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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Rotoren anhaftenden Unwuchten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
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Bei der Serienfertigung unterschiedlichster Rotoren ist es meist erforderlich, daß diese im Rahmen der Herstellung oder im Anschluß danach ausgewuchtet werden. Hierdurch sind auf einfache Weise auch größere Fertigungstoleranzen ausgleichbar, so daß im Betriebseinsatz dadurch ein geräuscharmer und lagerschonender Lauf der Rotoren gewährleistet wird. Insbesondere Kleinmotoren von Staubsaugern, Bohrmaschinen und anderen Massenerzeugnissen enthalten Rotoren, die heute schon während der Herstellung regelmäßig ausgewuchtet werden und dies möglichst in automatisierten Auswuchtstationen. Aber auch bei kleineren Fertigungsstückzahlen von schnell drehenden Rotoren ist heute ein möglichst effektives und schnelles Auswuchten erforderlich.
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Zur Messung der Unwucht von Rotoren ist aus der
US 4,868,762 A vorbekannt, die zu untersuchenden Rotoren an ihren gegenüberliegenden Enden in Lagern abzustützen und mittels eines Antriebsmotors in Rotation zu versetzen. Die Messung der Unwucht erfolgt nach einer Hochlaufphase bei einer konstanten Drehzahl des Rotors in aufeinander folgenden Meßzyklen, die jeweils mehrere Umdrehungen umfassen. Dabei werden die durch die Unwucht erreichten Schwingungen in den Lagerständern nach Winkellage und Größe bestimmt, so daß diese Rotoren dann mit entsprechenden Gegengewichten oder Materialentfernungen an vorgesehenen Winkellagen auswuchtbar sind. Derartige Auswuchtmethoden sind zeitaufwendig, so daß sie insbesondere bei Serienfertigung von Rotoren wegen langer Taktzeiten verhältnismäßig hohe Kosten verursachen.
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Aus der
EP 0 590 169 B1 ist ein Verfahren zur Unwuchtbestimmung von starren Rotoren bekannt, durch das die Unwucht des angetriebenen Rotors bereits während des Hochlaufs ermittelbar ist. Dazu wird der Antrieb des Rotors mittels eines Steuerprogramms beschleunigt und durch einen Winkellagengeber werden die Impulslängen in Abhängigkeit des Drehzustands ermittelt. Hieraus soll unter Berücksichtigung der beschleunigungsabhängigen Kraftwirkung an den Rotorlagern die Unwucht bestimmbar sein. Allerdings ist ein derartiges Verfahren nur für sogenannte „harte Auswuchtmaschinen” geeignet, die nur im unter-kritischen Bereich arbeiten.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Unwucht eines Rotors innerhalb kürzester Zeit zu bestimmen und das unabhängig von der Art der Auswuchtmaschine.
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Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 und Patentanspruch 8 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Es ist zwar bekannt, daß sich lineare und schwach nichtlineare technische Systeme mit linearen Methoden beschreiben lassen. Bei nichtlinearen Systemen ist allerdings eine Beschreibung mit Methoden der nichlinearen Dynamik angebracht. Ausgangspunkt ist dabei der Zustandsraum des Systems, eine Rekonstruktion des Zustandsraumes oder ein Merkmalsraum, der aus verschiedenen nichtlinearen Kenngrößen des Systems bestehen kann. Der Schwingungsverlauf eines unwuchtigen Rotors, der aus dem Stand auf eine bestimmte Drehzahl beschleunigt wird, stellt ein nichtlineares System dar. Dieser Schwingungsverlauf kann als Vektor in einem mehrdimensionalen Raum interpretiert werden und dort mit Methoden der nichtlinearen Dynamik analysiert werden. Allerdings ist die Datenaufnahme und vor allem die spätere Datenverarbeitung mit großem Rechen- und Zeitaufwand verbunden, so daß erst der Einsatz schneller Rechenverfahren eine Echtzeitanwendung erlaubt.
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Im Rahmen der nichtlinearen Dynamik existieren Algorithmen zur Vorhersage eines Systemzustandes unter Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufs benachbarter Systemzustände. Eine derartige Vorhersage ist mit Hilfe einer sogenannten Nächste-Nachbarn-Suche möglich, die mittels benachbarter Punkte in normierten Räumen Rückschlüsse auf wichtige Systemgrößen zuläßt. Ein derartiger Suchalgorithmus benötigt aber im allgemeinen große vorher ermittelbare Datenmengen, die eine Darstellung und einen Vergleich im Zustandsraum zulassen, wenn sie eine hinreichend genaue Aussage als Meßergebnis zulassen sollen. Derart große Datenmengen sind häufig nur sehr aufwendig zu erfassen und benötigen verhältnismäßig große Speichermedien, wobei gleichzeitig die Rechenzeit zur Ermittlung eines Meßergebnisses verhältnismäßig lange Zeit beansprucht, so daß darin meist keine Verkürzung der Meßzeit erzielbar ist.
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Die wesentlichen Gesichtspunkte der Erfindung bestehen deshalb darin, mit Hilfe von aufgenommenen und gespeicherten Schwingungsverläufen während eines Rotorhochlaufs von unwuchtigen Vergleichs- bzw. Referenzrotoren und der Methode der Nächste-Nachbarn-Suche Rückschlüsse auf die zu erwartenden Schwingungsmesswerte des zu beurteilenden Rotors zu ziehen.
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Mit dem Begriff Schwingungsmesswerte werden im folgenden die Größen Schwingweg, Schwinggeschwindigkeit oder Schwingbeschleunigung des unwuchtigen Rotors bzw. dessen Lagerung umschrieben. Aus diesen drehzahlabhängigen Größen kann nach bekannten Verfahren die für starre Rotoren drehzahlunabhängige Unwucht berechnet werden.
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So besitzt die Erfindung den Vorteil, dass durch die Aufnahme und Speicherung von Schwingungsverläufen an Vergleichs- bzw. Referenzrotoren während der Hochlaufphase und einem Nächste-Nachbarn-Vergleich bereits in der Anlaufphase des zu messenden Rotors dessen Unwucht sehr präzise geschätzt bzw. vorhergesagt werden kann. Da für das Verfahren nach der Erfindung bei Serienrotoren nur wenige Vergleichsverläufe notwendig sind, kann der Speicher- und Rechenaufwand sehr gering gehalten werden, so dass bereits weit vor Erreichen einer stationären Auswuchtdrehzahl das Unwuchtergebnis ermittelbar ist bzw. der Unwuchtlauf beendet werden kann. Dies ist insbesondere bei automatischen Auswuchtvorgängen von Serienrotoren von Vorteil, da hierdurch die Taktzeit erheblich gesenkt werden kann.
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Bei einer besonderen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die gespeicherte Vergleichsdatenmenge vorteilhafterweise dadurch gering gehalten werden, dass die Referenzrotoren mit vorbestimmten abgestuften Unwuchten unter einem vorgegebenen Winkel versehen sind. Entsprechend werden nur vorangegangene Schwingungsverläufe mit vorgegebenen, gestuften Unwuchten unter einem bekannten Unwuchtwinkel gespeichert. Beim Messlauf wird dann die Winkellage der Unwucht ermittelt, so dass die Schwingungsmesswerte zu untersuchender Rotoren nur noch mit den in der Datenbank gespeicherten, gestuften Schwingungsmesswerten zu vergleichen sind, so dass Vergleichswerte für unterschiedliche Unwuchtwinkel vorteilhafterweise nicht mehr aufgenommen und gespeichert werden müssen.
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Bei einer weiteren besonderen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Beträge der Schwingungsmesswerte des zu untersuchenden Rotors mit durch Interpolation bestimmten Betragswerten verglichen werden, sofern die verglichenen Betragswerte der benachbarten Schwingungsmesswerte nicht mit den Beträgen der Schwingungsmesswerte des zu untersuchenden Rotors übereinstimmen. Hierdurch ist vorteilhafterweise eine höhere Genauigkeit mit weniger Probeläufen und einer geringeren Datenbankmenge erzielbar.
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Bei einer zusätzlichen besonderen Ausführung der Erfindung werden in vorgegebenen Abständen mit zu untersuchenden Rotoren Kontrollmessläufe bis in den eingeschwungenen Zustand durchgeführt und ein Schwingungsmesswert im eingeschwungenen Zustand bestimmt und bei Abweichung des Schwingungsmesswerts im eingeschwungenen Zustand von dem durch Nächste-Nachbarn-Vorhersage vorhergesagten Schwingungsmesswert werden die gespeicherten Schwingungsmesswerte korrigiert, um zukünftige Meßfehler zu verringern. Hiermit wird vorteilhafterweise ein Selbstlerneffekt und damit eine Erhöhung der Meßgenauigkeit erzielt.
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In einer weiteren besonderen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, besondere Verlaufsbereiche auszuwählen oder besonders zu gewichten, so daß vorteilhafterweise meßwertverfälschende Resonanzbereiche ausgeblendet werden können oder nur besonders relevante Beschleunigungsbereiche zum Vergleich herangezogen werden, wodurch sich die Meßgenauigkeit erhöhen lässt.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Rotorunwucht;
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2 eine Darstellung von drei Schwingungsverläufen im Polarzeigerdiagramm;
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3 eine Abbildung der zeitlichen Entwicklung benachbarter Systemzustände, und
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4 eine Darstellung der Winkeldrehung eines Prüflaufs bezogen auf einen Referenzlauf.
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In der 1 der Zeichnung ist eine herkömmliche Auswuchtmaschine 1 mit einem auszuwuchtenden Rotor 2 schematisch dargestellt, die mit einer Auswerteeinrichtung 3 verbunden ist, die aus den erfaßten Schwingungssignalen die Rotorunwucht bzw. den Unwuchtausgleich bestimmt.
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Die Auswuchtmaschine 1 besteht im wesentlichen aus zwei Lagerständern 4, 5, die zur Aufnahme des auszuwuchtenden Rotors 2 dienen. An den Lagerständern 4, 5 ist für jede Lagerebene ein Meßaufnehmer 6, 7 angebracht, der die Lagerschwingungen erfaßt. Beide Aufnehmer 6, 7 sind mit einer wattmetrischen Rechenschaltung 10 in der Auswerteeinrichtung 3 elektrisch verbunden. Der in der Auswuchtmaschine 1 gelagerte Rotor 2 ist an eine Antriebseinheit 11 gekoppelt. Diese Einheit wird durch eine Antriebssteuerung 11a so gesteuert, daß die Drehzahl und die Drehbeschleunigung bei allen Messungen einen gleichen zeitlichen Ablauf aufweisen. Synchron mit der Rotordrehung ist bei der Auswuchtmaschine 1 ein Winkellagengeber 12 vorgesehen, der elektrisch mit der wattmetrischen Rechenschaltung 10 verbunden ist und umlaufsynchrone Referenz- und Winkelsignale liefert. Die von den beiden Meßwertaufnehmern 6, 7 gelieferten Schwingungssignale werden in der wattmetrischen Rechenschaltung 10 der Auswerteeinrichtung 3 schmalbandig frequenzselektiert und gegebenenfalls verstärkt. Die Schwingungswerte stehen nun als Betrag des Wegs, der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung und der zugehörigen Winkellage mit der augenblicklichen Drehzahl als Parameter der weiteren Verarbeitung zur Verfügung.
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Bei herkömmlichen Auswuchtmaschinen 1 werden diese Schwingungswerte einer Kalibrier- und Rahmenschaltung 18 zugeführt, an deren Ausgang 19 der Unwuchtwert der beiden Meß- und Ausgleichsebenen 13, 14 zur Verfügung steht. Werden die Unwuchtwerte unmittelbar einem Polarzeigerdiagramm 23 wie in 2 dargestellt zugeführt, so entstehen aufgrund des instationären Vorgangs des Hochlaufs bis auf komplexe Faktoren Verläufe von Anzeigewerten ähnlich den dargestellten drei Schwingungsverläufen 20, 21 22. In 2 sind die Meßwerte auf einen Drehzahlbereich von ca. 50 bis 450 Hz beschränkt, um vorhandene Systemresonanzen einfach auszuklammern.
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Während eines Unwuchtmeßlaufs, also während der zu untersuchende Rotor 2 auf eine bestimmte Drehzahl hochläuft, wandert der Lichtzeiger in den in 2 dargestellten Verlauf 20, 21, 22 kurzzeitig über diese Anzeigen 23. Hat der Rotor eine bestimmte Drehzahl erreicht, so ruht der Lichtzeiger auf der Anzeige und gibt dem Bediener des Geräts Auskunft über die festgestellten Unwuchten bzw. die zum Auswuchten benötigten Ausgleichsgewichte. Dabei liefert die Länge des Zeigers im Polardiagramm 23 die Information zur benötigten Auswuchtmasse bzw. dem Unwuchtbetrag, und der Polarwinkel gibt die radiale Richtung an, in welcher Ausgleichsmasse entfernt werden muß bzw. in welcher die Unwucht wirkt. Den Hochlauf eines Rotors 2 kann man also als Einschwingvorgang betrachten, wobei sich der Lichtzeiger auf den richtigen Wert bewegt und denselben erreicht, wenn der Rotor 2 mit konstanter Drehzahl rotiert.
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Aus den Schwingungsverläufen 20, 21, 22 baugleicher Rotoren ist ableitbar, daß alle ein ähnliches Einschwingverhalten aufweisen, auch wenn die festgestellten Unwuchten in Betrag und Phase verschieden sind. Die Schwingungsverläufe 20, 21, 22 baugleicher Rotoren werden durch die Lagerständer 4, 5, die Meßwertaufnehmer 6, 7, die wattmetrische Rechenschaltung 10 und die Steuerung der Antriebseinheit 11 und natürlich durch die Lage und Größe der Unwucht des Rotors 2 bestimmt. So lag der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß bereits bei Kenntnis mehrerer gleichartiger Einschwingvorgänge während eines erneuten Einschwingvorgangs eines baugleichen Rotors Rückschlüsse auf dessen Endwerte möglich sind. Deshalb wurden beim Auswuchten baugleicher Rotoren wie beispielsweise von drei Rotoren nach 2 der Zeichnung diese Daten des Hochlaufs abgetastet und in einer Datenbankschaltung 15 abgespeichert. Diese verschiedenen Einschwingvorgänge 20, 21, 22 wurden dann mittels lokaler Modelle aus der Theorie der nichtlinearen dynamischen Systeme bearbeitet, aus denen dann bereits während des Anlaufs eines zu untersuchenden Rotors 2 die Endwerte vorbestimmbar sind.
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Ein gängiges Verfahren zur Vorhersage nichtlinearer dynamischer Systeme beruht auf der Verwendung lokaler Modelle. Von einem lokalen Modell spricht man, wenn nur Zustände in einem kleinen Gebiet des Phasenraums oder des rekonstruierten Phasenraums zur Approximation des Flusses in dem entsprechenden Gebiet verwendet wird. Grundlegend für diese Art der Modellierung ist die Stetigkeit des Flusses des dynamischen Systems, aus der folgt, daß sich die Entwicklung eng benachbarter Zustände im Phasenraum nicht wesentlich unterscheiden. Dieses Verfahren der Nächste-Nachbarn-Vorhersage ist in 3 der Zeichnung dargestellt. Diese Abbildung verdeutlicht die Vorhersage eines Systemzustands durch ein lokales Modell. Die zeitliche Entwicklung des Zustandes Xt soll vorhergesagt werden. Dazu sucht man sich die benachbarten Systemzustände 24, die durch einen schwarzen Punkt im gestrichelten Kreis 25 um Xt angedeutet sind, und versucht eine Abbildung zu finden, welche die zeitliche Entwicklung dieser benachbarten Punkte beschreibt. Dazu werden die sechs nächsten Nachbarn 24 des Zustandes Xt gesucht und es wird versucht eine Abbildung zu finden, die diese nächsten Nachbarn 24 auf die entsprechenden, um T-Zeitschritte weiterentwickelten Zustände 26 abbildet. Diese Abbildung wird benutzt, um die zeitliche Entwicklung des Zustandes Xt vorauszusagen.
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Im Ausführungsbeispiel nach 1 der Zeichnung werden etwa hundert Einschwingvorgänge baugleicher nicht ausgewuchteter Serienrotoren 2 in den Speicher der Datenbankschaltung 15 eingegeben und zum Abruf der Nächste-Nachbarn-Suche vorbereitet. Um die Datenmenge gering zu halten und damit die Rechenzeit zu verkürzen, können auch weniger Einschwingverläufe 20, 21, 22 eingespeichert werden, wobei aber eine vorherige Auswahl der baugleichen Rotoren 2 vorgenommen werden müßte, so daß diese alle möglichen Unwuchtbereiche näherungsweise repräsentieren. Als Minimum der eingespeicherten Rotordaten dürften schon vier verschiedene Unwuchtmeßläufe 20, 21, 22 ausreichen, wobei jeder der Rotoren 2 einen anderen Winkelquadranten und einen mittleren Unwuchtwert repräsentieren sollte. Hierdurch ist zwar eine sehr schnelle Ermittlung der zu erwartenden Unwucht bzw. Unwuchtausgleich möglich, aber nur eine geringe Genauigkeit erreichbar. In der Praxis hat sich bei einer Speicherung von etwa hundert Rotormeßläufen 20, 21, 22 eine hinreichende Genauigkeit ergeben, obgleich das Unwuchtergebnis in verhältnismäßig kurzer Zeit noch während der Hochlaufphase ermittelbar war.
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Zum Einspeichern der Rotordaten wurden die Rotoren 2 in der Auswuchtmaschine 1 eingespannt und aus dem Stand bis zu einer vorgegebenen Auswuchtdrehzahl mittels einer Steuerschaltung 11a beschleunigt. Die Schwingungsverläufe nach Betrag und Winkellage wurden anhand der Aufnehmersignale in der Wattmeterschaltung 10 ermittelt und in kurzen Zeitabständen abgetastet. Dabei wurde eine Abtastrate gewählt, die den charakteristischen Verlauf des Hochlaufs 20, 21, 22 wiedergibt. Die abgetasteten Schwingungsmeßwerte 20, 21, 22 jedes Unwuchtmeßlaufs werden in einer Datenbankschaltung 15 eingegeben und zur Abfrage gespeichert.
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Bei der Messung eines unbekannten Rotors 2 gleicher Bauart werden bereits während des Anlaufs durch die wattmetrische Rechenschaltung 10 die jeweiligen Unwuchtmeßwerte ermittelt und mit einer vorgegebenen Abtastrate abgetastet und in einer Vorhersageschaltung 16 zwischengespeichert. Die Vorhersageschaltung 16 fragt nun für jeden Vergleichszeitpunkt des Anlaufs die entsprechenden Werte aus der Datenbankschaltung 16 ab und vergleicht diese Werte nach dem Algorithmus der Nächste-Nachbarn-Suche mit während des Hochlaufabschnitts ermittelten Schwingungsmeßwerten. Werden bei der Suche eine hinreichende Anzahl an nächsten Nachbarn 24 ermittelt, so wird aus dem weiteren Verlauf der Nachbarn der zu erwartende Schwingungsmeßwert nach Betrag und Winkellage abgeleitet bzw. geschätzt, indem angenommen wird, daß auch das Endergebnis mit dem vergleichbaren nächsten Nachbarn übereinstimmt. Der so ermittelte Schwingungsmeßwert am Ausgang der Vorhersageschaltung 16 wird einer Kalibrier- und Rahmenschaltung 18 übermittelt. Letztere dient der Umrechnung des Schwingungsmeßwerts in eine Unwucht unter Berücksichtigung der gegenseitigen Ebeneneinflüsse. Der am Ausgang 19 vorhandene Unwuchtwert kann nun als Unwuchtausgleichswert für die Ausgleichsebenen 13, 14 dienen. Mit der Ermittlung des nächsten Nachbarn aus der Datenbank 15 kann der Hochlauf sofort abgebrochen und der Unwuchtausgleich unmittelbar eingeleitet werden. Diese Vorgänge können automatisiert sein, indem der Rotor 2 selbsttätig abgebremst und in die ermittelte Winkellage zum Unwuchtausgleich eingedreht und nach bekannter Art ausgewuchtet wird.
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Zur Beschleunigung der Ermittlung des nächsten Nachbarn und damit zur Verkürzung der Rechenzeit der Vorhersage können die ermittelten und gespeicherten Vergleichsdaten einer Vorverarbeitung unterzogen werden, indem die Daten in Form eines Suchbaums aufgebaut sind, der während der eigentlichen Nächsten-Nachbarn-Suche das Auffinden benachbarter Punkte extrem beschleunigt. Der Aufbau des Suchbaums geschieht durch rekursive Einteilung des Datensatzes in Cluster. Bei Erreichen der kritischen Cluster-Größe bei ca. 60 bis 200 Datenpunkten bricht die Rekursion ab. Jeder Cluster wird beschrieben durch sein Zentrum und seinen Durchmesser. Diese Information wird später beim Durchsuchen des Baumes genutzt, um all jene Cluster von der Suche auszuschließen, die keinen nächsten Nachbarn enthalten können. Die Verwendung dieses, in Vorverarbeitungs- und Suchphase geteilten Algorithmus bringt einen großen Vorteil, denn das Erstellendes Suchbaums aus einer großen Datenbasis kann bereits im Vorfeld geschehen und fällt damit zeitlich nicht ins Gewicht. Wenn man nun während des Hochlaufs den nächsten Nachbarn zu einer Unwuchtmessung sucht, so geht das Durchsuchen des Baumes sehr schnell und der nächste Nachbar ist sofort bekannt.
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Da die Genauigkeit dieses Verfahrens sehr von der Übereinstimmung des Drehzahlbereichs und der Drehbeschleunigung des Referenzlaufs mit dem Meßlauf abhängig ist, kann die Nächste Nachbarn-Vorhersage auch nur in den ähnlichen Bereichen dieser beiden Variablen erfolgen. Dabei ist die Genauigkeit besonders hoch, wenn über den gesamten Hochlaufbereich ausgewertet wird und wenn auch nahezu alle möglichen Hochlaufverläufe eingespeichert sind, was aber zu Lasten der Rechen- und Vorhersagezeit geht.
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Deshalb sind bei einer besonderen Ausbildung der Erfindung in der Datenbankschaltung 15 nur ausgewählte Schwingungsverläufe eingespeichert, die dann mit dem jeweiligen Meßwerteverlauf verglichen werden. Dazu werden beispielsweise zehn Probeläufe mit speziellen Rotoren durchgeführt und dessen Schwingungsverläufe eingespeichert. Dieses Verfahren ist aus 4 der Zeichnung näher ersichtlich. Dazu werden nur baugleiche Referenzrotoren eingesetzt, die mit verschiedenen vorbestimmten Unwuchten unter einem vorgegebenen Winkel versehen sind. Die verschiedenen Unwuchten werden dabei so gewählt, daß sie möglichst alle vorkommenden Unwuchtwerte abdecken und so fein abgestuft sind, daß die Abweichung eine vorgegebene Meßtoleranz einhält.
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In der Datenbankschaltung 15 sind dann nur Unwuchtläufe mit unterschiedlich gestuften Unwuchtbeträgen gespeichert. Ein derartiger Schwingungsverlauf mit einem vorgegebenen Unwuchtwert ist als Nachbar 27 in 4 der Zeichnung dargestellt.
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Wird nun ein Meßlauf 28 mit einer unbekannten Unwucht durchgeführt, so ergeben sich in der Regel Schwingungsverläufe, die von den vorgegebenen Nachbarverläufen abweichen. Dazu ist in der Vorhersageschaltung 16 ein Algorithmus vorgesehen, der die ermittelten Meßwerte 28 mathematisch so lange dreht, bis diese mit der gespeicherten Winkellage des Nachbarn 27 übereinstimmen. Aus dem Drehwinkel 28' und dem vorgegebenen Referenzwinkel der Nachbarläufe 27 ergibt sich somit der tatsächliche Winkel des Schwingungsmeßwerts 28, der bezogen auf einen Referenzpunkt angegeben werden kann.
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Weiterhin erfolgt die Suche nach den Betragsnachbarn wie vorstehend beschrieben, so daß ein Nachbarmeßlauf 27 ermittelbar ist, der weitgehend den Betragsverlauf der Messung 28 entspricht. Daraus kann die Vorhersageschaltung 16 in kürzester Zeit das Unwuchtergebnis bestimmen. Hierbei ist mit einer geringen Datenbankgröße rechnerisch sehr schnell ein Vorhersageergebnis möglich, wobei die Winkelbestimmung sehr genau errechenbar ist und das Betragsergebnis im wesentlichen nur von dem Betragsunterschied der eingespeicherten gesetzten Unwuchten abhängig ist. Diese Verfahrensvariante gestattet eine erhebliche Verringerung des notwendigen Datenbankinhalts und damit eine erhebliche Verkürzung der Rechenzeit, ohne daß dafür ein Verlust an Genauigkeit in Kauf zu nehmen ist.
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Bei einer weiteren Variante der Erfindung können die Betragsfehler zusätzlich noch rechnerisch vermindert werden. Dazu ist die Vorhersageschaltung 16 mit einem Interpolationsprogramm ausgestattet. Dadurch wird aus der Betragsdifferenz zwischen dem nächstkleineren und dem nächstgrößeren Betrag der benachbarten Schwingungsverläufe aus der Datenbankschaltung 15 durch Interpolation der Wert für die aktuelle Messung errechnet. Mit diesem Interpolationsprogramm ist der Betragsfehler kleiner als die Differenz der in der Datenbank gespeicherten Schwingungsverläufe zu halten, ohne daß die Vorhersagezeit sich nennenswert erhöht.
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Die Auswerteeinrichtung 3 kann auch so ausgebildet sein, daß in vorgegebenen Abständen Kontrollmeßläufe mit den beurteilten Rotoren 2 vorgenommen werden. Dazu wird der Meßlauf der Kontrollrotoren bis zu einem stationären Meßwert fortgesetzt und dies mit dem im Hochlauf durch die Nächste-Nachbarn-Vorhersage ermittelten Wert verglichen. Sollte dabei eine strukturelle oder eine Einzel-Abweichung festgestellt werden, so wären die Datenbankwerte um diesen Fehler zu korrigieren. Hierdurch wird ein selbstlernender Effekt erzielt, durch den die Genauigkeit der Unwuchtmeßergebnisse erhöht werden kann, ohne daß sich die Meßzeiten der Einzelrotoren nennenswert verlängern.
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Bei einer speziellen Ausbildung der Erfindung werden bei den eingespeicherten Schwingungsmeßwerten bestimmte Verlaufsbereiche ausgeklammert oder besonders gewichtet. So werden generell die Anfangsmeßwerte nicht berücksichtigt, da dort die wenig aussagekräftigen Resonanzbereiche durchfahren werden. Soweit sich bei bestimmten Drehzahlen noch weitere Resonanzbereiche ergeben, werden diese Bereiche ebenfalls nicht gespeichert und diese Bereiche bei der Nächste-Nachbarn-Suche nicht berücksichtigt. Weiterhin ist das Meßprogramm so ausgestaltet, daß besonders charakteristische Meßbereiche der Anlaufphase stärker zu wichten sind, um aus diesen Bereichen eine möglichst genaue Vorhersage auf das Endergebnis treffen zu können. Eine derartige Gewichtung kann sowohl bei in der Datenbank 15 gespeicherten Werten erfolgen, als auch bei den Bereichen der Nächste-Nachbarn-Suche in der Vorhersageschaltung 16.
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Eine besondere Minimierung des Datenbankinhalts unter Einhaltung größtmöglicher Genauigkeit und einer besonders kurzen Vorhersagezeit ist vorteilhaft durch die Kombination aller Ausführungsvarianten erreichbar. Alle Ausführungsvarianten der Erfindung können in der Auswerteeinrichtung 3 sowohl hardwaremäßig als auch softwaremäßg ausgeführt sein.
