DE19829687A1

DE19829687A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ankopplung eines Sensors

Info

Publication number: DE19829687A1
Application number: DE1998129687
Authority: DE
Inventors: Herbert Sulzmann; Horst Gimpel
Original assignee: Schenck RoTec GmbH
Current assignee: Schenck RoTec GmbH
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2000-01-05
Also published as: JP2000035361A

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Ankopplung eines Sensors, vorzugsweise eines Beschleunigungsaufnehmers an einen vorzugsweise auf Schwingungen oder Vibrationen, insbesondere Unwuchtschwingungen zu untersuchenden Gegenstand, bei dem der Beschleunigungsaufnehmer an einem einen ringförmigen elastischen Endbereich aufweisenden Adapterkörper befestigt wird, der Adapterkörper auf einer Ankopplungsfläche des Gegenstandes aufgesetzt wird und das zwischen der Ankopplungsfläche und dem Adapterkörper mit seinem ringförmigen Endbereich eingeschlossene Volumen mit einer Unterdruckquelle verbunden wird sowie eine Vorrichtung hierzu, die vielseitig insbesondere bei Serienuntersuchungen einsetzbar ist und die ohne Vor- und Nachbereitungen am zu untersuchenden Gegenstand zuverlässige Meßergebnisse bei hoher Meßgenauigkeit ermöglicht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ankopplung eines Sensors, vor zugsweise eines Beschleunigungssensors an einen vorzugsweise auf Schwingungen oder Vibrationen, insbesondere Unwuchtschwingungen zu untersuchenden Gegen stand sowie eine Vorrichtung und einen Adapter hierzu.

Aus der DE-A1 29 02 305 ist ein Sensor zur Erfassung von Schwingungen bekannt, bei dem der Sensor als Unterlegscheibe für eine Schraube ausgebildet ist, die am zu untersuchenden Gegenstand befestigt ist und bei dem eine piezoelektrische Scheibe zwischen zwei Druckringen angeordnet ist und mit ihnen am äußeren Umfang ver gossen ist. Zur Befestigung dieses Sensors muß am zu untersuchenden Gegen stand eine Einschraubbohrung, also ein Eingriff am Gegenstand selbst, vorgesehen werden.

Weiter ist bekannt, Aufnehmer durch Kleben am Gegenstand zu befestigen. Ver bleibt der Sensor nicht ständig am Gegenstand, muß die Klebverbindung nach der Untersuchung aufgehoben bzw. zerstört werden.

Bekannt ist auch, den Sensor mittels Magnetkraft am zu untersuchenden Gegen stand zu halten. Bei nicht magnetisierbaren Gegenständen scheidet diese Lösung aus. Diese Lösung ist auch problematisch bei höheren, am Gegenstand während der Untersuchung auftretenden Schwingbeschleunigungen. Wenn Teile der Meßvor richtung sich während der Messung gegeneinander verschieben oder gar der Kon takt zwischen Sensor und Gegenstand verloren geht, entstehen hohe nicht reprodu zierbare Meßfehler oder Resonanzerscheinungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die vielseitig insbesondere bei Serienuntersu chungen einsetzbar ist und die ohne Vor- oder Nachbereitungen am Gegenstand zuverlässige Meßergebnisse mit großer Meßgenauigkeit ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 6 und 7 gelöst. Mit der Erfindung ist sichergestellt, daß Untersuchungen in Serie ohne aufwendige Vor- oder Nachbereitung der Gegenstände schnell und präzise durch geführt werden können. Dies ist besonders vorteilhaft bei Schwingungsuntersuchun gen an Großserienbauteilen, beispielsweise an in einem nichtmetallischen Gehäuse befindlichen Elektromotoren, wie z. B. Staubsaugermotoren. Der Sensor kann an beliebigen Ankopplungsflächen angesetzt werden, was insbesondere bei Unwucht bestimmungen, wie sie in der deutschen Patentanmeldung 197 54 321.9 beschrie ben sind, äußerst vorteilhaft ist. An die Ebenheit der Ankopplungsflächen werden nur geringe Anforderungen gestellt. Es hat sich herausgestellt, daß eine sichere Kopp lung trotz der auftretenden Schwingungen bzw. Beschleunigungen gewährleistet ist. Entsprechende Bedenken haben bisher dem Einsatz der Unterdruckbefestigung von kontaktierenden Sensoren in der Schwingungs- und Vibrationsmeßtechnik entgegen gestanden. Die erforderliche Unterdruckquelle steht im Untersuchungsstand häufig schon zur Verfügung oder läßt sich preiswert beschaffen. Die Unterdruckquelle läßt sich problemlos auch zur Versorgung mehrerer Adapter bzw. Meßstellen einsetzen. Ist der Gegenstand selbst zur Erzeugung eines Unterdrucks geeignet, entfällt die Beschaffung einer separaten Unterdruckquelle.

Die Erfindung ermöglicht darüberhinaus eine einfache Überwachung der Anpreßkraft beispielsweise mittels der Messung des herrschenden Unterdrucks oder einer elasti schen Verformung im Bereich der Auflagefläche. Damit ist sichergestellt, daß Verrut schen oder Abheben der Teile während der Messung ausgeschlossen werden kann; bei Schraubbefestigungen oder Magnetbefestigungen läßt sich das nur schwer sicherstellen bzw. überwachen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt die Vorrichtung zur Ankopplung des Beschleunigungsaufneh mers 1 an einer Ankopplungsfläche 2 des zu untersuchenden Gegenstandes 3, die hier nur zum Teil dargestellt ist. Handelt es sich beispielsweise um die Unwucht- bzw. Vibrationsuntersuchung von Staubsaugermotoren, ist das die Wand eines Ge häuses, in dem der Motor mit seinen rotierenden Teilen gelagert ist.

Der Beschleunigungsaufnehmer 1 ist über einen massearmen Adapter 4 an den Gegenstand 3 der Untersuchung angekoppelt. Der Adapter 4 weist eine Endfläche 5 auf mit Gewindebohrungen für den Beschleunigungsaufnehmer 1 und die Verbin dung 6 zur Unterdruckquelle bzw. Vakuumpumpe. Diese durchgehenden Ein schraubbohrungen enden in einer Ausnehmung 7 der anderen Stirnseite, die von einem z. B. kreisringförmigen Teil 8 des Adapters 4 umgeben ist. Die Ausnehmung 7 ist beispielsweise durch Ausdrehen leicht herstellbar. Die Stirnfläche dieses kreis ringförmigen Teils 8 weist im dargestellten Beispiel mit einem zylindrischen zu unter suchenden Gegenstand zwei nach innen prismatisch angeordnete Teilflächen auf und bildet die Auflagefläche 9 des Adapters 4 an der Ankopplungsfläche 2 des Ge genstandes 3. Die Stirnfläche wird allgemein der Oberflächenform im Ankopplungs bereich des Gegenstands optimal angepaßt. Am Außenumfang des kreisringförmi gen Teils 8 ist ein gummielastischer Dichtring 10 befestigt, der am Ende eine Dicht lippe 11 zur Auflage an dem zu untersuchenden Gegenstand 3 hat.

Wird der Adapter 4 auf den Gegenstand 3 aufgesetzt und das Volumen der Aus nehmung 7, das durch die Dichtlippe 1 nach außen abgeschlossen ist, evakuiert, wird der Adapter 4 gegen den zu untersuchenden Gegenstand 3 gepreßt und in dieser Stellung sicher gehalten.

Strichpunktiert dargestellt ist eine Bohrung 12, über die gegebenenfalls der herr schende Unterdruck und damit die Anpreßkraft des Adapters 4 auf dem Gegenstand 3 kontrollierbar ist. Es kann auch die Verbindungsleitung zur Vakuumpumpe zur Kontrolle des Unterdrucks herangezogen werden. Schließlich kann auch vorgesehen werden, den Kreisring 8 an geeigneter Stelle mit Dehnungsmeßstreifen zu versehen, um auf diese Weise die Anpreßkraft zu kontrollieren.

Claims

1. Verfahren zur Ankopplung eines Sensors, vorzugsweise eines Beschleuni gungsaufnehmers an einen vorzugsweise auf Schwingungen oder Vibrationen, insbesondere Unwuchtschwingungen zu untersuchenden Gegenstand, bei dem der Beschleunigungsaufnehmer an einem einen ringförmigen elastischen End bereich aufweisenden Adapterkörper befestigt wird, der Adapterkörper auf ei ner Ankopplungsfläche des Gegenstandes aufgesetzt wird und das zwischen der Ankopplungsfläche und dem Adapterkörper mit seinem ringförmigen End bereich eingeschlossene Volumen mit einer Unterdruckquelle verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft des Adapterkörpers an die Ankopplungsfläche überwacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Überwa chung der im eingeschlossenen Volumen herrschende Unterdruck festgestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Überwa chung die elastische Verformung des Auflagebereichs des Adapters auf der Ankopplungsfläche ermittelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterdruckquel le der oder Teile des zu untersuchenden Gegenstandes verwendet werden.

6. Vorrichtung zur Ankopplung eines Sensors, vorzugsweise eines Beschleuni gungsaufnehmers an einen vorzugsweise auf Schwingungen oder Vibrationen, insbesondere Unwuchtschwingungen zu untersuchender Gegenstand, die ei nen Adapter, eine mit dem Adapter verbindbare Unterdruckquelle, eine Aufnah meeinrichtung für den Sensor, beispielsweise eine Aufnahmebohrung, sowie eine endseitige Abdichteinrichtung des Adapters in Form einer elastischen Dichtung aufweist.

7. Adapter zur Ankopplung eines Sensors an einen zu untersuchenden Gegen stand, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Aufnahmeeinrichtung für das Ver bindungselement zur Unterdruckquelle, an einem Ende eine Aufnahmeeinrich tung für den Sensor und am anderen Ende eine Auflagefläche mit einem diese umgebenden, ringförmigen elastischen Endbereich aufweist.

8. Adapter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige ela stische Endbereich durch ein separates Bauteil, vorzugsweise einen gummi elastischen Dichtring gebildet ist.

9. Adapter nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche des Adapters kreisringförmig ausgebildet ist und prismatisch geneigte Stirnflächen aufweist.