DE848575C

DE848575C - Single vibration and tachometer

Info

Publication number: DE848575C
Application number: DESCH4010A
Authority: DE
Inventors: Karl-Otto Dr-Ing Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-09-12
Filing date: 1950-09-12
Publication date: 1952-09-04

Description

Einzungen-Schwingungs- und Drehzahlmesser Mi@ hilfe des Frahmschen Zungenfrequenzmessers lassen sich Frequenzen. Schwingungszahlen und Drehzahlen nach dem Resonanzprinzip messen.Single vibration and tachometer Mi @ help des Frahmschen Tongue frequency meter can be frequencies. Vibration rates and speeds according to measure the principle of resonance.

@er Nachteil dieses Zungenfrequenzmessers liegt einmal darin, daß er durch die Vielzahl seiner Federn ziemlich groß und unhandlich ist, und zum anderen hei Schwingungszahlen, die zwischen den Eigenschwingungen zweier benachbarter Federn liegen, keine genauen Angaben gestattet. Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, diese Nachteile durch einenEi nzungen-Schwingungszahlmesser mit veränderlicher Einspannstelle zu überwinden. @ The disadvantage of this tongue frequency meter is that it is quite large and unwieldy due to the multitude of its feathers, and on the other hand That is, the number of oscillations between the natural oscillations of two neighboring springs no precise information is permitted. It has therefore already been suggested these disadvantages by using a tongue vibrometer with a variable clamping point to overcome.

Bei allen bisher vorliegenden Konstruktionen gelang es jedoch nicht, die notwendige feste Einspannung in einfacher Weise mit einer whrend des Gebrauchs stetigen Verschiebbarkeit zu vereinigen, ohne die Feder stark auf Knickung zu beanspruchen. Die bislang beste Lnsung sieht zwei Segmente vor, die sich auf der Feder beidseitig abwälzen und so eine veränderliche Einspannstelle ohne Knickgefahr bewirken, Die Herstellung dieser Segmente und der genau arbeitenden @brollanordnung ist ziemlich schwierig und damit teuer. Außerdem wird die Feder nur in einer Linienberührung festgehalten, so daß sich die Schwingungshewegung der Feder über die Eins1annstelle hinaus, also zwischen den Segmenten fortsetzen kann. Dies führt zu ungenauen angaben und einer Verminderung der Empfindlichkeit des Geräts, da durch die unerwünschte Arbeitsleistung eine zusätzliche Dämpfung der Resonanzschwingungen hervorgerufen wird.However, with all of the designs available so far it was not possible to the necessary firm clamping in a simple manner with one during use unite constant displaceability without stressing the spring heavily on buckling. The best solution so far provides for two segments that are on both sides of the spring roll off and thus cause a changeable clamping point without the risk of buckling, The Making these segments and the @broll arrangement working exactly is pretty difficult and therefore expensive. In addition, the pen is only in one line contact so that the oscillation movement of the spring moves over the point of insertion beyond, i.e. can continue between the segments. This leads to inaccurate information and a reduction in the sensitivity of the device because of the undesirable Work performance caused additional damping of the resonance vibrations will.

Alle diese Nachteile werden erfindungsgemäß durch den nachstehend beschriebenen Einzungen-Schwingungs- und Drehzahlmesser vermieden. All of these disadvantages are addressed in accordance with the invention by the following described individual vibration and tachometer avoided.

Bei dem Ausführungsbeispiel umfaßt der überbrückbare Meßbereich rund fünf Oktaven. Dies ergibt sich auf Grund folgender Überlegung. Die Kreisfrequenz oi eines beliebigen mechanischen Schwingungssystems mit der Federkonstanten c [kg/cm] und der Masse m läßt sich aus der Formel bestimmen: Für die einseitig eingespannte Blattfeder erhalten wir die Federkonstante zu: 3#E#J c = (2) l3 dabei bedeutet l frei schwingende Länge der Blattfeder, E Elastizitätsmodul = 2 100 000 kg/cm2, J Trägheitsmoment des rechteckigen Blattfederquerschnitts, m Masse, am freien Ende der Blattfeder konzentriert.In the exemplary embodiment, the measuring range that can be bridged comprises around five octaves. This results from the following consideration. The angular frequency oi of any mechanical oscillation system with the spring constant c [kg / cm] and the mass m can be determined from the formula: For the leaf spring clamped on one side we get the spring constant: 3 # E # J c = (2) l3 where l means freely oscillating length of the leaf spring, E modulus of elasticity = 2 100 000 kg / cm2, J moment of inertia of the rectangular leaf spring cross-section, m mass, concentrated at the free end of the leaf spring.

Danach ist konstant ist Daraus ergibt sich, daß sich der zu überbrückende Meßbereich aus der Länge 1 berechnen läßt. Nimmt man bei diesem Ausführungsl)eispiel an, daß die freie Länge der Blattfeder etwa zwischen den Werten 1 cm und 10 cm stetig verstellbar ist, so erhalten wir ein Verhältnis der Schwingungszahlen von Man kann damit die Meßbereiche z. B. folgendermaßen einteilen: Bereich 1 Schwingungszahl f = 10 bis 320 Schwingungen/s - II - f = 100 - 3200 -- III - f = 1000 - 32000 -oder auch Bereich A Drehzahl fl = 100 bis 3200 Umdr./min - B - fl = 1000 - 32000 - -C - n = 300-9600--USW.After that is is constant This means that the measuring range to be bridged can be calculated from length 1. If one assumes in this exemplary embodiment that the free length of the leaf spring is continuously adjustable between approximately 1 cm and 10 cm, we obtain a ratio of the oscillation numbers of You can use it to z. B. divide as follows: Area 1 number of vibrations f = 10 to 320 vibrations / s - II - f = 100 - 3200 - III - f = 1000 - 32000 - or also area A speed fl = 100 to 3200 rev / min - B - fl = 1000 - 32000 - -C - n = 300-9600 - USW.

Für den Drehzahlmesser dürfte man im allgemeinen mit einem Bereich, z. B. mit dem Bereich A oder C, auskommen. For the tachometer, one should generally have a range z. B. with the area A or C get along.

Die konstruktive Gestaltung geht aus der Abb. 1 des Ausführungsbeispiels hervo3 Die Bedeutung der einzelnen Buchstaben in der Zeichnung sind folgende: Lg Gesamtlänge, Ls Skalen-und Meßlänge, E Einspannstelle, F Feder, in Masse, H Hülse, B Befestigungsstelle, G Gehäuse, K1, K2 Bedieuuugsknöpfe, Pl Plexiglas, S1, 52 Skala 1, 2, Z1, Z2 Zeiger, B01, Bo2 Bohrungen zur Befestigung eines Meßstifts. The structural design is based on Fig. 1 of the embodiment Hervo3 The meanings of the individual letters in the drawing are as follows: Lg Total length, Ls scale and measuring length, E clamping point, F spring, in mass, H sleeve, B fastening point, G housing, K1, K2 button buttons, Pl Plexiglas, S1, 52 scale 1, 2, Z1, Z2 pointers, B01, Bo2 holes for attaching a measuring pin.

In einem flachen Gehäuse G befindet sich mit ihm fest verbunden etwa in der Mitte der Länge die Befestigungsstelle B der Blattfeder F. Wie die Abb. 2 und 3 erkennen lassen, ist die Feder erfindungsgemäß an dem einen Ende nur etwa bis zur Mittellängsachse auf eine Länge von einigen Millimetern fest verlötet. Hiermit wird erreicht, daß eine die Feder von drei Seiten umfassende und auf ihr gleitende Hülse H an dieser Befestigungsstelle vorbeigeschoben werden kann. (Die in der Zeichnung dargestellten Abstände zwischen der Feder F und der Hülse H sind gegenüber der Wirklichkeit vergrößert.) Mit Hilfe dieser Hülse H wird durch das dreiseitige Umfassen der Blattfeder F eine Knickgefahr ausgeschlossen, da nunmehr die Feder beim Herabschieben der verschiebbaren Einspannstelle E nicht seitlich ausweichen kann. In a flat housing G is firmly connected to him about in the middle of the length the attachment point B of the leaf spring F. As in Fig. 2 and FIG. 3 show, according to the invention, the spring is only approximately at one end Soldered to a length of a few millimeters up to the central longitudinal axis. Herewith it is achieved that a spring encompassing three sides and sliding on it Sleeve H can be pushed past this attachment point. (The one in the drawing The distances shown between the spring F and the sleeve H are opposite to reality enlarged.) With the help of this sleeve H, the leaf spring is embraced on three sides F there is no risk of kinking, since the spring is now pushed down when the sliding Clamping point E cannot move sideways.

Die verschiebbare einspannstelle E ist erfindungsgemäß so konstruiert, daß die Einspannung nicht durch eine Linie, sondern durch eine Ebene definiert ist. Dies geschieht z. B. nach Abb. 2 durch Einprägung eines T auf den einen sich anpressenden federnden Teil der Hülse H an der Einspannstelle. According to the invention, the displaceable clamping point E is constructed in such a way that that the restraint is not defined by a line but by a plane. This happens e.g. B. according to Fig. 2 by embossing a T on the one pressing resilient part of the sleeve H at the clamping point.

Dabei ist der Anpressuugsdruck erfindungsgemäß so hoch gewählt, daß eine Übertragung der Blattfederschwingungen auf den in der Hülse befindlichen Teil der Blattfeder verhindert wird. Die verschiebbare Einspannstelle besitzt an beiden Seiten je einen Stift. Diese Stifte führen durch das an beiden Seiten auf einer Länge von etwa 10 cm längs geschlitzte Gehäuse G hindurch und enden in den halbrunden Bedienungsknöpfen K1 und K2. Auf diese Weise ist es möglich, die Einspannstelle der Blattfeder so lange zu verschieben, bis die am freien Ende der Blattfeder befindliche Masse in den Maximalausschlag zeigt. Darauf wird der gemessene Schwingungs- oder Drehzahlwert an der vom Zeiger Z überstrichenen Skala S am Gehäuse abgelesen. Erfindungsgemäß können auch zwei Skalen vorgesehen sein, so daß sowohl Schwingungszahlen pro Sekunde als auch Drehzahlen pro Minute ohne Umrechnung ermittelt werden können. Zur Beobachtung der Blattfederschwingungen ist der obere Teil des Gehäuses durchsichtig, was z. B. durch Überschieben eines Plexiglaspreßteil 5 möglich ist.According to the invention, the contact pressure is selected so high that a transmission of the leaf spring vibrations to the part located in the sleeve the leaf spring is prevented. The movable clamping point has on both Each side a pen. These pins run through the one on either side Length of about 10 cm longitudinally slotted housing G through and end in the semicircular Control buttons K1 and K2. In this way it is possible to fix the clamping point to move the leaf spring until the one at the free end of the leaf spring Shows the mass in the maximum deflection. The measured vibration or Read the speed value on the scale S on the housing, which the pointer Z passes over. According to the invention two scales can also be provided, so that both numbers of vibrations per second as well as speeds per minute can be determined without conversion. Monitoring the leaf spring vibrations, the upper part of the housing is transparent, which z. B. by pushing a Plexiglaspreßteil 5 is possible.

Der Anwendungsbereich dieses Einzungen- Schwingungs- und Drehzahlmessers ist sehr vielseitig. Er vermag weitgehend die bisherigen Umdrehungszähler zu ersetzen und ist dabei einfacher anzuwenden, da er nicht in die Wellenbohrung eingesetzt werden muß, sondern einfach auf das Lager oder einen anderen Teil der Maschine aufgesetzt werden kann. Die Empfindlichkeit und der Meßbereich können je nach dem Zweck beliebig aufeinander abgestimmt werden. The scope of this individual Vibrational and tachometer is very versatile. It is largely capable of the previous revolution counters to replace and is easier to use because it does not fit into the shaft bore must be used, but simply on the bearing or another part of the Machine can be put on. The sensitivity and the measuring range can vary can be matched to one another according to the purpose.

Das Meßgerät kann ebenfalls bei Untersuchungen von Gebäude- und Fundamentschwingungen und bei sonstigen Schwingungserscheinungen erfolgreich angewendet werden. Da es nur aus wenigen nicht verschleißenden Einzelteilen besteht, ist die Herstellung billig und die Haltbarkeit groß. The measuring device can also be used to investigate building and foundation vibrations and can be used successfully for other vibration phenomena. Because it only consists of a few non-wearing individual parts, is the production cheap and great durability.

Da die Schwin(ungszahl der Blattfeder nicht nur von der freien nicht eingespannten Länge, sondern nach Formel (I) auch von der Masse m abhngig ist, läßt sich durch Auswechseln der Masse m jederzeit auch ein anderer Meßbereich einstellen. Soll z. B. der Meßbereich statt von 100 bis 3200 Schwingungen/s in den Bereich von 200 bis 6400 Schwingungen/s übergeführt werden, so ist die am freien Ende der Blattfeder befindliche Masse m gegen die kleine Masse m 4 auszuwechseln. Since the number of vibrations of the leaf spring is not only dependent on the free one clamped length, but according to formula (I) also depends on the mass m A different measuring range can be set at any time by changing the mass m. Should z. B. the measuring range instead of 100 to 3200 oscillations / s in the range of 200 to 6400 vibrations / s are transferred, then the one at the free end of the leaf spring to replace the existing mass m with the small mass m 4.

Ferner läßt sich auch durch Auswechslung der Masse m die Empfindlichkeit steigern, wobei dann allerdings der meßbereich verlagert und unter Umständen verkleinert wird. Da sich die Schwingungszahlen der mit der Masse m am freien Ende behafteten blattfeder F verhalten wie ist es zweckmäßig, die Skalenteilungen so vorzusehen, daß sich für die einzelnen Teilstriche z. B. ganze Zehner- oder Hunderterwerte ergeben und die Zwischenwerte leicht geschätzt werden können.Furthermore, the sensitivity can also be increased by exchanging the mass m, although the measuring range is then shifted and, under certain circumstances, reduced. Since the oscillation numbers of the leaf spring F with the mass m at the free end behave as it is advisable to provide the graduations so that for the individual graduation z. B. give whole tens or hundreds values and the intermediate values can be easily estimated.

Ferner erhält das Gehäuse G erfindungsgemäß an seinem unteren Ende und auch an der Seite je eine Bohrung B01 bzw. B02 mit Gewinde zum Einschrauben eines Meßstifts, um auch schwer zugängliche Meßpunkte erreichen zu können. Furthermore, according to the invention, the housing G is given at its lower end and also on the side a hole B01 or B02 with thread for screwing in a measuring pin in order to be able to reach measuring points that are difficult to access.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Single-line vibration and tachometer with displaceable clamping point, characterized in that to avoid the Risk of kinking the non-vibrating part of the leaf spring from three sides up to about the longitudinal center line comprehensive and on her sliding sleeve on the side Evasion is prevented and that a clamping defined as a plane at the clamping point z. B. is achieved by embossing a T on the pressing spring and that further the attachment of the non-vibrating end of the leaf spring on the housing only about up to takes place to the longitudinal center line of the leaf spring, so that the leaf spring is three-sided comprehensive sleeve can be moved past this attachment point.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the side one or two scales on the housing for reading the set vibration or speed values are attached.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that to observe the vibrations of the leaf spring a transparent body, for. B. made of plexiglass, is pushed over the open-top housing.

4. Device according to claims I to 3, characterized in that that to change the measuring range, the mass attached to the free end of the leaf spring made in interchangeable.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that that the division of the scales is provided so that integer tens or Hundreds of values for the speeds and vibrations result and in between Values can be easily estimated.

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that that the housing G has one or more threaded holes for screwing in a measuring pin to reach measuring points that are difficult to access.