Für die Verwendung in chemischen, physikalischen und technischen Labora
torien werden Vorrichtungen benötigt, die es erlauben, Rüttelbewegungen
auf Laborgefäße oder zu prüfende Werkstücke zu übertragen. Während diese
Geräte in Chemielaboratorien oft zur Vermischung von Flüssigkeiten ver
wendet werden, gebraucht man sie in der Werkstoff- oder Teileprüfung zur
Festigkeitsuntersuchung. Gewöhnlich besteht eine solche Vorrichtung aus
einer Grundplatte oder einem Grundgestell, auf dem sich durch entspre
chende Gelenke oder Getriebe eine zweite Platte kreisförmig oder auch
nur linear hin- und herbewegt. Die Platte wird über eine bzw. mehrere
Kurbelstangen angetrieben. Oft erfolgt der Antrieb auch über kreisförmig
angeordnete Elektromagnete und an der oberen Platte befestigte Anker.
Dann dienen die Kurbeln nur zur Kreisführung und die Magnete erzeugen
durch periodisches Ein- und Ausschalten die nötigen Antriebskräfte.
Die bisher bekannten Lösungen der Aufgabe erlauben kreisförmige Bewe
gungen mit einem durch die Mechanik vorgegebenen Radius. Es sind auch
Konstruktionen bekannt, bei denen die kreisförmige Bewegung durch me
chanische Umsetzung zur Hin- und Herbewegung konstanter Amplitude umge
formt wird. So sind beide Bewegungen beim gleichen Rütteltisch wahlweise
einstellbar.For use in chemical, physical and technical labora
toria devices are needed that allow vibrations
transferred to laboratory vessels or workpieces to be tested. While this
Devices in chemical laboratories are often used to mix liquids
are used in material or parts testing
Strength test. Such a device usually consists of
a base plate or a base frame on which correspond by
joints or gears a second plate circular or
just moved back and forth linearly. The plate is over one or more
Crank rods driven. The drive is often also circular
arranged electromagnets and anchors attached to the upper plate.
Then the cranks are used only for circular guidance and generate the magnets
by periodically switching on and off the necessary driving forces.
The previously known solutions to the problem allow circular movements
with a radius specified by the mechanics. They are too
Constructions known in which the circular movement by me
mechanical implementation for the reciprocation of constant amplitude vice versa
is formed. So both movements are optional with the same vibrating table
adjustable.
Je nach Aufgabenbereich sind aber unterschiedliche Amplituden oder Bewe
gungsradien zweckmäßig. Und es ist daher wünschenswert, daß neben der
Rüttelgeschwindigkeit (Frequenz) auch die Amplitude (Bewegungsradius)
einstellbar ist.Depending on the task, there are different amplitudes or weights
appropriate radii. And it is therefore desirable that in addition to the
Vibrating speed (frequency) also the amplitude (range of motion)
is adjustable.
Diese Möglichkeit bietet die im folgenden beschriebene Konstruktion.
Es handelt sich um den bereits beschriebenen Aufbau eines Rütteltisches
aus Grundplatte und beweglicher Platte. Beide Platten sind jedoch nicht
miteinander verbunden, sondern tragen Magnete, deren gleichnamige Pole
zueinander gerichtet sind. Dadurch entsteht ein Luftspalt zwischen den
Polen der Magnete und die obere Platte schwebt über der unteren, bzw.
würde sie sich im statischen Fall (Magnete konstanten Flusses) seitlich
verschieben (Fig. 1). Die Anordnung der Magnete ist so gewählt, daß durch
Abschwächen oder Verstärken der Flußdichten von jeweils zwei Magneten einer
Seite gezielte Verschiebungen in Achsenrichtung erzeugt werden können. Die
Fig. 2 zeigt die Ansicht von der Seite und von oben (bei durchsichtig ge
zeichneter beweglicher Oberplatte). Das Magnetpaar A-B erhält durch die
Steuerung S einen höheren Strom, während gleichzeitig das Magnetpaar C-D
weniger durchflutet wird. Dadurch tritt eine Bewegung in Richtung der
x-Achse auf. Es wird zunächst angenommen, daß die Flußdichten der Magnete
an der Oberplatte konstant und gleich sind. Der Versatz gegenüber der Mit
tellage ist davon abhängig, wie groß die Flußdichteunterschiede zwischen
den Magnetpaaren A-B und C-D sind (Fig. 2). Auf die gleiche Weise ist nun
auch eine Bewegung in der Richtung der y-Achse möglich, wenn das Magnet
paar B-C gegenüber A-D seine Flußdichte ändert. Damit erhält man aber
schließlich die Möglichkeit, Bewegungen in beliebiger Richtung durch Über
lagerung der beschriebenen Bewegungsrichtungen zu erzeugen. Die Überwachung
der Bewegung kann durch analoge oder digitale Rückmeldung erfolgen. Im be
schriebenen Gerät erfolgt sie durch mindestens drei lineare Impulsgeber,
die jeweils parallel zu den Kanten angeordnet sind und sowohl die Mittel
lage, als auch die Weglänge erfassen. Die Steuerung erfolgt durch ein Mik
roprozessorsystem, daß die Wege und die Geschwindigkeit steuert. Die Pro
grammierung erlaubt nun die Bildung unterschiedlicher Kurven, insbesondere
werden auf diese Weise Kreise, Ellipsen oder Gerade mit beliebiger Ampli
tude von der Oberplatte ausgeführt. Da die Bewegungen so verlaufen müssen,
daß die Kanten der Platten immer parallel zueinander stehen, ist die Ver
wendung von drei Wegmessern nötig, um ein Verkanten der Oberplatte zu ver
meiden.The construction described below offers this possibility. It is the construction of a vibrating table consisting of a base plate and a movable plate that has already been described. However, the two plates are not connected to each other, but carry magnets with the poles of the same name facing each other. This creates an air gap between the poles of the magnets and the upper plate hovers over the lower one, or would it move laterally in the static case (magnets of constant flux) ( Fig. 1). The arrangement of the magnets is selected so that targeted displacements in the axial direction can be generated by weakening or increasing the flux densities of two magnets on each side. Fig. 2 shows the view from the side and from above (with transparent ge drawn movable top plate). The magnet pair AB receives a higher current through the control S , while at the same time the magnet pair CD is less flooded. This causes a movement in the direction of the x axis. It is initially assumed that the flux densities of the magnets on the top plate are constant and the same. The offset with respect to the tellage depends on how large the flux density differences between the magnet pairs AB and CD are ( Fig. 2). In the same way, a movement in the direction of the y axis is now possible if the magnet pair BC changes its flux density compared to AD . This finally gives you the opportunity to generate movements in any direction by overlaying the described directions of movement. The movement can be monitored by analog or digital feedback. In the device described, it is carried out by at least three linear pulse generators, which are each arranged parallel to the edges and record both the mean position and the path length. It is controlled by a microprocessor system that controls the paths and the speed. The programming now allows the formation of different curves, in particular circles, ellipses or straight lines are executed with any amplitude from the top plate. Since the movements must be such that the edges of the plates are always parallel to each other, the use of three travel meters is necessary to avoid tilting the top plate.
Eine zweite Möglichkeit bietet die Verwendung zweier gekreuzter um 90°
gegeneinander versetzter Schubgelenke zwischen Ober- und Unterplatte.
Hierbei würden dann die Magnete wiederum nur die Antriebsfunktion über
nehmen. Für die Rückmeldung genügen in diesem Fall zwei Wegaufnehmer, da
die Parallelführung mechanisch gesichert ist.A second possibility offers the use of two crossed by 90 °
offset sliding joints between the top and bottom plates.
In this case, the magnets would in turn only have the drive function
to take. In this case, two displacement sensors are sufficient for the feedback, since
the parallel guide is mechanically secured.
Für den Massenausgleich der Rütteltische wird in den bekannten Konstruk
tionen ein im Umlaufsinn der Platte umlaufender zum Schwerpunkt der Ober
platte um 180° versetzter schwerer Körper verwendet, der dann auch über
den selben Antrieb wie die Oberplatte angetrieben wird.For the mass balance of the vibrating tables, the known construct
a circulating to the center of gravity of the waiter
plate used by 180 ° staggered heavy body, which then over
the same drive as the top plate is driven.
Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß der dynamische Ausgleich durch
eine gleichsinnig rotierende Masse nicht gegeben ist.
This construction has the disadvantage that the dynamic compensation by
there is no rotating mass in the same direction.
Der Massenausgleich des beschriebenen Rüttlers kann auf zwei verschiedene
Weisen erfolgen.The mass balance of the vibrator described can be two different
Wise.
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1. Ein in entgegengesetzter Richtung zur Oberplatte rotierender Motor
mit Drehwinkelgeber, der z.B. zwischen Ober- und Unterplatte montiert
ist, treibt eine Masse an einem Hebelarm so an, daß sie sich immer
um 180° versetzt gegenüber dem Schwerpunkt der Oberplatte befindet.
Die Steuerung erfolgt abhängig von der Steuerung des Tisches durch
die vorgesehene elektronische Schaltung.1. A motor rotating in the opposite direction to the top plate
with rotary encoder, e.g. mounted between the top and bottom plate
is driving a mass on a lever arm so that it always moves
180 ° offset from the center of gravity of the top plate.
The control depends on the control of the table
the intended electronic circuit.
-
2. Die Oberplatte besteht aus zwei nebeneinander liegenden Teilen, die
jedes für sich eine Rütteltischoberplatte der beschriebenen Konstruk
tion darstellt. Beide Tischoberteile rotieren gegeneinander in ent
gegengesetztem Drehsinn. Die entstehenden Drehmomente werden dadurch
vollkommen kompensiert. Bei entsprechender Befrachtung der beiden
Tischhälften tritt vollkommener Massenausgleich ein.2. The top plate consists of two adjacent parts, the
each a vibrating table top of the construction described
tion represents. Both table tops rotate against each other in ent
opposite direction of rotation. The resulting torques are thereby
completely compensated. With appropriate loading of the two
Half of the table is completely balanced.