DE741365C

DE741365C - Drive for material endurance testing machines working in resonance

Info

Publication number: DE741365C
Application number: DER111880D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Otto Dettinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1942-01-09
Filing date: 1942-01-09
Publication date: 1943-11-10

Description

Antrieb für in Resonanz arbeitende Werkstoff-Dauerprüfmaschinen Es sind Werkstoff-Dauerprüfmaschinen bekanntgeworden, in denen die Prüflinge durch oftmals wiederholtes Be- und Entlasten auf Schwingungsfestigkeit geprüft werden und in denen das fortwährende Be- und Entlasten durch Massen bewirkt wird, die zwischen den Prüflinge hin und her schwingen. DiePrüflinge wirken dablei auf die Massen wie gespannte Federn. Im Sonderfall der Dauerprüfung von Federn sind die Prüflinge gespannte Federn.Drive for material endurance testing machines working in resonance Es material endurance testing machines have become known, in which the test objects by often repeated loading and unloading are tested for vibration resistance and in which the continuous loading and unloading is effected by masses between swing the test specimen back and forth. The test specimens therefore act on the masses as tensioned springs. In the special case of endurance testing of springs, the test items are stressed Feathers.

Abb. 1 stellt eine Prinzipskizze einer solchen Maschine dar. In dieser Skizze bedeutet a eine Masse, die an zwei stangen b geführt ist und zwischen den Prüflingen c, die beispielsweise als Schraubenfedern eingezeichnet sind, hin und her schwingt. Es ist bekannt, daß ein solches aus Federn und Masse gebildetes Schwingungssystem, wenn es irgendwie angestoßen und dann sich selbst überlassen wird, harmonische Schwingungen ausführt, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Geschwindigkeit der hin und her gehenden Massen eine reine Sinus funktion der Zeit ist. Es ist ferner bekannt, daß, sofern die in den Prüflingen erzeugten Formänderungen rein lelastische sind, ein Milndestmaß fortlaufend zugeführter mechanischer Arb!eit genügt, das System in Schwingung zu erhalten. Es ist aber auch bekannt, daß es erhebliche Schwierigkeiten bereitet, ein solches System in Schwingung zu versetzen, die um so größer sind, je größer Ausschlag, Masse und Frequenz sind. Diese Schwierigkeiten bestehen hauptsächlich darin, daß man das aus einer bestimmten Masse und bestimmten Prüflingen gebildete Schwingungssystem nicht mit allmählich zunehmender Drehzahl anfahren darf, sondern daß man es mit allmählich zunehmendem Hub m Schwingung bringen muß. Denn der Schnvinghub ist von der Masse und der Federkonstanten der Prüflinge nicht abhängig, wohl aber die -Frequenz. Fig. 1 shows a schematic diagram of such a machine. In this one Sketch means a mass that is guided on two rods b and between the Test items c, which are shown as coil springs, for example, back and forth swings here. It is known that such a vibration system formed from springs and mass, if it is pushed somehow and then left to its own devices, harmonic vibrations executes, which are characterized in that the speed of the back and forth walking masses is a pure sine function of time. It is also known that provided that the changes in shape produced in the test objects are purely elastic The minimum amount of continuously supplied mechanical work is sufficient to keep the system vibrating to obtain. But it is also known that it causes considerable difficulties to set such a system in vibration, which are the larger, the larger Amplitude, mass and frequency are. These difficulties mainly exist in the fact that one is formed from a certain mass and certain test objects The vibration system must not start up at a gradually increasing speed, but that one must make it oscillate with gradually increasing stroke m. Because the Schnvinghub does not depend on the mass and the spring constant of the test objects, but it does the frequency.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Antrieb, mit dem man eine der Prinzipskizze Abb. I entsprechende Dauerprüfmaschine leicht anfahren kann. Dieser in den Abb, 2 bis 5 beispielsweise und schematisch dargestellte Antrieb sei im folgenden näher beschrieben. The present invention is a drive with which one of the endurance testing machine corresponding to the schematic diagram Fig can. This in the Fig, 2 to 5 for example and schematically The drive shown is described in more detail below.

Abb. 3, die den neuartigen Antrieb im Längsschnitt zeigt, läßt u. a. eine Welle d erkennen, die mit einer exzentrischen Längsbohrung versehen ist, In dieser Längsbohrung ist eine Exzenterwelle f gelagert, die, @@@ einem Ende einen Exzenterzapfen g trägt, sen Exzentrizität genau so groß ist wie d@@@ Exzentrizität der in der Hauptwelled vor-@ gesehene Bohrung. Am anderen Ende weist die Exzenterwelle f einen Arm h auf. Mit der Exzenterwelle 1 ist eine Unwuchtma sse i fest und so verbunden, daß ihr Schwerpunkt S nicht auf der vom Exzenterwellenmittel durch den Exzenterzapfen gezogenen Linie liegt, sondern so, daß die durch den Exzenterzapfen und den Schwerpunkt der Unwuchtmasse gegebenen Linie einen stumpfen Winkel bildet mit der vom Exzenterwellenmittel zum Exzenterzapfen gezogenen. Fig. 3, which shows the novel drive in longitudinal section, can u. a. recognize a shaft d which is provided with an eccentric longitudinal bore, In this longitudinal bore an eccentric shaft f is mounted, @@@ one end Eccentric pin g carries, sen eccentricity is exactly as large as d @@@ eccentricity the hole provided in the main shaft @. The eccentric shaft points at the other end f one arm h on. With the eccentric shaft 1 an imbalance measure i is fixed and so connected that their center of gravity S is not on that of the eccentric shaft means through the Eccentric pin drawn line lies, but so that the through the eccentric pin and the center of gravity of the unbalanced mass given line forms an obtuse angle with the one drawn from the eccentric shaft means to the eccentric pin.

Wenn das im wesentlichen aus der Hauptwelle d und der exzentrisch in dieser gelagerten Exzenterwelle f bestehende Getriebe nicht umläuft, so fällt das Mittel des Exzenterzapfeus g mit dem Mittel der IIauptweller zusammen. Dies ist auch noch beim Anfahren der Hauptwelle so lange der Fall, als ihre Drehzahl kleiner ist als die Eigenschwingungszahl des aus der Masse a und den Prüflingen c gebildeten Schwingungssystems. If that consists essentially of the main shaft d and the eccentric in this stored eccentric shaft f existing gear does not rotate, so falls the mean of the eccentric pin g together with the mean of the main shaft. this is still the case when starting the main shaft as long as its speed is smaller than the natural frequency of the from the mass a and the test objects c formed vibration system.

Erst wenn die Drehzahl der Hauptwellegleich groß geworden ist wie die Eigenschwingungszahl des soeben näher beschriebenen Systems, wird dieses von dem im wesentlichen aus der Hauptwelle d und der Exzenterwelle f bestehenden Getriebe zu Schwingungen erregt. Dabei wird der Exzenterzapfen g durch die durch das Getriebemittel, nicht aber durch das Mittel der Exzenterwelle f gehende, von der Unwuchtmasse i herr2hrende Flichkraft um das Exzenterwellnmittel gedreht. Der Exzenterzapfen g wird also um das Exzenterwellenmittel aus dem Getriebemittel herausgedreht, wobei er im Raum eine Spirale beschreibt, deren Gestalt von dem Verhältnis der Exzentrizität E zum radialen Abstand L des Unwuchtschweerpunktes vom Exzenterwellenmittel abhängt.Only when the speed of the main shaft has become the same as the natural frequency of the system just described, this is from the gear consisting essentially of the main shaft d and the eccentric shaft f excited to vibrate. The eccentric pin g is driven by the gear mechanism, but not through the mean of the eccentric shaft f, from the unbalanced mass i The resulting Flichkraft rotated around the eccentric shaft. The eccentric pin g is therefore rotated out of the gear means by the eccentric shaft means, wherein he describes a spiral in space, the shape of which depends on the ratio of eccentricity E depends on the radial distance L of the unbalance gravity point from the eccentric shaft means.

Je kleiner der QuotientF/L gewählt wird, desto günstiger wird die Spirale und desto sanfter läßt sich die Dauerprüfmaschine zu Schwingungen erregern. Je weiter der Exzenterzapfen auf dieser Spirale, deren Ursprung im Getriebemittel liegt, hinauswandert, um so mehr nimmt der wirksame Kurbelradius des Antriebes zu, bis schließlich der an der Exzenterwelle f befestigte Arm h mit dem vor dem Anfahren eingestellten Anschlag k zur Berührung kommt. Von diesem Zeitpunkt ab führt der Exzenterzapfen eine reine Kreis-@@ewegung um das Getriebemittel aus. Diese K@eisbewegung des Exzenterzapfens kann in an sich bekannter Weise, z.B. nach dem @@inzip der Kurbelschleife, in eine geradeinig hin und her gehende Bewegung der Masse a und damit in ein geradliniges Schwingen der Prüflinge umgewandelt werden.The smaller the quotient F / L is chosen, the cheaper the Spiral and the more gently the endurance test machine can be excited to vibrate. The further the eccentric pin on this spiral, its origin in the gear mechanism lies, wanders out, the more the effective crank radius of the drive increases, until finally the arm h attached to the eccentric shaft f with the one before starting set stop k comes into contact. From this point on, the The eccentric pin makes a pure circular movement around the gear mechanism. This ice movement of the eccentric pin can be done in a known manner, e.g. after the @@ inzip of the crank loop, into a straight back and forth movement of the mass a and thus into a straight one Vibrations of the test objects are converted.

Die Einstellung des Anschlages k kann, wie in. Abb. 5 beispielsweise gezeigt ist, durch verschiedene Gewindelöcher erfolgen, die in die Deckscheibe m gebohrt sind. Selbstverständlich kann auch irgendeine aiidere zweckmäßigerweise stufenlos durchgebildete Einstellmöglichkeit für den Anschlag k vorgesehen werden. The setting of the stop k can, as in. Fig. 5, for example is shown, done through various threaded holes in the cover plate m are drilled. Of course, any other can also be expedient infinitely variable adjustment for the stop k can be provided.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Drive for material endurance testing machines working in resonance, characterized in that the main shaft (d) is provided with an eccentric bore is, in which an eccentric shaft (f) is mounted, the pure equal eccentricity like the bore of the main shaft having the eccentric pin and on the one Mass (i) is arranged so that when starting the machine as a result of this Centrifugal force resulting from mass, the eccentric shaft is rotated in its bore, as soon as the speed of the drive shaft has become as high as the natural frequency of the vibration system formed from the test objects (c) and the mass (a).

2. Drive for material endurance testing machines operating in resonance according to claim 1, characterized in that the eccentric shaft has an arm (h) o. Like. Has the one that is set when the machine is rotated before it starts up Stop (k) comes into contact, so that the swing stroke a certain desired Complies with and does not exceed.

To distinguish the subject of the application from the state of the art are no publications were considered in the granting procedure.