DE3601182A1 - Ruetteltisch - Google Patents

Description

Für die Verwendung in chemischen, physikalischen und technischen Labora­ torien werden Vorrichtungen benötigt, die es erlauben, Rüttelbewegungen auf Laborgefäße oder zu prüfende Werkstücke zu übertragen. Während diese Geräte in Chemielaboratorien oft zur Vermischung von Flüssigkeiten ver­ wendet werden, gebraucht man sie in der Werkstoff- oder Teileprüfung zur Festigkeitsuntersuchung. Gewöhnlich besteht eine solche Vorrichtung aus einer Grundplatte oder einem Grundgestell, auf dem sich durch entspre­ chende Gelenke oder Getriebe eine zweite Platte kreisförmig oder auch nur linear hin- und herbewegt. Die Platte wird über eine bzw. mehrere Kurbelstangen angetrieben. Oft erfolgt der Antrieb auch über kreisförmig angeordnete Elektromagnete und an der oberen Platte befestigte Anker. Dann dienen die Kurbeln nur zur Kreisführung und die Magnete erzeugen durch periodisches Ein- und Ausschalten die nötigen Antriebskräfte. Die bisher bekannten Lösungen der Aufgabe erlauben kreisförmige Bewe­ gungen mit einem durch die Mechanik vorgegebenen Radius. Es sind auch Konstruktionen bekannt, bei denen die kreisförmige Bewegung durch me­ chanische Umsetzung zur Hin- und Herbewegung konstanter Amplitude umge­ formt wird. So sind beide Bewegungen beim gleichen Rütteltisch wahlweise einstellbar.

Je nach Aufgabenbereich sind aber unterschiedliche Amplituden oder Bewe­ gungsradien zweckmäßig. Und es ist daher wünschenswert, daß neben der Rüttelgeschwindigkeit (Frequenz) auch die Amplitude (Bewegungsradius) einstellbar ist.

Diese Möglichkeit bietet die im folgenden beschriebene Konstruktion. Es handelt sich um den bereits beschriebenen Aufbau eines Rütteltisches aus Grundplatte und beweglicher Platte. Beide Platten sind jedoch nicht miteinander verbunden, sondern tragen Magnete, deren gleichnamige Pole zueinander gerichtet sind. Dadurch entsteht ein Luftspalt zwischen den Polen der Magnete und die obere Platte schwebt über der unteren, bzw. würde sie sich im statischen Fall (Magnete konstanten Flusses) seitlich verschieben (Fig. 1). Die Anordnung der Magnete ist so gewählt, daß durch Abschwächen oder Verstärken der Flußdichten von jeweils zwei Magneten einer Seite gezielte Verschiebungen in Achsenrichtung erzeugt werden können. Die Fig. 2 zeigt die Ansicht von der Seite und von oben (bei durchsichtig ge­ zeichneter beweglicher Oberplatte). Das Magnetpaar A-B erhält durch die Steuerung S einen höheren Strom, während gleichzeitig das Magnetpaar C-D weniger durchflutet wird. Dadurch tritt eine Bewegung in Richtung der x-Achse auf. Es wird zunächst angenommen, daß die Flußdichten der Magnete an der Oberplatte konstant und gleich sind. Der Versatz gegenüber der Mit­ tellage ist davon abhängig, wie groß die Flußdichteunterschiede zwischen den Magnetpaaren A-B und C-D sind (Fig. 2). Auf die gleiche Weise ist nun auch eine Bewegung in der Richtung der y-Achse möglich, wenn das Magnet­ paar B-C gegenüber A-D seine Flußdichte ändert. Damit erhält man aber schließlich die Möglichkeit, Bewegungen in beliebiger Richtung durch Über­ lagerung der beschriebenen Bewegungsrichtungen zu erzeugen. Die Überwachung der Bewegung kann durch analoge oder digitale Rückmeldung erfolgen. Im be­ schriebenen Gerät erfolgt sie durch mindestens drei lineare Impulsgeber, die jeweils parallel zu den Kanten angeordnet sind und sowohl die Mittel­ lage, als auch die Weglänge erfassen. Die Steuerung erfolgt durch ein Mik­ roprozessorsystem, daß die Wege und die Geschwindigkeit steuert. Die Pro­ grammierung erlaubt nun die Bildung unterschiedlicher Kurven, insbesondere werden auf diese Weise Kreise, Ellipsen oder Gerade mit beliebiger Ampli­ tude von der Oberplatte ausgeführt. Da die Bewegungen so verlaufen müssen, daß die Kanten der Platten immer parallel zueinander stehen, ist die Ver­ wendung von drei Wegmessern nötig, um ein Verkanten der Oberplatte zu ver­ meiden.

Eine zweite Möglichkeit bietet die Verwendung zweier gekreuzter um 90° gegeneinander versetzter Schubgelenke zwischen Ober- und Unterplatte. Hierbei würden dann die Magnete wiederum nur die Antriebsfunktion über­ nehmen. Für die Rückmeldung genügen in diesem Fall zwei Wegaufnehmer, da die Parallelführung mechanisch gesichert ist.

Für den Massenausgleich der Rütteltische wird in den bekannten Konstruk­ tionen ein im Umlaufsinn der Platte umlaufender zum Schwerpunkt der Ober­ platte um 180° versetzter schwerer Körper verwendet, der dann auch über den selben Antrieb wie die Oberplatte angetrieben wird.

Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß der dynamische Ausgleich durch eine gleichsinnig rotierende Masse nicht gegeben ist.

Der Massenausgleich des beschriebenen Rüttlers kann auf zwei verschiedene Weisen erfolgen.

• 1. Ein in entgegengesetzter Richtung zur Oberplatte rotierender Motor mit Drehwinkelgeber, der z.B. zwischen Ober- und Unterplatte montiert ist, treibt eine Masse an einem Hebelarm so an, daß sie sich immer um 180° versetzt gegenüber dem Schwerpunkt der Oberplatte befindet. Die Steuerung erfolgt abhängig von der Steuerung des Tisches durch die vorgesehene elektronische Schaltung.
• 2. Die Oberplatte besteht aus zwei nebeneinander liegenden Teilen, die jedes für sich eine Rütteltischoberplatte der beschriebenen Konstruk­ tion darstellt. Beide Tischoberteile rotieren gegeneinander in ent­ gegengesetztem Drehsinn. Die entstehenden Drehmomente werden dadurch vollkommen kompensiert. Bei entsprechender Befrachtung der beiden Tischhälften tritt vollkommener Massenausgleich ein.

Claims (6)

1. Rütteltisch, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des beweg­ lichen Oberteils durch Magnetfelder erfolgt.

2. Rütteltisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Magnetfelder durch mehrere Magnetpaare erzeugt werden.

3. Rütteltisch nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpaare durch gesteuertes Verstärken und Abschwächen Horizontalbewegungen der Oberplatte verursachen, die dann zur Rüttelkurve (Kreis, Ellipse u.a.) zusammengesetzt werden.

4. Rütteltisch, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb durch gesteuerte Magnetfelder erfolgt, die Lagerung und Parallel­ führung aber von zwei gekreuzten Schublagern übernommen wird.

5. Rütteltisch nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenausgleich durch eine entgegengesetzt rotierende Masse erfolgt.

6. Rütteltisch, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in entgegenge­ setzter Richtung rotierende Oberplatten so gesteuert werden, daß dadurch ein dynamischer Massenausgleich erfolgt.