DE2946264C2 - Elektrodynamisches Impulsanregerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrodynamisches Impulsanregegerät zur Erzeugung von Schwingungen in einem Konstruktionsteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Der Untersuchung des Schwingungsverhaltens von Tragkonstruktiunen kommt in jüngerer Zeit steigende Bedeutung zu da das Schwingt (gsverhalten stark das Geräuschverhalten solcher Strukturen, insbesondere das von den Strukturen bei einer fl iregung abgestrahlte Geräusch, bestimmt. Ein wichtiges Konstruktionsziel liegt darin, von den Tragstrukturen abgestrahlte Geräusche trotz deutlicher Schwingungsanregung klein ^u hallen. Dies trifft nicht nur beispielsweise für Maschinenfundamente zu, sondern in besonders großem Maße für Kraftfahrzeugkarosserien, deren Innengeräusch stark von ihrem Schwingungsverhalten abhängt.

Zur Untersuchung des Schwingungsverhaltens solcher mechanischer Tragstrukturen wird in der Schwingungsmeßtechnik üblicherweise die Antwort der Struktur auf ein normiertes, harmonisches Anregesignal als Funktion der Frequenz gemessen.

Durch den Einsatz der rechnerunterstützten Meßtechnik ist es möglich geworden, solche Messungen mit beliebigen Anregesignalen durchzuführen, wobei durch Einsatz von Impulsanregung erhebliche Einsparungen an Meßzeit möglich sind. Als »Anregegerät« für eine lolche Impulsanregung ist die Verwendung eines mit •inem Kraftmeßelement versehenen Hammers bekannt. Es versteht sich, daß ein solcher, meist von Hand bedienter Hammer verhältnismäßig Undefiniert arbeitet ■nd die erzielbare Schlagintensität begrenzt ist.

Bei einem bekannten gattungsgemäßen Impulsanref egerät (DE-AS 10 45 045) ragt ein Eisenkern teilweise in eine Spule ein und bewegt sich bei Strombeaufschlagung der Spule gegen die Kraft einef Feder in die Spule hinein bzw. durch diese hindurch, um dann auf einen zu prüfenden Gegenstand aüfzütfeffen, Mit seiner Rücksei' te liegt der Eisenkern normalerweise an einem Kontakt an, so daß et, sobald er sich in die Spule hineinbewegt, den Stromfluß durch die Spule unterbricht.

Zur Erzeugung eines wohl definierten Anregesignals

ist das bekannte Gerät kaum geeignet, da der Eisenkern in eine freie, lediglich durch eine um die Spule und deren Träger herum verlaufende Luftsäule gedämpfte Schwingung versetzt wird, wodurch Mehrfachanregungen auftreten können, die einer Auswertung der erregten Schwingungen entgegenstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Impulsanregegerät zu schaffen, das bei kleinem zur Verfügung stehenden Weg mit großer Schlafepräzision und -Intensität einen Kraftimpuls in ein Meßobjekt einleitet

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Bei dem enFindungsgemäßen Gerät muß sich wegen der durch die Spule hindurchragenden, mit dem Eisenkern verbundenen Verlängerung nicht der gesamte Eisenkern durch die Spule hindurchbewegen, bis es zu einer Schwingungsanregung kommt Dadurch können sehr kurze Stromimpulse zur Magnetfelderzeugung verwendet werden, so daß die aus dem Eisenkern und der Verlängerung bestehende Baugruppe beim Auftreffen auf die Struktur frei von Stromfluß durch die Spule herrührenden Kräften ist. Damit wird erreicht, daß der Anregeimpuls weitgehend einem echten »Hammerschlag«, d. h. einer kurzzeitig dauernden Stufenanregung und damit einem harmonischen Anregesignal, entspricht. Mit de>n weiter vorgesehenen Rückschlagventil wird erreicht, daß die Bewegung des Kerns in die Spule hinein, d. h. die Anregung, weitgehend ungedämpft erfolgt, wohingegen auf dem Rückweg des Kerns eine aperiodische Dämpfung erfolgt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischer Zeichnung beispielsweise und mit ihren Einzelheiten erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch ein elektrodynamisches Impulsanregegerät.

Um einen innen mit einer zylindrischen Führungsbahn 2 ausgebildeten Träger 4 ist eine Spule 6 gewickelt.

Innerhalb des Trägers 4 ist d'Tch die zylindrische Führungsbahn 2 geführt ein Eisenkern 8 vorgesehen, welcher mit einer als Verlängerung 10 dienenden Kunststoffhülse bei 12 verschraubt ist. Der Außendurchmesser der Verlängerung 10 ist kleiner als der des Eisenkerns 8, s;o daß die Verlängerung 10 durch einen an einem Ende des Trägers 4 ausgebildeten Ringflansch 14 hindurchpaßt. Mit dem freien Ende der Verlängerung 10 ist eine Schraube 16 verschraubt, die ein ihren Schaft umgebendes Kraftmeßelement 18. beispielsweise einen Piezoquarz, gegen eine Stirnfläche der Verlängerung 10 bzw. Kunststoffhülse vorspannt. Auf die freie Stirnseite der Schraube 16 ist ein Schlagkörper 20 aus Gummi aufgesetzt.

Die Verlängerung 10 ist innerhalb des Trägers 4 von einer Schraubenfeder 22 umgeben, welche sich an dem Eisenkern 8 und dem Ringflansch 14 abstützt und das aus dem Eisenkern 8. der Verlängerung 10, dem Kraftmeßelemient 18, der Schraube 16 und dem Schlagkörper 20 bestehende Bauteil gemäß der Figur derart nach rechts drängt, daß eine zwischen dem Kraftmeßelement 18 und der Verlängerung 10 vorgesehene Anschlagscheibe 24 am Ringflansch 14 anliegt und der Eisenkern S nach rechts aus der Spule 6 Vorsteht.

Das vom Iftingflansch 14 abgewandte Ende des Trägers 4 ist mit einer Kappe 26 Verschlossen, deren Boden durch eine Lochscheibe 28 gebildet ist. An der Innenseite deir Lochscheibe 28 ist ein das Loch 30 überdeckende« Gummiplättcheri 32 befestigt das zusammen mit dem Loch 30 ein Rückschlagventil bildet,

welches schließt, wenn der Druck innerhalb des zwischen dem Eisenkern 8 und der Lochscheibe 28 befindlichen Luftvolumens 34 größer ist als der Umgebungsdruck.

Die Funktion der beschriebenen Anordnung ist wie folgt:

Bei Beaufschlagung der Spule 6 mit einem Spannungsimpuls wird der Eisenkern 8 stoßartig in die Spule 6 hineingezogen, wodurch sich der Schlagkörper 2 gemäß der Figur nach links in Richtung auf ein nicht dargestelltes Meßobjekt bewegt Die Zeitdauer des an die Spule 6 angelegten Spannungsimpulses ist so kurz bemessen, daß zum Zeipunkt des Aufschiagens des Schlagkörpers 20 auf das Meßobjekt keine Kraft mehr zwischen Spule 6 und Eisenkern 8 wirkt. Während der

Bewegung des Eisenkerns 8 gemäß der Figur nach links kann Luft von außen in das Luftvolumen 34 durch Abheben des Gummiplättchens 32 vom Rand des Lochs 30 einströmen.

Bei der nach dem Aufschlag auf das Objekt erfolgenden Rückbewegung des Eisenkerns 8 unter der Wirkung der Schraubenfedern 22 wirkt das Luftvolumen 34 als pneumatische Dämpfung, die ein stoßartiges Aufschlagen der Anschlagscheibe 24 auf den Ringflansch 14 verhindert Das Gummiplättchen 32 verschließt bei der Bewegung des Eisenkerns 8 gemäß der Figur nach rechts nämlich das Loch 30, so daß die Luft aus dem Luftvolumen 34 nur durch den engen Führungsspalt zwischen Eisenkern 8 und Führungsbahn 2 entweichen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrodynamisches Impulsanregegerät zur Erzeugung von Schwingungen in einem Konstruktionsteil, insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie, mit einer auf einem hohlzylindrischen Träger angeordneten Spule und einem Eisenkern, der in dem Träger beweglich geführt ist, in Ruhelage bezogen auf die Längsrichtung der Spule außermittig angeordnet ist und sich bei Stromfluß in der Spule gegen eine elastische Kraft in die Spule hineinbewegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (8) eine sich durch die Spule (6) hindurch erstreckende, zumindest innerhalb des Trägers (4) aus Kunststoff bestehende Verlängerung (10) aufweist, deren freies Ende zum Aufschlag auf das Konslrüktionsteil vorgesehen ist, und daß sich auf der von der Verlängerung abgewandten Seite des Eisenkerns ein Luftvolumen (34) befindet, welches über ein >n Einströmrichtung der Luft öffnendes Rückschlagventil (30, 32) mit der Umgebung verbunden ist.