DE831609C

DE831609C - Tongue frequency meter with variable free tongue length

Info

Publication number: DE831609C
Application number: DEA12862A
Authority: DE
Inventors: Herwart Behrmann
Original assignee: Askania Werke AG
Current assignee: Askania Werke AG
Priority date: 1949-05-20
Filing date: 1949-05-20
Publication date: 1952-02-14

Description

Zungenfrequenzmesser mit veränderlicher freier Zungenlänge Die Erfindung betrifft einen Zungenfrequenzmesser. bei dem die Resonanzabstimmung durch Anderung der freien Zungenlänge erfolgt. Mit derartigen Meßgeräten ist es möglich, die Frequenz vK>n mechanischen Translationsschwingungen innerhalb eines großen MeBbereiches sehr genau zu bestimmen.Reed frequency meter with variable free reed length The invention relates to a tongue rate meter. in which the resonance tuning by change the free length of the tongue. With such measuring devices it is possible to measure the frequency vK> n mechanical translational vibrations within a large measurement range to be determined very precisely.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, derartige Zungenfrequenzmesser universeller verwendbar zu gestalten, so daß, mit nur geringem Mehraufwand, nicht nur Frequenz und Amplitudenmessungen mechanischer Translationsschwingungen, sondern z. B. auch Drehzahl messungen, Drehschwingungsfrequenzmessungen sowie die Fernmessung von Drehschwingungen und Drehzahlen durchgeführt werden können. The invention is based on the object of reed frequency meters of this type to make it more universally usable, so that, with only a little extra effort, not only frequency and amplitude measurements of mechanical translational vibrations, but z. B. also speed measurements, torsional vibration frequency measurements and remote measurement of torsional vibrations and speeds can be carried out.

Dieses läßt sich erreichen, wenn gemäß der Erfindung im Zungenfrequenzrnesser zusätzlich eine eine kleine Unwucht tragende Welle angeordnet ist, die von außen, z. B. über aufsteckbare auswechselbare Spitzen oder Scheiben, antreibbar ist. This can be achieved if according to the invention in the tongue frequency meter in addition, a shaft bearing a small imbalance is arranged, which from the outside, z. B. can be driven via attachable interchangeable tips or disks.

Mit Hilfe dieser Unwuchtwelle lassen sich nämlich in einfachster Weise Drehzahlen messen, und zwar auf dem Umweg über mechanische Schwingungserregung. Die auf der mit der Meßdrehzahl angetriebenen Welle sitzende Unwucht erzwingt nämlich Zungenschwingungen dieser Frequenz, wenn das Gehäuse nachgiebig, also vorzugsweise wie üblich, in der Hand gehalten wird und gestattet, durch Abstimmen der Zunge auf Resonanz eine genaue Drehzahlbestimmung. With the help of this unbalance shaft, in the simplest way Measure rotational speeds in a wise manner, using a detour via mechanical vibration excitation. The imbalance sitting on the shaft driven with the measuring speed forces that Tongue vibrations of this frequency if the housing is flexible, so preferably as usual, is held in the hand and allowed, by tuning the tongue up Resonance an exact speed determination.

Die Unwuchtwelle kann nach Art der bekannten Handtachographen, wie gesagt, durch auswechselbare, aufsteckbare Spitzen oder Scheiben von der zu vermessenden Welle angetrieben werden oder zur Ferndrehzahlmessung durch einen kleinen Syn- chronmotor, der von einem entsprechenden, auf dem Prüfkörper angebrachten Synchrongenerator gespeist wird. Bei Antrieb durch Scheiben am Wellenumfang ist die angezeigte Frequenz nur bei gleichen Durchmessern richtig, andernfalls ist sie mit dem Verhältnis Scheibendurchmesser zu Wellendurchmesser zu vervielfachen. Die Unwucht sitzt zweckmäßig nahe am freien Zungenende, da sie dort am wirksamsten ist. Das Gerät führt nämlich bei Unwuchterregung Schwenkbewegungen um die Spitze aus, d. h. das vordere Ende macht die größten Bewegun,gen. Ferner ist die Unwucht vorteilhaft in zwei gleiche Scheiben o. dgl. aufgeteilt, die gegeneinander verdreht werden können. Hierdurch kann die Unwuchtgröße zwischen Null und dem Höchstwert verändert werden. Das bietet einerseits die Möglichkeit, den Zungenausschlag passend zu wählen, anderseits die Unwuchtwirkung völlig zu unterbinden, was im Hinblick auf die weiter unten beschriebenen Meßmöglichkeiten mit dem gleichen Gerät, z. B. Drehschwingungsfrequenzmessungen, von Bedeutung ist. The imbalance shaft can be made in the manner of known hand tachographs, such as in other words, by replaceable, attachable tips or disks from the one to be measured Shaft or for remote speed measurement by a small syn- chron motor, that of a corresponding synchronous generator attached to the test body is fed. When driven by disks on the shaft circumference, the displayed frequency is only correct if the diameters are the same, otherwise it is with the ratio of the pulley diameter to multiply shaft diameter. The imbalance is conveniently located close to the free one Tip end of the tongue as it is most effective there. The device leads in the event of unbalance excitation Pivoting movements around the tip, d. H. the front end makes the greatest movement, gen. Furthermore, the imbalance is advantageously divided into two equal disks or the like, which can be twisted against each other. This allows the unbalance size between Zero and the maximum value. On the one hand, this offers the possibility to choose the tongue movement appropriately, on the other hand to completely prevent the imbalance effect, which in view of the measurement possibilities described below with the same Device, e.g. B. Torsional vibration frequency measurements is important.

Der Drehzahlbereich ist zunächst durch den Frequenzbereich der Zunge gegeben. Er kann jedoch nach oben und nach unten praktisch beliebig erweitert werden, indem bei Antrieb durch Scheiben das Durchmesserverhältnis von Scheibe zu Welle geeignet angepaßt wird. Da langsam laufende Maschinen stets große Wellendurchmesser haben, schnell laufende dagegen kleine, ergibt sich die gewünschte Unter- bzw. Übersetzung der Frequenz von selbst. The speed range is initially determined by the frequency range of the tongue given. However, it can be expanded practically at will, upwards and downwards, in that when driven by disks, the diameter ratio of disk to shaft is adapted appropriately. Because slow-running machines always have large shaft diameters have, whereas fast moving ones have small ones, this results in the desired sub-ratio or translation the frequency by itself.

Gegenüber den bekannten Fliehkrafttachometern l>ietet der Zungenfrequenzmesser mit Unwuchterregung den erheblichen Vorteil, daß das erforderliche Xntriebsmoment außerordentlich klein ist, so daß auch an schwachen Motoren die Drehzahl ohne Beeinflussung durch das Meßgerät gemessen werden kann. Dagegen bewirken die Fliehkraftmesser und selbst elektrische Geräte eine so erhebliche Bremsung, daß selbst bei Motoren von etwa 0,5 kW die Drehzahl beim Messen deutlich absinkt. Compared to the known centrifugal tachometers, the tongue frequency meter runs out of steam with unbalance excitation has the considerable advantage that the required drive torque is extremely small, so that even on weak engines, the speed is unaffected can be measured by the meter. On the other hand, the centrifugal force meters and even electrical devices have such a significant braking effect that even motors of about 0.5 kW the speed drops significantly when measuring.

Wie obenerwähnt, können mit dem Gerät jedoch weiterhin auch Drehschwingungsfrequenzmessungen durchgeführt werden. l lierbei werden die auf das Lager eines drehfähig gelagerten Körpers ausgeübten Reaktionskräfte ausgenutzt, wenn nicht ein reines Moment, sondern eine am Hebelarm wirkende Kraft die Drehbeschleunigung hervorruft. Solcher Hebelantrieb liegt vor, wenn eine auf die im Zungenfrequenzmesser gelagerte Welle aufgesteckte Scheibe statt einer Spitze die Verbindung mit der rntierenden oder Drehschwingungen ausführenden Welle des l'rüflings herstellt. Der Zungenfrequenzmesser wird hierbei mit seiner Scheibe so an die Prüflingswelle bzw. an eine auf letzterer sitzende Scheibe angesetzt, daß die Berührungstangente in Richtung der Zungenschwingung verläuft. Hierbei ist die Unwucht auf Null gestellt; umgekehrt ist bei der Drehzahlmessung darauf zu achten, daß die Berührungstangente der \ntrielsscheil>e mit der AleßR-elle senkrecht zur Schwingullgsriclltung der Zunge liegt. weil dann Drehschwingungen nicht wirksam werden können. As mentioned above, however, the device can still be used to measure torsional vibration frequency be performed. In the process, the rotatably mounted on the bearing of a The body's reaction forces are exploited, if not a pure moment, but rather a force acting on the lever arm causes the rotational acceleration. Such lever drive occurs when a shaft is attached to the reed frequency meter Disc instead of a point connecting with the rotating or torsional vibrations executing shaft of the l'rüflings manufactures. The tongue frequency meter is used here with its disk so on the test object shaft or on one sitting on the latter Disc attached that the contact rod runs in the direction of the tongue oscillation. Here the imbalance is set to zero; the reverse is true for speed measurement make sure that the tangent of the \ ntrielsscheil> e with the AleßR-elle perpendicular to the vibration direction of the tongue. because then torsional vibrations cannot take effect.

Lediglich Drehschwingungen im Takt der Unwucht drehzahl, die ja nicht mit der zu messenden Drehzahl übereinzustimmen brauchen. können durch Fliehkraftwirkung der nicht auf Null gestellten Unwucht die Zunge zum Russchlagen bringen, auch wenn die Tangente senkrecht zur Zungenschwingung liegt. In diesem Fall ist die Unterscheidung von einer Drehzahl leicht möglich, indem die gleiche Messung ohne Fliehkraftmessung wiederholt wird.Only torsional vibrations in time with the unbalance speed, which are not must agree with the speed to be measured. can by centrifugal effect the unbalance that has not been set to zero can cause the tongue to flip, even if the tangent is perpendicular to the tongue oscillation. In this case the distinction is of one speed easily possible by taking the same measurement without centrifugal force measurement is repeated.

I)ie Empfindlichkeit für Drehschwingungen läßt sich grundsätzlich durch Variation des Trägheitsmomentes der Äntriel)swelle beeinflussen. Eine Scheibe mit kleinem Trägheitsmoment erfordert kleine tangentiale heschleunigungskräfte und verursacht demgemäß kleine Lagerreaktionskräfte, während ein großes 'Irägheitsmolllellt große Beschleunigungskräfte und damit auch große Lagerreaktion ergibt. I) he sensitivity to torsional vibrations can be basically by varying the moment of inertia of the drive shaft. A disk with a small moment of inertia requires small tangential acceleration forces and accordingly causes small bearing reaction forces, while a large one causes small inertia results in great acceleration forces and thus also great bearing reaction.

Die Unwuchtwelle kann nian auch in der Weise zur Drehzahlmessung benutzen, daß man, bei auf Null gestellter Unwucht, auf derUnwuchtwelle, und zwar im Bereich der freien Zungenlänge, ein oder mehrere kleine Magneten anordnet. Die Zunge schwingt dann bei Resonanzabstimmung im Takt der Magnetfeldänderung. Zur Drehzahlfernmessung eignet sich der Zungenfrequenzmesser auch in der Form, daß auf der gesondert, mit regelbarer Geschwindigkeit angetriebenen Unwuchtwelle eine Stroboskopscheibe aufgestseckt ist, mit deren Hilfe der Gleichlauf der Unwuohtwelle mit der unzugänglichen Meßwelle kontrolliert wird. The unbalance shaft can also be used for speed measurement use that, with the unbalance set to zero, on the unbalance shaft, namely in the area of the free length of the tongue, arrange one or more small magnets. the The tongue then vibrates in response to the change in the magnetic field during resonance tuning. For remote speed measurement the reed frequency meter is also suitable in the form that on the separately, with adjustable speed driven unbalance shaft a stroboscopic disc attached is, with the help of which the synchronism of the Unwuohtwelle with the inaccessible measuring shaft is controlled.

Die Zeichnung veranschaulicht in stark schematisierter Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. The drawing illustrates in a highly schematic representation an embodiment of the invention.

Mit I ist das Gehäuse eines sonst üblichen Zungenfrequenzmessers bezeichnet, dessen freie Zungenlänge durch das verschiebbare Zungenlager 2 veränderlich ist. Das Lager trägt eineroNkleinen Elektromagneten 3 mit entsprechend gewähiter Vormagnetisierung, in dessen Feld die Zunge 4 verläuft. Die nach außen führenden Spulenanschlüsse sind nicht weiter angedeutet. Im unteren Teil des Zungenfrequenzmessers ist eine Welle 5 gelagert, auf der in Nähe des freien Zungenendes eine kleine Unwucht in Gestalt zweier gegeneinander verdrehbarer Scheiben 6. 7 sitzt. Durch Verstellen dieser Scheiben zuelnander kann die Unwuchtgröße zwischen Null und dem Höchstwert variiert werden. Auf das rechte freie NVellenende können auswechselbare Spitzen 8, Scheiben usw. aufgesteckt werden. Nach den obigen Ausführungen dürfte die Wirkungsweise des Gerätes in den erwähnten Anwendungsfällen ohne weiteres verständlich sein. With I is the housing of an otherwise common tongue frequency meter denotes whose free tongue length is variable by the sliding tongue bearing 2 is. The bearing carries a small electromagnet 3 with an appropriately selected Pre-magnetization, in the field of which the tongue 4 runs. The ones leading to the outside world Coil connections are not indicated any further. In the lower part of the reed frequency meter a shaft 5 is mounted on which a small imbalance near the free end of the tongue in the form of two mutually rotatable disks 6. 7 sits. By adjusting of these disks to each other, the unbalance size can be between zero and the maximum value can be varied. Interchangeable tips can be attached to the free end of the shaft on the right 8, discs, etc. can be attached. According to the above, the mode of action is likely of the device in the mentioned applications should be easily understood.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Tongue rate meter with variable free tongue length, characterized. that in the device an externally driven, a shaft bearing a small unbalance is mounted.

2. ZullgelltreflUellZlll ('SSer according to claim through this characterized in that the imbalance is in the vicinity of the free citing end on the drive shaft sits.

3. 7, unungenfre (luence meter according to claim 1 to 2, characterized gekennzeichiiet, that the imbalance consists of two identical discs or the like, by (leren adjustment to each other the unbalance size can be changed between zero and the maximum value.

4. Zullgenfrequellzmesser according to claim I l> is 3, characterized in that that interchangeable tips or disks can be attached to the Unwuchtwel le.

5. reed frequency meter according to claim 1 to 3, characterized in that that a stroboscopic disc can be attached to the unbalance shaft and the speed the driven unbalance shaft can be regulated.

6. tongue frequency meter according to claim 1 to 5, characterized in that that on the unbalanced shaft in the area of the free tongue length one or more magnets are arranged.