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Schütteiprüfstand mit einstellbarer Schwingweite und Schwingungszahl
Es sind bereits Einrichtungen zur Erzielung mechanischer- Schwingungen, beispielsweise
zum Zwecke der Erprobung beliebiger Gegenstände auf ihre Dauerhalibarkeit gegen
Rütteleinflüssebekannt, bei denen eine schwingende Masse verwendet wird, die mittels
einer Federung am Ständer befestigt ist und mechanisch über Nocken o. dgl. in erzwungene
Schwingungen versetzt wird. Bei diesen bekannten Einrichtungen wird von der schwingenden
Masse über ihre Aufhängungsglieder ein großer Teil der Schwingungsenergie auf den
Ständer übertragen. Der Ständer mußte daher sehr stark ausgeführt werden wobei dieser
trotzdem niemals genügend erschütterungsfrei ausgebildet werden konnte. Der damit-zwangsläufig
verbundene Nachteil dieser Einrichtungen ist der, daß die auf den Ständer und das
Fundament übertragene Schwingenergie als glatter Verlust betrachtet werden muß,
wobei auch'noch der Wirkungsgrad derartiger, zu erzwungenen Schwingungen angeregter
Systeme an sich sehr schlecht ist.
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Um diesem illbelstand abzuhelfen, sind bereits Zweimas sensysteme
vorgeschlagen worden, bei denen die schwingenden Massen unter Zwischenschaltung
einer frequenzveränderlichen Federanordnung miteinander verbunden und durch wahlweise
Verstellung dieser Federanórdnung derart aufeinander abstimmbar sind, daß sie jeweils
genau oder -annähernd in Resonanz schwingen. Aber auch bei diesenEinrichtungenwaren
die vorstehend erwähnten Nachteile noch nicht in gewiinschtem Maße beseitigt, was
erst durch den erfindungsgemäßen Schüttelprüfstand erzielt wird Die Erfindung geht
von einem Schüttelprüfstand mit einstellbarer Schwingweite und Schwingungszahl aus,
bei dem die zu prufenden Gegenstände zusammen mit den Aufspannteilen des Prüfstandes
die eine Masse, ein Gegengewicht die zweite Masse eines Zweimassensystems bilden.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß das Kopplungsglied zwischen den
beiden schwingenden Massen ein Schwingankermotor ist, dessen Schwingung sich auf
die beiden Massen überträgt und dabei um T8o0 phasenverschoben ist. Dabei erfolgt
der Antrieb vorzugsweise in der Art, daß die eine Masse den Stoß von Anker des Schwingmotors
übertragen be kommt, während die zweite !Masse den Rückstoß des Motorständers aufnimmt,
was im folgenden als »Innerer Antrieb« des Zweimassensystems
bezeichnet
werden soll. Durch diese Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß das Antriebsaggregat
zugleich einen Teil des, beiden schwingenden Massen darstellt, so ohne jedes zusätzliche
Übertragungsmitte -Antrieb über den magnetischen LuftspalXi;; Motor unmittelbar
im Massensystem erfolK,rt-In einem Ausführungsheispiel ist der erfindungsgemäße
Schüttelprüfstand schematiscl dargestellt.
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In dieser Ausführungsfonn biIdet der elektromagnetische Schwingankermotor
mit seinen schweren Stator und Aufhängeteilen die eine Masse B, während der relativ
leichte Schwinganker des Motors an die andere, ebenfalls im Sockel federnd aufgehängte
Massen angreift und diese letztere mit kräftigen, kurzen Amplituden antreibt. Zu
der Masse A gehört noch der Schütteltisch mit seinen Zubeihörteilen und den zu prüfenden
Gegenständen. In der Ausbildung ist mit I die Platte des Schütteltisches bezeichnet,
die zweckmäßig aus Aluminium o. dgl. bestehen kann und zur Aufnahme der zu prüfenden
Gegenstände dient.
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Diese ist an einer ebenfalls aus leichtem Material bestehenden Säule
2 befestigt, die durch. einen Rahmen 3 unterbrochen ist, der die Antriebsvorrichtung
umschließt. Letztere besteht aus dem elektromagnetischen Schwingankermotor 4 mit
seinem Anker 5. Der Anker 5 ist in dem Luftspalt des Magnetgestells 4a schwingbeweglich
gelagert, wobei zweckmäßig Flächenfedern I7 und 18 verwendet werden, die eine einwandfreie
Par- -allelführung des Ankers gewährleisten. Über ein Gestänge 19 oder andere geeignete
Mittel wird die Schwingleistung des Ankers 5 auf die Säule 2 und damit auf den Tisch
I übertragen.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Ständerteil 4a des Schwingmotors
4 iiber ein Gestell 6 mittels einer oder mehrerer kräftiger Flächenfedern 7 in dem
aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellten äußeren Sockel gelagert.
Es sei hier bereits darauf hingewiesen, daß, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen,
auch der Ständerteil 4ª des Schwingmotors einschließlich seinem Zubehör z. B: auch
in dem Rahmen 3 der Masse A mit ihrer Feder 7 befestigt werden kann, so daß nur
noch die Massen in dem - Sockel federnd aufgehängt ist. An der zweckmäßigerweise
ebenfalls mittels Flächenfedern 20, 2I J-m Sockel federnd aufgehängten Säule 2 der
Masse A ist ein Träger 8 vorgesehen, der mit-Anschlägen oder Zapfen 9 versehen ist,
die an ein oder mehrere federnde Organe 12 bis I5 angreifen. Diese Federorgane sind
über ihre Befestigungsglieder, die hier aus kurvenfönnigen Anlaufflächen I0, II
bestehen, auf einer Schraubenspindel 22 gelagert und auf dieser gegenseitig verstellbar.
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Durch diese Verstellung ergibt sich eine Verlinderung der Spannung
der Federn 12 bis 15 Sinne einer änderung der Eigenfrequenz ei beiden auf diese
Weise gekoppelten Ntas sen A und B bei gleichzeitiger Begrenzung Uzw. Konstanthaltung
ihrer Amplitude in Abahängigkeit von ihrer Belastung. Diese Begrenzung der Amplitude
wird durch die kurvenförmiget nlaufflächen an den Befestigungsteilen 10, 11 erreicht.
Die Schraubenspindel 22 ist zweckmäßig mit gegenläufigem Gewinde versehen, um bei
gleicher Drehung diese Befestigungsteile 10, II gleichmäßig gegeneinander bewegen
bzw. voneinander entfernen zu können. Die Schraubelzspindel 22 ist in dem Gestell
6 der Masse B gelagert und kann über eine -nicht näher dargestellte biegsame Welle
24 0. dgl. von außen durch ein Einstellmittel 23 verstellt werden.
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Der Tisch I ist iiber die Säule 2 und den Rahmen 3 mit dem Anker
5 des Schwing motors 4 durch ein Gestänge 19 0. dgl. verbunden und bildet zusammen
mit den Federn 20,2I die eine schwingende Massen. wobei für eine einwandfreie Parallel
führung z. B. durch Ausbildung der Federn so, 21 als Flächenfedern gesorgt ist.
Die zweite schwinwende Masse B besteht aus dem Ständerteil a des Schwingmotors 4,
dem Gestell G, den verstellbaren Federorganen und der Welle 22.
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Diese zweite Masse B ist mittels derFlächenfeder 7 entweder in dem
tragenden Gehäuse oder, wie bereits erwähnt, in dem Rahmen 3 der Masse=4 A gelagert.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Ausführungsbeispiels ist folgende: Wird der
Anker 5 des Schwingmotors 4 erregt, so überträgt er entsprechend der gewählten Frequenz
seine Schwingleistung auf die Säule 2 und die anderen befestigten Teile, wobei gleichzeitig
der Ständerteil 4a und die mit dieseni verbundenen Teile ebenfalls in Schwingungen
versetzt werden. Durch die Art der Lagerung können diese beiden schwingenden Massen
je für sich nur in.Richtung des Pfeiles 25 schwingen, und da die beiden Massen über
die elastischen Federorgane 12 bis 15 miteinander verbunden sind, kann jeweils durch
die Wahl der Federspannung der Resonanzzustand zwischen den beiden Massen A und
B hergestellt werden, der sich ja bekanntlich durch die verschiedenen zu prüfenden
Gegenstände ändert.