DE757840C

DE757840C - Vorrichtung zum Gleichhalten von mechanischen Schwingungsausschlaegen

Info

Publication number: DE757840C
Application number: DESCH109399D
Authority: DE
Inventors: Adolf Dr-Ing Slattenschek
Original assignee: Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1936-01-19
Filing date: 1936-03-04
Publication date: 1951-05-17

Description

Gegenstand des Patents 728 196 ist eine Vorrichtung zum Gleichhalten von mechanischen Schwingungsausschlägen, insbesondere bei Materialprüfmaschinen, bei der der Antrieb der Maschine in Abhängigkeit von der Größe des Schwingungsausschlages gesteuert wird, indem der schwingende Körper durch periodisches Anliegen an elektrischen Kontakten Stromimpulse hervorruft. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stromimpulse

Stromänderungen in einer parallel geschalteten, an einer Hilfssparmung liegenden Wicklung eines Differentialrelais hervorrufen, das durch Kontakte· einen Hilfsmotor steuert, der den Vorwiderstand zum Feld der Erregermaschine entsprechend den Ausschlägen des schwingenden Körpers stärkt oder schwächt. An Stelle dieses auf die Schwingungsamplitude (Kurzschlußdauer) ansprechenden Differentialreläis ist gemäß der vorliegenden

*) Von dem Patentsucher ist als der Ernnder angegeben worden: °

Or.-Ing. Adolf Slattenschek, Gras

Erfindung ein Strommeßgerät angeordnet, und zwar entweder ein träges Meßgerät oder ein solches, das die mittels eines Kondensators aufgeladene Spannung mißt. Die Verwendung eines derartigen Strommeßgerätes an Stelle des Differentialrelais bietet den Vorteil, daß das Meßgerät als fertiger und handelsüblicher Teil hinzugefügt werden kann. Daraus ergibt sich eine gewisse ίο Vereinfachung der Einrichtung. Hinzu kommt, daß das Meßergebnis genauer ist und daß auch die Regelungen, die durch die Kontaktschaltungen im Meßgerät vorgenommen werden, genauer sind.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Fig. ι zeigt eine vollständige Regeleinrichtung für eine dynamische Prüfmaschine; Fig. 2 stellt eine Ausführungsform in Verbindung mit einem Kondensator und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsmöglichkeit hierzu dar.

Als Antrieb der Prüfmaschine dient ein Kurbeltrieb Ku, der dem Hebel U₁ eine schwingende Bewegung erteilt, die über das Zwischenstück B auf den Hebel a₂ übertragen wird. Das Zwischenstück B kann durch einen Elektromotor E mittels der Schraubenspindel S_p verschoben und es kann damit das Übersetzungsverhältnis zwischen den beiden Hebeln geändert werden. Die Bewegung des Punktes A am Hebel a₂ wird mittels der Einspannvorrichtung c auf den Probestab P übertragen. Der Probestab P ist an seinem anderen Ende mittels der Einspannung C₁ am Punkt D einer Biegungsfeder B₁ befestigt. Die Biegungsfeder Bf dient als Kraftmesser.

Bei einem bestimmten Kurbelradius R und bestimmter Stellung des Teiles B wird der Probestab mit einer Kraft beansprucht, die aus dem Ausschlag der Biegungsfeder B_f ermittelt werden kann. An dem äußeren Ende der Biegungsfeder B_f befindet sich eine Blattfeder F, die mit den Kontakten K in der Weise zusammen arbeitet, daß in den Umkehrpunkten der Schwingung diese beiden Kontaktstücke abwechselnd berührt werden.

Die Feder F ist mit dem einen Pol einer Stromquelle verbunden, die Kontaktstücke A liegen unter Zwischenschaltung eines elektrischen Instrumentes an dem anderen Pol. Bei der Berührung zwischen F und K entsteht infolgedessen ein Stromschluß, und die Dauer desselben ist gleich der Berührungsdauer.

Da die Entfernung der beiden Kontakte A* voneinander nach Einstellung im allgemeinen gleich groß bleibt, ist die Berührungsdauer nur von der Größe des Ausschlages der Biegungsfeder Bf abhängig. Bei größerem Ausschlag wird das federnde Ende F mehr durchgebogen, die Berührungszeit mit K daher j größer, bei kleinerem Ausschlag kürzer. Dementsprechend ist auch die Dauer des Stromschlusses von der Größe des Ausschlages abhängig.

: Ein in den Stromkreis eingebautes, entsprechend trag wirkendes Strommeßgerät / wird bei einer bestimmten Berührungsdauer zwischen F und K einen Ausschlag zeigen, der je nach der Bauart des Instruments einem

■ Mittelwert des Stromes entspricht. Ändert sich nun durch eine Ausschlagsänderung

^: von Bf die Berührungsdauer zwischen F und K, so ändert sich auch der Ausschlag des j Strommeßgeräts /. Die Abweichung der Zeigerstellung Z des Meßgeräts / von der Xormalstellung wird zur Einleitung des Regelvorgangs für den mechanischen Schwingungsausschlag verwendet.

Zu diesem Zweck ist der Zeiger Z mit einem Schaltzeiger Z₁ verbunden, der zwischen den Schaltkontakten JT₁ und S₂ schwingen kann. Es ist zweckmäßig, einen dieser Teile, den Schaltzeiger oder die Schaltkontakte, elastisch auszubilden.

Ändert sich der Ausschlag der Feder B_f und schwingt der Zeiger Z infolgedessen aus seiner Normalstellung· heraus, dann berührt der Schaltzeiger Z₁ einen der beiden Schaltkontakte ^₁ oder S₂, was eine Betätigung des Schaltrelais R₁ bzw. R₂ zur Folge hat. Je nachdem, ob R₁ oder R₂ in Tätigkeit gesetzt wird, läuft der Motor E rechts oder links, wobei auch der Teil B nach rechts oder links verschoben wird. Dadurch wird das Übersetzungsverhältnis zwischen O₁ und a_o und damit der Ausschlag des Punktes A geändert und die Beanspruchung des Probekörpers P und mit ihr der Ausschlag des Kraftmessers B₁ auf den ursprünglichen Stand gebracht.

An Stelle des hier beschriebenen Kontaktgebers Z₁, S₁, JT₂ kann auch ein Fallbügelregler verwendet werden. Auch ist es nicht notwendig, das Meßwerk des Instrumentes unmittelbar in den Stromkreis der Kontakte A' einzuschalten, es kann auch in einem getrennten Stromkreis eingebaut sein, der seine Energie auf beliebige Art, z. B. mittels eines Thermoumformers aus dem Kontaktstromkreis erhält. Bildet man das Instrument als Schreibgerät aus, so können damit die aufgetretenen Beanspruchungsänderungen auch dauernd selbsttätig aufgezeichnet werden.

Durch die Einstellung der beiden Schaltkontakte S₁ und .S₂ kann auch eine periodische Schwankung der Prüfstabbelastung erzielt werden. Wird die Entfernung von S₁ und S₂ vergrößert, so kann der Zeiger Z größere Wege zurücklegen, ohne daß Z₁ die Schaltkontakte S₁ und S₂ berührt, d. h der Ausschlag des Kraftmessers B_f kann sich so lange

vergrößern bzw. verkleinern, bis .S₁ oder S₂ berührt werden. Es ist lediglich notwendig, die Relais R₁ und R₂ mit Haltekontakten auszurüsten, deren Aufgabe darin besteht, das eine Relais so lange geschlossen zu halten, bis das andere Relais in Tätigkeit tritt.

Die Änderung der Schwingungsausschläge kann auch dazu benutzt wurden, einen Kondensator verschieden stark aufzuladen, wie

ίο dies in Fig. 2 und 3 unter Weglassung der übrigen Einzelheiten dargestellt ist. Die Größe der Kondensatorladung kann durch ein geeignetes Instrument gemessen und in gleicher Weise, wie oben beschrieben, zur Regelung des Ausschlages verwendet werden. Hierbei ist vS" der schwingende Teil, der etwa der Biegungsfeder B_f in Fig. 1 entspricht. In seinen Endlagen hebt er durch Anstoß die Feder F von F₁ ab und bringt sie mit F₂ in Berührung. Dadurch wird der Kondensator C an die Batterie B angeschlossen und aufgeladen. Die Ladung des Kondensators C ist um so größer, je langer F und .F₂ sich berühren. Schwingt .S zurück, so berührt F wieder F₁ und schließt damit die beiden Kondensatorplatten über das Meßinstrument / kurz. Bei gleichen Schwingungsausschlägen von S wird J einen gewissen Zeigerausschlag zeigen, der geändert wird, wenn sich der Ausschlag von 6" ändert. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 erfolgt die Kontaktgabe jeweils nur in dem einen Umkehrpunkt des Teils S₁ bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel in beiden Endlagen.

Bei einem beliebigen, zu Schwingungen erregten Maschinen- oder Bauteil ändert sich natürlich mit dem Schwingungsausschlag auch die Beanspruchung dieses Teiles, die zur sicheren Vermeidung eines Bruches eine gewisse Größe nicht überschreiten darf. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch zur Sicherung solcher Teile gegen längere Überbeanspruchungen verwendet werden, und zwar derart, daß jede Überschreitung des größten zugelassenen Schwingungsausschlages 4-5 eine selbsttätige Regelung im Sinne einer Verkleinerung des Schwingungsausschlages einleitet.

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Gleichhalten von mechanischen Schwingungsausschlägen, insbesondere bei Materialprüfmaschinen, bei der der Antrieb der Maschine in Abhängigkeit von der Größe des Schwingungsausschlags gesteuert wird, indem der schwingende Körper durch periodisches Anliegen an elektrischen Kontakten Stromimpulse hervorruft, die einer auf die Schwingungsamplitude (Kurzschlußdauer) ansprechenden elektrischen Einrichtung zugeführt werden, welche über weitere Kontakte einen Hilfsmotor zur Regelung des Ausschlages des schwingenden Körpers steuert, nach Patent 728 196, dadurch > gekennzeichnet, daß die auf die Schwingungsamplitude ansprechende elektrische Einrichtung ein Strommeßgerät (/) ist, und zwar entweder ein träges Meßgerät oder ein solches, das die mittels eines Kondensators aufgeladene Spannung mißt.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschriften Nr. 520 324,

526105;
britische Patentschrift Nr. 13 449 v. J.

1912;
Zeitschrift »Luftfahrtforschung« Bd. 12, 1935, Nr. 2, S. 87, 88;
Föppl, O., Becker, E., v. Heydekampf, G., »Die Dauerprüfung der Werkstoffe«, S. 62, 63, 91, 92.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

45 5.