DE550076C

DE550076C - Device for the photographic recording of mechanical vibrations and motion processes

Info

Publication number: DE550076C
Application number: DES92083D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Wirth
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1929-06-06
Filing date: 1929-06-06
Publication date: 1932-05-13

Description

Einrichtung zum photögraphischen Aufzeichnen mechanischer Schwingungen und Bewegungsvorgänge Mechanische Schwingungen oder andere beliebige Bewegungsvorgänge werden vielfach durch mechanische Meßv orrichtungen untersucht, die aber bei größeren Geschwindigkeiten oder größeren Schwingungszahlen des zu untersuchenden Körpers ungenau sind. cla sie eine gewisse Masse haben und infolge der nicht zu vermeidenden Massenbeeinflussung träge arbeiten und daher ungenaue Ergebnisse zeitigen. Man hat auch vielfach oszillographische Meßeinrichtungen verwendet, bei denen jedoch durch schlechte Kontakte leicht Fehler auftreten können. Außerdem sind die oszillographischen Meßeinrichtungen sehr teuer und müssen vorsichtig behandelt werden. Es werden auch vielfach optische '-Zeßeinrichtungen verwendet, bei denen an dem zu untersuchenden Schwingungskörper ein Spiegel befestigt wird, der auf eine Registriertrommel einen Lichtstrahl wirft. Eine derartige optische Meßeinrichtung ist wegen ihrer großen Empfindlichkeit für viele Zwecke, insbesondere auch zum Prüfen von Schlaggeräten o. dgl., nicht verwendbar. Auch ist das Arbeiten mit einer derartigen optischen Einrichtung umständlich und zeitraubend. Die Erfindung betrifft nun eine Vorrichtung. die auf äußerst einfache und wenig Zeit erfordernde Weise ein Messen mechanischer Schwingungen gestattet und auch für rauhe Betriebsverhältnisse, beispielsweise zum Prüfen von Schlaggeräten o. dgl., gut geeignet ist und bei der der zu untersuchende Schwingungskörper einer Lichtquelle ausgesetzt wird und die Lichtstrahlen photographisch aufgezeichnet werden. Gemäß der Erfindung wird ein normaler photographischer Apparat in einem bestimmten Abstand von der zu untersuchenden Maschine auf einer bei gleichbleibender, jedoch regelbarer Drehzahl umlaufenden Welle befestigt, so daß die mechanischen Schwingungen oder sonstigen Bewegungen des Schwingungskörpers auf der photographischen Platte wellenförmige Linien ergeben. Um besonders gut sichtbare scharfe Linien zu erhalten, ist es oft zweckmäßig, den bewegten Körper in bekannter Weise mit einer punktartig wirkenden Glanzfläche zu versehen, z. B. durch Anbringen einer lcleinen polierten Stahlkugel. Um den Zeitmaßstab auf einfache Weise festzuhalten, kann, wie bekannt, eine Blattfeder o. dgl. verwendet werden, die am frei schwingenden Ende eine polierte Kugel trägt und deren Schwingungszahl genau einstellbar ist und deren Schwingungen ebenfalls von der Platte aufgenommen werden: - Der -Längenmaßstab kann zweckmäßig unmittelbar neben der zu untersuchenden Maschine angeordnet sein und in der einfachsten Form aus einer Leiste bestehen, in die mehrere in bestimmten Abständen angeordnete Nägel mit blanken Köpfen eingeschlagen sind.Device for the photographic recording of mechanical vibrations and motion processes Mechanical vibrations or any other motion processes are often examined by mechanical measuring devices, but the larger ones Velocities or larger numbers of vibrations of the body to be examined are imprecise. cla they have a certain mass and as a result of the unavoidable Mass influencing work sluggishly and therefore produce inaccurate results. One has also often used oscillographic measuring devices, in which, however, by bad contacts can easily lead to errors. Also, the oscillographic Measuring devices are very expensive and must be handled with care. There will be too often optical '-Zeßeinrichtungen used in which on the to be examined A mirror is attached to the vibrating body, which is placed on a recording drum Throws beam of light. Such an optical measuring device is because of its large size Sensitivity for many purposes, especially for testing impact devices or the like, cannot be used. Also working with such an optical one Setup cumbersome and time consuming. The invention now relates to a device. the extremely simple and time-consuming way of measuring mechanical Vibrations allowed and also for rough operating conditions, for example for Testing of impact devices or the like, is well suited and in which the to be examined Vibrating body is exposed to a light source and the light rays photographically to be recorded. According to the invention, there is an ordinary photographic apparatus at a certain distance from the machine to be examined on a constant, however, adjustable speed fixed rotating shaft, so that the mechanical Vibrations or other movements of the vibrating body on the photographic Plate result in wavy lines. To get particularly clearly visible sharp lines received, it is often expedient to treat the moving body in a known manner with a to provide point-like looking glossy surface, z. B. by attaching a lcleinen polished steel ball. In order to keep the time scale in a simple way, As is known, a leaf spring o. The like. Can be used on the freely oscillating End one polished ball and its number of oscillations can be precisely adjusted and whose vibrations are also absorbed by the plate: - The length scale can expediently be arranged directly next to the machine to be examined and in the simplest form consist of a bar in which several in certain Spaced nails are hammered in with bare heads.

Die den Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung soll an Hand der Abb. i näher erläutert werden. i i ist eine Maschine, beispielsweise ein Schlaggerät, dessen mechanische Schwingungen oder sonstigen Bewegungen gemessen werden sollen. Dieses Schlaggerät ist in an sich bekannter Weise mit einem Schlagbären 16 versehen, der unter Zwischenschaltung der Federn von einer geeigneten Antriebsvorrichtung hin und her bewegt wird. In einem gewissen Abstand von dem Schlaggerät i i ist ein photographischer Apparat i2 angeordnet, der auf einer umlaufenden Welle 13 befestigt ist. Diese ist über ein Schneckengetriebe 14 von einem kleinen Elektromotor 15 mit gleichbleibender, jedoch regelbarer Drehzahl angetrieben. Das Gehäuse des Schlaggerätes i i ist zur Untersuchung der mechanischen Schwingungen des Schlagbären 16 mit einem Schlitz versehen, so daß der Schlagbär 16 sowie sein Antriebskörper iS sichtbar sind.The device forming the subject of the invention should be on hand Fig. i will be explained in more detail. i i is a machine, for example an impact device, whose mechanical vibrations or other movements are to be measured. This impact device is provided in a known manner with a hammer 16, with the interposition of the springs by a suitable drive device is moved back and forth. At a certain distance from the impact device i i is a arranged photographic apparatus i2, which is mounted on a rotating shaft 13 is. This is connected to a small electric motor 15 via a worm gear 14 constant, but controllable speed driven. The housing of the impact device i i is to investigate the mechanical vibrations of the hammer 16 with a Provided a slot so that the hammer 16 and its drive body iS visible are.

Das Schlaggerät wird einer starken Lichtquelle, beispielsweise den Sonnenstrahlen, ausgesetzt und das Objektiv des photographischen Apparates 12 auf den Schlagbären scharf eingestellt. Hierauf wird der Antriebsmotor 15 eingeschaltet und die den photographischen Apparat tragende Welle 13 in Umlauf gesetzt. Wie Abb.2 beispielsweise zeigt, erscheint die Hinundherbewegung des Schlagbären 18 infolge Drehung des photographischen Apparates auf der photographischen Platte als eine Kurve 23, die infolge des Aufschlaggens verzerrt ist, während die Bewegungskurve des mit dem Schlagbären federnd verbundenen Antriebskörpers 18 eine reine Sinuskurve 26 bildet. Aus der Form der Schwingungskurve 23 des Schlagbären kann die Arbeitsweise des Schlaggerätes genau ermittelt werden.The impact device is a strong light source, for example the Sun rays, exposed and the lens of the photographic apparatus 12 on the bear in focus. The drive motor 15 is then switched on and the shaft 13 supporting the photographic apparatus is rotated. Like fig 2 for example, shows the reciprocation of the hammer 18 appears as a result Rotation of the photographic apparatus on the photographic plate as one Curve 23, which is distorted as a result of the impact, during the movement curve of the drive body 18, which is resiliently connected to the hammer, is a pure sine curve 26 forms. The mode of operation can be derived from the shape of the oscillation curve 23 of the hammer of the impact device can be determined exactly.

Die Abszisse der in'Abb.2 dargestellten Kurve entspricht der Zeit, während die Ordinate die Längen angibt. Um auf einfache Weise einen Maßstab für die Zeit zu bekommen, ist neben dem Schlaggerät eine an ihrem Ende mit einer Kugel versehene Blattfeder 2o angeordnet, deren Schwingungszahl einstellbar ist. Die Schwingungen dieser Blattfeder 20 erzeugen die Sinuskurve 2i, die einen genauen Maßstab für die Zeit bildet. Die Abb. 2 zeigt außerdem eine Reihe von parallelen Linien 22, die den Längenmaßstab darstellen. Diese sind dadurch erzeugt, daß neben dem Schlaggerät eine Leiste 25 angeordnet ist, die in bestimmten Abständen, beispielsweise auf je einem Zentimeter, mit blanken Nägeln 24 beschlagen ist. Da diese Nägel der gleichen Lichtquelle . wie das Schlaggerät ausgesetzt sind, verursachen sie bei der Drehung des photographischen Apparates auf der Platte die parallelen Linien 22.The abscissa of the curve shown in Fig. 2 corresponds to the time while the ordinate indicates the lengths. To easily set a benchmark for To get the time is next to the impact device one at its end with a ball provided leaf spring 2o arranged, the number of oscillations is adjustable. The vibrations this leaf spring 20 generate the sine curve 2i, which is an accurate scale for the Time educates. Fig. 2 also shows a series of parallel lines 22 which represent the length scale. These are generated by the fact that in addition to the impact device a bar 25 is arranged, which at certain intervals, for example on each one centimeter, is shod with bare nails 24. Because these nails are the same Light source. as the impact device are exposed, they cause it to rotate of the photographic apparatus on the plate the parallel lines 22.

Mit der in Abb, i dargestellten Einrichtung können die Schwingungen des Schlaggerätes nur nach erfolgter Entwicklung der photographischen Platte festgestellt und untersucht werden. Um die Einstellung des photographischen Apparates zu erleichtern und die Schwingungen des Schlaggerätes gleichzeitig sichtbar zu machen, ist die in Abb.3 dargestellte Einrichtung zusätzlich verwendet. Diese besteht aus einem auf einer senkrechten Welle 31 befestigten Drehspiegel 3o, der in einer von den Wänden 32 gebildeten lichtdicht nach außen abgeschlossenen Kammer angeordnet ist. Diese Kammer ist an der dem zu untersuchenden Schlaggerät ii zugewendeten Seite mit einer Öffnung 33 versehen, in der eine Linse 34 angeordnet ist. In einer Seitenwand der Kammer ist eine zur Beobachtung dienende Öffnung 35 angeordnet. Die die Spiegel 30 tragende Welle 31 ist von einem kleinen Elektromotor 36 angetrieben, so daß die Spiegel 30 mit regulierbar gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit umlaufen und auf der Innenseite der Kammer 32 die von der Lichtquelle auf den Schlagbären 16 geworfenen Lichtstrahlen in Form von wellenförmigen Kurven sichtbar machen. Bei geeigneter Wähl der Umdrehungszahl der Welle 31 steht diese Kurve im Raum still, so daß man den Verlauf der Schwingungen des Schlagbären 16 auf einfache Weise beobachten kann. Um die photographisch aufzuzeichnenden Schwingungen gleichzeitig beobachten zu können, kann diese Beobachtungskammer bzw. der Drehspiegel unterhalb des photographischen Apparates auf dessen Welle befestigt sein. Auf der Innenwand der Kammer werden hierbei die gleichen Kurven sichtbar, wie sie auf der Platte aufgezeichnet werden.With the device shown in Fig. I, the vibrations of the impact device can only be determined and examined after the photographic plate has been developed. In order to facilitate the adjustment of the photographic apparatus and to make the vibrations of the impact device visible at the same time, the device shown in Fig. 3 is also used. This consists of a rotating mirror 3o which is fastened on a vertical shaft 31 and which is arranged in a chamber formed by the walls 32 and which is sealed off from the outside in a light-tight manner. On the side facing the impact device ii to be examined, this chamber is provided with an opening 33 in which a lens 34 is arranged. An observation opening 35 is arranged in a side wall of the chamber. The shaft 31 carrying the mirrors 30 is driven by a small electric motor 36 so that the mirrors 30 revolve at an adjustable constant angular speed and on the inside of the chamber 32 make the light rays thrown from the light source on the hammer 16 visible in the form of wave-shaped curves. With a suitable choice of the number of revolutions of the shaft 31, this curve stands still in space, so that the course of the vibrations of the hammer 16 can be observed in a simple manner. In order to be able to observe the vibrations to be recorded photographically at the same time, this observation chamber or the rotating mirror can be attached to the shaft below the photographic apparatus. The same curves are visible on the inner wall of the chamber as they are recorded on the plate.

Die Erfindung eignet sich besonders zum Untersuchen vonmechanischenSchlaggeräten, sie kann aber auch zum Indizieren jeder beliebigen auch nicht periodisch auftretenden Bewegung vorteilhaft Anwendung finden.The invention is particularly suitable for examining mechanical impact devices, however, it can also be used to index any arbitrary, even non-periodic ones Exercise can be used to advantage.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for the photographic recording of mechanical Vibrations and motion processes, characterized in that that a normal photographic apparatus is mounted on a shaft that extends over a Reduction gear from an electric motor with constant controllable speed is driven. a. Device according to claim r with visual observation by a rotating mirror, characterized in that the rotating mirror is below of the photographic apparatus attached to its shaft and in one with a Lens provided chamber is arranged, so claß the vibrating from the to be examined The body reflected light rays as a wave-like curve onto the inner wall of the body Chamber to be thrown.