CH640941A5 - Device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a movable part in a friction couple/bearing - Google Patents

Device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a movable part in a friction couple/bearing Download PDF

Info

Publication number
CH640941A5
CH640941A5 CH67679A CH67679A CH640941A5 CH 640941 A5 CH640941 A5 CH 640941A5 CH 67679 A CH67679 A CH 67679A CH 67679 A CH67679 A CH 67679A CH 640941 A5 CH640941 A5 CH 640941A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
measuring
friction
gap
movement
parts
Prior art date
Application number
CH67679A
Other languages
German (de)
Inventor
Rafail Moiseevich Pasynkov
Original Assignee
Mo N Proizv Ob Str Dorozh Mash
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mo N Proizv Ob Str Dorozh Mash filed Critical Mo N Proizv Ob Str Dorozh Mash
Priority to CH67679A priority Critical patent/CH640941A5/en
Publication of CH640941A5 publication Critical patent/CH640941A5/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/14Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • G01B7/144Measuring play on bearings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/488Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors

Abstract

The measuring device contains measuring sensors (10, 11) which are installed on a surface (5; 7) of one of the parts (2, 3) of the friction couple/bearing, depressions (18, 19) of a given size being executed in the surface (4; 6) of the other part (1) in such a way that during the movement of the movable part (1) they periodically assume a position which is coaxial with the measuring sensors (10, 11), and deliver a reference signal. The measuring device is utilised, eg, in the hydraulic drive. The measuring device also permits measurement of the relative movements independently of the thermal and elasticity deformations of the surfaces of the parts of the friction coupling/bearing. <IMAGE>

Description

       

  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



   PATENTANSPRUCH
Vorrichtung zur Messung von Amplitude und Frequenz der Relativbewegung eines beweglichen Teils (1) bezüglich ei nes zweiten Teils (2, 3) in einer Reibpaarung, die mindestens einen Bewegungsmessgeber (10, 11) enthält, welcher Messge ber an der Oberfläche (5; 7) eines der Teile (3, 2) der Reibpaa rung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der
Oberfläche (4; 6) des anderen Teils (1) der Reibpaarung min destens eine Vertiefung (18, 19) oder ein Vorsprung mit vor gegebener Gestalt derart ausgebildet ist, dass sie bzw. er während der Bewegungen des beweglichen Teils (1) periodisch eine zum Messgeber (10, 11) koaxiale Stellungslage einnimmt und ein Bezugssignal abgibt.



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung von Amplitude und Frequenz der Relativbewegung eines beweglichen Teils bezüglich eines zweiten Teils in einer Reibpaarung, die mindestens einen Bewegungsmessgeber enthält, welche Messgeber an.der Oberfläche eines der Teile der Reibpaarung angeordnet ist.



   Die vorliegende Erfindung kann in Hydraulikantrieben, bei Entwicklung bzw. Untersuchung von Kolben-, Zahnradund Kreiselschaufelradpumpen bzw. Hydraulikmotoren, Ventilen, Verteilern, Hydraulikverstärkern und anderen Kontroll- und Steuerungsapparaturen mit bestem Erfolg ihre Anwendung finden.



   Die Erfindung kann ebenfalls an Pneumoantrieben, Gleitund Wälzlagern sowie an Stirn- und anderen Abdichtungen in verschiedenen Industrie- und Transportzweigen, darunter auch an den Bordanlagen der Unterwasser-, Flug- und Weltraumapparate ausgenutzt werden.



   Das Problem der Messung der Relativbewegungen der beweglichen Teilen in einer Reibpaarung besteht darin, dass die Grösse dieser Bewegungsvorgänge und diesen Bewegungsvorgängen entsprechende Spalt oder die Stärke des Schmierungsfilms mit den Wärme- und Elastizitätsdeformationen der zugeordneten Flächen der Reibpaarungen vergleichbar sind.



   Aus diesem Grunde kann die Filmstärke in den meisten Fällen mittels bekannter Messmittel nicht ermittelt werden, die die Durchführung einer vorläufigen Kalibrierung der Messvorrichtung und deren Eichung im statischen Zustand vorsehen. Eine solche Eichung wird nutzlos, wenn die Reibpaarung unter Belastung in Betrieb gesetzt wird. In diesem Zusammenhang sind die Messungen der Spaltgrösse bzw.



  Schmierungsfilmsstärke in Dynamik sowie die Ermittlungen einer Momentanstellungslage des beweglichen Teils bzw. dessen   Bahnkurve    seiner Relativbewegung von grosser Bedeutung. Die Bewegungen der Teile der Reibpaarung auf einem Schmierfilm sind bei einer stabilen Hauptbewegungsart üblicherweise vom periodischen oder zufälligen Verhalten. Um dieses Bewegungsverhalten analysieren zu können, die Amplitude bei Hauptfrequenzen zu ermitteln, muss eine harmonische bzw. Spektralanalyse des   Bewegungsvorganges    durchgeführt werden. Diese Analyse und eine Auswertung der getroffenen Aufzeichnung sind mit gewissen Schwierigkeiten verbunden, wenn in der Aufzeichnung die Eichsignale fehlen, die als Massstab für die Amplitude und Zeitunterlage zur Ermittlung der Momentanstellungslage des beweglichen Teils in der Reibpaarung dienen.



   Allgemein bekannt ist eine Messvorrichtung zur Ermittlung der Dynamik der Spaltgrösse zwischen den Teilen der Reibpaarung, deren Spaltraum mit Schmierung ausgefüllt wird, durch Messung des Schmierungsdruckes mittels der Druckgeber (s. SU-Urheberschein Nr. 159 053, G 01; 43k,38). Diese Messvorrichtung ermöglicht die Ermittlung eines Druckverteilungsfeldes im Flüssigkeitsfilm über die Länge und Breite des Zwischenspaltes und hiernach aus der Druckverteilungsfeldart auch die Form dieses Zwischenspaltes herauszuberechnen. Zur Berechnung der Spaltgrösse muss ausserdem die Durchflussmenge der Flüssigkeit durch den Zwischenspalt ermittelt werden. Diese Durchflussmenge der Flüssigkeit ist schwer genug zu messen bzw. zu berechnen, da die Spaltlänge,-breite und -höhe üblicherweise veränderlich sind.



   Bekannt sind auch andere Messvorrichtungen zur Messung der mit der Schmiermittel ausgefüllten Spalte bzw. Flüssigkeitsfilmstärke, die beispielsweise in dem Aufsatz von Field G.J., Nau B.S.  Film thickness and friction measurements during reciprocation of a rectangular section rubbere sial ring . Proc. 6th lnt, Conf. Fluid Seal, Munich, 1973.



  Granfield, 1973, c 5/45-c 5/56 beschrieben sind.



   Die genannten Autoren verwenden zur Messung der Filmstärke eine besondere Vorrichtung, deren Wirkung auf der Messung des elektrischen Widerstandes des Flüssigkeitsfilmes beruht.



   Diese Messvorrichtung ist dadurch nachteilig, dass die Messwerte durch wesentlichen Messfehler infolge einer Ver änderlichkeit der Leiteigenschaften (des elektrischen Widerstandes) des Flüssigkeitsfilmes selbst und der Einzelteile der Reibpaarung beeinträchtigt werden. Wie dies die Autoren selbst angeben, verzerrt diese Ungleichmässigkeit die Stärke des Schmierfilmes angebenden Messergebnisse. Der-elektrische Widerstand des Schmierfilmes hängt nicht nur von dessen Stärke, sondern auch von der Anwesenheit mechanischer Beimengungsteilchen, die immer in der Flüssigkeit vorhanden sind, von der Menge der gelösten Gase und von der Flüssigkeitsdichte ab.



   Eine andere Messvorrichtung zur Messung der Spaltgrössen ist in dem Aufsatz  Quetschen von Scheibenbremsen. Holografische Schwingungsanalyse und Abhilfemassnahmen  Automobiltechnische Z.1977,79 Nr. 718,SS. 281-288 beschrieben. Diese Messvorrichtung und Messverfahren sind zur Messung der Bewegungsgänge der Bremsenscheiben am Spezialmessstand mit Hilfe von Hologrammen vorgesehen, welcher Messstand mit einer Kammer mit Rubinlaser, Spiegel sowie mit akustischem und Schwingungsanalysator ausgerüstet wird. Zur Benutzung dieser Messvorrichtung sind eine Lasereinrichtung und eine spezielle Ausführung des Messobjektes erforderlich, die die Anordnung der Lasereinrichtung, des Spiegels usw. ermöglicht. An betrieblichen Antriebsanlagen kleinerer Abmessungen ist die Ausnutzung dieser Messvorrichtung unmöglich.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solch eine Vorrichtung zur Messung der Amplitude und Frequenz der Relativbewegung eines beweglichen Teils in einer Reibpaarung zu entwickeln, die durch eine besondere Anordnung der Geber an Teilen der Reibpaarung die Möglichkeit sichert, die Mikrobewegungsvorgänge unabhängig von den Wärme- und Elastizitätsdeformationen der zugeordneten Oberflächen der Teile der Reibpaarung zu messen.



   Die gestellte Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches gelöst.



   Ein wesentliches Merkmal der mit Hilfe der Messvorrichtung vorzunehmenden Messungen besteht darin, dass die Messvorrichtung keine statische Eichung braucht und während des Aufzeichnungsvorganges des dynamischen Verhaltens die Abgabe der Bezugssignale sichert, die den Vertiefungen bzw. Vorsprüngen der geeichten Grössen entsprechen, welche an der zugeordneten Oberfläche der Reibpaarung genau den Gebern gegenüber aufgetragen sind. Durch diese Bezugssignale erfolgt dann die Ermittlung des Massstabes und der Phasenfolge eines jeweiligen Messsignals, das den dynamischen Bewegungsvorgang, genauer gesagt den Veränderungsvorgang des Spaltes zwischen den Teilen der Reibpaa  



  rung wiedergibt. Durch Ausführung auf der Oberfläche eines der Teile der Reibpaarung der geeichten Vertiefungen oder Vorsprünge, die bei der Signalaufzeichnung sich in Form von Bezugssignalen wiederspiegeln, entsteht die Möglichkeit, eine Momentanstellungslage des beweglichen Teils in bezug auf den anderen zu ermitteln und gleichzeitig die Messfehler wegen der Wärme- und Elastizitätsdeformationen des die Messgeber tragenden Teils auszuschliessen.



   Nachstehend wird die vorliegende Erfindung durch ein konkretes Beispiel deren Ausführung unter Bezugnahme auf angelegte Zeichnungen näher erläutert, in denen gezeigt wird:
Fig. 1 Gesamtansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Messung der Amplitude und Frequenz der Relativbewegung des beweglichen Teils in einer Reibpaarung, die an einem drehenden Läufer angewandt ist, der axiale Feinbewegungen ausübt, die beispielsweise für den Zylinderblock einer Axialkolbenpumpe oder eines Hydraulikmotors kennzeichnend sind, wo die Messgeber im Stator und Flansch und die Vertiefungen an der Stirnseite und zylindrischen Oberfläche des Läufers ausgeführt sind, im Querschnitt;
Fig. 2 einen Schnitt II-II der Fig. 1;

  ;
Fig. 3 einen Schnitt III-III der Fig. 1, wo die gegenseitige Stellung des im Statorflansch eingebauten Messgebers und der in der Stirnfläche des Läufers ausgesparten Vertiefung bei dem angenommenen Anfangszeitpunkt dargestellt ist;
Fig. 4 gegenseitige Stellung des im Statorflansch eingebauten Messgebers und der in der Stirnfläche des Läufers ausgesparten Vertiefung in einem anderen im Vergleich zu Fig. 3 Zeitpunkt.,
Fig. 5 dieselbe zu einem dritten Zeitpunkt;
Fig. 6 Verlauf der gegenseitigen Bewegungsgrösse der Teile der Reibpaarung in Abhängigkeit der Zeit.



   Es wird eine Vorrichtung zur Messung der Amplitude und Frequenz der Relativbewegung eines beweglichen Teils in einer Reibpaarung vorgeschlagen, die in der Fig. 1 in Anwendung zur Ermittlung der Stellung des Läufers 1 dargestellt ist, der sich um die Achse X-X dreht und längs dieser Achse in bezug auf den Flansch 2 und Stator 3 Bewegungen ausübt.



   Der Läufer 1 und Stator 3 bilden hierbei die Reibpaarung und wirken mit ihren Mantelflächen 4 bzw. 5 zusammen.



   Der Läufer 1 und Flansch 2 bilden eine andere Reibpaarung und wirken mit den Stirnflächen 6 bzw. 7 zusammen.



   Zwischen den Mantelflächen 4 und 5 des Läufers 1 und Stators 3 besteht ein Spalt 8, der mit einem Schmiermittel (Arbeitsmittel) ausgefüllt ist, und zwischen den Stirnflächen 6 und 7 des Läufers 1 und Flansches 2 ist ein Spalt 9 vorhanden.



   Die Messvorrichtung enthält ferner Messgeber 10 und 11, z.B. kontaktlose Induktionsgeber, von denen jeder einen Kern 12 oder 13, eine Wicklung 14 oder 15 und einen Anschluss 16 oder 17 aufweist.



   Der Messgeber 10 ist im Flansch 2 und der Geber 11 ist im Stator 3 eingebaut.



   Erfindungsgemäss sind an der zugeordneten Mantelfläche 4 des Läufers 1 Vertiefungen 18 (Fig. 2) vorzugsweise von Dreieckgestalt, Tiefe  a  und Breite  b  . und auf der zugeordneten Stirnfläche 6 des Läufers 1 ist eine Vertiefung 19 (Fig. 3) ebenfalls vorzugsweise von Dreieckgestalt, Tiefe  a  und Breite  b  ausgebildet. Diese Vertiefungen 18 und 19 werden derart ausgeführt, dass sie während der Bewegungen des Läufers 1 periodisch eine dem Messgeber 10 bzw. 11 koaxiale Stellung einnehmen.



   In   Fig. 3,4,   5 sind hintereinanderfolgende Stellungen der Stirnfläche 6 des Läufers 1 mit der Vertiefung 19 in bezug auf den Flansch 2 wiedergegeben, in dem an der zugeordneten Oberläche 7 der Messgeber 10 eingebaut ist.



   Die Messvorrichtung arbeitet wie folgt. Der Läufer 1 dreht sich um die Achse X-X bezüglich des Stators 3 bzw.



  Flansches 2. Bei dieser Drehung kann der Läufer 1 Bewegungen längs der Achse X-X derart ausüben, dass die Stirnfläche 6 des Läufers 1 sich der zugeordneten Fläche 7 des Flansches 2 abwechselnd nähert oder von dieser entfernt. Dabei ändert sich auch der mit der Schmiermittel ausgefüllte Spalt 9 mit bestimmter Frequenz. Die einander zugeordneten Stirnflächen 6 und 7 nehmen nach einander die Stellungen ein, die in Fig. 3, 4, 5 gezeigt sind. Bei diesen Bewegungen gibt der Messgeber 10 ein Signal ab, das der gegenseitigen Stellung der zugeordneten Stirnflächen 6 und 7 der Teile (Läufer 1 und Flansch 2) der Reibpaarung in der Zeit entspricht. Als Beispiel der Signalaufzeichnung der axialen Bewegung der Fläche 6 ist in Fig. 6 die Kurve L = f(t) aufgetragen, wo L die Amplitude in   m, f(t) eine Zeitfunktion und t die laufende Zeit in Sek. bedeuten.

  Bei der Bewegung des Läufers 1 bezüglich des Flansches 2 verstellt sich die Stirnfläche 6 in bezug auf die Stirnfläche 7 längs der Achse X-X. Bei dieser Bewegung erreicht die Vertiefung 19 auf der Stirnfläche 6 nacheinander die in Fig. 3, 4, 5 gezeigten Stellungen, so dass am Anfangszeitpunkt (Fig.



  3) mit dem Messgeber 10 koaxial auf der Stirnfläche 6 der Punkt  C  liegt, bei einem folgenden Zeitpunkt (Fig. 4) die Vertiefung 19 der Tiefe  a  und Breite  b  ihre mit dem Messgeber 10 koaxiale Stellung erreicht, während im dritten Zeitpunkt auf der Stirnfläche 6 der Punkt  D  zum Messgeber 10 koaxial steht. Der Bewegungsverlauf des Läufers 1 in bezug auf den Flansch 2 ist durch die Kennlinie L = f(t) (Fig. 6) als Signal des Messgebers 10 dargestellt. Beim Durchgang des Punktes C des Läufers 1 über dem Messgeber 10 im Zeitpunkt   tc während    der Zeitspanne T wird ein Signal mit der Koordinate Lc abgegeben. Dementsprechend wird beim Durchgang der Vertiefung 19 über dem Messgeber 10, wie dies Fig. 4 zeigt, ein Signal als Dreieckausbrüche mit der Höhe mla und Breite m2b aufgezeichnet, wobei m1 bzw. m2 Masse sind.

  Dieses Signal stellt ein Bezugssignal zur Ermittlung der Amplitude und Frequenz der Läuferbewegungen dar, da die Abmessungen der jeweiligen Vertiefungen im voraus beispielsweise durch optisches Verfahren gemessen sind.



   Bei dem in bezug auf den Flansch 2 relativen Durchgang des Punktes D des Läufers 1 über dem Messgeber 10 wird ein Signal mit der Koordinate LD im Zeitpunkt tD abgegeben. Es können auch auf ein und derselben zugeordneten Oberfläche mehrere Vertiefungen bzw. Nuten vorgesehen werden, die voneinander beabstandet. In diesem Falle werden bei einer Umdrehung des Läufers 1 mehrere Bezugssignale aufgezeichnet, die eine Phasenermittlung im Bewegungsvorgang und bei Anordnung der Messgeber in drei Koordinatenpunkten des Raumes auch die Ermittlung einer Momentanstellung des beweglichen Teils ermöglichen.



   Die Bewegungsmessgeber können auch an dem beweglichen Teil angeordnet werden. In diesem Fall werden die Vertiefungen bzw. Vorsprünge an den ortsfesten Teilen ausgebildet. 



  
 

** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.

 



   PATENT CLAIM
Device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a movable part (1) with respect to a second part (2, 3) in a friction pairing, which contains at least one motion sensor (10, 11), which sensor on the surface (5; 7 ) one of the parts (3, 2) of the Reibpaa tion is arranged, characterized in that in the
Surface (4; 6) of the other part (1) of the friction pairing at least one depression (18, 19) or a projection with a given shape is formed such that it periodically during the movements of the movable part (1) assumes coaxial position to the encoder (10, 11) and emits a reference signal.



   The present invention relates to a device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a movable part with respect to a second part in a friction pair, which contains at least one motion sensor, which sensor is arranged on the surface of one of the parts of the friction pair.



   The present invention can be used with great success in hydraulic drives, in the development or investigation of piston, gearwheel and centrifugal vane wheel pumps or hydraulic motors, valves, distributors, hydraulic boosters and other control and control apparatuses.



   The invention can also be used on pneumatic drives, sliding and rolling bearings and on face seals and other seals in various branches of industry and transportation, including on-board systems of the underwater, flight and space apparatus.



   The problem of measuring the relative movements of the moving parts in a friction pairing is that the size of these movement processes and the gap corresponding to these movement processes or the thickness of the lubrication film are comparable with the heat and elasticity deformations of the assigned surfaces of the friction pairings.



   For this reason, the film thickness can in most cases not be determined by means of known measuring devices which provide for the provisional calibration of the measuring device and its calibration in the static state. Such a calibration becomes useless if the friction pairing is put into operation under load. In this context, the measurements of the gap size or



  Lubrication film strength in dynamics and the determination of a momentary position of the moving part or its trajectory of its relative movement are of great importance. The movements of the parts of the friction pairing on a lubricating film are usually of a periodic or random behavior with a stable main type of movement. In order to be able to analyze this movement behavior, to determine the amplitude at main frequencies, a harmonic or spectral analysis of the movement process must be carried out. This analysis and an evaluation of the recorded record are associated with certain difficulties if the recordings lack the calibration signals which serve as a measure of the amplitude and the time base for determining the instantaneous position of the moving part in the friction pairing.



   A measuring device is generally known for determining the dynamics of the gap size between the parts of the friction pair, the gap space of which is filled with lubrication, by measuring the lubrication pressure by means of the pressure sensor (see SU copyright certificate No. 159 053, G 01; 43k, 38). This measuring device enables the determination of a pressure distribution field in the liquid film over the length and width of the intermediate gap and then also to calculate the shape of this intermediate gap from the type of pressure distribution field. To calculate the gap size, the flow rate of the liquid through the intermediate gap must also be determined. This flow rate of the liquid is difficult enough to measure or calculate, since the gap length, width and height are usually variable.



   Other measuring devices for measuring the gap or liquid film thickness filled with the lubricant are also known, which are described, for example, in the article by Field G.J., Nau B.S. Film thickness and friction measurements during reciprocation of a rectangular section rubbere sial ring. Proc. 6th lnt, Conf. Fluid Seal, Munich, 1973.



  Granfield, 1973, c 5/45-c 5/56.



   The authors mentioned use a special device for measuring the film thickness, the effect of which is based on the measurement of the electrical resistance of the liquid film.



   This measuring device is disadvantageous in that the measured values are adversely affected by significant measuring errors due to a change in the conductivity (electrical resistance) of the liquid film itself and the individual parts of the friction pairing. As the authors themselves state, this unevenness distorts the measurement results indicating the thickness of the lubricating film. The electrical resistance of the lubricating film depends not only on its thickness, but also on the presence of mechanical admixture particles that are always present in the liquid, on the amount of dissolved gases and on the liquid density.



   Another measuring device for measuring the gap sizes is squeezing disc brakes in the attachment. Holographic vibration analysis and remedial measures automotive engineering Z.1977.79 No. 718, SS. 281-288. These measuring devices and measuring methods are intended for measuring the movement of the brake discs on the special measuring stand with the help of holograms, which measuring stand is equipped with a chamber with ruby laser, mirror as well as with acoustic and vibration analyzer. To use this measuring device, a laser device and a special design of the measurement object are required, which enables the arrangement of the laser device, the mirror, etc. It is impossible to use this measuring device on operational drive systems of smaller dimensions.



   The invention has for its object to develop such a device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a moving part in a friction pair, which ensures the possibility by a special arrangement of the transducers on parts of the friction pair, the micro movement independent of the heat and To measure elasticity deformations of the assigned surfaces of the parts of the friction pairing.



   The object is achieved with the characterizing features of the claim.



   An essential feature of the measurements to be carried out with the aid of the measuring device is that the measuring device does not need a static calibration and ensures, during the recording process of the dynamic behavior, that the reference signals are emitted which correspond to the depressions or protrusions of the calibrated quantities which are on the assigned surface of the Friction pairing are plotted against the sensors. These reference signals are then used to determine the scale and the phase sequence of a respective measurement signal which represents the dynamic movement process, more precisely the change process of the gap between the parts of the friction pair



  reproduction. By executing on the surface of one of the parts of the friction pairing of the calibrated depressions or projections, which are reflected in the form of reference signals when the signal is recorded, it is possible to determine a momentary position of the moving part in relation to the other and at the same time the measurement errors due to the heat and exclude elasticity deformations of the part carrying the transducers.



   The present invention is explained in more detail below by means of a concrete example of its implementation with reference to the attached drawings, in which it is shown:
1 general view of an embodiment of the device according to the invention for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of the movable part in a friction pairing, which is applied to a rotating rotor which exerts fine axial movements which are characteristic, for example, of the cylinder block of an axial piston pump or a hydraulic motor, where the sensors in the stator and flange and the recesses on the front and cylindrical surface of the rotor are made, in cross section;
Fig. 2 shows a section II-II of Fig. 1;

  ;
3 shows a section III-III of FIG. 1, where the mutual position of the transducer installed in the stator flange and the recess recessed in the end face of the rotor is shown at the assumed starting time;
FIG. 4 shows the mutual position of the transducer installed in the stator flange and the recess recessed in the end face of the rotor at a different time compared to FIG. 3.
5 shows the same at a third point in time;
Fig. 6 course of the mutual amount of movement of the parts of the friction pair as a function of time.



   A device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a moving part in a friction pairing is proposed, which is shown in FIG. 1 in application for determining the position of the rotor 1, which rotates about the axis XX and along this axis in exercises with respect to the flange 2 and stator 3 movements.



   The rotor 1 and stator 3 form the friction pairing and interact with their lateral surfaces 4 and 5, respectively.



   The rotor 1 and flange 2 form a different friction pairing and interact with the end faces 6 and 7, respectively.



   Between the lateral surfaces 4 and 5 of the rotor 1 and the stator 3 there is a gap 8 which is filled with a lubricant (working fluid), and between the end surfaces 6 and 7 of the rotor 1 and the flange 2 there is a gap 9.



   The measuring device further includes transducers 10 and 11, e.g. Contactless induction sensors, each of which has a core 12 or 13, a winding 14 or 15 and a connection 16 or 17.



   The encoder 10 is in the flange 2 and the encoder 11 is installed in the stator 3.



   According to the invention, recesses 18 (FIG. 2) are preferably of triangular shape, depth a and width b on the associated lateral surface 4 of the rotor 1. and on the associated end face 6 of the rotor 1, a recess 19 (FIG. 3) is also preferably formed of a triangular shape, depth a and width b. These depressions 18 and 19 are designed in such a way that they periodically assume a position coaxial with the measuring transducer 10 or 11 during the movements of the rotor 1.



   3, 4, 5 consecutive positions of the end face 6 of the rotor 1 with the recess 19 are shown in relation to the flange 2, in which the sensor 10 is installed on the associated surface 7.



   The measuring device works as follows. The rotor 1 rotates about the axis X-X with respect to the stator 3 or



  Flange 2. During this rotation, the rotor 1 can perform movements along the axis X-X in such a way that the end face 6 of the rotor 1 alternately approaches or moves away from the associated surface 7 of the flange 2. The gap 9 filled with the lubricant also changes with a certain frequency. The mutually assigned end faces 6 and 7 take on the positions one after the other, which are shown in FIGS. 3, 4, 5. During these movements, the encoder 10 emits a signal which corresponds in time to the mutual position of the associated end faces 6 and 7 of the parts (rotor 1 and flange 2) of the friction pairing. As an example of the signal recording of the axial movement of the surface 6, the curve L = f (t) is plotted in FIG. 6, where L is the amplitude in m, f (t) a time function and t is the running time in seconds.

  When the rotor 1 moves with respect to the flange 2, the end face 6 moves with respect to the end face 7 along the axis X-X. During this movement, the recess 19 on the end face 6 successively reaches the positions shown in FIGS. 3, 4, 5, so that at the start time (FIG.



  3) with the encoder 10, the point C is coaxial on the end face 6, at a subsequent point in time (FIG. 4) the depression 19 of the depth a and width b reaches its position coaxial with the encoder 10, while in the third point of time on the end face 6 point D is coaxial to the encoder 10. The course of movement of the rotor 1 with respect to the flange 2 is represented by the characteristic curve L = f (t) (FIG. 6) as a signal from the encoder 10. When point C of rotor 1 passes over sensor 10 at time tc during time period T, a signal with coordinate Lc is emitted. Accordingly, when the recess 19 passes over the sensor 10, as shown in FIG. 4, a signal is recorded as triangular outbreaks with the height mla and width m2b, where m1 and m2 are mass.

  This signal represents a reference signal for determining the amplitude and frequency of the rotor movements, since the dimensions of the respective depressions are measured in advance, for example by an optical method.



   When the point D of the rotor 1 passes relative to the flange 2 above the sensor 10, a signal with the coordinate LD is emitted at the time tD. A plurality of depressions or grooves can also be provided on one and the same associated surface, which are spaced apart from one another. In this case, with one revolution of the rotor 1, several reference signals are recorded, which enable a phase determination in the movement process and, if the sensors are arranged in three coordinate points of the room, also to determine a momentary position of the moving part.



   The motion sensors can also be arranged on the moving part. In this case, the depressions or projections are formed on the stationary parts.


    

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur Messung von Amplitude und Frequenz der Relativbewegung eines beweglichen Teils (1) bezüglich ei nes zweiten Teils (2, 3) in einer Reibpaarung, die mindestens einen Bewegungsmessgeber (10, 11) enthält, welcher Messge ber an der Oberfläche (5; 7) eines der Teile (3, 2) der Reibpaa rung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Oberfläche (4; 6) des anderen Teils (1) der Reibpaarung min destens eine Vertiefung (18, 19) oder ein Vorsprung mit vor gegebener Gestalt derart ausgebildet ist, dass sie bzw. er während der Bewegungen des beweglichen Teils (1) periodisch eine zum Messgeber (10, 11) koaxiale Stellungslage einnimmt und ein Bezugssignal abgibt.  PATENT CLAIM Device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a movable part (1) with respect to a second part (2, 3) in a friction pairing, which contains at least one motion sensor (10, 11), which sensor on the surface (5; 7 ) one of the parts (3, 2) of the Reibpaa tion is arranged, characterized in that in the Surface (4; 6) of the other part (1) of the friction pairing at least one depression (18, 19) or a projection with a given shape is formed such that it periodically during the movements of the movable part (1) assumes coaxial position to the encoder (10, 11) and emits a reference signal. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung von Amplitude und Frequenz der Relativbewegung eines beweglichen Teils bezüglich eines zweiten Teils in einer Reibpaarung, die mindestens einen Bewegungsmessgeber enthält, welche Messgeber an.der Oberfläche eines der Teile der Reibpaarung angeordnet ist.  The present invention relates to a device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a movable part with respect to a second part in a friction pair, which contains at least one motion sensor, which sensor is arranged on the surface of one of the parts of the friction pair. Die vorliegende Erfindung kann in Hydraulikantrieben, bei Entwicklung bzw. Untersuchung von Kolben-, Zahnradund Kreiselschaufelradpumpen bzw. Hydraulikmotoren, Ventilen, Verteilern, Hydraulikverstärkern und anderen Kontroll- und Steuerungsapparaturen mit bestem Erfolg ihre Anwendung finden.  The present invention can be used with great success in hydraulic drives, in the development or investigation of piston, gearwheel and centrifugal vane wheel pumps or hydraulic motors, valves, distributors, hydraulic boosters and other control and control apparatuses. Die Erfindung kann ebenfalls an Pneumoantrieben, Gleitund Wälzlagern sowie an Stirn- und anderen Abdichtungen in verschiedenen Industrie- und Transportzweigen, darunter auch an den Bordanlagen der Unterwasser-, Flug- und Weltraumapparate ausgenutzt werden.  The invention can also be used on pneumatic drives, sliding and rolling bearings and on face seals and other seals in various branches of industry and transportation, including on-board systems of the underwater, flight and space apparatus. Das Problem der Messung der Relativbewegungen der beweglichen Teilen in einer Reibpaarung besteht darin, dass die Grösse dieser Bewegungsvorgänge und diesen Bewegungsvorgängen entsprechende Spalt oder die Stärke des Schmierungsfilms mit den Wärme- und Elastizitätsdeformationen der zugeordneten Flächen der Reibpaarungen vergleichbar sind.  The problem of measuring the relative movements of the moving parts in a friction pairing is that the size of these movement processes and the gap corresponding to these movement processes or the thickness of the lubrication film are comparable with the heat and elasticity deformations of the assigned surfaces of the friction pairings. Aus diesem Grunde kann die Filmstärke in den meisten Fällen mittels bekannter Messmittel nicht ermittelt werden, die die Durchführung einer vorläufigen Kalibrierung der Messvorrichtung und deren Eichung im statischen Zustand vorsehen. Eine solche Eichung wird nutzlos, wenn die Reibpaarung unter Belastung in Betrieb gesetzt wird. In diesem Zusammenhang sind die Messungen der Spaltgrösse bzw.  For this reason, the film thickness can in most cases not be determined by means of known measuring devices which provide for the provisional calibration of the measuring device and its calibration in the static state. Such a calibration becomes useless if the friction pairing is put into operation under load. In this context, the measurements of the gap size or Schmierungsfilmsstärke in Dynamik sowie die Ermittlungen einer Momentanstellungslage des beweglichen Teils bzw. dessen Bahnkurve seiner Relativbewegung von grosser Bedeutung. Die Bewegungen der Teile der Reibpaarung auf einem Schmierfilm sind bei einer stabilen Hauptbewegungsart üblicherweise vom periodischen oder zufälligen Verhalten. Um dieses Bewegungsverhalten analysieren zu können, die Amplitude bei Hauptfrequenzen zu ermitteln, muss eine harmonische bzw. Spektralanalyse des Bewegungsvorganges durchgeführt werden. Diese Analyse und eine Auswertung der getroffenen Aufzeichnung sind mit gewissen Schwierigkeiten verbunden, wenn in der Aufzeichnung die Eichsignale fehlen, die als Massstab für die Amplitude und Zeitunterlage zur Ermittlung der Momentanstellungslage des beweglichen Teils in der Reibpaarung dienen. Lubrication film strength in dynamics and the determination of a momentary position of the moving part or its trajectory of its relative movement are of great importance. The movements of the parts of the friction pairing on a lubricating film are usually of a periodic or random behavior with a stable main type of movement. In order to be able to analyze this movement behavior, to determine the amplitude at main frequencies, a harmonic or spectral analysis of the movement process must be carried out. This analysis and an evaluation of the recorded record are associated with certain difficulties if the recordings lack the calibration signals which serve as a measure of the amplitude and the time base for determining the instantaneous position of the moving part in the friction pairing. Allgemein bekannt ist eine Messvorrichtung zur Ermittlung der Dynamik der Spaltgrösse zwischen den Teilen der Reibpaarung, deren Spaltraum mit Schmierung ausgefüllt wird, durch Messung des Schmierungsdruckes mittels der Druckgeber (s. SU-Urheberschein Nr. 159 053, G 01; 43k,38). Diese Messvorrichtung ermöglicht die Ermittlung eines Druckverteilungsfeldes im Flüssigkeitsfilm über die Länge und Breite des Zwischenspaltes und hiernach aus der Druckverteilungsfeldart auch die Form dieses Zwischenspaltes herauszuberechnen. Zur Berechnung der Spaltgrösse muss ausserdem die Durchflussmenge der Flüssigkeit durch den Zwischenspalt ermittelt werden. Diese Durchflussmenge der Flüssigkeit ist schwer genug zu messen bzw. zu berechnen, da die Spaltlänge,-breite und -höhe üblicherweise veränderlich sind.  A measuring device is generally known for determining the dynamics of the gap size between the parts of the friction pair, the gap space of which is filled with lubrication, by measuring the lubrication pressure by means of the pressure sensor (see SU copyright certificate No. 159 053, G 01; 43k, 38). This measuring device enables the determination of a pressure distribution field in the liquid film over the length and width of the intermediate gap and then also to calculate the shape of this intermediate gap from the type of pressure distribution field. To calculate the gap size, the flow rate of the liquid through the intermediate gap must also be determined. This flow rate of the liquid is difficult enough to measure or calculate, since the gap length, width and height are usually variable. Bekannt sind auch andere Messvorrichtungen zur Messung der mit der Schmiermittel ausgefüllten Spalte bzw. Flüssigkeitsfilmstärke, die beispielsweise in dem Aufsatz von Field G.J., Nau B.S. Film thickness and friction measurements during reciprocation of a rectangular section rubbere sial ring . Proc. 6th lnt, Conf. Fluid Seal, Munich, 1973.  Other measuring devices for measuring the gap or liquid film thickness filled with the lubricant are also known, which are described, for example, in the article by Field G.J., Nau B.S. Film thickness and friction measurements during reciprocation of a rectangular section rubbere sial ring. Proc. 6th lnt, Conf. Fluid Seal, Munich, 1973. Granfield, 1973, c 5/45-c 5/56 beschrieben sind. Granfield, 1973, c 5/45-c 5/56. Die genannten Autoren verwenden zur Messung der Filmstärke eine besondere Vorrichtung, deren Wirkung auf der Messung des elektrischen Widerstandes des Flüssigkeitsfilmes beruht.  The authors mentioned use a special device for measuring the film thickness, the effect of which is based on the measurement of the electrical resistance of the liquid film. Diese Messvorrichtung ist dadurch nachteilig, dass die Messwerte durch wesentlichen Messfehler infolge einer Ver änderlichkeit der Leiteigenschaften (des elektrischen Widerstandes) des Flüssigkeitsfilmes selbst und der Einzelteile der Reibpaarung beeinträchtigt werden. Wie dies die Autoren selbst angeben, verzerrt diese Ungleichmässigkeit die Stärke des Schmierfilmes angebenden Messergebnisse. Der-elektrische Widerstand des Schmierfilmes hängt nicht nur von dessen Stärke, sondern auch von der Anwesenheit mechanischer Beimengungsteilchen, die immer in der Flüssigkeit vorhanden sind, von der Menge der gelösten Gase und von der Flüssigkeitsdichte ab.  This measuring device is disadvantageous in that the measured values are adversely affected by significant measuring errors due to a change in the conductivity (electrical resistance) of the liquid film itself and the individual parts of the friction pairing. As the authors themselves state, this unevenness distorts the measurement results indicating the thickness of the lubricating film. The electrical resistance of the lubricating film depends not only on its thickness, but also on the presence of mechanical admixture particles that are always present in the liquid, on the amount of dissolved gases and on the liquid density. Eine andere Messvorrichtung zur Messung der Spaltgrössen ist in dem Aufsatz Quetschen von Scheibenbremsen. Holografische Schwingungsanalyse und Abhilfemassnahmen Automobiltechnische Z.1977,79 Nr. 718,SS. 281-288 beschrieben. Diese Messvorrichtung und Messverfahren sind zur Messung der Bewegungsgänge der Bremsenscheiben am Spezialmessstand mit Hilfe von Hologrammen vorgesehen, welcher Messstand mit einer Kammer mit Rubinlaser, Spiegel sowie mit akustischem und Schwingungsanalysator ausgerüstet wird. Zur Benutzung dieser Messvorrichtung sind eine Lasereinrichtung und eine spezielle Ausführung des Messobjektes erforderlich, die die Anordnung der Lasereinrichtung, des Spiegels usw. ermöglicht. An betrieblichen Antriebsanlagen kleinerer Abmessungen ist die Ausnutzung dieser Messvorrichtung unmöglich.  Another measuring device for measuring the gap sizes is squeezing disc brakes in the attachment. Holographic vibration analysis and remedial measures automotive engineering Z.1977.79 No. 718, SS. 281-288. These measuring devices and measuring methods are intended for measuring the movement of the brake discs on the special measuring stand with the help of holograms, which measuring stand is equipped with a chamber with ruby laser, mirror as well as with acoustic and vibration analyzer. To use this measuring device, a laser device and a special design of the measurement object are required, which enables the arrangement of the laser device, the mirror, etc. It is impossible to use this measuring device on operational drive systems of smaller dimensions. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solch eine Vorrichtung zur Messung der Amplitude und Frequenz der Relativbewegung eines beweglichen Teils in einer Reibpaarung zu entwickeln, die durch eine besondere Anordnung der Geber an Teilen der Reibpaarung die Möglichkeit sichert, die Mikrobewegungsvorgänge unabhängig von den Wärme- und Elastizitätsdeformationen der zugeordneten Oberflächen der Teile der Reibpaarung zu messen.  The invention has for its object to develop such a device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a moving part in a friction pair, which ensures the possibility by a special arrangement of the transducers on parts of the friction pair, the micro movement independent of the heat and To measure elasticity deformations of the assigned surfaces of the parts of the friction pairing. Die gestellte Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches gelöst.  The object is achieved with the characterizing features of the claim. Ein wesentliches Merkmal der mit Hilfe der Messvorrichtung vorzunehmenden Messungen besteht darin, dass die Messvorrichtung keine statische Eichung braucht und während des Aufzeichnungsvorganges des dynamischen Verhaltens die Abgabe der Bezugssignale sichert, die den Vertiefungen bzw. Vorsprüngen der geeichten Grössen entsprechen, welche an der zugeordneten Oberfläche der Reibpaarung genau den Gebern gegenüber aufgetragen sind. Durch diese Bezugssignale erfolgt dann die Ermittlung des Massstabes und der Phasenfolge eines jeweiligen Messsignals, das den dynamischen Bewegungsvorgang, genauer gesagt den Veränderungsvorgang des Spaltes zwischen den Teilen der Reibpaa **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.  An essential feature of the measurements to be carried out with the aid of the measuring device is that the measuring device does not need a static calibration and ensures, during the recording process of the dynamic behavior, that the reference signals are emitted which correspond to the depressions or protrusions of the calibrated quantities which are on the assigned surface of the Friction pairing are plotted against the sensors. These reference signals are then used to determine the scale and the phase sequence of a respective measurement signal which represents the dynamic movement process, more precisely the change process of the gap between the parts of the friction pair ** WARNING ** End of CLMS field could overlap beginning of DESC **.
CH67679A 1979-01-23 1979-01-23 Device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a movable part in a friction couple/bearing CH640941A5 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH67679A CH640941A5 (en) 1979-01-23 1979-01-23 Device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a movable part in a friction couple/bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH67679A CH640941A5 (en) 1979-01-23 1979-01-23 Device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a movable part in a friction couple/bearing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH640941A5 true CH640941A5 (en) 1984-01-31

Family

ID=4192561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH67679A CH640941A5 (en) 1979-01-23 1979-01-23 Device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a movable part in a friction couple/bearing

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH640941A5 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998044242A2 (en) * 1997-03-31 1998-10-08 Horton, Inc. Integrated fan assembly with variable pitch blades
US6253716B1 (en) 1999-07-07 2001-07-03 Horton, Inc. Control system for cooling fan assembly having variable pitch blades

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998044242A2 (en) * 1997-03-31 1998-10-08 Horton, Inc. Integrated fan assembly with variable pitch blades
WO1998044242A3 (en) * 1997-03-31 1998-12-30 Horton Inc Integrated fan assembly with variable pitch blades
US6109871A (en) * 1997-03-31 2000-08-29 Horton, Inc. Integrated fan assembly with variable pitch blades
US6253716B1 (en) 1999-07-07 2001-07-03 Horton, Inc. Control system for cooling fan assembly having variable pitch blades

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19512990C2 (en) Vibration measuring system for a rolling bearing
DE4221035A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE PRELOAD TENSION OF A ROLLER BEARING
CN107525743B (en) Taylor-couette experimental device for solid medium
DE10239268A1 (en) Method and device for checking pipelines within pipes
DE2319668A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR FRICTION AND WEAR MEASUREMENTS IN THE EVENT OF HIGH PRESSURE ON ALL SIDES
DE3808013C1 (en)
DE19513781B4 (en) Device for volume measurement of flowing media
CH640941A5 (en) Device for measuring the amplitude and frequency of the relative movement of a movable part in a friction couple/bearing
DE4101985A1 (en) Test for irregularities of cooperative elements, esp. gears - involves computation of sum of acoustic emissions superimposed at fixed phase w.r.t. relevant outputs of accelerometer
DE19539551A1 (en) Measuring system and method for detecting the position of a piston
Sugimura et al. Technique for measuring EHD film thickness in non-steady state contact conditions
DE19513669A1 (en) Hydrostatic pump or motor for measuring revolution rate and/or position in motor vehicle
DE102005029368A1 (en) Electric motor`s e.g. stepping motor, rotor alignment determining method, involves measuring distance between measuring sensors and surface to be measured of rotary component by rotation of component
DE517211C (en) Device for determining the coefficient of friction of fluids, especially lubricating oils
DE7902823U1 (en) Measuring device for measuring the amplitude and frequency of the vibrations of a moving part in a friction pair
WO1999006816A1 (en) Method and device for detecting rheological properties of a material
DE69818432T2 (en) ROTATION MACHINE AND DEVICE FOR ADJUSTING THE ACCESS GAP BETWEEN THE ROTORS
DE19925540C2 (en) Test facility for radial and axial shaft seals
AT504116B1 (en) Method for determining viscosity of fluids, particularly liquids, involves bringing fluid and moving through tapering gap bounded by two opposite wall surfaces and distance or change of distance between opposite walls is measured
DD142241A1 (en) DEVICE FOR MEASURING AMPLITUDE AND FREQUENCY OF THE VIBRATIONS OF A MOVABLE PART IN A FRICTION PAIR
DE3933973A1 (en) Measuring lubrication capability of lubricant, esp. for vehicle - by measuring pressure on two surfaces moved w.r.t. each other with test substance between them
WO2018145922A1 (en) Packing ring, sealing device, compressor, rotational system and method for detecting the condition of wear
DE2049419C3 (en) Flatness measuring device
DE2659220B2 (en) Device for measuring the filtering properties of paper pulp
DE4218190C2 (en) Device for the simple determination of the flow behavior of flowable substances, in particular non-Newtonian liquids

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased