DE2247812A1

DE2247812A1 - Elektromagnetischer vibrator

Info

Publication number: DE2247812A1
Application number: DE19722247812
Authority: DE
Inventors: Akihisa Ichikawa
Original assignee: INT MECHANICAL VIBRATION LAB I
Current assignee: INT MECHANICAL VIBRATION LAB I
Priority date: 1972-03-02
Filing date: 1972-09-29
Publication date: 1973-09-06
Also published as: JPS48101271U; JPS5241186Y2; FR2152338A5; US3830099A; GB1410180A

Description

W 2255

INTERNATIONAL MECHANICAL VIBRATION LABORATORY, INC.

Osaka / Japan

Elektromagnetischer Vibrator

Die Erfindung betrifft Vibratoren zur Erzeugung mechanischer Schwingungen und insbesondere elektromagnetische Vibratoren, die eine Schwingungserzeugende Kraft bestimmter Form ähnlich der Wellenform eines Wechselstroms erzeugen können, der eine bewegliche Wicklung durchläuft, die in einem statischen Magnetfeld angeordnet ist, das von Magneten erzeugt wird,.

Vertikale und horizontale Vibrationstests müssen üblicherweise an Gegenständen, Geräten oder Teilen hiervon durchgeführt werden, die beim Gebrauch oder

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während des Transports starken Schwingungen atisgesetzt sind, um Ihre Haltbarkelt In schwingungserzeugender Umgebung zu prüfen und festzustellen, ob sich in einer derartigen Umgebung ihre Arbeitsweise Sndert ΐίίκϊ weitere Schwingungseffekte an ihnen auftreten.

Bekannte elektromagnetische Vibratoren stur Durcfefttlirung der obigen Vibrationstests sind in der Lage, an dem Testkörper Schwingungen nur in einer Richtung durchzuführen. Daher müssen die vertikalen und horizontalen Vibrationstests gesondert unter Verwendung eines vertikalen und eines horizontalen Vibrators durchgeführt werden. Bei Verwendung des gleichen Vibrators für die vertikalen und die horizontalem Vibrationstests sollte der Vibrator mit eine» verti« kalen und einem horizontalen Vibrationatiseh versehen sein, der mit dem Vibrator wahlweise gekoppelt werden kann. In jedem Fall ist es notwendig, den T'eetgegenstand gesondert an den vertikalen und horizontalen Vibrationstischen für die einzelnen Tests zu befestigen. Außerdem ist ein beträchtlich großer Raum für den Teatvorgang erforderlich, da mehr als ein Vibrator bzw. mehr als ein Vibrationstisch erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den oben erwähnten Nachteil zu beseitigen und einen elektromagnetischen Vibrator zu schaffen, der wahlweise in der Lage ist, den Testkörper in vertikaler und horizontaler Richtung in Schwingung zu versetzen.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß zwei Magnete symmetrisch auf der gleichen Achse getrennt voneinander derart angeordnet sind, daß die beiden Pole des einen Magneten Polen entgegengesetzter Polarität

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des anderen Magneten gegenüberliegen, daß die Magnete um die Achse drehbar sind, und daß die Antriebswicklung zwischen den beiden Magneten angeordnet ist und einen Magnetweg durchquert, der von den beiden Magneten gebildet wird, und daß die Antriebswicklung ringförmig längs der Drehrichtung der Magnete gewickelt ist. Obwohl der Vibrator gemäß der Erfindung das gleiche Prinzip wie der übliche elektromagnetische Vibrator verwendet, ist er so konstruiert, daß er die Änderung
der Richtung des magnetischen Weges ermöglicht, der durch die Magnete bestimmt wird, indem man sie dreht, um dadurch eine Vibration in irgendeiner gewünschten Richtung zu erhalten.

Da es möglich ist, eine Vibration in jeder gewünschten Richtung durch Drehung der Magnete in eine bestimmte Lage zu erreichen, ist es nicht notwendig, den Testkörper gesondert auf mehreren Vibrationstischen für die einzelnen Vibrationstests zu befestigen, sondern die Vibrationstests für Vibrationen in unterschiedlichen Richtungen können auf dem gleichen Vibrationstisch durchgeführt werden. Es ist daher nicht mehr als ein Vibrator erforderlich und der Raum für Vibrationstests kann vermindert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 3 beispielsweise erläutert. Es zeigt

Figur 1 einen bekannten Zweirichtungsvibrator, wobei Figur IA einen Querschnitt längs der
Linie C-C in Figur IB und Figur IB eine
Seitenansicht ist,

Figur 2 einen elektromagnetischen Vibrator gemäß

der Erfindung bei der Verwendung für einen

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vertikalen Vibrationstest, wobei Figur 2A ein Schnitt längs der Linie B-B in Figur 20 und Figur 2B ein Schnitt längs der Linie A-A in Figur 2A ist, und V

Figur 3 eine Figur 2A ähnliche Darstellung, wobei jedoch der gleiche vibrator für einen horizontalen Vlbrationstest verwendet wird.

Figur IA zeigt einen bekannten elektromagnetischen Vibrator 1, der von seinem Lagerzapfen 2 auf Stützsäulen 3 getragen wird und sich um den Lagerzapfen 2 drehen kann. Der Vibrator hat eine Antriebswicklung 6 und einen Magneten 7, die einen magnetischen Kreis bilden. Wie Figur IB zeigt, sind an dem Vibrator 1 ein vertikaler Vlbrationstisch 4 und ein horizontaler Vibratlonstiech 5 angeordnet.

Um einen vertikalen Vibrationstest mit der Vorrichtung der Figuren IA und IB durchzuführen, wird der Vlbrationskörper 1 vertikal gehalten und der vertikale Vibrationstisch 4 daran befestigt. Der Testkörper {nicht gezeigt) wird dann an dem vertikalen Vibrationstisch 4 befestigt und dann die Antriebswicklung 6 erregt. Für einen horizontalen Vibrationstest wird der Vibrationskörper 1 um den Lagerzapfen 2 in seine horizontale Lage gedreht und horizontal gehalten. Dann wird der horizontale Vibrationstisch 5 an dem Vibrationskörper 1 befestigt. Danach wird der Testkörper (nicht gezeigt) an dem horizontalen Vibrationstisch 5 befestigt und dann die Antriebswicklung erregt.

Bei dieser bekannten Anordnung erfordert jedoch, wenn der horizontale Vibrationstisch 5 an dem Vibrationskörper 1 befestigt wird, die Einstellung des horizontalen Niveaus eine hohe Erfahrung. Auch ist eine Transportvorrichtung erforderlich, um den Testkörper von dem vertikalen Vibrationstisch 4 auf den horizontalen

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Vibrationstisch 5 zu.bringen. Bei dem Transport des Testkörpers besteht oft die Gefahr einer Beschädigung. Außerdem wird hierbei erheblich Zeit benötigt. Wieiterhin ist eine beträchtliche Fläche für die Installation der Transportvorrichtung zusätzlich zu der Vibratoreinheit erforderlich.

Die Figuren 2 und 3 zeigen einen elektromagnetischen Vibrator gemäß der Erfindung. Figur 2 zeigt den Vibrator bei der Verwendung für einen vertikalen Vibrationstest und Figur 3 für einen horizontalen Vibrationstest.

Wie die Figuren 2 und 3 und insbesondere Figur 2B, die ein Schnitt längs der Linie A-A in Figur 2A ist, zeigen, trägt ein fester Rahmen 8 zwei C-förmige, Permanentmagnete 10, die im Abstand voneinander derart an dem Rahmen befestigt sind, daß die beiden Pole des einen Magneten den Polen entgegengesetzter Polarität des anderen Magneten gegenüberliegen. Die Magnete 10 können sich mit ihrer Welle 9 durch Drehung eines Hebels 11 drehen. Zwischen diesen Permanentmagneten 10 ist eine Platte 13 angeordnet, die an ihrem oberen Ende an einem Vibrationstisch 12 befestigt ist. Die Platte 13 hat eine zentrale öffnung mit einem wesentlich größeren Durchmesser als der Durchmesser der Welle 9 und ist an ihren beiden Seiten mit einer Antrieb swicklung 14 versehen, die längs der Drehrichtung der Permanentmagnete 10 gewickelt ist, wie die Figuren 2A und 3 zeigen. Der Vibrationstisch 12 wird mittels einer luftgefederten Einrichtung 15 auf dem festen Rahmen 8 getragen. Mit 16 sind Führungsrollen bezeichnet, die derart mechanisch gekoppelt sind, daß sie entweder in der in Figur 2A oder in der in Figur 3 gezeigten Stellung angeordnet werden können-. Mit 17 sind

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L-förmige Führungsplatten bezeichnet, die an der Platte 13 befestigt sind. Die Platte 13 ist derart geführt, daß sie sich nur in der vertikalen Richtung hin- und herbewegen kann, wenn die Führungsrollen 16 in der in Figur 2A gezeigten Stellung sind, während sie derart geführt ist, daß sie sich nur in der horizontalen Richtung hin- und herbewegen kann, wenn die Führungsrollen 16 in der in Figur 3 gezeigten Stellung sind.

Die Vibration des Vibrationstisches 12 kann dadurch hervorgerufen werden, daß ein Wechselstrom mit der Frequenz f durch die Antriebswicklung 14 geschickt wird. Da die Antriebswicklung 14 quer zu dem magnetischen Weg angeordnet ist, der durch die C-förmigen Permanentmagnete gebildet wird, wird, wenn eine Wechselstrom mit der Frequenz f durch die Antriebswicklung geschickt wird, in der Antriebswicklung 14 eine Kraft F erzeugt, die dem Produkt der Feldintensität, der Länge der Spule, die das Feld durchquert, und des Stroms in der Spule proportional ist. Diese Kraft ist gegeben durch

F = B^I,

wobei F die Kraft (in Kilogramm), B die Flußdichte (in Gauss), t die Spulenlänge (in Zentimetern) und I der Wicklungsstrom (in Ampere) ist. Die Kraft, die in der obigen Weise erzeugt wird und auf die Antriebswicklung 14 einwirkt, wird über die Platte 13 auf den Vibrationstisch 12 übertragen, um die Vibration des Testkörpers (nicht gezeigt) hervorzurufen, der auf dem Vibrationstisch 12 befestigt ist.

Wenn die Permanentmagnete 10 derart angeordnet sind, daß ihre Pole in einer vertikalen Ebene liegen, wie Figur 2 zeigt, wird, wenn ein Wechselstrom durch die Antriebswicklung 14 geschickt wird, eine vertikale Kraft in der Wicklung 14 erzeugt, so daß die Platte

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und der Vibrationstisch 12 in vertikaler Richtung in Schwingung versetzt werden. Auf diese Weise kann der vertikale Vibrationstest an dem auf dem Vibrationstisch 12 befestigten Testkörper durchgeführt werden.

Wenn die Permanentmagnete 10 derart angeordnet sind, daß ihre Pole in einer horizontalen Ebene liegen, wie Figur 3 zeigt, wird, wenn ein Wechselstrom durch die Antriebswicklung 14 geschickt wird, eine horizontale schwingungserzeugende Kraft in der Wicklung 14 erzeugt* so daß die Platte 13 und der Vibrationstisch 12 in der horizontalen Richtung in Schwingung versetzt werden. In diesem Falle sind die Führungsrollen 16 in die in Figur 3 gezeigte Stellung verschoben, so daß die Platte 13 derart geführt ist, daß sie sich in der horizontalen Richtung hin- und herbewegen kann. Es kann somit ein horizontaler Vibrationstest an dem auf dem Vibrationstisch 12 befestigten Testkörper durchgeführt werden.

Der Vibrationstisch 12 wird von der luftgefederten Einrichtung 15 auch dann getragen, wenn er in der horizontalen Richtung in Schwingung versetzt wird. In diesem Falle ist die auf die Führungsrollen 16 wirkende Kraft daher vermindert. Die Drehung der Permanentmagnete kann in einfacher Weise durch Drehung des Hebels 11 erreicht werden. Außerdem können Schwingungen nicht nur in der vertikalen und der horizontalen Richtung, sondern in jeder anderen gewünschten Richtung durch geeignete Anordnung derart, daß die Permanentmagnete und die Führungsrollen in der gewünschten Lage gehalten werden, erreicht werden.

In Abwandlung der beschriebenen Ausfuhrungsform ist es auch möglich, die Antriebswicklung 14 nur an einer Seite der Platte 13 vorzusehen. Statt der Permanentmagnete IO können auch Elektromagnete verwendet werden.

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Claims

— R — Patentansprüche

1. Elektromagnetischer Vibrator zur Erzeugung einer Schwingungskraft durch Erregung einer Antriebswicklung durch Wechselstrom, die in einem Magnetkreis angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Magnete symmetrisch auf der gleichen Achse getrennt voneinander derart angeordnet sind, daß die beiden Pole des einen Magneten Polen entgegengesetzter Polarität des anderen Magneten gegenüberliegen, daß die Magnete um die Achse drehbar sind, und daß die Antriebswicklung zwischen den beiden Magneten angeordnet ist und einen Magnetweg durchquert, der von den beiden Magneten gebildet wird, und daß die Antriebswicklung ringförmig längs der Drehrichtung der Magnete gewickelt ist.

2. Vibrator nach Anspruch l, gekennzeichnet durch einen festen Rahmen zur Aufnahme der Magnete und der Antriebswicklung, einen Vibrationstisch, der derart gelagert ist, daß er gegenüber dem festen Rahmen schwingen kann, und eine Welle, die sich durch die öffnung der Wicklung erstreckt und drehbar an gegenüberliegenden Enden in dem festen Rahmen gelagert ist, wobei die Magnete symmetrisch an der Welle befestigt sind und die Antriebswicklung von dem Vibrationstisch getragen wird.

3. Vibrator nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Platte zwischen den beiden Magneten, die an einem Ende an dem Vibrationstisch befestigt ist, wobei die Platte eine zentrale öffnung mit einem Durchmesser wesentlich größer als die Welle aufweist, die sich durch die öffnung erstreckt, und die Wicklung wenig-

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stens an einer Seite der Platte angeordnet und daran befestigt ist.

4. Vibrator nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch L-förmige Führungsplatten, die an der Platte nahe deren Ecken angeordnet sind, und Führungsrollen» die an den zugeordneten L-förmigen Führungsplatten angreifen und mechanisch derart gekoppelt sind, daß sie gegenüber dem festen Rahmen verschiebbar sind, wobei die Schwingungsrichtung des Vibrationstisches von der Lage der Führungsrollen gegenüber den zugehörigen k-förmigen Führungsplatten bestimmt wird,

5. Vibrator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrationstisch von einer luftgefederten Einrichtung an dem festen Rahmen getragen wird.

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