DE767695C

DE767695C - Device for generating vibrations of a body

Info

Publication number: DE767695C
Application number: DED79452D
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr-Ing Berg
Original assignee: WERKE KIEL A G DEUTSCHE; Deutsche Werke Kiel A G
Current assignee: WERKE KIEL A G DEUTSCHE; Deutsche Werke Kiel A G
Priority date: 1938-12-11
Filing date: 1938-12-11
Publication date: 1953-03-30

Description

Vorrichtung zum Erzeugen von Schwingungen eines Körpers In der Schwingungstechnik, besonders in der dynamischen Werkstofi-und VVerkstückprüfung, ist es oft erforderlich, einem Körper erzwungene Schwingungen auf zudrücken. Man verwendet zu diesem Zweck Schwingungs erzeuger verschiedener Art, z. B. umlaufende Unwuchtmassen, magnetische Schwingungserreger u. dgl. Um die Erregerkräfte vom . Schwingungserzeuger auf den schwingenden Köer zu übertragen, ist in der Regel aus baulichen oder aus anderen Gründen ein besonderes Ubertragungsglied notwendig.Device for generating vibrations of a body In vibration engineering, Especially in dynamic material and workpiece testing, it is often necessary to forcing forced vibrations on a body. One uses for this purpose Vibration generators of various types, for. B. rotating unbalance masses, magnetic Vibration exciter and the like. To the excitation forces from. Vibration generator on the Transferring vibrating cores is usually from structural or from other Reasons a special transmission link is necessary.

Dieses übertragungsglied wird in der Regel als Bock oder Konsole in gegossener oder geschweißter, massiver, kastenförmiger oder verrippter Bauart ausgeführt und durch Flanschverschraubungen, in einzelnen Fällen auch durch Schweißverbindungen, mit dem Schwingungserzeuger einerseits und dem schwingenden Körper andererseits verbunden.This transmission link is usually as a bracket or bracket in Cast or welded, solid, box-shaped or ribbed design and through flange screw connections, in individual cases also through welded connections, with the vibration generator on the one hand and the vibrating body on the other tied together.

Diese Bauart überträgt alle Kraftkomponenten gleichmäßig.This design transmits all force components evenly.

Bei Schwingungserzeugern mit umlaufender Unwuchtmasse, bei denen die erregende Kraft in der radial gerichteten Fliehkraft besteht, tritt häufig die Forderung auf, daß die Erregung nur in einer bestimmten Richtung, nämlich in der Richtung der Verbindungslinie zwischen Schwingungserreger und schwingendem Körper, auf den schwingenden Körper einwirlien soll. Dies kann man dadurch erreichen, daß man den Schwingungserzeuger über ein starres Pendel an dem schwingenden Körper befestigt. Dann werden nur die in der Richtung des starren Pendels verlaufenden Fliehkraftkomponenten auf den schwingenden Körper übertragen, während die senkrecht zum Pendel wirlienden Komponenten durch die Ausschwingung des Pendels unwirksam gemacht werden. Dabei gerät die Pendelmasse in Schwingungen, deren Amplitude jedoch durch geeignete Bemessung des Pendels klein gehalten werden kann. In the case of vibration generators with a rotating unbalanced mass, where the exciting Force consists of the radial centrifugal force, there is often the requirement that the excitation should only go in a certain direction, namely in the direction of the connecting line between the vibration exciter and the vibrating Body that is supposed to act on the vibrating body. This can be achieved by that the vibrator is attached to the vibrating body via a rigid pendulum attached. Then only those running in the direction of the rigid pendulum will be Centrifugal force components are transferred to the vibrating body, while the perpendicular Components whirling towards the pendulum are ineffective due to the oscillation of the pendulum be made. The pendulum mass starts to oscillate, but its amplitude can be kept small by suitable dimensioning of the pendulum.

Auch diese Bauart hat verschiedene Nachteile. Das Lager des Pendels muß sehr sorgfältig ausgebildet werden, da es zur Aufnahme der verhältnismäßig großen Kräfte und wegen der oszillierenden Bewegung, bei der sich l ; ein Schmierfilm ausbilden kann, sehr ungünstig beansprucht ist, um so mehr, als es zur Vermeidung von Stoßschwingungen mit sehr kleinem Spiel arbeiten muß. Man braucht also eine reichliche Lagerfläche und eine besondere Schmiereinrichtung mit Ölpumpe und Kreislauf. Der Platzbedarf für ein derartiges Lager ist sehr groß, und die Unterbringung des zu, gehörigen großen und verhältnismäßig teuren Lagerbocks auf dem schwingenden Körper ist umständlich, vielfach überhaupt nicht möglich. Wählt man ein Kugellager, um die Schmiereinrichtung zu umgehen, dann wird der Platzbedarf noch größer. This design also has various disadvantages. The bearing of the pendulum must be trained very carefully as it is used to accommodate the relatively large Forces and because of the oscillating motion in which l; form a lubricating film can, is very unfavorably stressed, all the more so than it is to avoid shock vibrations has to work with very little play. So you need ample storage space and a special lubrication device with an oil pump and circuit. The space requirement for such a camp is very large, and the accommodation of that belonging to it large and relatively expensive bearing blocks on the swinging body is cumbersome, often not possible at all. One chooses a ball bearing for the lubrication device to circumvent, then the space requirement becomes even greater.

Bei anderen bekannten Vorrichtungen zur Erzeugung von Schwingungen eines Körpers durch eine umlaufende Unwuchtmasse sind diese Nachteile vermieden, indem die Unwuchtmasse mit dem Körper durch eine Feder, z. B. eine Blattfeder, verbunden ist. Dabei ist die Erregungsfrequenz gleich oder fast gleich der Eigenfrequenz des aus der Unwuchtmasse und der Feder gebildeten Systems. Diese Vorrichtungen sind daher nicht brauchbar, wenn die Erregung nur in Richtung der Verbindungslinie zwischen Erreger und schwingendem Körper auf diesen einwirken soll. In other known devices for generating vibrations of a body by a rotating unbalanced mass, these disadvantages are avoided, by the unbalance mass with the body by a spring, z. B. a leaf spring connected is. The excitation frequency is the same or almost the same as the natural frequency of the system formed from the unbalanced mass and the spring. These devices are therefore not useful if the excitation is only in the direction of the line connecting between Pathogen and vibrating body should act on this.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist die umlaufende Unwuchtmasse mit dem zu erregenden Körper ebenfalls durch eine Stab- oder Blattfeder verbunden. Die Erfindung besteht darin, daß das aus der Feder und der Masse des Schwingungserregers bestehende Sdiwingungssystem eine Eigenfrequenz der Biegeschwingungen hat, die wesentlich unter der Erregungsfrequenz liegt. Die Feder wirkt daher hinsichtlich der tibertragung der Erregung wie ein starres Pendel, so daß die Erregung fast nur in der Längsrichtung der Feder auf den Körper übertragen wird. Die Federung dient nur dazu, um, ebenso wie bei einem starren Pendel, kleine Ausschläge der Erregermasse zu ermöglichen. Andererseits sind aber die Sdiwierigkeiten eines Pendels hinsichtlich der Lagerung und Schmierung nicht vorhanden, weil die Feder mit der IGnwuchtmasse und dem schwingenden Körper fest verbunden ist. In the device designed according to the invention, the circumferential Unbalance mass with the body to be excited also by a rod or leaf spring tied together. The invention consists in the fact that the spring and the mass of the Vibration exciter existing Sdiwingungssystem a natural frequency of the bending vibrations which is significantly below the excitation frequency. The spring therefore acts with respect to the transmission of the excitation like a rigid pendulum, so that the excitation almost only is transmitted to the body in the longitudinal direction of the spring. The suspension is used only in order to, as with a rigid pendulum, small swings of the excitation mass to enable. On the other hand, there are the difficulties of a pendulum with regard to storage and lubrication not available because the spring is unbalanced and is firmly connected to the vibrating body.

Die Zeichnung zeigt in Fig. I zwei Ausführungsbeispiele der eingangs erwähnten, bekannten Bauarten; Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands. The drawing shows in Fig. I two embodiments of the initially mentioned, known types; Fig. 2 shows an embodiment of the subject of the invention.

Bei beiden Figuren besteht der zu erregende Körper aus den beiden Massen « und dem federnden Glied b und ist beispielsweise unter Zwischenschaltung der Schraubenfedern c frei schwebend aufgehängt. Dieser Körper soll durch die Unwuchterreger d zu Biegeresonanzschwingungen der in der Zeichnung angedeuteten Art angeregt werden, wobei die Schwingungserreger zur Herstellung symmetrisclier Verhältnisse gegenläufig arbeiten sollen. Sie müssen zu diesem Zweck so nahe beieinander angeordnet werden, daß sie durch die Getrieberäder e unter Zwischenschaltung der biegsamen Wellen f angetrieben werden können. Die Schwingungserreger sind durch den Bocks (Fig. 1, links) oder durch das starre Pendel (Fig. I, rechts, oder Fig. 2) durch die als Blatt- oder Stabfeder ausgebildeten Zwischengliederi mit den Massen a verbunden. In both figures, the body to be excited consists of the two Masses «and the resilient member b and is, for example, interposed the coil springs c suspended freely floating. This body is said to be through the unbalance exciter d are excited to flexural resonance vibrations of the type indicated in the drawing, whereby the vibration exciter works in opposite directions to produce symmetrical relationships should work. For this purpose, they must be placed so close together that that they are driven by the gears e with the interposition of the flexible shafts f can be driven. The vibration exciters are through the buck (Fig. 1, left) or by the rigid pendulum (Fig. I, right, or Fig. 2) by the as Leaf or bar spring formed Zwischengliederi connected to the masses a.

Die Bewegungen der Schwinger lassen sich in Komponenten in Richtung der Verbindungslinie zwischen Schwinger und sdiwingendem Körper und senkrecht dazu zerlegen. Die unerwünschten Querschwingungen sind bei der Anordnung nach Fig. I, links, am größten; bei den Anordnungen nach Fig. 1, rechts, und Fig. 2 können sie sehr klein gehalten werden. The movements of the oscillators can be divided into components in the direction the connecting line between the vibrator and the vibrating body and perpendicular to it disassemble. The undesired transverse vibrations are in the arrangement according to Fig. left, largest; in the arrangements according to FIG. 1, right, and FIG. 2, they can can be kept very small.

Bei der Pendelanordnung nach Fig. I, rechts, führt dabei der Schwinger eine kleine Drehbewegung um den Lagerzapfen, bei der Federanordnung nach Fig. 2 eine ebenfalls kleine Biegeschwingung aus.In the pendulum arrangement according to FIG. I, on the right, the oscillator guides a small rotary movement around the bearing pin, in the case of the spring arrangement according to FIG. 2 also produces a small bending vibration.

Die Feder i wird vorteilhaft als Gewindestab ausgebildet, wodurch sich eine einfache Befestigung am schwingenden Körper und am Schwingungserzeuger ergibt. Der Stab kann ir. beliebigen Richtungen im Raume angeordnet werden, sofern er nur so stark bemessen ist, daß er das Gewicht des Sdiwingungserzeugers tragen kann. Die bei statischer Druckbeanspruchung vorhandene Knickgefahr ist bei schwingender Beanspruchung nicht vorhanden, da die Eigensdiwingungszahl der Knickbiegeschwingung erheblich unter der Betriebsdrehzahl liegt und so eine Aufschaukelung unterbunden wird. The spring i is advantageously designed as a threaded rod, whereby a simple attachment to the vibrating body and to the vibration generator results. The rod can be arranged in any direction in space, provided it is only dimensioned so strong that it can bear the weight of the vibration generator can. The danger of buckling when there is static pressure load is when it is vibrating There is no stress because the natural vibration number of the buckling vibration considerably below the operating speed lies and such a swing is prevented.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for generating vibrations of a Body by a rotating unbalanced mass, which is connected to this body by a - rod- or leaf spring, which transmits the excitation to the body, thereby characterized in that the spring (i) and the mass of the vibration exciter existing vibration system has a natural frequency of bending vibrations that is essential is below the excitation frequency.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the spring (i) designed as a threaded rod and through with the body and with the unbalanced mass Screw connection is connected.

To differentiate the subject matter of the invention from the prior art are The following publications were considered in the granting procedure: German Patent Nos. 629855, 633 II8, 633781, 636 55I; Austrian patent specification No. I50 597 Engineer Taschenbuch, Hütte II, 26th edition, 1931, p. 260; VDI magazine I930, p. In60.