N.E.R.A.) . Äff· 147 + H7a
Schwingungserreger fur die Untersuchung you Anordnungen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Schwingungserreger
fur die Untersuchung von Anordnungen, welcher eine besonders vorteilhafte Anwendung in dem lall findet9 in welchem
die Anordnung gleichzeitig mit der Wirkung des Erregers der Wirkung äusserer Beanspruchungen ausgesetzt ist, insbesondere veränderlicher
und unbestimmter äusserer Beanspruchungen, welche einen zufalligen Charakter haben können, wie dies bei einem
Flugzeugflügel der Fall ist, welcher in einen eine Relativbewegung
ausfuhrenden Luftstrom eintaucht und zu Schwingungen angeregt wird.
Die Erfindung betrifft die Schwingungserreger, welche mit einer hin-und hergehenden Bewegung einer trägen
Masse gemäss einer Iranslationsbewegung in dem einen und dem
anderen Sinn arbeiten. Bei den bekannten Erregern dieser Art hangen die Bewegungen der tragen Masse nicht nur von dem für
diese vorgesehenen Antriebsmittel ab, sondern auch von der
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mm ^ mm
Wirkung der auf die. Anordnung wirkenden äusseren Beanspruchungen, und es hat sich gezeigte, dass unter gewissen Bedingungen
diese Bewegungen in zu starkem Maße verstärkt werden, bis die
fur ihre Begrenzung vorgesehenen Anschlage zerstört oder beschädigt
werden. ,;,~ . ,.^>.,
■ - Die Erfindung hat einen Schwingungserreger ,,pum;
Gegenstand, welcher so ausgebildet ist, dass die übertragung
der Wirkungen der ausseren Beanspruchungen'auf"die trage Masse
eine Schwächung gegenüber der Übertragung.der von den Antriebs-.
mitteln des Erregers:herrührenden Erregerkrafte erfährtο . -
Bei den meisten bekannten Erregern vmit einer ■
linearen Sranslationsbeweguiig der tragen Masse in dem einen und
dem. anderen Sinn wird die Bewegung durch abwechselnd in entgegengesetstea
Richtungen wirkende elektromagnetische Anziehungskräfte erzeugt» Es ist ferner die Benutzung eines sich stetig
in dem gleichen Sinn drehenden und mit der Masse, durch einen
Kurbel triefe, verbundenen ISo tors vorgeschlagen, wordene
Demgegenüber ist der erfindungsgemässe Schwingungserreger dadurch gekennzeichnet9 dass die Antriebsmittel
ein@ sieh abwechselnd in■ dem. einen 'und dem .anderen-Sinn-drehende-Ausrüstung, ttffifasse&g wobei die. Umwandlung der Drehbewegung
in eine geradlinige Bewegung durch.eine ./gweiteiligepTorpiölitung
oder_'ein mechanisches Paar erfolgt» - ' . ■ . "
;' Es hat si-ch nämlich gezeigt^- dass die auf die
in Sehifingimg versetzte Anordnung wirkenden ■"ausseren. .Ssanspru·»
ehttßgen Αβ,ώμ. sow@i-t geschwächt werden "könneη9 dass die Ma und
her gehenden Bewegungen dieser Masse in dem einen und; &em anderes Sinn gemass eiagr g©sadliaig@n Bewegung praktisch diejeniwelch© Tön der" ¥irkung· der Antriebsmittel herruli-..-oder,
sich wenigstens .von den. .vorgesehenen Bewegungen nur.
lienig unterscheiden?'" dass sie die Untersuchung -nicht: stören
Is feann" angenommen werden^ dass diese relative
Ifeeapfiadlielikeit fur die ausseren Beanspruchungen y©n äer
durea die siok drehende Ausrüstung eingeführten Brehungstrag=-
heit herrührt, welche hier ahnlich wirkt, wie in der !bei der
untersuchung der Wirkung der Erdbeschleunigung wohlbekanntea
Atwood-Masehine α '■ ■ . " ■
■ - '■ .' 309834/.08.52
Der erfindungsgemässe Schwingungserreger ermöglicht
daher die Untersuchung von Anordnungen, welche äusseren Beanspruchungen ausgesetzt sind, welche kraftig, unbestimmt
und zufällig sein können, ohne dass diese äusseren Beanspruchungen
die Apparatur und die Ergebnisse der Untersuchung "beeinträchtigen.
Er ermöglicht so Untersuchungen, welche bisher nicht ausgeführt
werden könnten, insbesondere von Plug zeug tragwerken,
fur welche er ausserdem infolge seines geringen Platzbedarfs besonders geeignet ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Ausfuhrungsform, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das Antriebsrad t~ .
tel des Erregers durch einen Elektromotor gebildet wird, welcher sich in dem einen und dein anderen Sinn drehen kann, wobei als
Antriebsmittel insbesondere ein als Servomotor ausgebildeter Elektromotor benutzt wird, welcher ein Gleichstrommotor mit
einem Rotor geringer Masse ist, welcher mit Strom in dem einen und dem anderen Sinn gespeist wird, was einem Drehantrieb des
Rotors in dem einen und dem anderen Sinn entspricht.
Der Speisestrom kann Sinusform haben, oder
auch auf andere Vfeise veränderlich sein und sogar einen zufalligen
Charakter haben.
Die Umwandlung der Bewegung des Rotors des Motors kann durch eine beliebige Vorrichtung zur Umwandlung einer
Drehbewegung in eine Translationsbewegung erfolgen, und die Erfindung
sieht hierfür die Benutzung einer besonders einfachen Vorrichtung vor, welche durch ein Ritzel und eine Zahnstange
oder eine geradlinige Verzahnung gebildet wird.
Die Erfindung umfasst auch die Verwendung eines Schneckenrades und einer Schnecke oder einer Schraube und einer
Mutter, unabhängig davon, ob diese Vorrichtung umkehrbar oder selbstsperrend ist.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.
Pig· 1 ist eine schaubildliche Ansicht eines erfindungegemässen Schwingungserregers.
Pig. 2 zeigt Schaubilder.
Pig. 3 ist eine schematische Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines in einen Flugzeugflügel
eingebauten erfindungsgemässen Erregers.
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!Pig«.,4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4
der Mg. 3. -.·-''■■" - . ■ \ ■
- ·-.- Fig. 5 zeigt Schaltbild er.
Pig. 6 zeigt eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform unter Wegbrechung von Teilen.
Pig.; 7 ist ein Schnitt längs der linie 7-7
der Pig. 6. . .
Pig. 8 ist eine geschnittene Eeilansieht in
grösserem Maßstab. . .
Pig, 9 ist eine schematisehe, lotrecht geschnittene Ansicht"einer weiteren Ausfuhrungsform.
Pig. 10 ist eine entsprechende -Draufsicht.
Pig, 11 ist eine geschnittene Teilansicht in grösserem Maßstab· ·
Bei der in Pig. 1 dargestellten.Ausfuhrungsform
enthalt der Schwingungserzeuger zwei parallele Stander 1 und 2, von denen wenigstens einer Mittel zur Befestigung an der
in Schwingungen zu versetzenden Anordnung aufweist. Die Ständer sind durch zwei parallele Puhrungsstangen 3 und 4 verbunden,welche
durch Bohrungen 5 und 6 eines Schlittens 7 treten, dessen Translationsbewegung in dem einen und dem anderen Sinn gemass
dem "!Doppelpfeil durch axiale Kugelfuhrungen 8 und 9, deren Achsen
auf die Achse der Stange 4 ausgerichtet sind, sowie durch Kugellager 10 und 11 gefuhrt werden, welche mit der Stange 3
zusammenwirken, und deren Achsen 12 und 13 senkrecht zu der Achse derselben liegen. .
Die grossen Seiten 14 und 15 des Schlittens 7 von allgemein parallelepipecLischer Porm besitzen Durchlasse
und 17 fur Wellenabschnitte 18 und 19 einer Welle, welche den Rotoren 20 und 21 von zwei Elektromotoren 22 und 23 des als Servomotoren
benutzten Typs gemeinsam ist, und deren Enden 24 und
25 über den Gehäusen 26 und 27 der Motoren vorspringen. Diese
Vorsprunge können zur losbaren Anbringung von,Lochscheiben 28
und 29 mit Hilfe von in Gewindebohrungen 30 und 31 eingeschraubten
Schrauben dienen.
Ein von den Wellenabschnitten 18 und 19 getragenes und an diesen befestigtes Kitzel 32 mit Stirnverzahnung
wirkt mit einer Zahnstangenverzaahnung 33 zusammen, welche an
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einer zwischen den.Ständern ΐ und 2 angeordneten, an diesen befestigten
Schiene 34 gebildet ist, welche zu den Stangen 3 und
4 parallel ist und durch in den Seiten 40 und 41 des Schlitzes 7 ausgebildete Durchlässe 33^ und 332 tritt.
Federn 35 bis 38, von denen bei dem dargestellten Beispiel vier vorhanden sind, sind in der die Achse 39 der
den Motoren 22 und 23 gemeinsamen Welle enthaltenden Ebene zv/ischen den (in der Figur) lotrechten kleinen Seiten 40 und 41
des Schlittens 7 und den Innenflächen 42 und 43 der Ständer 1 und 2 angeordnet.
Fur jede Untersuchung einer Anordnung werden
die mechanischen Kenngrossen der Federn so gewählt, dass die Eigenfrequenz der in Bewegung befindlichen Teile, welche ein
System mit Massen,- einer Drehungsträgheit und einer Ruckholsteifigkeit
bilden, ausserhalb des fur die Untersuchung vorgesehenen Frequenzbereichs liegt·
Kieht dargestellte Sicherheitsanschläge sind
an den Innenflächen der Ständer 1 und 2 angeordnet, um den elektrischen
Speisestrom der Motoren zu unterbrechen, wenn die Bewegungen des Schlittens 7 grosser als ein bestimmter Hub werden.
Diese Anschläge können durch Hubbegrensungs-
vorrichtungen vervollständigt werden, welche einen etwaigen Anschlag
des Schlittens 7 aufnehmen können.
Die Motoren 22 und 23 werden durch von einem
Stromgenerator 53 kommende Stromkreise 51 und 52 so gespeist, dass sich die Rotoren 20 und 21 zunächst in einem Sinn, hierauf
in dem anderen Sinn, hierauf von neuem in dem ersten Sinn drehen usw· .
Wenn sich die Rotoren z.B. in dem Sinn des
Pfeils f.j drehen, bewegt sieh die durch den Sehlitten 7 und die
beiden Motoren 22 und 23 gebildete bewegliche Ausrüstung in dem Sinn des Pfeils F«., wobei das Ritzel 32 mit der Zahnstangenverzahnung
33 kämmt. Die bewegliche Ausrüstung nähert sich so dem Ständer 1. Bei der Umsteuerung der Drehbewegung der Rotoren
bewegt sich die durch den Schlitten 7 und die Motoren 22 und 23 gebildete Anordnung in entgegengesetztem Sinn, d.h. in
dem Sinn des Pfeils F2, und nähert sich dem Ständer 2. Diese hin
und her gehende Bewegung der durch den Schlitten 7 und die Mo-
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toren 22 und 23 gebildeten trägen Masse versetzt die Anordnung
in Schwingungen» an, welcher der Erreger durch einen der Stan- '
der 1 oder 2, öder auch durch beide Stander, befestigt ist·'
. Ss hat sich.-gezeigt j dass die Wirkungen der ·"
auf die Anordnung wirkenden auBseren Beanspruchungen mxx geschwlcht
auf die die teage Masse bildende Anordnung übertragen
werden, und dass .insbesondere die Schwächung so gross ist, dass
die Amplitude der Bewegung dieser Masse nicht einen "bestimmten Wert übersteigt»
Ss hat- sich ferner gezeigt, dass der Schwa-
cirangsgrad durch die Anbringung iron. Scheiben 28 und. 29- geeigneter Masse eingestellt werden- kann8 was bestätigt,;-dass-diese .
Schwächung tor &®t-Brehungstragheit herrührt 9 - welche, durch die
sich drehende Anordnung eingeführt wird? welche durch die Rotoren
20 und- 21 der Motoren^ das R-lfczeX 32 und gegebenenfalls die
Scheiben 28 und 2°,-.gebildet wird« . " . ■
Der Schwachungsgrad hangt auch .von dem !Durchmesser
d@§ Kitzels a"bs welches der durch fias Ritael unö die
Zahnstange gebildeten Tor-riehtung zur Umwandlung der B^ahbewegung
ia eine Translatioas.-bewegung angehört ο . "^ .
Sareh.die Wahl des Durchmessers- des. Eitsels.10
gegebenenfalls- der Massen der Tragheitsscheibea 1st ©s mog~
gleichzeitig-die.Anordnung la der für die'Untersuekting
¥©ise in. Schwingungen- zu Yarse-tzeii w&ä die Wirkimg der ausse-ren. Beanspruchungen bq weit su schwaeheng isss.
Ubermassige"Amplituden' der Sranslatioasbewegungen der tragen
Bin derartiger Erreger kann so angeteseht
wenden; dass die hia «ad iiex1 gehende Wechselbewegung waagea?©efet
Yeslaufts ΐ^τΐβ in Iigo 1 'dargestellte Er kann aber auch
e© angeteaeht w©rden9 dass die ^ranslationsbewegung fier tragen
Masse lotrecht erfolgt= Es kann dann eine leder sum Ausgleich
des Gewichts dieser lass® forgesehen werdenο
-In das-Schaubiid-der'Pig«"'2 ist als Abszisse
ein Abmessöngspa^ametei1 eingetragens welcher Z0B0 das Verhältnis
zwischen dem- Halbmesser j? des Hit^els land einem
halbmessss? rft. ist9 welcher eine Funktion des? gesamten
welcher e£ne""2:sfansla'tionshewegung erteilt"wird9. und fiee
hungsträgheitsmoments der drehbaren !eile ist, wahrend als Ordinaten
der Wert der auf die Anordnung übertragenen Beanspruchungen aufgetragen ist.
Die Kurve m stellt fur ein konstantes Antriebsmoment die auf die trage Masse von dem Erreger übertragene Beanspruchung
dar. Diese Kurve zeigt ein Maximum an dem Punkt n, welcher dem Wert 1 des Verhältnisses r/r entspricht, d.h. einem
Ritzel, dessen Halbmesser gerade rQ betragt.
In das gleiche Schaubild ist die Kurve £ eineingezeichnet,
welche den auf die träge Masse übertragenen Bruchteil der aussehen Beanspruchungen kennzeichnet. Das Schaubild
zeigt, dass fur' den Wert r des Halbmessers des Ritzels
nur die Hälfte der äusseren Beanspruchungen auf die trage Masse übertragen wird, was deutlieh die durch den erfindungsgenassen
Erreger erzielte Schwächung der äusseren Beanspruchungen und seine Wirksamkeit zur Schwingungserzeugung zum Ausdruck
bringt.
Nachstehend sind beispielshalber die hauptsächlichen Kenngrossen eines ausgeführten Schwingungserre-■
gers angegeben :
- zwei gekuppelte Motoren zum Antrieb eines Ritzels mit einem Teilkreisdurchmesser von 11,2 mm ;
- Drehungsträgheitsmoment : 8,5.10 ι .kg }
- bewegliche Masse : 2,7 kg ;
- Speisung unter 18 ToIt mit einem aufgezwungenen
Strom mit einem Effektivwert von 10 A }
- Antriebsmoment : 0,25 Meter-Newton ;
- benutzter Frequenzbereich : 0,1 bis 30 Hz ;
- Beanspruchung der Anordnung:40 Newton j
- Schwächung der auf die Anordnung ausgeübten
äusseren Beanspruchungen : 10$.
Zur Erzielung einer grosseren Schwächung wird, wie oben angegeben, auf jedes Ende der Antriebswellen eine.
Scheibe aufgesetzt.
Bei einer Zusatzmasse von 238 g betragt das zusatzliche Trägheitsmoment 47,6.10"' m kg.
Bei der gleichen Speisung ist das Antriebsmoment das gleiche, und man erhalt eine Beanspruchung der Anord-
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nung von 27 Newton und eine Schwächung der auf die Anordnung
wirkenden ausseren Beanspruchungen -von-40$. -
In Mg. 3 ist die in ^Schwingungen zu versetzende
Anordnung ein .Plugzeugflügel A eines fliegenden Plug-,
zeugs, und es sollen die räumlichen und zeitlichen "Verformungen
des Flügels unter der Wirkung von Schwingungen bestimmt werden,
welche in einer lotrechten-Richtung in einer Zone a des Flügels
erzeugt werden, welcher gleichzeitig kräftigen Störbeanspruehungen
ausgesetzt wird,· wie sie von atmosphärischen Wirbelerscheinungen herrühren.
Der erfindungsgemässe Schwingungserreger wird
in der gewünschten Zone a fest mit dem zu untersuchenden Flügel
A verbunden. Er besitzt.zwei parallele Fussteile 111 und 112
(Fig. 3 und 4), zwischen welchen zwei Säulen 113 und 114 angeordnet
sind. An dem'Fussteil 112 .ist das Gehäuse eines Elektromotors 115 mit zwei Drehriehtungen und geringer Trägheit befestigt,
wie dies "einer Ausführung als Servomotor entspricht, wobei die Welle des Motors- ein Endstück 116 antreibt, welches
einen Seil eines hohlen zylindrischen Stabes 117.bildet,.'welcher
ein verhältnismässig sehr kleines Trägheitsmoment hat und
auf seiner Aussenflache 118^ ein Gewinde 119 tragt. Das andere
Ende des hohlen Stabes oder der hohlen Schraube 117 wird durch einen in dem Fussteil 111 drehbar gelagerten Wellenstumpf 120
gebildet. Kit'dem Gewinde 119 wirkt das Innengewinde 121 einer
ringförmigen Mutter 122 und das Innengewinde.125 einer massiven
ringförmigen Scheibe 124 zusammen. Die durch Federn 123'
zusammendrückende Schrauben 123 befestigte ringförmige Mutter
122 bildet eine Vorrichtung zur Einstellung des gegenseitigen
Spiels'des Gewindes 119 der Schraube 1,17 und des Innengewindes
123 der massiven Scheibe 124*
Die Scheibe 124 besitzt an zwei diametral gegenüberliegenden Zonen Durchlässe 127 und 128 für ihre Gleitführung
an den Säulen 11.3 und 114. Schraubenfedern 130 und 131 '
umgeben die unteren.Abschnitte der Säulen 113 und 114 und stützen sich an der Unterseite 1^2 der schweren Scheibe 124 ab.
Die Lange und die Kraft der Federn 130 und
131 sind so bemessen, dass sich die Scheibe 124, wenn sie mit
ihrem Eigengewicht auf den Federn aufliegt, gleich weit von
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den Enden der Schraube 117 entfernt befindet.
Der Motor 115 wird mit einem sinusförmigen
Strom gespeist und dreht sieh in dem einen und dem anderen Sinn,
so dass er der Schraube 117 eine periodische Bewegung erteilt. Durch das Zusammenwirken des Gewindes 119 der Schraube mit den
Innengewinde 125 der die Aufgabe einer Mutter erfüllenden Scheibe 124- wird der Scheibe eine Bewegung in dem einen und dem anderen
Sinn nach oben und nach unten erteilt, wobei sie durch die Säulen 113 und 114 geführt wird. Die hin und her gehende Bewegung
der durch die Scheibe 124 gebildeten schweren Masse erzeugt durch Trägheit Schwingungen der Anordnung, d.h. des Tragwerks
oder des Flügels A, in welchem der Generator befestigt ist, und zwar mit einer Frequenz, welche durch die Wahl der Periode
des Speisestroms des Elektromotors 115 eingestellt werden kann.
Die Vorrichtung weist Sicherheitsanschlage
145 und 146 auf, welche den Speisestrom des Motors unterbrechen,
wenn die gegenuberlxegenden Flächen 147 bzw. 132 der Mutter auf sie treffen.
Die Benutzung eines Servomotors und das ver-
hältnismässig sehr kleine Trägheitsmoment der Schraube 117 ermöglichen
die gewünschte sinusförmige Erregung bei der Henndrehzahl des Motors.
Die Abstützung der Scheibe 124 an den Federn
130 und 131 gleicht das Gewicht der Scheibe aus und gewährleistet
für die durch den Rotor des.Motors, die Schraube 117 und die Scheibe 12.4 gebildete bewegliche Ausrüstung die gleiche
mittlere Stellung während des ganzen Arbeitens.
Wenn der Apparat nicht in lotrechter Richtung arbeiten soll, wird die gleiche mittlere Stellung beibehalten,
indem an jeder Säule Federn hinzugefügt werden, welche sich an dem Fussteil 111 und der Fläche 147 der Scheibe 124 abstützen.
Wenn infolge der auf die Anordnung wirkenden äusseren Beanspruchungen, welche z.B. durch die Wirbelerscheinungen
erzeugt werden, welche dadurch entstehen, dass auf den Flügel das Mittel, in welches er eintaucht, und welches ihm ge~
genüber eine schnelle Relativbewegung ausführt, wirkt, äussere Beanspruchungen auf den Schwingungserzeuger ausgeübt werden,
v/erden diese nicht auf die bewegliche Ausrüstung des Generators
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übertragen, so dass die Erregung durch i'ragheitsw'irkung infolge'
der Wechselbewegung der durch die Saheibe 124 gebildeten, schweren Masse die vorgesehene bleibt·
In dem Schaubild der 3?ig>
5 zeigt die Linie ΊΛ
den Wert des Moments, welches unter Ausgang von einer konstanten
äusseren Kraft durch ein System mit Schraub© und Mutter aus
Werkstoffen mit verschiedenen Reibungskoeffizienten.übertragen wird, deren Werte in Reibungswinkeln als Abszissen aufgetragen
sind. Das Schaubild zeigt-? dass von einem Reibunswinkel von 10°
an die Selbstsperrung erreicht ist ο
In der gleichen Pigur ist ein weiteres Schaubild dargestellt j welches durch die Linie L2 in~Punktion des Eeifcungswinkels
die Werte der Beanspruchung angibt9 welche auf die
InOrdnung durch ein konstantes.Moment übertragen wird 3 welches
von dem Elektromotor auf die Schraube des Generators ausgeübt
wird o, , ' , .
Aus dem Schaubild geht hervor 9 dass bei Wahl
von einem Reibungswinkel von 10° entsprechenden.Werkstoffen für das beschriebene Ausfuhrungsbeispiel die Übertragung der
von dem Arbeiten des Elektromotors herrührenden Beanspruchungen
auf die Anordnung-noch annehmbar ist? cteren-Wert durch den Punkt
pt dargestellt wird, dessen Ordinate swar kleiner als die des •einer Reibung UuIl entsprechenden Punkts p2 ist, während keine
aussere Beanspruchung übertragen wird, wie dies der Punkt p3
zeigt j dessen Ordinate STuIl ist* .
-In dem Seliaiibild entsprechen die Werte einem
Schraubengewinde mit Rechteckq.uersehnitt9 wobei der Schraubenwinkel
10° betragt«,
Die Werkstoffe wirken praktisch mit "trockener" Reibung gemäss dem Ooulombschen Gesetz zusammen. Die
Werte des Moments L1 sind in lewton je Meter and die,Werte der
Kraft 12 in Newton ausgedruckte
Bei der in Pig« 6 bis 8 dargestellten Ausfuhrungsform enthalt die Vorrichtung einen Pussteil 181, auf welchem zv/ei oben durch eine Schiene 184 verbundene Säulen 182 und
183 errichtet sind. An dem Pussteil 181 ist eine Muffe 185 mit
einem Innengewinde 186 befestigt* Das Innengewinde kann Rechteckquerschnitt
oder Dreieckquerschnitt haben« Bei der in Pig« 6
,309:83:4/0852
dargestellten Ausführung hat es Eechteckquerschnitt. In das Innengewinde
186 greifen die Enden von drei Schenkeln 187 eines Sterns 188 ein. Jedes Ende 187 verzweigt sich zu zwei Fingern
189 und 190, deren Abstand durch eine Schraube 191 mit entgegengesetzten
Gewinden einstellbar ist, welche mit an den Fingern 189 und 190 vorgesehenen Innengewinden 192 und 193 zusammenwirken.
Ein jeder Schenkel 187 wirkt mit seinen Aussenflachen 194 und 195 mit den gegenüberliegenden Flächen 196 und 197 des Innengewindes 186 zusammen.
Der Stern 188 wird von der Ausgangswelle 198 eines zwischen den Säulen 182 und 183 untergebrachten Elektromotors
199 getragen. Das Gehäuse des Motors ist auf der der
Welle 198 abgewandten Seite an einer Platte 200 befestigt, welche in zwei diametral gegenüberliegenden Zonen Durchlässe 201
und 202 für ihre Gleitführung durch die Säulen 182 und 183 besitzt.
Die Säulen werden von Schraubenfeder η 203 und
204 umgeben, welche sich an der Oberseite 205 des Fussteils 181
bzw. an der Unterseite 206 der Platte 200 abstützen.
Bei dieser Ausführungsform bildet der Elektromotor
199 einen Seil der schweren Masse, deren Wechselbewegungen durch Trägheit die Schwingungen der Anordnung erzeugen, an
welcher der Generator befestigt ist.
Bei der in Fig. 9 bis 11 dargestellten Ausführungsform
ist an der Welle 220 des Elektromotors 221 eine Platte 222 in Form eines Sterns mit drei Schenkeln befestigt,
in deren jedem ohne Spiel ein Stab 223 gleitet, dessen äusseres Ende in einen Finger 224 ausläuft. Die Oberseite 229 und die
Unterseite 230 der Finger werden gegen die gegenüberliegenden Seiten 231 bzw. 232 eines Innengewindes 233 an der Innenfläche
234 eines Schafts 235 durch die Wirkung eines auf die Welle 220 aufgeschobenen radial dehnbaren elastischen Blocks 250,
welcher durch eine Mutter 251 zusammengedrückt wird, welche mit einem an dem Ende der Welle 220 vorgesehenen Gewinde 222 zusammenwirkt,
gedruckt.
Ein Fussteil 236 des Schafts 235 ermöglicht die Befestigung des Generators an der zu untersuchenden Anordnung
mit Hilfe von Löchern 237.
309 834/0852
An dem Gehäuse des Motors 221 befestigte radiale Ansätze 238 wirken mit lotrechten Nuten 229 zusammen» welche
an der Innenfläche des Schafts 235. über dem Innengewinde 233
vorgesehen sind. .
An den Enden 241 von von dem oberen 3?eil des
Schafts 235 ausgehenden kleinen Auslegern 240 sind Schraubenfedern 242 befestigt, deren andere Enden 243 an dem Gehäuse
des Motors 221 befestigt sind.
Me Arbeitsweise entspricht der der vorhergehenden Ausfuhrungsformen. Die Drehung der Welle 220 treibt
den. Stern 222 an und erzeugt durch das Zusammenwirken der Fin~
ger 224 der Schenkel 223 des Sterns mit dem Innengewinde 233 eine lotrechte Wechselbewegung des den Motor 221 enthaltenden»
gegebenenfalls .belasteten Gehauseqän dem einen Sinn oder dem
anderen, je nach dem Drehsinn der Welle 220, und erzeugt durch
Trägheitswirkung Schwingungen der Anordnung, z.B. des Flügels
A, in welcher der Generator befestigt ist« ,
Die Federn 242 gleichen das Gewicht der eine Wechselbewegung ausführenden Masse aus und halten diese in
einer konstanten mittleren Stellung«
Infolge der Hiehtumkehrbarkeit des durch das
mit den Fingern 224 der Arme 223 zusammenwirkende-Innengewinde
233 gebildeten Bewegungsübertragers werden die auf die Anordnung ja.B. infolge von Wirbelerscheinungen wirkenden Beanspruchungen nicht auf die schwingende Masse übertragen und verändern
daher nicht den Schwingungszustand derselben.
Es können Kontakte vorgesehen werden, weiche
die Speisung des Motors unterbrechen, wenn die Amplitude der
Schwingungen einen vorbestimmten Wert übersteigt, .
Eine derartige Ausführungsform hat eine verhaltnismassig
sehr kleine Hohe, was ihre Unterbringung innerhalb eines Flugzeugflügels geringer Dicke gestattet.
309 834/0852
Claims (10)
1.) Schwingungserreger zur Untersuchung von Anordnungen, insbesondere von Plugzeugtragwerken, mit einer
von einem rotierenden Motor in eine geradlinige Wechselbewegung
versetzten Masse, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Motor ( 22, 23 - 115 - 199 - 221) zwei Drehrichtungen
hat, welchen die beiden Sichtungen der geradlinigen Bewegung der Kasse (7, 22, 23-124-199-221) entsprechen.
2.) Schwingungserreger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung der Drehbewegung des
Motors in die geradlinige Bewegung der Masse durch eine zweiteilige mechanische'Anordnung oder ein mechanisches Paar erfolgt.
3.) Schwingungserreger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiteilige Anordnung nichtumkehrbar
oder selbstsperrend ist.
4· Schwingungserreger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtumkehrbare zweiteilige Anordnung
miteinander zusammenwirkende, gegenüber der geradlinigen Bewegung schrägliegende Oberflachen aufweist.
5.) Schwingungserreger nach Anspruch 4» da- "
durch gekennzeichnet, dass die nichtumkehrbare zweiteilige Anordnung durch eine Schraube und eine Mutter gebildet wird.
6.) Schwingungserreger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiteilige Anordnung mit schraubenförmigen
Kurvenbahnen versehen ist.
7.) Schwingungserreger nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, dass die zweiteilige Anordnung durch ein
Schneckenrad und eine Schnecke gebildet wird.
8.) Schwingungserreger nach Anspruch 1» dadurch
gekennzeichnet, dass die den Antriebsmitteln angehörenden drehbaren leile ein geringes !Trägheitsmoment besitzen.
9·) Schwingungserreger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor mit zwei Laufrichtungen
ein nach Art eines Servomotors ausgebildeter Elektromotor (22, 23 - 115) ist.
10.) Schwingungserreger nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngrossen des Gewindes und die
des die Schraube und/oder di~e Mu+fer biU^nen-n Werkstoffs so
309834/065
gewählt sinds dass die Übertragungsanordnung an der Grenze swischen
der lichtumkehrbarkeit und der Umkehrbarkeit arbeitet.
"Mo) Schwingungserreger nach Anspruch 5» dadurch
gekennzeichnet 9 dass sieh das Gewinde (119) an einem an'
der Welle des Motors (115) befestigten Rohr (M7) befindet, und ·
dass das Innengewinde (125) durch die Öffnung einer ringförmigen
schweren Scheibe (124)' gebildet wirds deren Umfang mit luhrungssaulen
(1TJ3 114) zusammenwirkte . '·■■"" ;
12o.) Schwingungserreger nach Anspruch M9 dadurch gekennzeichnet j dass die Säulen (113» 114) einem rechteckigen Rahmen angehören, von welchem eine dritte Seite (112)
äea Elektromotor (115). tragt und. eine vierte Seite (111.) zur Befestigung
an der zu untersuchenden Anordnung-dient.
.15«) Schwingungserreger nach Anspruch 11? dadurch gekennzeichnet j dass das Innengewinde mit einer Vorrichtung zuT Einstellung des Spiels (122, 123? 1238) versehen'ist«
■1-4 ο)". Schwingungserreger nach Anspruch M8- dadurch
gekennzeichnete, dass die Scheibe Durchlasse (12?s 128)
far die Führung ihrer Iranslationsbewegung aufweist"»
15β) Schwingungserreger nach Anspruch. 19
dadurch gekennzeichnet,, dass der'Motor (-199» 221) einen Seilder
eine'Wechselbewegung ausfuhrenden Masse bildet»
16e) Schwingungserreger .nach Anspruch ;1.59 äaeteeh
gekennzeichnet0 dass die Motorwelle einen Stern (222)
teagtj dessen-Schenkelenden mit dem-Innengewinde (235) einer
festen Muffe zur"Umwandlung" der-Drehbewegung äex Motorwelle in
eiae Sranslationsbewegung der Siotoranoränung zusammenwirken·
17»-)- Schwingungserreger nach Ansprueh 169 -daäurch
gekennzeichnetg iass das Innengewinde (233) s ^i^ welchem
die .®ndea fies1 Sehenkel des Sterns Zusammenwirkens an eia©m den
Motor umgebenden-Schaft (235) vorgesehen ist« . '■ . ■
. 18o) Schwingungserreger nach Anspruch 17? da·=·
&UTuh gekennäeicliaet^- dass des Schaft (235) Mittel zw£ führung
der-Sranslationaltewegung der lotoranordnung aufweisto
■ 19o) Schwingungserreger nach Anspruch 1S9 da·»
durch -gekennzeichnet8. dass der Schaft Ausleger (240.) zum Anhaken YQiL Federn (242) tragt9 deren andere Enden an die H©-feo3?an°»
Ordnung (221) angehakt sindo
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Family Applications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |