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Die Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung von Körperschall bei einem Prüfling.
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Es ist bekannt, mit einem Schwingungssensor Körperschall zu erfassen und auszuwerten.
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Aus der
US 5 852 351 A ist als nächstliegender Stand der Technik ein Maschinenmonitor bekannt.
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Aus der
DE 10 2009 022 107 A1 ist ein Verfahren zur Betriebspunktbestimmung einer Arbeitsmaschine bekannt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Schwingungserfassung bei einem Prüfling einfach und kostengünstig auszuführen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System zur Bestimmung von Körperschall bei einem Prüfling nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System zur Bestimmung von Körperschall bei einem Prüfling, insbesondere Getriebe, Motor oder Getriebemotor, sind, dass ein Kommunikationsgerät mit einem vom Gehäuse des Kommunikationsgeräts gehäusebildend umgebenen Schwingungssensor derart mechanisch mit dem Prüfling verbunden wird, dass Schwingungen, insbesondere also Körperschall, des Prüflings bestimmbar sind, insbesondere mit zugehörigem Schwingungsspektrum.
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Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Erfassung der Schwingungen ermöglicht ist, wobei ein sowieso vorhandenes Kommunikationsgerät für die Schwingungsbestimmung verwendet wird. Dabei ist der Sensor im Gehäuse integriert und somit geschützt. Ein zusätzliches Gehäuse für den Sensor entfällt.
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Erfindungsgemäß ist das Kommunikationsgerät in einem Halteteil mittels einer Spannplatte verspannt gehalten. Von Vorteil ist dabei, dass ein schonendes kraftschlüssiges Verbinden anwendbar ist.
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Erfindungsgemäß weist ein Adapterbolzen einen ersten Gewindebereich auf, mit dem er in eine Gewindebohrung des Prüflings einschraubbar ist, und einen zweiten Gewindebereich aufweist, mit dem er in eine Gewindebohrung des Halteteils einschraubbar ist,
insbesondere wobei ein Endbereich des Adapterbolzens beim Schraubverbinden mit dem Halteteil die Spannplatte auf das Kommunikationsgerät drückt und somit gegen das Halteteil verspannt. Von Vorteil ist dabei, dass über den Adapterbolzen die Schwingungen, insbesondere Körperschallschwingungen, verlustarm durchleitbar sind und somit ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Adapterbolzen mit mindestens einer Kontermutter gegen das Halteteil und/oder gegen den Prüfling gesichert. Von Vorteil ist dabei, dass ein festes Verbinden und somit ein geringer Verlust an Signalqualität am Materialübergang zwischen den Komponenten verursacht ist. Somit ist ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis erreichbar.
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Erfindungsgemäß weist das Halteteil mindestens eine Ausnehmung auf im Bereich des Anzeigemittels und der Eingabemittel des Kommunikationsgeräts, insbesondere so dass eine Betätigung der Eingabemittel und ein Ablesen der am Anzeigemittel angezeigten Information ausführbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Bedienung des Kommunikationsgeräts ungestört ausführbar ist trotz der schonenden Zuleitung von Körperschall an den Sensor.
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Erfindungsgemäß tauscht das Kommunikationsgerät über eine Mobilfunkverbindung Daten aus. Von Vorteil ist dabei, dass die Messdaten weiterleitbar sind an einen über Mobilfunk, insbesondere drahtlose Internetverbindung, verbundenen Rechner.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Kommunikationsgerät eine mit dem Schwingungssensor verbundene Rechnereinheit auf, insbesondere zur Auswertung der erfassten Schwingungswerte. Von Vorteil ist dabei, dass ein Auswerten der erfassten Daten im Kommunikationsgerät ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Kommunikationsgerät ein Mobilfunkgerät. Von Vorteil ist dabei, dass eine zusätzliche Funktionalität und/oder Mehrfachverwendung des Kommunikationsgeräts ausführbar ist.
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Wichtige Merkmale bei dem Baukasten für eine Baureihe von Varianten eines Systems sind, dass
der Baukasten
- - ein Kommunikationsgerät,
- - ein Halteteil mit Spannplatte zur Aufnahme des Kommunikationsgeräts,
- - unterschiedliche Adapterbolzen, die jeweils einen ersten Gewindebereich aufweisen zur Schraubverbindung mit einer Gewindebohrung des Halteteils und die einen jeweils unterschiedlichen zweiten Gewindebereich aufweisen zur Schraubverbindung mit einer entsprechenden Gewindebohrung eines jeweiligen Prüflings.
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Von Vorteil ist dabei, dass je nach Bedarf, also abhängig von der Gewindebohrung des jeweiligen Prüflings ein jeweils passender Adapter auswählbar ist, so dass eine optimale schalltechnische Anbindung zwischen Kommunikationsgerät und Prüfling erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Baukasten einen in die Gewindebohrung des Prüflings einschraubbaren Adapterbolzen auf, welcher einen Schwingungssensor umfasst, der mit einem elektrischen Kabel verbunden ist, so dass die Sensorsignale des Sensors über ein am Endbereich des Kabels angeordnetes Steckverbinderteil dem Kommunikationsgerät zuleitbar sind, wobei das Steckverbinderteil mit einem entsprechenden, am Kommunikationsgerät angeordneten Gegensteckverbinderteil steckverbindbar ist zur Durchleitung der Sensorsignale. Von Vorteil ist dabei, dass eine alternative Erfassung ausführbar ist.
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Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zur Herstellung eines Systems aus einem Baukasten sind, dass
der Baukasten
- - ein Kommunikationsgerät,
- - ein Halteteil mit Spannplatte zur Aufnahme des Kommunikationsgeräts,
- - unterschiedliche Adapterbolzen, die jeweils einen ersten Gewindebereich aufweisen zur Schraubverbindung mit einer Gewindebohrung des Halteteils und die einen jeweils unterschiedlichen zweiten Gewindebereich aufweisen zur Schraubverbindung mit einer entsprechenden Gewindebohrung eines jeweiligen Prüflings,
wobei
- - das Kommunikationsgerät in das Halteteil mit Spannplatte aufgenommen wird,
- - ein zum gewählten Prüfling passender Adapterbolzen ausgewählt und in die Gewindebohrung des Halteteils eingeschraubt wird, wobei das Kommunikationsgerät in dem Halteteil kraftschlüssig verbunden wird, insbesondere verspannt wird,
- - der Adapterbolzen schraubverbunden wird mit dem Prüfling.
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Von Vorteil ist dabei, dass abhängig vom jeweiligen Prüfling und abhängig von einer jeweiligen Anforderung ein passender Adapterbolzen verbindbar ist, wobei alle Adapterbolzen eine zum Kommunikationsgerät hin gewandte gleichartige Schnittstelle und zum Prüfling eine jeweils entsprechend optimale Schnittstelle aufweisen.
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Wichtige Merkmale bei der Verwendung sind, dass ein Kommunikationsgeräts zur Körperschallbestimmung verwendet wird, wobei das Kommunikationsgerät einen Schwingungssensor aufweist.
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Von Vorteil ist dabei, dass eine Verwendung des Kommunikationsgeräts nicht nur zum Datenaustausch und Übermitteln von Kommunikationsinformation, sondern auch als Messgerät für Schwingungen einer maschinenbaulichen Komponente, wie beispielsweise eines Getriebes oder eines Motors, insbesondere Elektromotors, ermöglicht ist.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
- In der 1 ist eine Vorderansicht auf ein erfindungsgemäßes System zur Bestimmung von Körperschall gezeigt, wobei der Prüfling nicht gezeigt ist.
- In der 2 ist eine zugehörige Draufsicht gezeigt.
- In der 3 ist eine zugehörige Ansicht von unten gezeigt.
- In der 4 ist eine Seitenansicht gezeigt.
- In der 5 ist ein zugehöriger Baukasten dargestellt, mit dem das System zusammenbaubar ist, wobei abhängig von vorhandenen Bohrungen oder Adaptierungsarten Anbindungen zusammenfügbar sind.
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Wie in 1 gezeigt, ist das Kommunikationsgerät 6, welches ein Anzeigemittel 8, insbesondere Bildschirm, aufweist, in eine Halterung verbindbar, wobei eine Spannplatte 2 zwischen Halterung 3 und Kommunikationsgerät 6 angeordnet ist.
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An der Halterung 3 ist ein Adapterbolzen 4 befestigbar, der an seinem von der Halterung 3 abgewandten Endbereich ein Schraubgewinde aufweist, mit dem er in eine am Prüfling angeordnete Gewindebohrung einschraubbar ist.
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Der eingeschraubte Gewindebereich ist mit einer Kontermutter 5 sicherbar. Eine weitere Kontermutter 5 ist am der Halterung zugewandten Endbereich vorgesehen, da an diesem Endbereich des Adapterbolzens 4 ebenfalls ein Gewindebereich angeordnet ist, mit dem der Adapterbolzen 4 in eine Gewindebohrung der Halterung 3 in diese einschraubbar ist. Beim Einschrauben drückt dann das Ende des Adapterbolzens 4 auf die Spannplatte 2, die somit das Kommunikationsgerät 6 in der Halterung 3 verspannt.
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In der Halterung 3 ist seitlich eine Öffnung 1 für Eingabemittel 20, wie Funktionstasten, des Kommunikationsgeräts 3 angeordnet.
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Das Kommunikationsgerät weist eine Baugröße auf, die in der Größenordnung einer menschlichen Hand ist. Somit ist es in einfacher Weise tragbar. Vorzugsweise ist es als Mobiltelefon ausgeführt.
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Außerdem weist die Halterung 3 eine Öffnung 7 für ein ins Kommunikationsgerät einsteckbares Steckverbinderteil 80 mit Kabel 81 auf.
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Wie in 5 gezeigt, ist ein Baukasten zusammenstellbar, mit dem für verschiedene Anforderungen ein zur Schwingungsbestimmung geeignete Variante ausführbar ist.
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Hierbei sind als Adapterbolzen 4 verschiedene Spannbolzen 51, 52, 53, 54 und auch ein Magnetadapter 70 mit Bolzen verwendbar, die auf der zum Kommunikationsgerät zugewandten Seite alle einen gleichartigen Gewindebereich aufweisen. Auf der hierzu abgewandten Seite weisen die Bolzen 51, 52, 53, 54 verschiedene Gewindebereiche auf, so dass ein Einschrauben in jeweils hierzu passende Gewindebohrungen ausführbar ist. Entsprechende Kontermuttern 61, 62, 63, 64 werden aufgesetzt auf diesen Gewindebereich.
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Der Magnetadapter 70 weist an seiner vom Kommunikationsgerät abgewandten Seite einen Magneten auf, mit dem eine magnetische Befestigung erreichbar ist, so dass die Schwingungen von einem Schwingungssensor des Kommunikationsgeräts detektierbar sind. Das Signal-Rausch-Verhältnis der durch den Bolzen (51, 52, 53, 54) durchgeleiteten Körperschallschwingungen ist bei mittels der Schraubverbindungen verbesserbar, wenn eine möglichst starre Anbindung ausgeführt wird. Der Magnetadapter ist jedoch ebenfalls gut anbindbar, wenn der Magnet mit möglichst hoher Magnetisierung ausgeführt ist und möglichst großflächig am Prüfling anliegt.
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Als Magnet ist entweder ein Dauermagnet verwendbar oder ein Elektromagnet. In Weiterbildung ist auch ein Dauermagnet verwendbar, dem ein Elektromagnet derart zugeordnet und bestrombar ist, dass die Magnetkraft des Dauermagneten der Anziehungskraft des Dauermagneten entgegenwirkt, wodurch die magnetische Anbindung schaltbar ist.
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Der Elektromagnet ist aus einem ihm zugeordneten Akkumulator oder einer Batterie versorgt.
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Alternativ ist auch ein Adapter 82 verwendbar, in den ein Schwingungssensor zur Detektion des Körperschalls integriert ist und der in die Gewindebohrung des Prüflings einschraubbar ist. Über das Sensorsignalkabel 81 und das Steckverbinderteil 80 werden dann die detektierten Signale zum Kommunikationsgerät 6 durchgeleitet und ausgewertet.
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Das Ergebnis der Messung der Schwingungen ist am Bildschirm 8 des Kommunikationsgeräts 6 anzeigbar.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird das Kommunikationsgerät mit einem Lagesensor, wie Gyroskop, ausgestattet. Somit ist von dem Kommunikationsgerät die räumliche Lage desselben berücksichtigbar. Die Lage einer Welle des Prüflings, von deren in einem Gehäuseteil vorgesehenen Lager der Körperschall erzeugt wird, ist eingebbar im Kommunikationsgerät und berücksichtigbar. Somit ist feststellbar, ob der Messwert an einer Fläche bestimmt wurde, deren Normalenrichtung parallel zur entsprechend zugeordneten bei der Schwingungserzeugung ursächlich wirksamen Welle ausgerichtet ist. Die Schwingungserzeugung ist dabei direkt im Lagerbereich erzeugt, beispielsweise als Lagergeräusche, oder von einer Schallquelle über die Welle und das Lager ins Gehäuseteil weitergeleitet. Am Gehäuseteil befindet sich dann die Berührfläche, an der die Schwingungen übergeleitet werden zum Schwingungssensor.
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Wenn nun die Lage der Welle im Raum horizontal oder vertikal ist, ist für eine optimale Bestimmung eine Berührfläche am Gehäuseteil zu verwenden, die vertikal oder horizontal ist, so dass die ins Gehäuseteil eingeleiteten Schwingungen möglichst in Normalenrichtung zur Berührfläche ihre größte Amplitude aufweisen. Wenn mittels des Lagesensors, wie Gyroskop, feststellbar ist, dass die Berührfläche nicht vertikal oder horizontal ausgeführt ist, ist entweder eine entsprechende Warnung am Bildschirm anzeigbar oder die Messwerte sind abhängig vom Lagewinkel der Berührfläche gewichtbar.
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Vorzugsweise wird bei der Berührfläche ein vollflächiges Anliegen des Schwingungssensors erreicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Öffnung für Funktionstasten
- 2
- Spannplatte
- 3
- Halterung
- 4
- Adapterbolzen
- 5
- Kontermutter
- 6
- tragbares Kommunikationsgerät, insbesondere Mobiltelefon
- 7
- Öffnung für Kabel
- 8
- Anzeigemittel, insbesondere Bildschirm
- 20
- Eingabemittel
- 51
- Spannbolzen
- 52
- Spannbolzen
- 53
- Spannbolzen
- 54
- Spannbolzen
- 61
- Kontermutter
- 62
- Kontermutter
- 63
- Kontermutter
- 64
- Kontermutter
- 70
- Magnetadapter
- 80
- Steckverbinderteil
- 81
- Sensorsignalkabel
- 82
- Adapter
