DE743254C

DE743254C - Device for generating vibrations

Info

Publication number: DE743254C
Application number: DED81153D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Siegfried Berg
Original assignee: Deutsche Werke Kiel A G
Current assignee: Deutsche Werke Kiel A G
Priority date: 1939-09-05
Filing date: 1939-09-05
Publication date: 1943-12-21

Description

Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen In der dynamischen Werkstoffprüfung und in anderen Gebieten der Technik tritt vielfach die Aufgabe auf, Schwingungsgebilde durch massefreie Kräfte zu Schwingungen zu erregen. Dieses Ziel ist bei der Erregung durch umlaufende Unwuchten nicht ohne weiteres erreichbar, da das zur Aufnahme der Unwuchten dienende Gehäuse einschließlich der Befestigungsglieder mit einer mehr oder minder großen Masse behaftet ist. Die Trägheitskräfte dieser Masse belasten den schwingenden Körper unter Umständen in einer Weise, daß sein Verformungszustand sich erheblich anders einstellt als es bei einer massefreien Erregung der Fall sein würde, Erregt man z. B. einen einseitig eingespannten Balken am freien Ende mit einer massefreien Kraft zu Biegeschwingungen, so verläuft das Biegemoment über die Stablänge nach einem Sinusgesetz. Ist der Schwingtmgserreger jedoch massebehaftet, dann nimmt z. B. in dem Extremfall, daß die Balkenmasse gegeniiber der Erregermasse verschwingend klein ist, das Moment linear vom freien Ende zur Einspannstelle zu, ähnlich wie bei einem statisch am freien Ende belasteten Kragträger.Device for generating vibrations in dynamic materials testing and in other areas of technology there is often the task of oscillating structures to excite vibrations by mass-free forces. That goal is with arousal not easily achievable by rotating imbalances, as this is used to accommodate the Unbalance serving housing including the fastening members with one more or is affected to a lesser extent. The inertial forces of this mass strain the vibrating body may be in such a way that its state of deformation adjusts itself considerably differently than it would be the case with a mass-free excitation would, if you excite z. B. with a cantilever bar at the free end a mass-free force to bending vibrations, the bending moment runs over the Rod length according to a sine law. However, if the vibration exciter has a mass, then takes z. B. in the extreme case that the beam mass compared to the exciter mass is oscillatingly small, the moment increases linearly from the free end to the clamping point, similar to a cantilever beam that is statically loaded at the free end.

Will man also den bei massefreier Erregung sich einstellenden Schwingungszustand erreichen, dann muß man entweder den Körper elektromagnetisch zu Schwingungen erregen - dies ist nicht überall möglich und macht besonders bei größeren Schwingungsgebilden erhebliche Schwierigkeiten -, oder man muß bei Anwendung umlaufender Unwuchten eine Anordnung wählen, bei der die Massenkräfte von dem schwingenden Körper ferngehalten werden. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen durch umlaufende Unwuchtmassen, die mit dem in Schwingungen zu versetzenden Körper durch eine Feder verbunden sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Feder derart weich ausgebildet ist, daß die Eigenfrequenz des Systems Feder-Erreger erheblich unterhalb der Eigenfrequenz des in seiner Resonanz erregten Körpers liegt und derart leicht ist, daß sie die schwingende Masse des Körpers nicht wesentlich vermehrt. So one wants the oscillation state that occurs with mass-free excitation reach, then one must either excite the body to vibrate electromagnetically - this is not possible everywhere and is particularly useful for larger oscillations considerable difficulties - or one must when using rotating imbalances Choose an arrangement in which the inertial forces are kept away from the vibrating body will. This task is performed in a device for generating vibrations by rotating unbalanced masses that are attached to the body to be set in motion are connected by a spring, according to the invention achieved in that the spring such is made soft that the natural frequency of the spring-exciter system is considerable is below the natural frequency of the body excited in its resonance and such it is easy for them to do the vibrating mass of the body is not essential increased.

Es ist zwar an sich bekannt, Unwucht@ erreger unter Zwischenschaltung einer Feder mit dem Prüfkörper zu verbinden. Hi e wird jedoch angestrebt, die Resonanzdrehz@@@ des aus Prüfkörper, Feder und Erregern stehenden Schwingungssystems von den Abmessungen des Prüfkörpers möglichst unabhängig zu machen. Zu diesem Zweck ist eine Anordnung getroffen, bei der die Federkonstante der Feder die Resonanzdrehzahl des Systems bestimmt und die Federkonstante des Prüfkörpers in den Hintergrund tritt. It is known per se, Unbalance @ exciter with the interposition to connect a spring with the test body. However, the aim is to keep the resonance speed @@@ of the vibration system consisting of the test body, spring and exciters on the dimensions to make the test body as independent as possible. For this purpose there is an arrangement where the spring constant of the spring is the resonance speed of the system determined and the spring constant of the test body takes a back seat.

Die Feder wird also hierbei grundsätzlich in oder annähernd in ihrer Resonanz gefahren.The spring is basically in or approximately in their Resonance.

Demgegenüber wird beim Erfindungsgegenstand die Feder mit überkritischer Schlvingungszahl betrieben, während der in Schlvingungen zu versetzende Körper in oder annähernd in seiner Resonanz betrieben wird.In contrast, in the subject matter of the invention, the spring is more critical Number of vibrations operated while the body to be vibrated in or is operated approximately in its resonance.

Bei der bekannten Anordnung wird die Übertragungsfeder kräftig und schwer ausgebildet, so daß das in Schwingungen zu versetzende Gebilde nicht nur mit der verhältnismäßig großen Federmasse, sondern - durch die Vermittlung der Feder - auch noch mit der Masse des Erregers belastet wird. Dies zu vermeiden ist aber gerade die Aufgabe der Erfindung, bei der der Erreger lose an den in Schwingungen zu versetzenden Körper angekoppelt ist.In the known arrangement, the transmission spring is strong and heavy, so that the structure to be set in vibration not only with the relatively large mass of the feather, but - through the mediation of the spring - is also burdened with the mass of the pathogen. However, this is to be avoided precisely the object of the invention, in which the exciter loosely on the in vibrations to be relocated body is coupled.

Der Körper schwingt hierbei in der ihm eigenen Resonanz und Schwingungsform, während bei der bekannten Vorrichtung diese Resonanz und Schwingungsform durch die Feder undjoder den Erreger verändert wird. The body vibrates in its own resonance and vibration form, while in the known device this resonance and waveform by the Feder undjoder the exciter is changed.

Fig. 1 zeigt ein Anwendungsbeispiel der bekannten Anordnung eines starr mit dem schwingenden Körper verbundenen Erregers, wobei sich die lineare Momentenverteil ung (Kragträger) einstellt. Fig. 1 shows an application example of the known arrangement of a rigid with the vibrating body connected exciter, whereby the linear moment distribution adjustment (cantilever).

Fig. 2 und 3 zeigen zwei Anwendungsbeizelle der Erfindung.Figures 2 and 3 show two application cells of the invention.

@ á ist der mit umlaufenden Unwuchten itende Erreger, b die Übertragungsfeder @@d c der in Schwingungen zu versetzende Körper (Kragträger bzw. Turbinen schaufel).@ á is the exciter running with rotating imbalances, b the transmission spring @@ d c the body to be made to vibrate (cantilever beam or turbine blade).

Claims

PATENT CLAIM: Device for generating vibrations by revolving unbalanced masses, which are caused by the body to be set in oscillation a spring are connected, characterized in that this spring is so soft is designed that the natural frequency of the spring-exciter system is well below the natural frequency of the body excited in its Resouauz, and so easily is that it does not significantly increase the vibrating mass of the body.

To distinguish the subject of the application from the state of the art are The following publications have been considered in the granting procedure. German Patents ..... Nos. 451035, 454 398, 463 391, 475 795; Swiss patent specification No. I96 396; Slate stone, The use of mechanical vibrations in mechanical engineering, Magazine of the Bavarian Industry and Commerce Association 1925, issue 19/20; Slate stone, The development of vibrating, power-transmitting mechanisms, Zeitschr. Mechanical engineering, Vol. 7, Issue 16, pp. 749 ff. And Vol. 7, Issue 17, p. 809 ff.