DE962473C - Geraet zum Messen von in mehreren Richtungen auftretenden Schwingungen oder zur Richtungsbestimmung solcher Schwingungen - Google Patents
Geraet zum Messen von in mehreren Richtungen auftretenden Schwingungen oder zur Richtungsbestimmung solcher SchwingungenInfo
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- DE962473C DE962473C DED18284A DED0018284A DE962473C DE 962473 C DE962473 C DE 962473C DE D18284 A DED18284 A DE D18284A DE D0018284 A DED0018284 A DE D0018284A DE 962473 C DE962473 C DE 962473C
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Messen von in mehreren Richtungen auftretenden
Schwingungen oder zur Richtungsbestimmung solcher Schwingungen mit Hilfe einer nach allen
Seiten hin nachgiebig aufgehängten trägen Masse, die als Kernmasse für ein mit kapazitiver oder
induktiver Trägerfrequenzmethode arbeitendes elektrisches Meß- und Anzeigegerät dient.
Die Erfindung besteht darin, daß die Masse im Zentrum zwischen acht, auf Zug .beanspruchten, in
den Raumdiagonalen eines vierseitigen Prismas mit senkrecht aufeinanderstellenden Diagonalflächen
paarweise hintereinander angeordneten Sohraubenfedern aufgehängt ist.
DieMasse ist jeweils mit so viel von ihr strahlenförmig
in die entsprechenden Richtungen abragenden und in Tauchspulen oder -kondensatoren eintauchenden
Kernen versehen, als Schwingungsrichtungen untersucht werden sollen. Die Tauchspulen-oder
-kondensatoren gehören dem Meßzweig einer Meßbrücke eines in an sich bekannter Weise
mit Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Anzeigegerätes an.
Bei den bekannten Geräten ähnlicher Art handelt es sich um optische Geräte mit einer einzigen Meßstelle,
deren Geber an mehreren Gruppen von parallelen Federn aufgehängt sind.. Ein Nachteil
dieser "Gruppenaufhängung ist, daß alle Federn
äußerst gleichmäßig wirken müssen, wenn ein brauchbares Meßergebnis erzielt werden soll.
Außerdem kommt man beim Anmeldungsgegenstand mit weniger Federn als Einzelfedern aus,
und es können so viel Meß stellen bei diesen vorgesehen werden, als Schwingungsrichtungen interessieren.
Es ist die Meßvorrichtung nach der Erfindung gegenüber den bekannten Anordnungen
baulich erheblich einfacher und feinfühliger und ίο trotzdem vielseitiger als die bekannten Einrichtungen.
Es sind zwar auch Geräte bekannt, bei denen eine träge Masse im Zentrum von zwei zueinander
senkrecht stehenden Kreuzungen aus Widerstandsdraht aufgehängt ist, doch ist mit
dieser Anordnung ein Messen extrem hoher Frequenzen nicht möglich, weil die Widerstandsdrähte
gegenüber der Tauchkerngeberanordnung zu träge reagieren. Außerdem kann man mit der getroffenen
Anordnung keine reine Richtungsmessurig vornehmen, weil beim Abweichen der tragen Masse
aus ihrer Ruhelage nicht nur ein Meßdraht, sondern auch sämtliche übrigen Meßdrähte so mit beeinflußt
werden, daß sie das Meßergebnds beeinträchtigen. Durch die Trennung von Meßgeber und
Massenaufhängung beim Anmeldungsgegenstand und die gleichzeitige Wahl entsprechend weiter
Spulen ist der fehlerhafte Einfluß von unerwünschten Komponentenwirkungen ausgeschlossen.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt
Fig. ι das Gesamtschema eines Dreikomponenten-
schwingungsmessers in schaubildlicher Darstellung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Ebene E durch die
Anordnung nach Fig. 1 in ausführlicherer Darstellung,
Fig. 3 das Schaltschema eines mit Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Meß- und Aufzeichnungsgerätes,
Fig. 4 das Schema der Magnetfeld^ und Meßwegverhältnisse
an einer Spule der Anordnung von Fig. ι und 2.
Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel ist in
der Mitte eines würfelförmigen Gehäuses 1 eine Kugel 2 als träge Masse, nachstehend durchwegs
»Kernmasse« genannt, angeordnet. Die Form des Gehäuses wird nach Fig. 2 durch ein dessen Profilkanten
bildendes Gerippe 1 bestimmt. Die Gerippeteile haben einen im wesentlichen dreieckigen
Querschnitt und sind mit durchgehenden Längsbohrungen 3 versehen. Die Kernmasse 2 wird von
acht Zugfedern 4a bis 4d und 50 bis 5d in ihrer Lage
gehalten, von denen jeweils vier in einer Ebene E1E'
liegen. Die beiden Ebenen stehen zueinander senkrecht. Innerhalb der durch die Federn 4a bis 4d bestimmten
Ebene E ragen von der Kernmasse 2 zwei zueinander senkrecht stehende, insbesondere stabförmige
Tauchkerne 6 und 7 und dazu wiederum senkrecht ein dritter Tauchkern 8 ab. Jedes freie
Tauchkernende ragt in eine elektrische Spule 9, 10 und 11 binedn. Die Dicke der Tauchkerne und die
lichte Weite der Spulen 9 bis 11 ist derart bemessen
und es sind die Spulen den Tauchkernen gegenüber derart angeordnet, daß sich die Tauchkerne
unter dem Einfluß von quer zu ihren zugehörigen Spulen gerichteten Bewegungskomponenten
nur im Bereich eines konstanten Magnetfeldes bewegen. Zur Dämpfung dieser Querbewegung
sind die Tauchkerne mit Dämpfungsflächen 15, 16 j
und ij versehen. Das Gewicht der Tauchkerne ist '
durch von der Kernmasse 2 in entgegengesetzter Richtung abragende, ebenfalls stabförmige Gegen- .'
gewichte i8, 19 und 20 ausgeglichen. Die Gegengewichte
sind ebenfalls mit Dämpfungsfläclhen 21,
22 und 23 versehen. Die Dämpfungsflächen 21 bis
23 der Ausgleichsgewichte liegen jeweils zu den Dämpfungsbremsflächen 15 bis 17 der zugehörigen
Tauchkerne parallel.
In die Stirnenden der Tauchkerne 6, 7, 8 und deren Gegengewichte 18, 19, 20 sind Bolzen 12, 12',
13» 13' und 14, 14' als Ausschlagsbegrenzungsanschlage
eingeschraubt, die auch durch Aufschraubkappen oder -büchsen ersetzt werden können. Als Aufsdhlagsgegenflächen dienen an der
Innenseite der Gehäusewände vorgesehene elastische Beläge 24 bis 29. Die Tauchkerne selbst bestehen
aus Weicheisen, die Schraubteile an ihren Stirnenden z. B. aus Messing. Wie bereits weiter oben
ausgeführt worden ist, sollen sich die Kernenden im konstanten Magnetfeld der Spule bewegen, das
z. B. für die Spule 10 nach Fig. 2 als Ausführungsbeispiel herausgegriffen, in Fig. 4 mit M bezeichnet
ist. Wie die Fig. 4 zeigt, beginnt dieses etwa in der Mitte der Spulenlänge und endigt kurz vor
dem Wicklungsende der Spule 10. Demnach steht dem Ende des Tauchkernes 7 ein Meßweg / zur
Verfügung bzw. ein Meßweg //2 nach beiden Axialbewegungsrichtungen. Es wird also für die
Kernruhelage dessen Eintauchtiefe auf //2 eingestellt. Dementsprechend muß der Anschlag 13 bis
zur Anschlagfläche 28 für das Ende des Tauchkernes 7 ebenfalls eine Bewegungsfreiheit von //2
zulassen.
Die Gehäusewände sind als Füllstücke 30 in die Ausnehmungen des Gehäusegerippes 1 eingelassen.
Das ganze Gehäuse ist mit Dämpfungsflüssigkeit, insbesondere Silikonöl, gefüllt. Um Störwirbelbildungen
möglichst zu vermeiden, sind die Kanten und Ecken der Dämpfungsflächen 15 bis 17 und 21
bis 23 abgerundet. Die Spulenanschlüsse 31 liegen zweckmäßig jeweils neben den zugehörigen Spulen
auf der Außenseite der Gehäusewandflächen 30.
Jede der Spulen 9, 10 und 11 gehört je einer Meßbrücke
JS (Fig. 3) eines mit Trägerf requenzmodulation arbeitenden Anzeigegerätes an. Die Brücke B
wird durch einen Generator G mit Hochfrequenz (Trägerfrequenz) versorgt. An diesen ist ein Verstärker
V, an diesen ein phasenempfindlicher Gleichrichter Gl und gegebenenfalls eine Siebkette
5" angeschlossen, deren Ausgang zu einem Ablese- oder Aufzeichnungsgerät A (Schreiber oder
Oszillograph) führt.
Um einen Körper auf Schüttelschwingungen zu untersuchen, wird das Gehäuse, z. B. mittels durch
die Bohrungen 3 gesteckte Schrauben, auf diesem befestigt, und zwar so, daß die Tauchkerne mögliehet
in jene Richtung zu liegen kommen, aus
welcher die Schwingungen erwartet werden. In der Regel sollen drei Komponenten (senkrecht, waagerecht
und quer dazu) analysiert werden. Diese erschüttern das Gehäuse i, während die in ihm aufgehängte
Masse 2 mit ihren Tauchkernen und Gegengewichten ihre Lage im Raum beizubehalten
versuchen, mit der Folge, daß sich die Eintauchtiefen der Tauchkerne an den Spulen und damit
deren Induktivität ändert, wobei eine größte Induktivitätsänderung
nur in der Meß richtung eintritt. Die Änderung der Induktivität (oder Kapazität)
hat im Meßzweig der zugehörigen Meßbrücke B eine Störung des Brückenabgleichs zur Folge, die
am Oszillograph oder an einem Schreibgerät aufgezeichnet wird.
Die Füllung des Gehäuses mit Dämpfungsflüssigkeit soll es ermöglichen, auch Messungen in der
Nähe der Eigenfrequenzen des durch die Kernmasse, Tauchkerne und Gegengewichte gebildeten
Systems durchzuführen. Die Füllung erfolgt durch mit einem Sohließstopfen 32 versehene Füllöcher.
Außerdem ist das Schwingungssystem mit Hilfe der Dämpfungsflügel 15 bis 17 und 21 bis 23 derart
abgestimmt, daß das optimale Dämpfungs-
maß D = —j/ä" bzw. bei einer bestimmten zulässigen
Fehlergrenze entsprechend kleiner ist. Die Spannung der Federn 4a bis 4d und 5ß bis S^, die auch
im Gehäuse 1 diagonal angeordnet sein können, kann durch in ihrer Länge veränderliche Aufhängeglieder
33 eingestellt werden. Bei der Verwendung von Schreibgeräten ordnet man vorzugsweise ein
gemeinschaftliches Aufzeichnungsblatt an, auf welchem die Schreiber der einzelnen Geräte ihr
Meßergebnis so aufzeichnen, daß alle Meßergebnisse übersichtlich unter- bzw. nebeneinander zuliegen
kommen.
Claims (15)
- Patentansprüche:r. Gerät zum Messen von in mehreren Richtungen auftretenden Schwingungen oder zur Richtungsbestimmung soldier Schwingungen mit Hilfe einer nach allen Seiten hin nachgiebig aufgehängten trägen Masse, die als Kernmasse für ein mit kapazitiver oder induktiver Trägerfrequenzmethode arbeitendes elektrisches Meß- und Anzeigegerät dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (2) im Zentrum zwischen acht auf Zug beanspruchten, in den Raumdiagonalen eines vierseitigen Prismas mit senkrecht aufeinanderstellenden Diagonalflächen (B, E') paarweise hintereinander angeordneten Schraubenfedern (4a bis \d, Sa bis Sd) aui~ gehängt ist.
- 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (2) mit so viel von ihr strahlenförmig in die entsprechenden Richtungen abragenden und in Tauchspulen (9, 10, n) bzw. Tauchkondensatoren eintauchenden Tauchkernen (6, 7, 8) versehen ist, als Schwingung« richtungen untersucht werden sollen.
- 3. Gerät nach den Ansprüchen 1 und, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchspulen (9, 10, 11)' bzw. -kondensatoren dem Meßzweig einer Meßbrücke (B) eines in an sich bekannter Weise mit Trägerfrequenzmodulation arbeitendes Anzeigegerätes (Fig. 3) angehören.
- 4. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der Tauchkerne (6, 7 und 8) auf der Gegenseite der Kernmasse (2) durch Gegengewichte (18, 19 und 20) ausgeglichen ist.
- 5. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Tauohkerne (6, 7 und 8) und Gegengewichte (18, 19 und 20) mit Ausschlagsbegrenzungsanschlägen (12, 12', 13, 13', 14, 14') versehen sind.
- 6. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchkerne (6, 7 und 8) und ihre Gegengewichte (18, 19 und 20) mit Dämpfungsflächen (15, 16, 17 bzw. 21, 22 und 23) versehen sind, und zwar derart, daß diese Flächen jeweils die Querbewegung ihres Trägers (Tauohkern oder Gegengewicht) dämpfen.
- 7. Gerät nach den Ansprüchen ϊ bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsflächen (15, 16, 17 bis 21, 22, 23) zur Unterdrückung von Störwirbeln abgerundete Kanten und Ecken aufweisen.
- 8. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen 9, 10 und 11) derart weit bemessen und den Tauchkernen (6, 7 und 8) gegenüber derart angeordnet sind, daß sich die Taudhkerne unter dem Einfluß von quer zu den Spulen gerichteten Bewegungskomponenten nur im Bereich eines konstanten Magnetfeldes bewegen.
- 9. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch elastische Anschläge (24 bis 29) für die Tauchkerne und Gegengewichte.
- 10. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kernmasse (2) haltenden Federn (4a bis 4d und. 5a bis 5d), insbesondere auf der Masseseite, an in ihrer Lage verstellbaren Haltegliedern (33) aufgehängt sind.
- 11. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ganze Einrichtung in einem mit Dämpfungsflüssigkeit, insbesondere Silikonöl, gefüllten und mit Befestigungsmitteln (3) versehenen Gehäuse (1) angeordnet ist.
- 12. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 11, gekennzeichnet durch drei iin einem rechten Winkel zueinander stehende Tauohkerne (6,7,8) mit zugeordneten. Tauchspulen (9, 10, 11) oder Tauchkondensatoren und entsprechend angeordneten Gegengewichten (18, 19, 20) innerhalb eines mit durchgehenden Eck- bzw. Kantenbahrungen (3) versehenen würfelförmigen Gehäuses (1), mit jeweils in der Mitte der Kanten oder diagonal angreifenden Zugfedern (4a bis 4a und 5fl bis Sd) für eine kugelförmige Kernmasse (2).
- 13- Gerät nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein die Würfelkanten bildendes Rahmengestell (i), in dessen Fläohenausnehmungen füllende Wandabschnitte (30) mit ihren auf der Innenseite liegenden Teilen (Spulen 9, 10, 11, Kondensatoren oder Begrenzungsanschlägen 24 bis 29) jeweils leicht lösbar eingesetzt sind.
- 14. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule (9, 10, ϊ 1) einem besonderen Anzeigegerät (Fig. 3) angehört.
- 15. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von Schreibgeräten für sämtliche Schreiber ein gemeinschaftliches Aufzeichnungsblatt vorgesehen ist, auf welchem die Meßergebnisse sämtlicher Geräte (Fig. 3) neben- oder untereinander aufgezeichnet werden.In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 1 869 828;
britische Patentschrift Nr. 585 140.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 609 «60/216 10.56 (609 865 4.57)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED18284A DE962473C (de) | 1954-07-21 | 1954-07-21 | Geraet zum Messen von in mehreren Richtungen auftretenden Schwingungen oder zur Richtungsbestimmung solcher Schwingungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DED18284A DE962473C (de) | 1954-07-21 | 1954-07-21 | Geraet zum Messen von in mehreren Richtungen auftretenden Schwingungen oder zur Richtungsbestimmung solcher Schwingungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE962473C true DE962473C (de) | 1957-04-25 |
Family
ID=7035983
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DED18284A Expired DE962473C (de) | 1954-07-21 | 1954-07-21 | Geraet zum Messen von in mehreren Richtungen auftretenden Schwingungen oder zur Richtungsbestimmung solcher Schwingungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE962473C (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3703022A1 (de) * | 1986-02-04 | 1987-08-06 | Honda Motor Co Ltd | Schwingungssensor |
DE4225979A1 (de) * | 1992-08-06 | 1994-02-10 | Abb Patent Gmbh | Erfassung von Seilbewegungen einer Hochspannungsfreileitung |
US5329120A (en) * | 1989-11-27 | 1994-07-12 | Stribel Gmbh | Redundant optical deflection sensor having separate masses |
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GB585140A (en) * | 1945-02-09 | 1947-01-30 | Arthur John King | Improvements relating to the detection of vibrations |
-
1954
- 1954-07-21 DE DED18284A patent/DE962473C/de not_active Expired
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