AT205259B - Einrichtung zur Ermittlung der Erregungskräfte bei einem Gerät zur elektromagnetischen Erzeugung von Schwingungen in einem Prüfling - Google Patents

Description

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  Einrichtung zur Ermittlung der Erregungskräfte bei einem Gerät zur elektromagnetischen
Erzeugung von Schwingungen in einem Prüfling 
Der Erfindungsgegenstand bezieht sich auf ein Gerät zur elektromagnetischen Erzeugung von Schwingungen in einem Prüfling und betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung der   Erregungskräfte.   



   Eine zuverlässige Messung der Erregerkräfte eines   Elektromagneten stösst   bei den bisherigen Einrichtungen oft auf Schwierigkeiten und das besonders in den Fällen, wo es sich um dynamische Messungen handelt oder aber die Anwendung eines Magnetankers nicht geeignet ist. So ist 
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 lernen Turbinenschaufeln, wo. der die Schwingungen erregende Elektromagnet direkt auf die Schaufel wirkt, die gleichzeitige Messung der Erregerkraft fast immer notwendig. Das Anbringen irgendeiner zusätzlichen Masse, z. B. eines Magnetankers, an der Schaufel ist bei dynamischen Untersuchungen ungeeignet und deshalb kann auch nicht die   Erragerkraft   auf Grundlage des Einflusses des Ankers auf den, zum Schwingen erregten Gegenstand gemessen werden.

   Ein Beispiel einer derartigen bekannten, laufend angewendeten, allerdings ungeeigneten Einrichtung zeigt das Prinzipschema in Fig. 1 der beigelegten   Zeichnungen. Der Elektromagnet J ? mit der   Erregerwicklung 2 übt eine anziehende Kraft auf den Anker 3 aus, welche über einen oder mehrere Kraftmesser 4, 5 wiederum auf den zum Schwin- 
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 werden oft Widerstandsstreifengeber (Tensometer) benutzt, es können aber ebenfalls Geber anderer Art angewendet werden. Der Nachteil aller dieser Verfahren liegt vor allem darin, dass an dem zum Schwingen erregten Teil mindestens die Ankermasse befestigt werden   muss,   wodurch sich die dynamischen Eigenschaften des zu untersuchenden Prüflings ändern. Es tritt oft der Fall ein, dass aus diesen Gründen keine zuverlässigen 
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   D) ie angeführten Nachteile lassen sich gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch beheben, dass bei einer Einrichtung zur Ermittlung der Erregerkräfte bei einem Gerät zur Erzeugung von Schwingungen in einem Prüfling, den Polen eines 
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 gelagertenPolschu'he zugeordnet sind, die miteinander durch ein   nichtmagnetisehes Verbindungsstück   zu einer Einheit verbunden sind und sich während der   Erregung   des Elektromagneten sowohl gegenüber diesem als auch gegenüber dem Prüfling bewegen 
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 messbar ist. 



   Die Bedeutung der Erfindung sei im folgenden kurz klargelegt : Schwingungserzeuger der gegenständlichen Art besitzen eine ihnen eigene Resonanzfrequenz, deren Grösse proportional ist der Wurzel aus dem Quotienten C/M, in dem C die Dimension einer Federsteifigkeit hat und M die Grösse der Masse des Systems ist. Die Federsteifig- 
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 Bewegungsmessung dienen. Es ist weiters Tatsache, dass eine lineare Anzeige des Messwertes nur dann erzielbar ist, wenn die Erregerfrequenz des Systems geringer ist als seine Eigenfrequenz. Da nun vielfach Messungen bei relativ hohen Frequenzen durchgeführt werden müssen (etwa bis zu 1000   Hz),   muss man trachten, die Eigenfrequenz möglichst hoch zu halten, was durch Vergrösserung der Federsteifigkeit oder durch Verringerung der Masse erfolgen kann.

   Ersterem sind aus Gründen der Anzeigeempfindlichkeit Grenzen gesetzt, so dass praktisch nur der letztgenannte Weg   verfügbar Ist.   Die Erfindung bietet nun die   Möglichkeit,   die schwingenden Massen weitestgehend zu verringern, da sie nur mehr durch die Ausmasse der frei beweglichen Polschuhe gegeben sind, während die erregenden Elemente unbeweglich bleiben. 



   Der Erfindungsgegenstand wird an Hand des Beispieles einer ausgeführten Einrichtung, welche in Fig. 2 schematisch im Aufriss und in Fig. 3 schematisch im Grundriss dargestellt ist, näher erläutert. 



   Der Strom in der Erregerwicklung des Elektromagneten 11 ruft im ferromagnetischen Kern 12 und in den am magnetischen Kreis angeordneten Polschuhen 13 und 14 einen magnetischen Fluss hervor, welcher auch den Prüfling 15, der zu Schwingungen angeregt wird, durchsetzt. Die 

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 nisch zu einem Ganzen fest verbunden. Zwischen den Polschuhen 13, 14 und dem Prüfling 15 wirkt eine anziehende Kraft P, welche den Prüfling 15 zum Schwingen erregt. Die Polschuhe 13 und 14 sind von den Bauteilen 12 getrennt, z. B. durch die Luftspalte 19 und 20, in welchen ebenfalls Anziehungskräfte gleicher Grösse, jedoch entgegengesetzter Richtung, entstehen und sich somit aufheben. Auf die Polschuhanordnung 13, 14, 16 wirkt somit eine gleich grosse Reaktionskraft P', wie auf den Prüfling   15,   jedoch in entgegengesetzter Richtung.

   Die Kraft   P'wird   im aufgezeigten Beispiel durch die Deformation der Federn 17 und 18 ermittelt. Für die Empfindlichkeit der Messungen bei gleichzeitig genügend grossem Frequenzbereich ist es sehr wichtig, dass die dynamische Masse, d. h. die Masse der Polschuhanordnung 13, 14 und   16,   mittels denen die Kraft gemessen wird, bei gleicher Erregungkraft möglichst klein ist. Es geht hiebei um die Verkleinerung der an den Federn aufgehängten Masse, denn bei gleicher Frequenz der freien Schwingungen gehört zu kleiner Masse ebenfalls eine geringe Steifigkeit und somit grössere Auslenkung bei gleicher Kraft. 



   Aus dem Vorhergesagten geht hervor, dasswie schon eingangs   erwähnt-bei   der erfindungsgemässen Einrichtung die dynamische Masse, welche zur Erregung des Prüflings notwendig ist, ein Minimum erreicht, so dass die Empfindlichkeit bei gleichem Frequenzbereich ein Maximum erreicht. Vergleicht man die erfindungsgemässe Einrichtung mit einem üblichen, direkt auf den ferromagnetischen Prüfling wirkenden Elek- 
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 den kann. 



   Es ist notwendig zu bemerken, dass auf Grund des Erfindungsprinzips eine ganze Reihe konstruktiver Alternativen entwickelt werden können, von welchen aber keine ausserhalb des Rah- 
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 z. B. ist in Fig. 4,5 im Aufriss und Grundriss eine Einrichtung schematisch abgebildet, bei der die Polschuhe 13, 14 in ein geeignetes elastisches Material 21 eingegossen sind und die Messung 
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 Polschuhe mittels eines beliebigen Gebers 22 durchgeführt werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : EMI2.6 te bei einem Gerät zur elektromagnetischen Erzeugung von Schwingungen in einem Prüfling, dadurch gekennzeichnet, dass den Polen eines fest gelagerten Elektromagneten (12) frei bewegliche Polschuhe (13, 14) zugeordnet sind, die miteinander durch ein nichtmagnerisches Verbindungsstück (6) zu einer Einheit verbunden sind und sich während der Erregung des Elektromagneten (12) sowohl gegenüber diesem als auch gegenüber dem Prüfling bewegen können, und dass diese Bewegung durch eine an die Einheit angeschlossene Aufnahmeeinrichtunn/7./.' ? bzw. 22 ; mess- bar ist.