Impulsgeber zur Erzeugung gerichteter Störkräfte und Momente für die
schwingungstechnische Untersuchung technischer Gebilde Für die schwingungstechnische
Untersuchung technischer Gebilde, wie Bauwerke, Fahrzeuge, :Maschinenteile u. dgl.,
benutzt man heute Unbalanz-Erregermaschinen, welche Störkräfte oder Momente liefern,
mit denen das zu untersuchende technische Gebilde künstlich in Schwingungen versetzt
wird. In der einfachsten Art besitzt eine derartige Erregermaschine eine einzige
Welle mit einer oder mehreren Scheiben, die zur Aufnahme von Wuchtmassen dienen.
In diesem Fall wird eine Fliehkraft oder ein Kräftepaar erzeugt, welche im Takte
der Drehzahl umlaufen. Daneben sind auch mehrachsige Maschinen bekannt, die mit
gegenläufigen Wuchtmassen gerichtete Kräfte oder Momente liefern. Bei allen diesen
Maschinen liegen die Drehachsen der Wuchtmassen im Raume fest, so daß bestenfalls
die Taktzahl und Größe der Störkräfte, nicht aber deren räumliche Lage verändert
werden kann. Will man die räumliche Lage aus irgendwelchen Gründen verändern, so
muß man die Verankerung bzw. das Fundament der Unbalanz-Erregermaschine umbauen,
was mit Zeit und großen Unkosten verbunden ist.Pulse generator for generating directed disturbance forces and moments for the
Vibration-related investigation of technical structures For vibration-related
Investigation of technical structures, such as buildings, vehicles,: machine parts and the like,
one uses today unbalance excitation machines, which deliver disturbing forces or moments,
with which the technical structure to be examined artificially vibrates
will. In the simplest way, such an exciter machine has a single one
Shaft with one or more discs, which are used to hold balancing masses.
In this case, a centrifugal force or a couple of forces is generated, which in cycle
the speed. In addition, multi-axis machines are also known that with
supply opposing balancing masses directed forces or moments. With all of these
Machines, the axes of rotation of the balancing masses are fixed in space, so that at best
the number of cycles and the size of the disruptive forces, but not their spatial position
can be. If you want to change the spatial location for any reason, so
you have to rebuild the anchoring or the foundation of the unbalance exciter,
what is involved in time and great expense.
Dieser Nachteil wird bei dem erfindungsgemäßen Impulsgeber dadurch
vermieden, daß dieser zwei beliebig, z. B. waagerecht und lotrecht zueinander liegende
Wellen a, f aufweist, um welche das Erregersystem mit seinen in an sich bekannter
Meise mit Wuchtmassen versebenen Erregerwellen b, c nach Belieben geschwenkt werden
kann, so daß die räumliche Lage der gerichteten Störkräfte beliebig veränderbar
ist. Um weiterhin mit niederen Taktzahlen, bei denen die von den Wuchtmassen herrührenden
Störkräfte nur sehr klein sind, arbeiten zu können, treten an Stelle der Wuchtmassen
der gegenläufigen Erregerwellen beliebig verstellbare Exzenterscheiben n, an welchen
mit dem zu untersuchenden technischen Gebilde zu koppelnde Federn angebracht sind.
Diese Federn können in beliebiger Richtung und beliebigem Hub periodisch gespannt
und entspannt werden. Um schließlich in der räumlichen Verstellung der Störkräfte
durch den Antriebsmotor nicht behindert zu sein, wird gemäß des Erfindungsgedankens
der Antriebsmotor in die waagerechte Welle a eingebaut.This disadvantage is avoided in the pulse generator according to the invention that these two arbitrary, z. B. horizontally and perpendicular to each other lying waves a, f , around which the exciter system with its in itself known Tit with balancing masses versebenen exciter waves b, c can be pivoted at will, so that the spatial position of the directed disturbance forces can be changed as desired. In order to be able to continue to work with low cycle rates, at which the disturbing forces resulting from the balancing masses are only very small, the balancing masses of the opposing exciter shafts are replaced by any adjustable eccentric disks n on which springs to be coupled to the technical structure to be examined are attached. These springs can be periodically tensioned and relaxed in any direction and any stroke. Finally, in order not to be hindered in the spatial adjustment of the disturbing forces by the drive motor, the drive motor is built into the horizontal shaft a according to the inventive concept.
Eine der möglichen Ausführungsformen ist in den Abbildungen schematisch
dargestellt. Abb. r zeigt die Anordnung der Erregerwellen und der Schwenkachsen.
Die horizontale Schwenkachse a stellt gleichzeitig die Drehachse des Antriebsmotors
dar. Parallel zu dieser horizontalen Schwenkachse a liegen zwei Erregerwellen b
und c, die derart gelagert sind, daß sie beliebig um die horizontale Schwenkachse
a verstellt werden können. Weiterhin ist die horizontale Schwenkachse a derart in
einem Fußstück d gelagert, daß der ganze Oberteil der Prüfeinrichtung um eine im
Fuß liegende Vertikalachse f geschwenkt werden kann. Der Antrieb der rotierenden
Wuchtmassen g erfolgt
von der Motorwelle- a aus, und zwar mit Hilfe
eines Zahnradpaares h, dessen Übersetzung nach Belieben gewählt werden kann. Die
auf diese Weise angetriebene Erregerwelle b ist mit der Nachbarwelle c durch Zahnräder
i gekuppelt, so daß die zweite Erregerwelle in bekannter Weise synchron und mit
entgegengesetztem Drehsinn umläuft. An den beiden Enden der Erregerwellen b und
c sind für mittlere und hohe Taktzahlen scheibenförmige Körper k aufgesetzt, die
zur Aufnahme von Wuchtmassen in Form von Zusatzgewichten dienen. Mit Hilfe eines
derartigen Impulsgebers können in bekannter Weise durch entsprechende Verstellung
der Wuchtmassen-gerichtete, Einzelkräfte, Kräftepaare oder Kraftkreuze erzeugt werden.
Die räumliche Lage dieser Einzelkräfte, Kräftepaare oder Kraftkreuze ist jedoch
gemäß dem Erfindungsgedanken durch Betätigung der beiden Schwenkachsen
a und f beliebig veränderbar.One of the possible embodiments is shown schematically in the figures. Fig. R shows the arrangement of the exciter shafts and the pivot axes. The horizontal pivot axis a also represents the axis of rotation of the drive motor. Parallel to this horizontal pivot axis a are two exciter shafts b and c, which are mounted in such a way that they can be adjusted as required about the horizontal pivot axis a. Furthermore, the horizontal pivot axis a is mounted in a foot piece d in such a way that the entire upper part of the test device can be pivoted about a vertical axis f located in the foot. The rotating balancing masses g are driven by the motor shaft a, with the aid of a pair of gears h, the translation of which can be selected as desired. The exciter shaft b driven in this way is coupled to the neighboring shaft c by gears i, so that the second exciter shaft rotates in a known manner synchronously and in the opposite direction of rotation. At the two ends of the exciter shafts b and c, disk-shaped bodies k are placed for medium and high cycle rates, which are used to hold balancing masses in the form of additional weights. With the help of such a pulse generator, individual forces, pairs of forces or force crosses can be generated in a known manner by appropriate adjustment of the balancing masses. The spatial position of these individual forces, pairs of forces or force crosses can, however, according to the concept of the invention, be changed as required by actuating the two pivot axes a and f.
Abb. 2 zeigt ein Ausfübrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes für
niedrige Taktzahlen. Da die durch Wuchtmassen erzeugte Fliehkraft mit dem Quadrat
der Kreisfrequenz wächst bzw. fällt, so würden sich für niedrige Taktzahlen Wuchtmassen
ergeben, die in der Prüfeinrichtung nicht mehr untergebracht werden könnten. Aus
diesem Grunde werden für niedrige Taktzahlen auf den Erregerwellen b und c Exzenterscheiben
n angeordnet. An diese Exzenterscheiben werden Federn angeschlossen, die mit dem
zu untersuchenden technischen Gebilde gekuppelt sind. Die Störkräfte werden also
durch periodisches Spännen und Entspannen der Federn erreicht. Die Exzentereinstellung
kann beliebig gewählt werden, um damit die Größe des Störimpulses zu bestimmen.
Die räumliche Lage der Störimpulse ist auch in diesem Falle gemäß des Erfindungsgedankens
durch Betätigung der beiden Schwenkaebsen beliebig veränderbar.Fig. 2 shows an exemplary embodiment of the subject of the invention for
low cycle rates. Since the centrifugal force generated by balancing masses with the square
As the angular frequency increases or decreases, there would be balancing masses for low cycle rates
which could no longer be accommodated in the test facility. the end
For this reason, eccentric disks are used on the exciter shafts b and c for low cycle rates
n arranged. Springs are connected to these eccentric disks, which are connected to the
to be examined technical structures are coupled. So the disruptive forces are
achieved by periodically tensioning and releasing the springs. The eccentric setting
can be chosen arbitrarily in order to determine the size of the interference pulse.
In this case too, the spatial position of the interference pulses is in accordance with the inventive concept
can be changed as required by actuating the two swivel arms.