DE423005C

DE423005C - Device for determining the size and direction of oscillation of oscillating masses

Info

Publication number: DE423005C
Application number: DER59067D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1923-08-01
Filing date: 1923-08-01
Publication date: 1926-07-14

Description

Vorrichtung zur Feststellung von Schwingungsgröße und -richtung schwingender Massen. Mit der Entwicklung der meisten Maschinenarten in der Richtung immer größer werden-der Umlaufzahlen gewinnt - vornehmlich aus Betriebssicherheitsgründen - die Untersuchungs- und Meßmöglichkeit auftretender Schwingungen von Maschinenteilen, Unterbauten usw. erhöhte Bedeutung. Es fehlt nun keineswegs an Versuchen, Vorrichtungen zum Messen von Größe und Richtung solcher Schwingungen zit schaffen. Sie beruhen meist auf der Anwendung einer trägen Masse nach Art der bekannten Seismographen. Diese bekanntenVorrichtungen kranken jedoch durchweg an zu großer Umständlichkeit ihres Zusammenbaues und ihrer mechanischen Einrichtung, teils an ungenügender Empfindlichkeit und zu geringer Genauigkeit, teils an überempfindlichkeit, die sie für den praktischen Gebrauch untauglich machen. Sie besitzen auch ein für die gedachten vielseitigen Meßzwecke zu großes Gewicht, unhandliche Formen und sind obendrein meist nur nach umst; ändlichen Vorbereitungen Überhaupt verwendbar.Device for determining the magnitude and direction of vibration of vibrating masses. With the development of most types of machines in the direction of ever-increasing numbers of revolutions - primarily for reasons of operational safety - the possibility of examining and measuring vibrations of machine parts, substructures, etc., is becoming increasingly important. There is no lack of attempts to create devices for measuring the size and direction of such vibrations. They are mostly based on the application of an inertial mass in the manner of known seismographs. However, these known devices all suffer from too great a complexity of their assembly and their mechanical arrangement, partly from insufficient sensitivity and insufficient accuracy, partly from oversensitivity, which make them unsuitable for practical use. They also have a weight that is too great for the intended versatile measuring purposes, they are unwieldy in shape and, on top of that, they are usually only slightly circumferential; rural preparations Can be used at all.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht nun darin, einen möglichst handlichen und möglichst einfachen Schwingungsgrößen- und -richtungsmesser genügend großer Empfindlichkeit und Genauigkeit zu schaffen, der ein tatsächlich brauchbares, handliches, in sich geschlossenes NIeßgerät darstellt und dessen Handhabung auch Ungeübten anvertraut werden kann. Dabei soll namentlich auch die Erkenntnis verwertet werden, daß die Apparatteile, flie die zu messenden Schwingungen aufnehmen und an die eigentlichen Meßvorrichtungen weiterzuleiten hahen, möglichst massearm sein müssen, um die Empfindlichkeit auf den erforderlichen Grad zu steigern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf einfache Weise dadurch gelöst, daß der die zu messenden Schwingungen aufnehmende Vorrichtungsteil als ' dosenartiges Gehäuse für die ganzeVorrichtung ausgebildet wird, in dessen Innern die träge Masse frei schwingend abgefedert ist und unmittelbar als Träger des zweckmäßig nach Art einer Meßuhr ausgebildeten Meßwerks dient, das die Schwingungen des Gehäuses gegen die träge Masse a.nzeigt.The basic idea of the invention is to create a vibration quantity and direction meter that is as handy and as simple as possible, sufficiently sensitive and accurate, which is actually a useful, handy, self-contained measuring device and whose handling can also be entrusted to inexperienced users. In doing so, the knowledge that the apparatus parts, which were supposed to absorb the vibrations to be measured and to pass them on to the actual measuring devices, must be as low-mass as possible in order to increase the sensitivity to the required level. According to the invention, this object is achieved in a simple manner in that the part of the device that absorbs the vibrations to be measured is designed as a ' box-like housing for the entire device, inside which the inertial mass is cushioned to vibrate freely and directly as a support for the measuring mechanism, which is expediently designed in the manner of a dial gauge serves, which shows the vibrations of the housing against the inertial mass a.

Diese neue Meßvorrichtung läßt sich leicht so einrichten, daß mit ihr in ein und derselben Stellung Schwingungen verschiedener Schwingungsebenen - z. B. wagerechte und senkrechte Schwingungen - nacheinander festgestellt und gemessen werden können. Es läßt sich das dadurch erreichen, daß man das zwischen Gehäuse und träge Masse geschaltete Meßwerk auf mehrere Organe umschaltbar macht, die die zu messenden Schwingungen verschiedener Schwingungsebenea übertragen.This new measuring device can easily be set up so that in one and the same position vibrations of different vibration levels - z. B. horizontal and vertical vibrations - can be determined and measured one after the other. This can be achieved by making the measuring mechanism, which is connected between the housing and the inertial mass, switchable to several organs which transmit the vibrations to be measured from different vibration levels.

Die neue Meßvorrichtung besitzt den Vorteil, daß bei dei vorstehend angegebenen Einrichtung die Teile, die die Schwingungen der zu untersuchenden Maschinenteile z. B. aufzunehmen und auf das eigentliche Meßwerk zu übertragen haben, unter Verwendung einfachster Formen, dünnwandig und aus massearmen Stoffen, z. B. Leichtmetall, zweckmäßig mittels Pressens hergestellt werden können. Es wird hierdurch ermöglicht, daß diese Teile auchverhältnismäßig geringfügigen und hochzahligen Schwingungen genau folgen, womit die Empfindlichkeit und Meßgenauigkeit der Vorrichtung günstig beeinflußt werden.The new measuring device has the advantage that with dei above specified device the parts that the vibrations of the machine parts to be examined z. B. record and have to transfer to the actual measuring mechanism, using simplest forms, thin-walled and made of low-mass materials, e.g. B. light metal, appropriate can be produced by pressing. It is hereby made possible that this Parts also follow relatively minor and high-number vibrations exactly, which has a favorable effect on the sensitivity and measurement accuracy of the device will.

Dadurch, daß man die Vorrichtungsteile, die die zu messenden Schwingungen auf das eigentliche Meßwerk übertragen, möglichst entlastet und anderseits das Meßwerk selbst einen Teil der trägen Masse bilden läßt, wird das Gewicht der trägen Masse in günstiger Weise vergrößert, ohne daß das tote Gewicht des ganzen Apparates zunimmt; oder aber man kann die tote Masse des trägen Körpers wegen dieser Beschwerung durch das Meßwerk entsprechend kleiner halten. Es wird hierdurch also eine entsprechende Gesamtgewichtsverminderung der ganzen Vorrichtung zustande gebracht.By having the device parts that generate the vibrations to be measured transferred to the actual measuring mechanism, relieved as much as possible and, on the other hand, the measuring mechanism lets itself form part of the inertial mass, becomes the weight of the inertial mass favorably enlarged without increasing the dead weight of the whole apparatus; or one can pass through the dead mass of the inert body because of this weighting keep the measuring mechanism correspondingly smaller. It thus becomes a corresponding one Overall weight reduction of the whole device brought about.

Die Verbindung zwischen Meßuhr und schwingendem Gehäuse wird zweckmäßig durch Taststifte hergestellt, die das Gehäuse spiellos berühren. Dabei können Schwingungen anderer Richtungen als der Richtung der Taststiftachsen mittels auf die Taststifte umschaltbarer, an der trägen Masse angelenkter Hebel auf das Meßwerk übertragen werden. Eine besonders vielseitigeVerwendharkeit des neuen Meßwerkzeugs läßt sich dadurch erreichen, daß man das eigentliche Meßwerkals eine auch für andere Zwecke brauchbare Meßuhr ausbildet und in der Vorrichtung leicht auswechselbar anbringt. Bei dieser Einrichtung ist es z. B. möglich, ohnehin vorhandene Meßuhren durch einfaches Einlegen in die meßwerklos hergestellte Vorrichtung als Schwingungsmesser der eingangs erwähnten Art zu gebrauchen. Fernerkann man ein und dieselbe Vorrichtung durch Einlegen verscbieden empfindlicher Ivießtihren verschieden empfindlich machen. Ein weiterer Vorzug, der Anordnung des eigentlichen Meßwerks an der trägen Masse besteht darin, daß es hierbei erschütterungsfrei gelagert ist, somit geschont wird und gleichzeitig auch Fehler, die durch Eigenschwingungen der Meßwerkteile entstehen könnten, vermieden werden. Auch wird durch die erschütterungsfreie Lage de-; Meßwerks das Ablesen der Zeigerausschläge erleichtert und zuverlässiger.The connection between the dial gauge and the vibrating housing is useful produced by stylus that touch the housing without play. This can cause vibrations other directions than the direction of the stylus axes by means of the stylus transferable switchable lever linked to the inertial mass to the measuring mechanism will. A particularly versatile versatility of the new measuring tool can be achieve by using the actual measuring mechanism as one for other purposes Usable dial gauge forms and attaches easily replaceable in the device. In this facility it is z. B. possible, already existing dial gauges by simple Insertion into the device produced without a measuring mechanism as a vibration meter of the initially mentioned type to use. Furthermore, one and the same device can be identified by inserting it differently more sensitive I would make yours differently sensitive. Another Advantage, the arrangement of the actual measuring mechanism on the inertial mass is that it is stored vibration-free, thus being spared and at the same time errors that could arise due to natural vibrations of the measuring mechanism parts are also avoided will. The vibration-free location also de-; Meter reading the Pointer deflections are easier and more reliable.

Die Urnschaltung der Meßuhr auf verschiedene Schwingungsebenen läßt sich bei der vorbeschriebenen Anordnung in einfacher Weise auch z. B. dadurch erreichen, daß inan die Meßuhr gegen die träge Masse verstellbar macht, also z. B. die Möglichkeit bietet, sie zur Aufnahme wagerechter Schwingungen wagerecht, zurAufnahme senkrechterSchwingungen senkrecht an der trägen Masse zu befestigen. Dabei ist lediglich dafür zu sorgen, daß in beiden Lagen die Taststifte der Meßuhr möglichst spiellos mit dem die Erschütterungen übertragenden Gehäuse in Verbindung stehen.Switching the dial gauge to different levels of vibration allows in the above-described arrangement in a simple manner also z. B. achieve by that inan makes the dial gauge adjustable against the inertial mass, so z. B. the possibility offers to absorb horizontal vibrations horizontally, to absorb vertical vibrations to be attached vertically to the inertial mass. It is only necessary to ensure that that in both positions the stylus of the dial gauge with as little play as possible with the vibrations transmitting housing are in connection.

Zweckmäßig erfolgt bei der neuen Meßvorrichtung die Abfederung zwischen träger Masse und schwingendem Gehäuse durch mehrereGruppen von in verschiedenen Ebenen wirksamen Federn, die als Zug- oder Druckfedern ausgebildet sein können. Es läßt sieh dann durch Regelung der Spannung dieser Federn die Einpfin-Ilichkeit der Meßvorricbtun- je nach den Erfordernissen des Einzelfalles leicht regeln. Diese Regelbarkeit läßt sich auch z. B. in sehr einfacher Weise -linlich wie be; Indikatoren z. B. - dadurch zuEtande bringen, daß man die Federn leicht austauschbar anordnet. Diese Regelung der Federspannung ermöglicht auch die Verweiidung der Meßvorrichtung in außergewöhnlicher Lage, wenn man der durch Belastungsänderungen seitens der trägen Masse bewirkten Zusammenpressung einzelner Federn entgegenwirkt. Diese Aufgabe können auch besondere, zusätzlich wirkende Federn- übernehmen, die in der meistens üblichen Gebrauchslage der Meßvorrichtung ausgeschaltet sind oder nach Bedarf ein- und ausaeschaltet werden können, Auf der Z2ichnung ist ein Ausführungsbeispiel des neuen Schwingungsmessers veranschaulicht. In einem dünnwandigen Gehätise a ist mittels zarter Spiralfedern b in Zug- oder Dr,.#.eizanor(Intin# ein große Masse besitzender Körper c gegen Boden und Seitenwände des Gehäuses abgestützt. Dieser schwere Körper c bildet die sogenannte »trige Masse« d2r Vorrichtung und trägt auf der Ober-,eite eine Meßtilir d, deren beide Taststifte e gehärtete und geschliffene Paßstücke f der Gehäusewandungen spielfrei berühren. Zur Vergrößerung der trägen Masse kann der Körper c noch einen Bleiausguß -z# erhalten. Währelid nun das leichte Gehäuse a mit seinen Paßstücken f den Schwingungen der Unterlage (Maschine, Fundament usw.), auf die es aufgesetzt worden ist, folgt, verharrt der Körper c als träge, frei beweglich schwebende Masse in Ruhe, (la die Schwingungen des Gehäuses durch die zarten Spiralfedern b auf ihn nicht übertragen werden. Durch die Bewegungen, die nun zwischen dem Gehäusea mit den Paßstückenf einerseits und dem trägen Körper c mit der Meßuhr d anderseits entstehen, kann die Größe der vom Gehäuse aufgenommenen Schwingungen in einem bestimmten Maßstab abgelesen werden. Die Richtung der Schwingungen kann man dadurch ermitteln, daß man die Meßvorrichtung solange um ihre senkrechte Achse -v--r dreht, bis der Zeiger des Meßwerks die größten Ausschläge zeigt. Diese Erscheinung wird eintreten, wenn die in der Uhr d einander gegenüber angeordneten Taststifte in der Schwingungsrichtung liegen. Die Lage der Taststifte e im Gehause a, die zweckmäßig an der Außenseite des Gehäuses gekennzeichnet ist, gibt dann die Schwingungsrichtung an.In the new measuring device, the cushioning between the inertial mass and the vibrating housing is expediently carried out by several groups of springs which act in different planes and which can be designed as tension or compression springs. Then, by regulating the tension of these springs, the sensitivity of the measuring devices can be easily regulated according to the requirements of the individual case. This controllability can also be used, for. B. in a very simple way -linlich like be; Indicators z. B. - by arranging the springs to be easily interchangeable. This regulation of the spring tension also makes it possible to avoid the measuring device in an exceptional position if the compression of individual springs caused by changes in the load on the part of the inertial mass is counteracted. This task can also be taken over by special, additionally acting springs, which are switched off in the mostly usual position of use of the measuring device or can be switched on and off as required. The drawing shows an embodiment of the new vibration meter. In a thin-walled housing a, a body c with a large mass is supported against the bottom and side walls of the housing by means of delicate spiral springs b in tension or dr and carries a measuring element d on the upper side, the two stylus pins e of which touch hardened and ground fitting pieces f of the housing walls without play. To increase the inertial mass, the body c can also have a lead pouring -z # its fitting pieces for the vibrations of the backing (machine foundation, etc.) to which it has been set up, it follows the body remains c as sluggish, freely movable floating mass at rest, (la b, the vibrations of the housing through the delicate spiral springs on Due to the movements that now arise between the housing a with the fitting pieces f on the one hand and the inert body c with the dial gauge d on the other hand, the size d he vibrations picked up by the housing can be read on a certain scale. The direction of the vibrations can be determined by turning the measuring device around its vertical axis -v-r until the pointer of the measuring mechanism shows the greatest deflections. This phenomenon will occur when the stylus pins arranged opposite one another in the watch d lie in the direction of oscillation. The position of the stylus e in the housing a, which is expediently marked on the outside of the housing, then indicates the direction of oscillation.

Der so eingerichtete Schwingungsmesser läßt eine gewisse Schräglage zu, ohne daß der Genauigkeitsgrad leidet. Es ist daher nicht erforderlich, ihn stets mit Hilfe besonderer Waagen genau wagerecht einzustellen. Bei der weiter oben bereits beschriebenen Anordnung einstellbarer Federn oder bei Anwendung von Zusatzfedern iit läßt sich der hier beispielsweise beschriebene Schwingungsmesser auch unmittelbar an senkrechte oder schräge Flächen ansetzen oder anbauen, deren Schwingungen gemessen werden sollen. Gegebenenfalls kann auch das Gehäusea mit verschiedenen in bestimmten Winkeln zueinander liegenden Paßflächen versehen werden.The vibration meter set up in this way leaves a certain inclination without sacrificing the degree of accuracy. It is therefore not necessary to always use it set exactly horizontally with the help of special scales. With the one above already described arrangement of adjustable springs or when using additional springs The vibration meter described here, for example, can also be used directly Place or build on vertical or inclined surfaces, the vibrations of which are measured should be. If necessary, the housing can also be provided with different in certain At angles to each other lying mating surfaces are provided.

Im _Nichtgebrauchsfalle, namentlich beim Transport, wird der tr#'ge Körperc mittels Schrauben h zwecks Entlastung der Federn b festgespannt. Das Gehäuse a kann zum Schutz mit einem Deckeli mit Glaseinsatzk abgeschlossen sein.In the case of non-use, namely during transport, the carrier will be used Body c tightened by means of screws h for the purpose of relieving the springs b. The case a can be closed with a lid with a glass insert for protection.

Es ist selbstverständlich, daß auch die Umkehrungen der hier beschriebenen EinrichtunIgsmöglichkeiten der Meßvorrichtung in den Bereich der Erfin#dung fallen.It goes without saying that the reversals of those described here can also be used Setup options for the measuring device fall within the scope of the invention.

Der neue Schwingungsmesser läßt sich auf einfache Weise auch als Schwingungsschreiher ausbilden, wobei zweckmäßig die hierzu erforderlichen Apparatteile gleichfalls als Teile der trägen Masse angeordnet werden.The new vibration meter can easily be used as a vibration recorder train, and expediently the equipment required for this purpose also as Parts of the inertial mass are arranged.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Measuring device for determining the magnitude and direction of oscillation of oscillating masses with the aid of a resiliently supported or suspended inertial mass, characterized in that the inertial mass (g) , which is spring-loaded against it in the interior of a box-like housing (a), acts directly as a carrier of the expedient according to Art A dial gauge designed measuring mechanism (d) is used, which indicates the oscillation-CY ge "en of the housing (a) against the inert mass (g) .

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the measuring mechanism (d) can be switched to several organs which transmit the housing vibrations to be measured at different vibration levels. 3. Apparatus according to claim i or 2, ZD characterized in that the measuring mechanism is a releasably connected to the inertial mass (g) dial gauge (d) of conventional design whose stylus touch the housing (a) or suitable mating surfaces of the same without play. 4. Apparatus according to claim i to 3, characterized in that vibrations to be measured other than the stylus axis direction can be transmitted to the dial gauge (d) by means of the stylus (e) switchable, hinged to the inertial mass lever (1). 5. Apparatus according to claim i, characterized. that for the purpose of switching to other oscillation levels the measuring mechanism (d) can be adjusted against the inertial mass or the latter with the measuring mechanism can be adjusted together with the housing. 6. Apparatus according to claim i, characterized by springs (m) which are arranged between the housing and the carrier mass and which additionally act in exceptional positions (e.g. inclined positions).