Schwingeinsatz mit einem Freiheitsgrad, insbesondere für Erschütterungsmesser.
Die bekannten Ersehütterungsmesser besitzen in der Regel einen Schwingeinsa, tz, der eine Membran aufweist. Allgemein ist aber diese Membvran zwischen zwei Klemmringe gelegt, welehe plan versehraubt sind. Fine derartige lvlembrananordnung hat den Naeh- teil, dass keine dünnen Membranen verwendet werden können, da die Membran eine ge ltügende Steiffigkeit besitzen mut3, um sich nichet zu stark durchzubiegen.
Daraus folgt, dass kine stabile Nullage der Membran und ul eine geringe Empfincllichkeit. erzielt wer (len kann. Ein solcher Einsatz weist auch keine leicht definierbare Eigenfrequenz auf.
Die vorliegende Erfindung bezweckt. die uhigen Nachteile dadurch zu beheben, dass der Schwingeinsatz zwei einander gegeniiberlie- gende Membranen aufweist, welehe in der Mitte durch einen starren Teil gegeneinander abgest ützt sind, und dal3 jede Membran auf einem Rager mit kreisf6rmiger Offnung befestigt ist, mit welehem sie gegen eine ringför- mige Stüt. ze gehalten wird, wobei St. ntze und Träger in bezug aufeinander axial beweglich sind, um durch eine Relativebeweung beider Teile die Spannung der Membran verändern zu können.
Die beiliegende Zeichnung stellt schematisch zwei beispielsweise Ausführungsformen des Enindungsgegenstandes, dar.
Fig. 1 zeigt das Prinzip der Befestigungsart an einer einzelnen Membran.
Fig. 2 stellt schematisch einen ganzen Sehwingeinsatz dar.
Fig. 3 zeigt einen sehr empfincllichen Sehwingeinsatz.
Nach Fig. 1 ist die Membran 1 auf einen Ring 2 gelötet. Das Auflöten der Membran hat so zu erfolgen, dan dite federharte Membran kein Ausglühen erfährt. Der Ring 2 ist mit einem äussern Gewinde versehen, mit welchem er in das innere Gewinde 3 eines ringförmigen 5 eingesehraubt ist. Der ringförmige Träger 5 weist dabei auf einer Seite eine Rince 4 auf, Trägers ein das Gewinde 3 tragender Aussenflanseh gebildet wird. Diesem Flanseh gegenüber besteht ein durch welche 6, auf dessen Ringfläehe 7 die Membran aufruht.
Die Stützflansch des Trägere 5 steht senk- Längsachse 4recht zur Membranebene, und das Einschrauben des Ringes 2 in das Gewinde 3 bewirkt eine a. xiale Relativbewegung zwisehen dem Ring lmd dem Trager 5. Dureh diese Bewegung wird die Membranspannung in radiale Richtung geregetl, das heibt-durch dits Bin- und Aussehrauben des Singes 2 kann die Resonanzfrequenz der Membran auf versehie- dene Werte eingestellt werden.
Der Sehwingeinsatz gemäss Fig. 2 weist nun zwei solche Membranen 1 auf, wobei jede auf einem Ring 2 aufgelötet ist. Beide Membranen sind in ihrer Mitte durch einen eine Schwungmasse 8 tragenden Stab 9 miteinander verbunden. Jeder Ring 2 ist wieder in einen ringförmigen Träger 5 eingeschraubt.
Die Trager 5 weisen ein Aussengewinde 10 auf, mit welchem sie in einem rohrförmi- gen Gehäuse 1L2 befestigt sind, das an jedem seiner Enden ein inneres Gewinde 11 aufweist.
Ein solcher Schwingeinsatz kann z. B. für Beschleunigungsmessungen verwendet werden, wobei die relative Bewegung der schwingmasse zum Gehäuse ein Mass für die Beschleunigung ist. Diese Bewegung kann durch mechanische oder elekt. risehe Mittel übertrages werden.
Wie an Hand von Fig. 1 besehrieben, kam die radiale Spannung jeder Membran durch das Ein- und Ausschrauben der Pkinge 2 ein gestellt werden. Das Ein- und Ausschruben der ringförmigen Träger 5 im Gehäuse 12 ermöglicht noch, den Membranen eine zusätz liche Vorspannung zu geben, welehe für eine ansserordentliche Stabilität der Nullage bürgt.
J) a, clie Membranen sehr dünn gewählt werden können, sind ihre Massen in bezug auf die Masse 8 vernaehlässigbar, so dal3 die Eigenfrequenz f@ des Schwingbaren Teils durch
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gegeben ist, wobei D die Spannung der Membranen und m die Masse 8 ist. Da die Empfindlichkeit a auf Besehleu- nigungen durch a = m/D dargestellt werden kann, ergibt sich a = 1/@2. to
Durch zweckentsprechende Einstellung der auf die membrane wirkenden radialen und axialen Kräfte können grosse Eigenfrequenz oder Empfindliehkeit bei definierter Nullage je nach Wunsch, erhalten werden.
Die Fig. 3 stellt einen Sehwingeinsatz dar, weleher bei extrem guter Nullage eine hohe Empfindlichkeit besitzt. Die Membranen 1 sind wie früher auf die Ringe 2 aufgelotet ; aber letztere weisen keine äussern Oewinde sauf. Die membrane 1 sind durch ein Distant- stück 14 und die Ringe 2 durch einen Distanzring 15 auseinandergehalten. Zwei Ringstützen 16 weisen ein äusseres Gewinde und einen innern Stiitzflansch 17 auf.
Diese Ring- stiitzen 16 sind in ein zvlindrisches GehRiise 18 eingeschraubt, und ihre relativen Lagen können daher durch Ein- und Ausschrauben geändert. werden.
Die Membranes werden durch die Stütz- flanschen 17 zusammengedrüekt, während sie durch den Distanzring l a und das distant- stüek 14 auseinandergehalten werden. Die Eigenfrequenz, die Empfindlichkeit und die Stabilität der Nullage diese Schwingeinsatzes werden durch die Dimensionen des Distanz stüekes 14 lmd die Dieke des Distanzringes sowie durch die relative Latte der Ringstiitzen 16 bestimmt.
Selbstverständlich könnte der Distanzring wegfallen, vorgusgesetzt, dass die Dicke der Ringe 2 entsprechend gewählt wird.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist stets vorgesehen, dass die Menibranen 1 auf die Ringe 2 aufgelötet sind. Die Membranen könnten jedoeh z. B. auch genietet oder in eine Rille der Ringe''eingepresst sein.
Die Membranen könnten auch auf einem nicht ringförmigen Träger mit kreisförmigel Öffnung befestigt sein. Aber ringförmige Membranträger eignen sich stets am besten.
Die beschriebenen Schwingeinsätze können selbstverständlich auch für andere Zweeke als zur M : essung von Erschiit. temngen oder Be sehleunigungen best. immt sein. Solche Einsätze könnten z. B. bei Druckmessern verwendet werden, wobei der zu messende DrLick direkt auf eine Seite einer der Membranen einivir- kenn kann.
Oscillating insert with one degree of freedom, especially for vibration meters.
The known vibration meters usually have a Schwingeinsa, tz, which has a membrane. In general, however, this membrane is placed between two clamping rings which are screwed flat. The disadvantage of such a membrane arrangement is that no thin membranes can be used, since the membrane must have sufficient rigidity so as not to bend too much.
It follows that there is no stable zero position of the membrane and ul a low sensitivity. achieved who (len can. Such an application also has no easily definable natural frequency.
The present invention aims. The inconvenient disadvantages can be remedied by the fact that the oscillating insert has two diaphragms lying opposite one another, which are supported against one another in the middle by a rigid part, and that each diaphragm is fastened on a bracket with a circular opening, with which it is formed against a ring - moderate stud. ze is held, with St. ntze and carrier are axially movable with respect to each other in order to change the tension of the membrane by a relative movement of both parts can.
The accompanying drawing schematically shows two exemplary embodiments of the subject matter of the invention.
Fig. 1 shows the principle of the type of attachment to a single membrane.
Fig. 2 shows schematically an entire visual wing insert.
Fig. 3 shows a very sensitive visual swing insert.
According to FIG. 1, the membrane 1 is soldered onto a ring 2. The membrane must be soldered on in such a way that the spring-hard membrane does not burn out. The ring 2 is provided with an external thread with which it is screwed into the internal thread 3 of an annular 5. The ring-shaped carrier 5 has a rince 4 on one side, and an outer flange carrying the thread 3 is formed from the carrier. Opposite this flange there is a through which 6, on whose annular surface 7 the membrane rests.
The support flange of the support 5 is perpendicular to the longitudinal axis 4 right to the membrane plane, and screwing the ring 2 into the thread 3 causes a. xial relative movement between the ring and the carrier 5. This movement regulates the membrane tension in the radial direction, that is, by screwing the song 2 in and out, the resonance frequency of the membrane can be set to different values.
The wing insert according to FIG. 2 now has two such membranes 1, each of which is soldered onto a ring 2. Both membranes are connected to one another in their middle by a rod 9 carrying a flywheel 8. Each ring 2 is screwed back into an annular carrier 5.
The carriers 5 have an external thread 10 with which they are fastened in a tubular housing 1L2 which has an internal thread 11 at each of its ends.
Such a vibrating insert can, for. B. can be used for acceleration measurements, the relative movement of the oscillating mass to the housing being a measure of the acceleration. This movement can be mechanical or electrical. risehe funds are carried over.
As shown with reference to Fig. 1, the radial tension of each membrane came by screwing the Pkinge 2 in and out. The screwing in and out of the annular carrier 5 in the housing 12 still makes it possible to give the membranes an additional bias, which guarantees ansserordliche stability of the zero position.
J) a, the membranes can be chosen to be very thin, their masses are negligible in relation to the mass 8, so that the natural frequency f @ of the vibrating part through
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is given, where D is the tension of the membranes and m is the mass 8. Since the sensitivity a to commands can be represented by a = m / D, a = 1 / @ 2 results. to
By appropriately setting the radial and axial forces acting on the membrane, a high natural frequency or sensitivity can be obtained with a defined zero position, as desired.
3 shows a visual wing insert which has a high sensitivity with an extremely good zero position. The membranes 1 are soldered onto the rings 2 as before; but the latter have no external winds. The membrane 1 are held apart by a spacer 14 and the rings 2 by a spacer ring 15. Two ring supports 16 have an outer thread and an inner support flange 17.
These ring supports 16 are screwed into a cylindrical housing 18, and their relative positions can therefore be changed by screwing them in and out. will.
The membranes are compressed by the support flanges 17, while they are held apart by the spacer ring 1a and the spacer piece 14. The natural frequency, the sensitivity and the stability of the zero position of this oscillating insert are determined by the dimensions of the spacer 14 and the size of the spacer ring and by the relative lath of the annular supports 16.
Of course, the spacer ring could be omitted, provided that the thickness of the rings 2 is selected accordingly.
In the embodiments described, it is always provided that the menibranches 1 are soldered onto the rings 2. The membranes could, however, e.g. B. riveted or pressed into a groove in the rings.
The membranes could also be mounted on a non-annular support with a circular opening. But ring-shaped membrane supports are always best.
The oscillating inserts described can of course also be used for purposes other than measuring appearance. temnation or acceleration. be immersed. Such inserts could e.g. B. can be used with pressure gauges, whereby the pressure to be measured can be applied directly to one side of one of the membranes.