DE2546520A1 - Amplitudenaufnehmer - Google Patents
AmplitudenaufnehmerInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B5/00—Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities
- F15B5/003—Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities characterised by variation of the pressure in a nozzle or the like, e.g. nozzle-flapper system
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
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Description
Dr. HEIiIiKΙΓΓ SC
PIlN,
wij/wjm/meli 4-10-1975.
"Amplitudenaufnehmer" .
Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufnehmer zum Messen der Amplitude eines schwingenden
Körpers.
An vielen Stellen in der Betriebsmechanisierung werden Schwingfüller zum gerichteten Zuführen von Einzelteilen
verwendet. Manche dieser Füller werden elektrisch, andere pneumatisch angetrieben.
Es stellt sich heraus, dass die Schwingamplitude
derartiger Vorrichtungen dabei vom Füllgewicht und von der auftretenden Dämpfung zwischen den Produkten
äusscrst abhängig ist. Die Frequenz ist dabei selbstverständlich
nahezu konstant.
Für die elektrisch angetriebenen Schwingfüller
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gibt es gute Araplitudenregelungen. Für* die pneumatisch
betriebenen Schwingfüller war bisher eine gute Regelimg
nicht bekannt, was hauptsächlich auf das Fehlen eines guten Amplitudenaufnehmex\s für diese Systeme zurückzuführen
ist.
Die Erfindung bezweckt nun, einen pneumatischen
Amplitudenaufnehmer zu schaffen.
Dieser wird nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er durch eine Aussti"ömungsöffnung gebildet
ist, die übei" einen mit einer Drossel versehenen Kanal
an eine Pressluftzufuhr anschliessbar ist, wobei gegenüber
der Ausströmungsöffnung ein Konstruktionsteil angeordnet
ist, der die Ausströinungsöffnurig wenigstens teilweise
absperren kann, A^obei die Ausströmungsöffnung mit
dem Schwingkörper verbunden ist und der Konstruktionsteil fest angeordnet ist oder umgekehrt und eine Vorrichtung
vorhanden ist zum Messen eines mit der ausströmenden Luftmenge im Zusammenhang stehenden Signals.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist im Luftzuführungskanal
eine Drossel vorhanden, wobei die Vorrichtung den mittleren Druck in dem Kanalteil zwischen
der A.USStrömungsöffnung und der Drossel aufnimmt.
Bei diesem Atifnehmer wird der mittlere Druck
in dem Kanalteil zwischen der Ausströmungsöffnung und
der Drossel durch den Zuführungsdruck, den Widerstand der Drossel und den Ausströmungswiderstand bestimmt. In
der mittleren Stellung des Konstruktionsteils ist der 609819/0319
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PHN. 7791. 4-1Q-1975.
_ 3 —
Ausströmungswiderstand maximal und folglich auch der
Druck im genannten Kanalteil.
In den beiden ätissersten Stellungen des Konstruktionsteils
ist der Ausströmungswiderstand minimal
und deswegen ist auch der Druck niedrig. Der Spitzenwert des Druckes in der mittleren Stellung des Konstruktionsteils
liegt nun fest, während der niedrigste ¥ert des Druckes von der Amplitudes des schwingenden Körpers
abhängi g ist.
Der mittlere Druck wird also bei zunehmender Schwingamplitude abnehmen und umgekehrt. Auf diese sehr
einfache Weise ist also der mittlere Druck ein Mass für die Schwingamplitude geworden. Dieses Signal lasst sich
nun leicht zur Regelung beispielsweise eines Schwingfüllers verwenden, aber auch für andere Anwendungsbereiche
ist der erfindungsgemässe Amplitudenaufnehmer durchaus verwendbar« Ein gleiches Resultat wird erreicht
mit einer Ausbildung des Aufnehmers, wobei gegenüber der Ausströmungsöffnung in geringem Abstand eine weitere
Öffnung versehen ist, die über einen Kanal an eine druckaufnehmende Vorrichtung anschliessbar ist.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform hat die Ausströmungsöffnung einen rechteckigen Quex-schnitt,
was vorteilhaft ist, weil dann um die mittlere Stellung herum die Ausströmungsöffnung proportional zur
seitlichen Verschiebung des Konstruktionsteils zunimmt.
Ein toter Gang kann nach der Erfindung dadurch
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-If-
vermieden werden, dass die Breite des Konstruktionsteils der der Ausströmungsöffnung gleich gemacht wird«
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen
Aufnehmers weist das Kennzeichen auf, dass der Konstruktionsteil über eine Feder mit dem schwingenden
Körper gekuppelt ist, wobei auch die Ausströmungsöf fnung mit diesem Körper verbunden ist. Bei einer geeigneten
Wahl der Federstarrheit und der Masse des Konstruktionsteils
wird letzteres, wenn der Körper gegenüber
diesem Körper schwingt. Ein Vorteil dieser Ausführung
s form ist, dass Änderungen der* Nullage des schwingenden Körpers keinen Einfluss auf das vom Aufnehmer gemessene
Signal haben. Bei dieser Ausführungsform können
infolge des Coanda-Effektes auf den Konstruktionsteil
Kräfte ausgeübt werden, die den Konstruktionsteil in
Schwingung versetzen. Damit dies vermieden wird, ist bei einer weiteren Ausführungsform das Konstruktionsteil
mit Mitteln versehen, die vermeiden, dass die ausströmende Luft an den Seiten des Konstruktionsteils einen
Unterdruck erzeugt.
Damit die Empfindlichkeit des Aufnehmers eingestellt werden kann, ist bei einer weiteren Ausführungsform
der Konstruktionsteil länglich ausgebildet und sind mehrere Ausströmungsöffnungen gegenüber dem
Konstruktionsteil vorgesehen, von denen beliebig eine verwendet werden kann-,
Ausfülirungsbeispiele der Erfindung sind in
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den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Aufnehmer s,
Pig. la eine schematische Darstellung eines anderen Aufnehmers,
Fig.. 2 die Beziehung zwischen Druck und Amplitude,
Fig. 3 eine Darstellung, in der gezeigt wird, wie der Konstruktionsteil über eine Feder am schwingenden
Körper befestigt werden kann.
Fig, 'l· einen Aufnehmer mit mehreren Ausströraungsöffnungen,
Fig. 5 eine Darstellung der Art und Weise,
wie der Coanda-Effekt auf den Konstruktionsteil unterdrückt
werden kann.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Teil mit einer Ausströmungsöffnung 2 angegeben, welcher
Teil sich über den Kanalteil 3> clie Drossel k an einen
Kanal 5 anschliesst, durch den Dx-uckluft zugeführt
werden kann.
Gegenüber der Ausströmungsöffnung 2 ist ein Konstruktionsteil 6 angeordnet.
Der Teil 1 kann ein Teil eines schwingenden Körpers oder ein Teil sein, der mit einem derartigen
schwingenden Körper verbunden werden kann.
Der Konstruktionsteil 6 ist fest angeordnet
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so dass im Betrieb die Ausströmungsöffnung 2 sich längs
dieses Konstruktionsteils bewegt.
In Fig. 1a ist eine Ausführungsform dargestellt,
wobei der Kanal 5 keine Drossel k enthält sondern wobei gegenüber der Ausströmungsöffnung 2 eine
weitere Öffnung 2' vorgesehen ist, die über einen Kanal
mit einer druckaufnehmenden Vorrichtung verbunden ist.
Dadurch, dass die Ausströmungsöffnung periodisch mehr
oder weniger· abgesperrt wird, wird abhängig von dieser
Sperrung der Druck in der Öffnung 2' sich ändern.
In Fig. 2 ist angegeben, wie der Druck Pm, der im Kanalteil 3 herrscht oder in 2' mit der Amplittide
A der Bewegung der Ausströmungsöffnung 2 gegenüber dem
Konstruktionsteil 6 sich ändert.
Der Spitzenwert von Pm ist dabei für jede Amplitudengrösse selbstverständlich derselbe. Aber der
niedrigste Wert von Pm ist bei einer grossen Amplitude A. niedriger als bei einer kleinen Amplitude A . Das
bedeutet, dass auch Pgem bei grosser Amplitude niedriger sein wird als bei einer kleinen Amplitude. Auf diese
Weise ist ein deutliches Mass erhalten worden für die Amplitude. In Fig. 3 ist auf schematische Weise angegeben,
wie der Konstruktionsteil 6 über eine Blattfeder 7 mit dem schwingenden Körper 8 verbunden sein kann. An
der Unterseite ist der Konstruktionsteil 6 noch mit einer zusätzlichen Masse 9 versehen. Bei einer geeigneten
Wahl der Masse und der Feder wird der Konstruktions-
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teil 6 bei schwingendem Körper 8 stillstehen., so class
die Ausströmungsöffnung 2 sich längs des Teils 6 bewegt,
Damit die Empfindlichkeit des Aufnehmers eingestellt werden kann, können wie beim Aufnehmer nach
Fig. k mehr AusstrSmungsöffnungen 2 vorgesehen sein,
die je nach Wunsch an die Luftzufuhr angeschlossen werden können.'
In Fig. 5 ist ein Aufnehmer auf schematische
Weise dargestellt, wobei die der Ausströmungsöffnung
zugewandte Seite des Konstruktionstoils 6 einigermassen verjüngt ausgebildet ist, wobei auf den Seiten Schilder
9 vorgesehen sind. Dies vermeidet, dass der Luftstrom aus der Öffnung 2 auf die Seiten des Teils 6 infolge
des Coanda-Effektes Kräfte ausübt, die den Teil 6 in
Resonanz versetzen könnten.
. Auf die obenstehend beschriebene Art und Weise ist ein äusserst einfacher aber trotzdem genau
funktionierender Amplitudenaufnehmer erhalten worden.
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Claims (1)
- PHN. 7791· 4-10-1975.- 8 PATENTANSPRÜCHE .Aufnehmer zum Messen der Amplitude eines schwingenden Körpers, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnehmer durch eine AusStrömungsöffnung gebildet ist, die über einen Kanal an eine Pressluftzufuhr anschliessbar ist, wobei gegenüber der Ausströmungsöffnung ein Konstruktionsteil angeordnet ist, dei" die Ausströmungsöffnung wenigstens teilweise absperren kann, wobei die Ausströmungsöffnung mit dem schwingenden Körper verbunden und der Konstruktionsteil fest angeordnet ist oder umgekehrt und eine Vorrichtung vorhanden ist zum Messen eines mit der ausströmenden Luftmenge im Zusammenhang stehenden Signals.2. Aufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftzufuhrkanal eine Drossel vorhanden ist und die Vorrichtung den mittleren Druck im Kanalteil zwischen der Ausströmungsöffnung und der Drossel aufnimmt.3. Aufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber der Ausströmungsöffnung in gewissem Abstand eine weitere öffnung vorgesehen ist, der über einen Kanal an eine druckaufnehmende Vorrichtung anschliessbar ist.h. Aufnehmer nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass die A.usStrömungsöffnung eine rechteckige Form hat.609819/0319PHNc 7791. 2f_10~i975.5. Aufnehmer nach Anspruch. 1, 2, 3 odor ^, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Konstruktionsteils der Breite der Ausströmungsöffnung entspricht.6. Aufnehmer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konstruktionsteil über eine Feder mit dem schwingenden Körper verbunden ist tmd die Ausströmungsöffnung auch mit diesem Körper verbunden ist, wobei die Eigenfrequenz des Konsti'uktionsteils und der Feder niedriger
ist als die Frequenz des schwingenden Körpers.7« Aufnehmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die de*1 Ausströmungsöffnung zugewandte Seite des Konstruktionsteils mit Mitteln versehen ist um zu vermeiden, dass die ausströmende Luft einen Unterdruck längs der Seiten des Konstruktionsteils erzeugt und dadurch den Konstruktionsteil in Resonanz
versetzt.8. Aufnehmer nach Anspruch 6 oder 7 ? dadurch
gekennzeichnet, dass der Konstruktionsteil eine in
der Federrichtung längliche Form hat und mehrere AusströmungsSffiiungen gegenüber dem Konstruktionsteil
vorgesehen sind.609819/03 19
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8131 | Rejection |