DE1235629B - Schwingungsumformer fuer Auswuchtmaschinen zum Messen der durch die Unwucht hervorgerufenen Fliehkraft - Google Patents

Description

• Schwingungsumformer für Auswuchtmaschinen zum Messen der durch die Unwucht hervorgerufenen Fliehkraft Die Erfindung betrifft einen Schwingungsumformer für Auswuchtmaschinen zum Messen der durch die Unwucht hervorgerufenen Fliehkraft in Gestalt einer magnetoelastischen Druckmeßdose, deren Wicklung einen den Fliehkraftschwankungen unterliegenden vormagnetisierten Druckstab umgibt und in einem den Druckstab abstützenden Weicheisengehäuse mit feststehender Grundplatte angeordnet ist.
• Es ist bekannt, bei Auswuchtmaschinen magnetoelastische Druckaufnehmer als Geber zu benutzen.
• Es ist ferner bekannt, den in einem magnetoelastischen Druckaufnehmer auftretenden Effekt nicht nur mit Hilfe einer Trägerfrequenz auszuwerten, sondern auch in der Weise, daß die in der den magnetostriktiven Teil umgebenden Wicklung erzeugten Spannungen bzw. Ströme direkt gemessen werden, wie beispielsweise bei der Verwendung von magnetostriktiven Aufnehmern für die Verwandlung von Ultraschalldrücken in elektrischen Spannungen. Weiterhin ist es bekannt, magnetoelastische Druckaufnehmer nicht nur in seismischer Anordnung zu betreiben, sondern auch in der Weise, daß zu messende Kräfte in wegloser Messung direkt auf das magnetoelastische Glied aufgebracht werden, das seinerseits am anderen Ende fest abgestützt ist.
• Endlich ist auch die Ausführung des Druckaufnehmers mit geschlossenem magnetischem Kreis und darin befindlichem D auermagnetring bekannt.
• Solche druckschwingungs aufnehmende, nach dem magnetoelastischen Prinzip arbeitende Meßdosen für die Messung von Druckschwingungen gestatten es, Schwingungskräfte, wie es besonders an sogenannten kraftmessenden Auswuchtmaschinen notwendig ist, in elektrische Wechselspannungen umzuformen. Hierbei sind in einer Meßdose ein durch die Druckschwingungen seinen magnetischen Widerstand ändernder Druckstab und eine Spule angeordnet. Der Druckstab ist mit einem konstanten magnetischen Fluß beaufschlagt, und die Windungen der Spule sind mit diesem Fluß verknüpft. Durch die magnetische Widerstandsänderung des Druckstabes wird eine magnetische Flußänderung des an sich konstanten magnetischen Flusses bewirkt, so daß in den Windungen der Spule eine elektromotorische Kraft erzeugt wird.
• Bei der Anwendung einer solchen Meßdose hat es sich gezeigt, daß in bestimmten Fällen ein magnetisches Streufeld, das in der Umgebung der Meßdose mehr oder minder unvermeidlich seine magnetische Intensität ändert, Störungen und Verfälschungen der Druckschwingungsmessungen hervorruft.
• Um solche Einflüsse auszuschalten, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die beiden Enden des Druckstabes entgegengesetzt gerichtete magnetische Flüsse aufweisen und je eine Spule durchgreifen, die gegensinnig hintereinandergeschaltet die Meßwicklung bilden.
• Bei der praktischen Ausführung können für die unterschiedliche Vormagneüsierungseinrichtung zwischen den beiden Spulen einander gegenüberliegend zwei Dauermagnetringe in das Gehäuse eingeschaltet sein, die die gegensinnige Vormagnetisierung des Druckstabes bewirken. Zur Homogenisierung des Störfeldes wird vorteilhaft die Meßdose von einer weichmagnetischen Umhüllung umgeben.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel im Schnitt veranschaulicht.
• Die Meßdose gemäß der Erfindung hat ein Gehäuse 2, innerhalb dessen sich eine Spule 9 befindet, die durch den einschraubbaren Ring 10 in das Gehäuse eingedrückt wird. Innerhalb der Spule 9 befindet sich der Druckstab 5, der durch eine Membran 6 zentriert wird. Die Kappe 7 dient als Zwischenglied zum Aufbringen des Druckes. Verschlossen wird die Dose durch den Ring 8.
• An das Gehäuse 2 schließt sich ein Dauermagnetring 3 an. Neben diesem Dauermagnetring 3 ist eine Zwischenplatte 11 vorgesehen, an die sich ein weiterer Dauermagnetring 3 a anschließt. Es folgt wiederum ein Druckring 10 a, der eine weitere Spule 9 a in eine Grundhülse la eindrückt.
• Die gesamte Meßdose ist noch zusätzlich von einer Umkleidung 12 aus weichmagnetischem Material umgeben. Eine zusätzliche Büchse 13 aus magnetisch neutralem Material sorgt für den gewünschten Abstand zwischen Umkleidung und Meßdose. Der Umkleidung 12 kann es aber nicht gelingen, das gesamte Streufeld in seiner Auswirkung auf die Meßdose auszuschalten. Die Hauptaufgabe dieses Bauteiles ist es vielmehr, eine Homogenisierung des Streufeldes über die gesamte Meßdose zu erhalten, damit das Streufeld beide Spulen 9 und 9 a gleichmäßig durchsetzt.
• Voraussetzung für die Entstehung einer der Druckschwingung proportionalen Wechselspannung an den nicht dargestellten Klemmen der Spulen 9, 9 a ist die magnetomotorische Kraft O. Diese hat einen magnetischen Fluß 0 über den magnetischen Gesamtwiderstande des magnetischen Kreises zur Folge. Man muß den magnetischen Teilwiderstand Pt des Druckstabes möglichst groß gegen den Restwiderstand PgPt machen; denn Pt wird sich bei der Druckbelastung verändern. Damit ergibt sich nach der Gleichung 0 Pg eine Flußänderung in dem magnetischen Kreis, so daß ein dt entsteht, das mit den Windungen der Spulen 9, 9 a verknüpft ist. Hieraus resultiert eine Wechselspannung, die zur Messung der Unwucht herangezogen wird.
• Die notwendige magnetomotorische Kraft kann auf verschiedene Weise erzeugt werden, beispielsweise mittels Permanentmagnete, die in den magnetischen Kreis eingebaut werden. Es kann auch die Spule 9 mit einer festen Gleichspannung beschickt werden, der sich die gewonnene Wechselspannung überlagert. Schließlich kann auch mit zwei Wicklungen gearbeitet werden, von denen eine mit der erforderlichen Gleichspannung gespeist wird.
• Die im Ausführungsbeispiel gewählten Dauermagnete 3 und 3 a verursachen einen magnetischen Fluß über die Gehäuse 1a und 2, den Verschluß 6, 8 und 10, den Druckstab 5 und die Zwischenplatte 11.
• Dabei sind die Dauermagnete 3 und 3 a so angeordnet daß in dem Druckstab 5 die magnetischen Fluß richtungen im oberen und unteren Teil entgegengesetzt gerichtet sind. Es ergeben sich dann nach Aufbringen einer Druckschwingnng oder allgemein eines Druckes auf auf die Kappe 7 in den Spulen 9 und 9a bei gleichem Wicklungssinn zwei Wechselspannungen mit um 1800 zueinander versetzter Phasenlage. Werden nunmehr die Spulen 9, 9 a entgegengesetzt hintereinandergeschaltet, so addieren sich die gewünschten Spannungen.
• Durch magnetische Störfelder hingegen werden in die Spulen 9 und 9a zwei gleich große Störspannungen in gleicher Phasenlage induziert, so daß sich diese durch die entgegengesetzte Hintereinanderschaltung auslöschen.
• Es hat sich in ausgedehnten Versuchen eine sehr gute Ausschaltung auch der stärksten Störfelder erzielen lassen, so daß diese Druckschwingungsmeßdose auch bei Messungen an rotierenden Magnetkörpern verwendbar ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Schwingungsumformer für Auswuchtmaschinen zum Messen der durch die Unwucht hervorgerufenen Fliehkraft, in Gestalt einer magnetoelastischen Dmckmeßdose, deren Wicklung einen den Fliehkraftschwankungen unterliegenden vormagnetisierten Druckstab umgibt und in einem den Druckstab abstützenden Weicheisengehäuse mit feststehender Grundplatte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Druckstabes (5) entgegengesetzt gerichtete magnetische Flüsse aufweisen und je eine Spule (9, 9 a) durchgreifen, die gegensinnig hintereinandergeschaltet die Meßwicklung bilden.
2. 2. Schwingungsumformer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Spulen (9, 9a) einander gegenüberliegend zwei Dauermagnetringe (3, 3a) in das Gehäuse (2) eingeschaltet sind, die die gegensinnige Vormagnetisierung des Druckstabes (5) bewirken.
3. 3. Schwingungsumformer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdose zur Homogenisierung des Störfeldes von eine weichmagnetischen Umkleidung (12) umgeben ist In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 175065; USA.-Patentschriften Nr. 2 534 276, 2 848 897 ; Archiv für technisches Messen (ATM) V 132-15 vom November 1937.