-
Vorrichtung zur Feststellung von Schwingungsgröße und -richtung schwingender
Massen. Mit der Entwicklung der meisten Maschinenarten in der Richtung immer größer
werden-der Umlaufzahlen gewinnt - vornehmlich aus Betriebssicherheitsgründen
- die Untersuchungs- und Meßmöglichkeit auftretender Schwingungen von Maschinenteilen,
Unterbauten usw. erhöhte Bedeutung. Es fehlt nun keineswegs an Versuchen, Vorrichtungen
zum Messen von Größe und Richtung solcher Schwingungen zit schaffen. Sie beruhen
meist auf der Anwendung einer trägen Masse nach Art der bekannten Seismographen.
Diese bekanntenVorrichtungen kranken jedoch durchweg an zu großer Umständlichkeit
ihres Zusammenbaues und ihrer mechanischen Einrichtung, teils an ungenügender Empfindlichkeit
und zu geringer Genauigkeit, teils an überempfindlichkeit, die sie für den praktischen
Gebrauch untauglich machen. Sie besitzen auch ein für die gedachten vielseitigen
Meßzwecke zu großes Gewicht, unhandliche Formen und sind obendrein meist nur nach
umst; ändlichen Vorbereitungen Überhaupt verwendbar.
-
Der Grundgedanke der Erfindung besteht nun darin, einen möglichst
handlichen und möglichst einfachen Schwingungsgrößen- und -richtungsmesser genügend
großer Empfindlichkeit und Genauigkeit zu schaffen, der ein tatsächlich brauchbares,
handliches, in sich geschlossenes NIeßgerät darstellt und dessen Handhabung auch
Ungeübten anvertraut werden kann. Dabei soll namentlich auch die Erkenntnis verwertet
werden, daß die Apparatteile, flie die zu messenden Schwingungen aufnehmen und an
die eigentlichen Meßvorrichtungen weiterzuleiten hahen, möglichst massearm sein
müssen, um die Empfindlichkeit
auf den erforderlichen Grad zu steigern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf einfache Weise dadurch gelöst, daß der die
zu messenden Schwingungen aufnehmende Vorrichtungsteil als ' dosenartiges
Gehäuse für die ganzeVorrichtung ausgebildet wird, in dessen Innern die träge Masse
frei schwingend abgefedert ist und unmittelbar als Träger des zweckmäßig nach Art
einer Meßuhr ausgebildeten Meßwerks dient, das die Schwingungen des Gehäuses gegen
die träge Masse a.nzeigt.
-
Diese neue Meßvorrichtung läßt sich leicht so einrichten, daß mit
ihr in ein und derselben Stellung Schwingungen verschiedener Schwingungsebenen
- z. B. wagerechte und senkrechte Schwingungen - nacheinander festgestellt
und gemessen werden können. Es läßt sich das dadurch erreichen, daß man das zwischen
Gehäuse und träge Masse geschaltete Meßwerk auf mehrere Organe umschaltbar macht,
die die zu messenden Schwingungen verschiedener Schwingungsebenea übertragen.
-
Die neue Meßvorrichtung besitzt den Vorteil, daß bei dei vorstehend
angegebenen Einrichtung die Teile, die die Schwingungen der zu untersuchenden Maschinenteile
z. B. aufzunehmen und auf das eigentliche Meßwerk zu übertragen haben, unter Verwendung
einfachster Formen, dünnwandig und aus massearmen Stoffen, z. B. Leichtmetall, zweckmäßig
mittels Pressens hergestellt werden können. Es wird hierdurch ermöglicht, daß diese
Teile auchverhältnismäßig geringfügigen und hochzahligen Schwingungen genau folgen,
womit die Empfindlichkeit und Meßgenauigkeit der Vorrichtung günstig beeinflußt
werden.
-
Dadurch, daß man die Vorrichtungsteile, die die zu messenden Schwingungen
auf das eigentliche Meßwerk übertragen, möglichst entlastet und anderseits das Meßwerk
selbst einen Teil der trägen Masse bilden läßt, wird das Gewicht der trägen Masse
in günstiger Weise vergrößert, ohne daß das tote Gewicht des ganzen Apparates zunimmt;
oder aber man kann die tote Masse des trägen Körpers wegen dieser Beschwerung durch
das Meßwerk entsprechend kleiner halten. Es wird hierdurch also eine entsprechende
Gesamtgewichtsverminderung der ganzen Vorrichtung zustande gebracht.
-
Die Verbindung zwischen Meßuhr und schwingendem Gehäuse wird zweckmäßig
durch Taststifte hergestellt, die das Gehäuse spiellos berühren. Dabei können Schwingungen
anderer Richtungen als der Richtung der Taststiftachsen mittels auf die Taststifte
umschaltbarer, an der trägen Masse angelenkter Hebel auf das Meßwerk übertragen
werden. Eine besonders vielseitigeVerwendharkeit des neuen Meßwerkzeugs läßt sich
dadurch erreichen, daß man das eigentliche Meßwerkals eine auch für andere Zwecke
brauchbare Meßuhr ausbildet und in der Vorrichtung leicht auswechselbar anbringt.
Bei dieser Einrichtung ist es z. B. möglich, ohnehin vorhandene Meßuhren durch einfaches
Einlegen in die meßwerklos hergestellte Vorrichtung als Schwingungsmesser der eingangs
erwähnten Art zu gebrauchen. Fernerkann man ein und dieselbe Vorrichtung durch Einlegen
verscbieden empfindlicher Ivießtihren verschieden empfindlich machen. Ein weiterer
Vorzug, der Anordnung des eigentlichen Meßwerks an der trägen Masse besteht darin,
daß es hierbei erschütterungsfrei gelagert ist, somit geschont wird und gleichzeitig
auch Fehler, die durch Eigenschwingungen der Meßwerkteile entstehen könnten, vermieden
werden. Auch wird durch die erschütterungsfreie Lage de-; Meßwerks das Ablesen der
Zeigerausschläge erleichtert und zuverlässiger.
-
Die Urnschaltung der Meßuhr auf verschiedene Schwingungsebenen läßt
sich bei der vorbeschriebenen Anordnung in einfacher Weise auch z. B. dadurch erreichen,
daß inan die Meßuhr gegen die träge Masse verstellbar macht, also z. B. die Möglichkeit
bietet, sie zur Aufnahme wagerechter Schwingungen wagerecht, zurAufnahme senkrechterSchwingungen
senkrecht an der trägen Masse zu befestigen. Dabei ist lediglich dafür zu sorgen,
daß in beiden Lagen die Taststifte der Meßuhr möglichst spiellos mit dem die Erschütterungen
übertragenden Gehäuse in Verbindung stehen.
-
Zweckmäßig erfolgt bei der neuen Meßvorrichtung die Abfederung zwischen
träger Masse und schwingendem Gehäuse durch mehrereGruppen von in verschiedenen
Ebenen wirksamen Federn, die als Zug- oder Druckfedern ausgebildet sein können.
Es läßt sieh dann durch Regelung der Spannung dieser Federn die Einpfin-Ilichkeit
der Meßvorricbtun- je nach den Erfordernissen des Einzelfalles leicht regeln. Diese
Regelbarkeit läßt sich auch z. B. in sehr einfacher Weise -linlich wie be; Indikatoren
z. B. - dadurch zuEtande bringen, daß man die Federn leicht austauschbar
anordnet. Diese Regelung der Federspannung ermöglicht auch die Verweiidung der Meßvorrichtung
in außergewöhnlicher Lage, wenn man der durch Belastungsänderungen seitens der trägen
Masse bewirkten Zusammenpressung einzelner Federn entgegenwirkt. Diese Aufgabe können
auch besondere, zusätzlich wirkende Federn- übernehmen, die in der meistens üblichen
Gebrauchslage der Meßvorrichtung ausgeschaltet sind oder nach Bedarf ein- und ausaeschaltet
werden können,
Auf der Z2ichnung ist ein Ausführungsbeispiel des
neuen Schwingungsmessers veranschaulicht. In einem dünnwandigen Gehätise a ist mittels
zarter Spiralfedern b in Zug- oder Dr,.#.eizanor(Intin# ein große Masse besitzender
Körper c gegen Boden und Seitenwände des Gehäuses abgestützt. Dieser schwere Körper
c bildet die sogenannte »trige Masse« d2r Vorrichtung und trägt auf der Ober-,eite
eine Meßtilir d, deren beide Taststifte e gehärtete und geschliffene Paßstücke
f der Gehäusewandungen spielfrei berühren. Zur Vergrößerung der trägen Masse
kann der Körper c noch einen Bleiausguß -z# erhalten. Währelid nun das leichte Gehäuse
a mit seinen Paßstücken f den Schwingungen der Unterlage (Maschine, Fundament
usw.), auf die es aufgesetzt worden ist, folgt, verharrt der Körper c als
träge, frei beweglich schwebende Masse in Ruhe, (la die Schwingungen des Gehäuses
durch die zarten Spiralfedern b auf ihn nicht übertragen werden. Durch die
Bewegungen, die nun zwischen dem Gehäusea mit den Paßstückenf einerseits und dem
trägen Körper c mit der Meßuhr d anderseits entstehen, kann die Größe
der vom Gehäuse aufgenommenen Schwingungen in einem bestimmten Maßstab abgelesen
werden. Die Richtung der Schwingungen kann man dadurch ermitteln, daß man die Meßvorrichtung
solange um ihre senkrechte Achse -v--r dreht, bis der Zeiger des Meßwerks die größten
Ausschläge zeigt. Diese Erscheinung wird eintreten, wenn die in der Uhr
d einander gegenüber angeordneten Taststifte in der Schwingungsrichtung liegen.
Die Lage der Taststifte e im Gehause a, die zweckmäßig an der Außenseite des Gehäuses
gekennzeichnet ist, gibt dann die Schwingungsrichtung an.
-
Der so eingerichtete Schwingungsmesser läßt eine gewisse Schräglage
zu, ohne daß der Genauigkeitsgrad leidet. Es ist daher nicht erforderlich, ihn stets
mit Hilfe besonderer Waagen genau wagerecht einzustellen. Bei der weiter oben bereits
beschriebenen Anordnung einstellbarer Federn oder bei Anwendung von Zusatzfedern
iit läßt sich der hier beispielsweise beschriebene Schwingungsmesser auch unmittelbar
an senkrechte oder schräge Flächen ansetzen oder anbauen, deren Schwingungen gemessen
werden sollen. Gegebenenfalls kann auch das Gehäusea mit verschiedenen in bestimmten
Winkeln zueinander liegenden Paßflächen versehen werden.
-
Im _Nichtgebrauchsfalle, namentlich beim Transport, wird der tr#'ge
Körperc mittels Schrauben h zwecks Entlastung der Federn b festgespannt. Das Gehäuse
a kann zum Schutz mit einem Deckeli mit Glaseinsatzk abgeschlossen sein.
-
Es ist selbstverständlich, daß auch die Umkehrungen der hier beschriebenen
EinrichtunIgsmöglichkeiten der Meßvorrichtung in den Bereich der Erfin#dung fallen.
-
Der neue Schwingungsmesser läßt sich auf einfache Weise auch als Schwingungsschreiher
ausbilden, wobei zweckmäßig die hierzu erforderlichen Apparatteile gleichfalls als
Teile der trägen Masse angeordnet werden.