DE2239997C3

DE2239997C3 - Vorrichtung zum Befestigen einer schwingenden Saite an einem Teil eines Messapparates

Info

Publication number: DE2239997C3
Application number: DE19722239997
Authority: DE
Inventors: Mario Dr.Sc. Gallo; Domenic Uster Melcher; Armin Wirth
Original assignee: Wirth, Gallo & Co, Zuerich (Schweiz)
Current assignee: K Tron Patent AG
Priority date: 1972-03-23
Filing date: 1972-08-14
Publication date: 1974-11-21
Also published as: NL7211403A; FR2176800A1; CH550459A; GB1344968A; DE2239997A1; FR2176800B1; NL158928B; DD99249A5; DE2239997B2

Description

H . destens einen schrat/yenlinienförmigen Schlitz ₃₅ J_n der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des

1- aufweist, der einen schraubenlinienförmigen, Erfindungsgegegenstandes schematisch dargestellt.

jf federnden Stab als Verbindungsteil definiert. Es zeigt

"Jf: 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Fig. 1 schaubildlich ein erstes Ausführungs-

i kennzeichnet, daß der Verbindungsteil unmittel- beispiel,

I bar an dem Teil(8) des Meßapparates befestigt ₄₀ Fig. 2 die Achsrichtungen der verschiedenen

F ist. Schwingungen.

I 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- , F i g. 3 bis 6 schaubildlich drei weitere Ausfüh-

I kennzeichnet, daß der Verbindungsteil mittels rungsbeispiele,

f eines Sockels (1) an dem Teil (8) des Meß- ρ ig. 7 im Aufriß ein fünftes Ausführungsbeispie!

I apparates befestigt ist. _{45 un£}j

I 9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- " F i g. 8 und 9 im Schnitt je eine Variante zu F i g. 7.

I kennzeichnet, daß die Befestigungsstelle(7) der Die Befestigungsvorrichtung nach Fig. 1 besteht

I Saite (6) auf derjenigen Achse (r_2S) liegt, um _{aus e}j_neni zylindrischen Sockel 1 mit einem Fuß 2

■; welche der Befestigungskopf (3) bei Erregung in _m;_t Gewinde und einem viereckigen, plattenförmi-

, der Achsrichtung (y) des Stabes (4) schwingt. $„ _gen Befestigungskopf 3, der mittels einer Stange 4 an

I 'dem Sockel 1 befestigt ist. Diese Stange 4, die am

. Befestigungspunkt 5 an dem Sockel 1 angebracht ist,

; erstreckt sich praktisch gänzlich außerhalb der Ge-

G. die den Befestiaungspunkt 5 mit dem

ggp

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine 55 Schwerpunkt S des Befestigungskopfes 3 verbindet.

Vorrichtung zum Befestigen einer schwingenden Die sch ngende Saite 6 ist bei 7 in an sich bekann-

faite an einem Teil eines Meßapparates, ζ. B. einer ter Weise befestigt. Ihr anderes Ende ist in nicht

Waage oder eines Dynamometers. dargestellter Weise gespannt.

Meßapparate, bei welchen schwingende Saiten als Das nur angedeutete Gestell 8, z. B. eines Meß-

Frequenzgeber verwendet werden, sind bekannt. So ⁶° gerätes, an welchem der Sockel 1 starr befestigt ist,

ist z. B. in der schweizerischen Patentschrift 447 653 kann verschiedenen Störschwingungen ausgesetzt

ein Massen- und Kraftmesser beschrieben, bei wel- werden. Die Richtung dieser Schwingungen ist in

ehern die Saiten mittels pilzförmiger Befestigungs- F i g. 2 dargestellt. Es handelt sich um die Schwin-

vorrichtungen am Geste!! des Meßgerätes angebracht gungen /_, t_y und /. in den drei Achsrichtungen und

sind. Die Schwingungen einer solchen Saite sind ⁶5 um die drei Drehschwingungen r_x, r_y und r_z um die

nicht nur von ihrer Masse, Länge und Spannkraft drei Achsen. Umgekehrt sind dies auch die sechs

bestimmt, sondern auch von der ArI ihrer Verbin- Arten von Schwingungen von Teilen der Befesti-

dung mit dem Gestell, da Saite und Gestell schwin- gungsvorrichtung und/oder des Gestells, mit welchen

diese Teile unter dem Einfluß der Saite mitschwingen und somit eine Energieabgabe der Saite annehmen können.

Im Falle des Ausführungsbeispieles r ach F i g. 1 wirkt die Spannkraft auf die Saite 6 in Richtung der .X-Achse. Die Biegefestigkeit der Stange muß natürlich der Saitenkraft angepaßt sein, was leicht zu erreichen ist, sie muß aber auch Transportstößen gewachsen sein, was unter Umständen nicht leicht

U-förmigen Stab 11 besteht. Diese flache Ausführung kann z. B. durch Stanzen hergestellt «,'erden. Sie ist in manchen Meßgeräten wegen ihre«· Form besonders vorteilhaft.

Eine vierte Ausführung ist in Fig. 5 dargestellt, bei welcher Sockel 1 und Befestigungskopf 3 aus hohlen zylindrischen Teilen bestehen. Der Verbindungsteil besteht aus einer zylindrischen Mantelfläche 12, in welcher zwei versetzt angeordnete Quer

erreichbar ist und somit die Masse des Befestigung·?- io schlitze 13,14 vorgesehen sind, kopfes 3 begrenzen kann. Der Befestigungskopf 3 Die Ausführung nach F i g. 6 weist zwei winklige

hat deshalb eine Form, die in allen drei Drehrich- Arme 10 als Verbindungsteile auf, die sich beide tungen eine verhältnismäßig große Tätigkeit auf- außerhalb der Verbindungsgeraden G₁, G₂ ihrer Beweist, so daß die Frequen. j der drei Drehschwin- festigungspunkte 5, 5' mit dem Schwerpunkts des gungen tief bleiben Die !«-"!male Dicke der Platte 15 Befestigungskopfes 3 erstrecken. In Fig. 7 bis 9 ist ergibt sich aus dei e: ^, ^-.»liehen Steifheit. Breite ein letztes Ausführungsbeispiel dargestellt, das wie und Länge körnen >.;* ^t^ählt werden, daß die Fre- dasjenige von Fig. 5 aus Drehteiien besteht. Die quenzen der Dreh ._swingungen r_y und r, gleich tief Saite 6 ist mittels einer Scheibe 15 und einer Schraube liegen. Eben* Us t^;ei liegt diesfalls auch die Dreh- 16 an dem Befestigungskopf 3 angebracht. Dieser schwingung r_x. ' ie Frequenzen der Schwingungen t_y 20 sowie der Sockel 1 bestehen aus hohlen zylindrischen und t₂ sind schon genügend tief — vergleichbar mit Teilen, die durch "ine Mantelfläche 17 verbunden der vorbekannten Pilzanordnung — hingegen wäre sind. Diese Mantelfläche ist zweimal schraubendie Frequenz der Schwingung I₁. viel zu hoch, wenn förmig geschlitzt, so daß Befestigungskopf 3 und der Schwerpunkt S des Befestigungskopfes 3 wie bei Sockel 1 mittels zweier schraubenlinienfönniger, der vorbekannten Ausführung in der Stangenachse äs federnder Stäbe 18, 19 verbunden sind. Wie in den liegen würde. Der Befestigungspunkt der Stange 4 ; m anderen Ausführungsbeispielen erstrecken sich diese Befestigungskopf ist deshalb erheblich neben den beiden Stäbe 18, 19 praktisch gänzlich außerhalb der Schwerpunkt S versetzt. Die Gerade G liegt außer- Geraden G₁, G,, die ihre Befcstigungspunkte S, 5' halb der Achse der Stange4. Dadurch kommt eine auf dem Sockel! mit dem Schwerpunkts des Beseparate Schwingung t_y des Befestigungspunktes nicht 30 festigungskopfes 3 vei binden, In F i g. 8, 9 sind zwei zustande, es resultiert vielmehr eine Drehschwin- Varianten der Ausführung des Befestigungskopfes gung r_z. Der Fachmann kann die Exzentrizität der im Schnitt dargestellt. Nach F i g. 8 wird die innere Ansatzstelle der Stange 4 so wählen, daß bei Schwin- Bohrung 20 des Befestigungskopfes 3 sowie ihr gungen t_y die Drehachse r_zs eine bestimmte Lage Außendurchmesser größer als in der Ausführung hat, beispielsweise, wie gezeichnet, die mit einer 35 nach F i g. 7 bemessen. Nach F i g. 9 wird eiu Teil Längsseite des Befestigungskopfes 3 zusammenfällt. der Masse des Befestigungskopfes 3 in zwei ^Ian-Nun kann der Befestigungspunkt 7 der Saite 6 (oder sehen 21 verlagert. Diese zwei Varianten zeigen, wie beispielsweise Ta der Saite 6a) mit der Drehachse r,_s durch Verlagerung der Masse im Sinne einer Entübereinstimmen. Das Übertragungsmaß der Dreh- fernung von Teilen der Masse vom Schwerpunkt das schwingungen des Befestigungskopfes 3 um die 40 Trägheitsmoment vergrößert und damit die Frequen-Achse r_zs auf die Saiten 6, da ist nun so weit redu- zen in den Drehmodi vermindert werden können, ziert, daß die Störungen unbedeutend sind. Der Sockel 1 ist, ausgenommen Fig. 3, so dargestellt,

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besteht der daß dieser am Gestell mit bekannten Mitteln befestigt Verbindungsteil zwischen Sockel 1 und Befestigungs- werden kann. Er weist eine mit dem Befestigungskopf 3 aus einem winkligen Stab 10, der sich prak- 45 kopf 3 vergleichbare Masse auf. Es kann aber auch tisch gänzlich außerhalb der Verbindungsgeraden G der biege- und to""sionselaslische Stab direkt mit zwischen seinem Befestigungspunkt 5 auf dem Teil 8 Teilen des Apparategestells verbunden sein, wie in und dem Schwerpunkt S des Befestigungskopfes 3 er- F i g. 3 dargestellt. Bei allen Ausführungen wird bei streckt. Acch hier werden Masse des Befestigungs- richtiger Dimensionierung der verschiedenen Teile kopfes 3, Querschnitt, Länge und Winkel der Arme 50 die erwünschte Tiefpaßfilterwirkung erreicht. Eine des Stabes 10 so gewählt, daß die Frequenzen t_x, t_y mögliche Energieabsorption durch mitschwingende und t_z tief gehalten werden. Die Frequenzen r_x, r_y Teile der Befestigungsvorrichtung oder wegen der und r_z liegen im allgemeinen bereits tiefer als in der Übertragung auf das Gestell, wird somit entweder Ausführung nach Fig. i. linier Beibehaltung der auf NuIJ uüci auf v^fnach'äsryigbarc Anteils redugkichen Maße können die Abmessungen des Befesti- 55 ziert. Der Tiefpaßfilter ist aber auch in umgekehrter gungskopfes 3 variiert werden, so daß eine weitere Richtung wirksam: etwaige Störfrequenzen. aus dem Senkung der Frequenzen r_x, r_y und r_z erreicht wird. Gestell werden praktisch vollständig filtriert und Die Umwandlung einer Transversalschwingung in wirken somit nicht auf die Saite ein. eine nichtstörende Rotationsschwingung ist bei den Die verschiedenen winkligen Stangen (10 in Fig. 3

Ausführungen gemäß F i g. 3 bis 7 nicht mehr nötig. 60 und 6,11 in F i g. 4) könnten natürlich durch anders-In F i g. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dar- artig gebogene Stangen mit verschiedenem Krüingestellt, bei welchem der Verbinduiigstei! aus einem nungsradius ersetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

2 239 S97

1 2

gungstechnisch gekoppelt sind. Die schwingungstech-

I * ' _H Patentansprüche: nische Isolierung mit dem Gestell ist infolge der

püzförmigen Ausbildung der Befestigungsvorrichtung

: 1. Vorrichtung zum Befestigen einer schwin- in den möglichen sechs Freiheitsgraden verschieden genden Saite an einem Teil eines Meßapparates, 5 und in der Richtung der Achsen der Stiele besonders dadurch gekennzeichnet, daß sie einen schwach. Deshalb ist auch die F.nergicabsorption mittels mindestens eines biege- und torsions- richtungsabhängig und starken Schwankungen unterelastischen Verbindungsteils (4 bzw. 10 bzw. 11 worfen, je nachdem, welche unbeabsichtigt mit- bzw. 12 bzw. IS, 19) mit diesem Teil (§) ver- schwingenden Teile des ganzen Gerätes je Frequenz bundenen Befestigungskopf (3) aufweist, welcher io zum schwingenden System gehören. Die mitschwin-Verbindungsteil (4 bzw. 10 bzw. 11 bzw. 12 bzw. genden Teile beeinflussen nicht r.ur die Amplitude 18, 19) sich mindestens 'teilweise außerhalb der der Saite, sondern auch, in für genaue Messungen seinen Befestigungspunkt (5) an dem Teil (8) mit unzulässigem Maße, deren Frequenz,
dem Schwerpunkt (S) des Befestigungskopfes (3) Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe beverbindenden Geraden (G) erstreckt. 15 steht somit darin, eine Befestigungsvorrichtung für 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadu.ch ge- eine schwingende Saite zu schaffen, die die Energiekennzeichnet, daß der Befestigungskopf (3) plat- abgabe der Saite an das Gestell eines Meßapparates tenförmig ausgebildet ist und daß der aus einem im Bereiche der Nutzfrequenzen auf einen genügend geraden Stab (4) bestehende Verbindungsteil kleinen Wert zu bringen vermag oder mit anderen U außerhalb des Schwerpunktes (S) des Befesti- ₂₀ Worten, diese Befestigungsvorrichtung für alle FreijfL· gun-rskopfes (3) befestigt ist. heitsgrade als Tiefpaßfilter zu gestalten. Dieser Tiefjr 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- paßnlter soll auch in umgekehrter Richtung wirken: !_{§: kennzeichnet, daß der Sockel (1), der Befesti- etwaige im Meßapparat oder in der Umgebung vor-Jj gungskopf (3) und der Verbindungsteil (12) aus handene, im Bereich der Saitenfrequenz liegende It hohlen zylindrischen Teilen bestehen. as Störschwingungen stören die Saitenfrequenz nicht.
JfF 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung ist Ha kennzeichnet, daß der Verbindungsteil aus min- dadurch gekennzeichnet, daß sie einen mittels minis ; destens einem krummen Stab (10) besteht. destens eines biege- und torsionselastischen Verbin-JE 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- dungsteils mit einem Teil des Meßapparates verbun- W- kennzeichnet, daß der Verbindungsteil (12) zwei ₃₀ denen Befestigungskopf aufweist, welcher Verbin- -jTt ve "ΐίζί angeordnete Querschlitze (13, 14) auf- dungste»! sich mindestens teilweise außerhalb der Jh . weist. seinen Befestigungspunkt an diesem Teil mit dem ISf 6. Vorrichtung nr-h Anspruch 3, dadurch ge- Schwerpunkt des Befestigimgskopfes verbindenden Jfi ^; · kennzeichnet, daß ΐζτ Verbindungsteil (17) min- Geraden erstreckt.