DE767695C

DE767695C - Vorrichtung zum Erzeugen von Schwingungen eines Koerpers

Info

Publication number: DE767695C
Application number: DED79452D
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr-Ing Berg
Original assignee: WERKE KIEL A G DEUTSCHE; Deutsche Werke Kiel A G
Current assignee: WERKE KIEL A G DEUTSCHE; Deutsche Werke Kiel A G
Priority date: 1938-12-11
Filing date: 1938-12-11
Publication date: 1953-03-30

Description

Vorrichtung zum Erzeugen von Schwingungen eines Körpers In der Schwingungstechnik, besonders in der dynamischen Werkstofi-und VVerkstückprüfung, ist es oft erforderlich, einem Körper erzwungene Schwingungen auf zudrücken. Man verwendet zu diesem Zweck Schwingungs erzeuger verschiedener Art, z. B. umlaufende Unwuchtmassen, magnetische Schwingungserreger u. dgl. Um die Erregerkräfte vom . Schwingungserzeuger auf den schwingenden Köer zu übertragen, ist in der Regel aus baulichen oder aus anderen Gründen ein besonderes Ubertragungsglied notwendig.
Dieses übertragungsglied wird in der Regel als Bock oder Konsole in gegossener oder geschweißter, massiver, kastenförmiger oder verrippter Bauart ausgeführt und durch Flanschverschraubungen, in einzelnen Fällen auch durch Schweißverbindungen, mit dem Schwingungserzeuger einerseits und dem schwingenden Körper andererseits verbunden.
Diese Bauart überträgt alle Kraftkomponenten gleichmäßig.
Bei Schwingungserzeugern mit umlaufender Unwuchtmasse, bei denen die erregende Kraft in der radial gerichteten Fliehkraft besteht, tritt häufig die Forderung auf, daß die Erregung nur in einer bestimmten Richtung, nämlich in der Richtung der Verbindungslinie zwischen Schwingungserreger und schwingendem Körper, auf den schwingenden Körper einwirlien soll. Dies kann man dadurch erreichen, daß man den Schwingungserzeuger über ein starres Pendel an dem schwingenden Körper befestigt. Dann werden nur die in der Richtung des starren Pendels verlaufenden Fliehkraftkomponenten auf den schwingenden Körper übertragen, während die senkrecht zum Pendel wirlienden Komponenten durch die Ausschwingung des Pendels unwirksam gemacht werden. Dabei gerät die Pendelmasse in Schwingungen, deren Amplitude jedoch durch geeignete Bemessung des Pendels klein gehalten werden kann.
Auch diese Bauart hat verschiedene Nachteile. Das Lager des Pendels muß sehr sorgfältig ausgebildet werden, da es zur Aufnahme der verhältnismäßig großen Kräfte und wegen der oszillierenden Bewegung, bei der sich l ; ein Schmierfilm ausbilden kann, sehr ungünstig beansprucht ist, um so mehr, als es zur Vermeidung von Stoßschwingungen mit sehr kleinem Spiel arbeiten muß. Man braucht also eine reichliche Lagerfläche und eine besondere Schmiereinrichtung mit Ölpumpe und Kreislauf. Der Platzbedarf für ein derartiges Lager ist sehr groß, und die Unterbringung des zu, gehörigen großen und verhältnismäßig teuren Lagerbocks auf dem schwingenden Körper ist umständlich, vielfach überhaupt nicht möglich. Wählt man ein Kugellager, um die Schmiereinrichtung zu umgehen, dann wird der Platzbedarf noch größer.
Bei anderen bekannten Vorrichtungen zur Erzeugung von Schwingungen eines Körpers durch eine umlaufende Unwuchtmasse sind diese Nachteile vermieden, indem die Unwuchtmasse mit dem Körper durch eine Feder, z. B. eine Blattfeder, verbunden ist. Dabei ist die Erregungsfrequenz gleich oder fast gleich der Eigenfrequenz des aus der Unwuchtmasse und der Feder gebildeten Systems. Diese Vorrichtungen sind daher nicht brauchbar, wenn die Erregung nur in Richtung der Verbindungslinie zwischen Erreger und schwingendem Körper auf diesen einwirken soll.
Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist die umlaufende Unwuchtmasse mit dem zu erregenden Körper ebenfalls durch eine Stab- oder Blattfeder verbunden. Die Erfindung besteht darin, daß das aus der Feder und der Masse des Schwingungserregers bestehende Sdiwingungssystem eine Eigenfrequenz der Biegeschwingungen hat, die wesentlich unter der Erregungsfrequenz liegt. Die Feder wirkt daher hinsichtlich der tibertragung der Erregung wie ein starres Pendel, so daß die Erregung fast nur in der Längsrichtung der Feder auf den Körper übertragen wird. Die Federung dient nur dazu, um, ebenso wie bei einem starren Pendel, kleine Ausschläge der Erregermasse zu ermöglichen. Andererseits sind aber die Sdiwierigkeiten eines Pendels hinsichtlich der Lagerung und Schmierung nicht vorhanden, weil die Feder mit der IGnwuchtmasse und dem schwingenden Körper fest verbunden ist.
Die Zeichnung zeigt in Fig. I zwei Ausführungsbeispiele der eingangs erwähnten, bekannten Bauarten; Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands.
Bei beiden Figuren besteht der zu erregende Körper aus den beiden Massen « und dem federnden Glied b und ist beispielsweise unter Zwischenschaltung der Schraubenfedern c frei schwebend aufgehängt. Dieser Körper soll durch die Unwuchterreger d zu Biegeresonanzschwingungen der in der Zeichnung angedeuteten Art angeregt werden, wobei die Schwingungserreger zur Herstellung symmetrisclier Verhältnisse gegenläufig arbeiten sollen. Sie müssen zu diesem Zweck so nahe beieinander angeordnet werden, daß sie durch die Getrieberäder e unter Zwischenschaltung der biegsamen Wellen f angetrieben werden können. Die Schwingungserreger sind durch den Bocks (Fig. 1, links) oder durch das starre Pendel (Fig. I, rechts, oder Fig. 2) durch die als Blatt- oder Stabfeder ausgebildeten Zwischengliederi mit den Massen a verbunden.
Die Bewegungen der Schwinger lassen sich in Komponenten in Richtung der Verbindungslinie zwischen Schwinger und sdiwingendem Körper und senkrecht dazu zerlegen. Die unerwünschten Querschwingungen sind bei der Anordnung nach Fig. I, links, am größten; bei den Anordnungen nach Fig. 1, rechts, und Fig. 2 können sie sehr klein gehalten werden.
Bei der Pendelanordnung nach Fig. I, rechts, führt dabei der Schwinger eine kleine Drehbewegung um den Lagerzapfen, bei der Federanordnung nach Fig. 2 eine ebenfalls kleine Biegeschwingung aus.
Die Feder i wird vorteilhaft als Gewindestab ausgebildet, wodurch sich eine einfache Befestigung am schwingenden Körper und am Schwingungserzeuger ergibt. Der Stab kann ir. beliebigen Richtungen im Raume angeordnet werden, sofern er nur so stark bemessen ist, daß er das Gewicht des Sdiwingungserzeugers tragen kann. Die bei statischer Druckbeanspruchung vorhandene Knickgefahr ist bei schwingender Beanspruchung nicht vorhanden, da die Eigensdiwingungszahl der Knickbiegeschwingung erheblich unter der Betriebsdrehzahl liegt und so eine Aufschaukelung unterbunden wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : I. Vorrichtung zum Erzeugen von Schwingungen eines Körpers durch eine umlaufende Unwuchtmasse, die mit diesem Körper durch eine - Stab- oder Blattfeder verbunden ist, die die Erregung auf den Körper überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Feder (i) und der Masse des Schwingungserregers bestehende Schwingungssystem eine Eigenfrequenz der Biegeschwingungen hat, die wesentlich unter der Erregerfrequenz liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (i) als Gewindestab ausgebildet und mit dem Körper sowie mit der Unwuchtmasse durch Verschraubung verbunden ist.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 629855, 633 II8, 633781, 636 55I; österreichische Patentschrift Nr. I50 597 Ingenieur Taschenbuch, Hütte II, 26.Aufl., 1931, S. 260; VDI-Zeitschrift I930, S. In60.