DE19925407A1 - Einrichtung und Verfahren zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaften einer Dämpferanordnung - Google Patents
Einrichtung und Verfahren zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaften einer DämpferanordnungInfo
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Abstract
Zum genauen Messen der dynamischen Torsionseigenschaften einer Dämpfereinrichtung mißt eine Meßeinrichtung die Winkelgeschwindigkeit (dTHETA¶1¶/dt) eines Eingangsdrehteils (1), die Winkelgeschwindigkeit (dTHETA¶2¶/dt) eines Ausgangsdrehteils (2), und die auf das Eingangsdrehteil übertragene Drehkraft bzw. das Drehmoment (T¶1¶). Der Torsionswinkel (THETA) einer Dämpfereinheit wird durch Integrieren der Winkelgeschwindigkeiten (dTHETA¶1¶/dt) und (dTHETA¶2¶/dt) des Eingangs- und des Ausgangsdrehteils berechnet. Die auf die Dämpfereinheit einwirkende Drehkraft bzw. das Drehmoment (T) wird berechnet, indem das Produkt aus der Winkelbeschleunigung (d·2·THETA¶1¶/dt·2·) des Eingangsdrehteils und dem Trägheitsmoment (I¶1¶) des EIngangsdrehteils von auf der auf das Eingangsdrehteil übertragenen Drehkraft (T¶1¶) subtrahiert wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum
Messen der dynamischen Torsionseigenschaften einer Dämp
feranordnung, die zwischen einem Eingangs- und einem Ausgangs
drehteil angeordnet ist.
Es sind bereits Messungen der Torsionseigenschaften an Dämp
feranordnungen durchgeführt worden, um die statischen Torsions
eigenschaften der Dämpferanordnung durch Aufbringen von Tor
sionsschwingungen zu erfassen, während die Dämpferanordnung
sich in einem stationären Zustand befindet. Die Dämpferanord
nung wird jedoch üblicherweise in einem Kraftfahrzeug einge
setzt und rotiert während des Betriebes unter Aufnahme von
hochfrequenten Schwingungen im Bereich von einigen zehn Hertz
oder mehr. Im Hinblick auf diese Gegebenheiten werden in zuneh
mendem Umfang Meßeinrichtungen für Drehschwingungen eingesetzt,
um die dynamischen Torsionseigenschaften der Dämpferanordnung
unter Bedingungen zu messen, die den tatsächlichen Betriebsbe
dingungen nahekommen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird nachfolgend eine Möglichkeit
zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaften einer Dämp
feranordnung mittels einer Torsionsmeßanordnung beschrieben,
bei der die Dämpferanordnung in einem statischen Zustand gehal
ten wird.
Hierbei weist eine Dämpferanordnung 100 ein Eingangsdrehteil
101, ein Ausgangsdrehteil 102 und eine Dämpferanordnung 103
auf. Die Dämpferanordnung 100 ist an einem ersten und einem
zweiten Befestigungsteil 111 und 112 festgelegt, wobei im ein
zelnen das Eingangsdrehteil 101 an dem ersten Befestigungsteil
111 und das Ausgangsdrehteil 102 an dem zweiten Befestigungs
teil 112 befestigt ist. Das Eingangsdrehteil 101 ist über eine
Welle 113 an dem ersten Befestigungsteil 111 festgelegt. Nach
dem Einsetzen der Dämpferanordnung 100 in die Torsionsmeßein
richtung gemäß Fig. 6 wird eine vibrierende (oder fluktuieren
de) Drehkraft, d. h. eine Drehkraft zum Erzeugen von Schwingun
gen, über das erste Befestigungsteil 111 in das Eingangsdreh
teil 101 eingeleitet, und der Drehkraft Ts sowie der Torsions
winkel θs werden gemessen, wie es in Fig. 7 dargestellt ist.
Bei der vorbeschriebenen Torsionsmeßeinrichtung werden die
Drehkraft Ts und der Torsionswinkel θs innerhalb der Meßein
richtung gemessen, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Die ermittel
ten Torsionseigenschaften schließen daher Eigenschaften der
Meßeinrichtung selbst mit ein. Bei dieser beschriebenen Ausfüh
rungsform kann ein Sensor nicht unmittelbar an der Dämp
feranordnung 100 angebracht werden. Die Drehkraft Ts der Welle
113 wird daher durch einen Sensor wie etwa ein Dehnungsmeßgerät
gemessen, und der Torsionswinkel θs wird durch Messen der Win
kelverstellung zwischen dem ersten und dem zweiten Befesti
gungsteil 111 und 112 bestimmt. Aus den vorgenannten Gründen
geben diese gemessenen Werte der Drehkraft Ts und des Torsions
winkels θs in vielen Fällen nicht die vollständigen bzw. kor
rekten Werte für die aktuelle Dämpfer-Torsionskraft und den
Dämpfer-Torsionswinkel der Dämpferanordnung 100 wieder.
Zum einen ist der Torsionswinkel θs ein Maß für die Differenz
in der Winkelverstellung zwischen dem ersten und dem zweiten
Befestigungsteil 111 und 112. Dieses Maß schließt möglicherwei
se die Drehverstellung anderer Elemente als das Eingangs- und
das Ausgangsdrehteil 101 und 102 mit ein. Des weiteren ist in
der gemessenen Drehverstellung die der Drehkraft zuzurechnende
Drehkraft enthalten, die aus der Trägheit des auf das erste Be
festigungsteil 111 wirkenden Eingangsdrehteils 101 herrührt und
an der Stelle des die Drehkraft Ts messenden Sensors meßbar
ist. Deshalb kann die tatsächliche Torsionsdrehkraft der Dämp
feranordnung 100 kleiner sein als die gemessene Drehkraft. Dem
entsprechend wächst die auf das Eingangsdrehteil 101 aufge
brachte Drehkraft zusammen mit der Trägheit des Eingangsdreh
teils 101 an und steigert dessen variable Winkelbeschleunigung.
Die von der in Fig. 6 gezeigten Torsions-Meßeinrichtung gemes
senen Drehkraft Ts ist daher kleiner als die tatsächliche Dämp
fertorsionskraft der Dämpferanordnung 100.
Da die herkömmliche Torsionsmeßeinrichtung in der vorbeschrie
benen Weise die Drehkraft und den Torsionswinkel intern mißt,
kann diese Einrichtung nicht die Torsionseigenschaften des
Dämpfers selbst bestimmen, sondern nur diejenigen Torsionsei
genschaften, die die Schwingungscharakteristiken der Meßein
richtung mit umfassen. Vor allen dann, wenn die Vibrationsträg
heit groß ist, die Welle eine geringe Festigkeit aufweist
und/oder die Frequenz der schwingenden Drehkraft hoch ist, be
einflussen diese Gegebenheiten signifikant das Ergebnis der
Messung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung
und ein Meßverfahren zu schaffen, mit denen es möglich ist, zu
verlässig und genau die dynamischen Torsionseigenschaften einer
Dämpfereinrichtung zu messen, welche eine zwischen einem Ein
gangs- und einem Ausgangsdrehteil angeordnete Dämpfereinheit
aufweist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 9, 11, 14
oder 15 gelöst. Die weiteren Ansprüche haben vorteilhafte Aus
gestaltungen zum Gegenstand.
In einer Ausführungsform der Erfindung dient eine Meßeinrich
tung zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaften einer
Dämpfereinrichtung, die eine zwischen einem Eingangs- und einem
Ausgangsdrehteil angeordnete Dämpferanordnung aufweist. Die
Meßeinrichtung enthält einen Schwingungserzeuger zum Aufbringen
einer vibrierenden Drehkraft auf das Eingangsdrehteil der Dämp
fereinrichtung, und einen ersten Winkelgeschwindigkeits-Meßsen
sor zum Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangs
drehteils. Ein zweiter Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor mißt
die Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils. Eine
Recheneinrichtung dient dazu, unter Verwendung der von dem er
sten und dem zweiten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor ausge
führten Messungen die Drehkraft und die Winkelverstellung der
Dämpferanordnung zu bestimmen.
Die Meßeinrichtung enthält weiterhin einen Drehkraftmeßsensor
zuftt Messen der auf das Eingangsdrehteil übertragenen Drehkraft
(T1) und/oder der auf das Ausgangsdrehteil übertragenen Dreh
kraft (T2). Die Recheneinrichtung weist folgende Elemente auf:
eine erste Recheneinheit zum Berechnen des Torsionswinkels (θ)
der Dämpfereinheit, eine zweite Recheneinheit zum Berechnen der
auf die Dämpfereinheit einwirkenden Drehkraft (T), und eine
dritte Recheneinheit zum Berechnen der Winkelbeschleunigung
(d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils durch Differenzieren der Win
kelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils, wobei die
Berechnungen der ersten und der zweiten Recheneinheit auf den
Meßergebnissen des ersten und des zweiten Winkelgeschwindig
keits-Meßsensors und des Drehkraft-Meßsensors basieren. Die er
ste Recheneinheit berechnet den Torsionswinkel (θ) der Dämp
fereinheit durch Integrieren der Differenz zwischen der Winkel
geschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils und der Winkel
geschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils. Die zweite Re
cheneinheit berechnet die auf die Dämpfereinheit wirkende Dreh
kraft (T), indem sie von der Drehkraft (T1) das Produkt aus dem
Trägheitsmoment (I1) des Eingangsdrehteils und der Winkelbe
schleunigung (d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils subtrahiert, wie
durch folgende Gleichung ausgedrückt wird:
{T = T1-(I1) × (d2θ1/dt2)}.
Der Drehkraftmeßsensor ist vorzugsweise ein Dehnungsmeßstrei
fen, der an einer Torsionswelle befestigt ist, welche das Ein
gangsdrehteil oder das Ausgangsdrehteil der Dämpfereinheit hält
und ein Drehmoment darauf ausübt.
Der Drehkraftmeßsensor kann auch als magnetischer Abtaster aus
gebildet sein, der die Bewegung von Erhebungen an einem angren
zenden Drehteil erfaßt.
Die Meßeinrichtung kann alternativ weiterhin einen Drehkraft
meßsensor aufweisen, um die auf das Eingangsdrehteil übertrage
ne Drehkraft (T1) und/oder die auf das Ausgangsdrehteil über
tragene Drehkraft (T2) zu messen. Die Recheneinheit enthält da
bei folgende Elemente: eine erste Recheneinheit zum Berechnen
des Torsionswinkels (θ) der Dämpfereinheit, eine zweite Rechen
einheit zum Berechnen der auf die Dämpfereinheit einwirkenden
Drehkraft (T), und eine dritte Recheneinheit zum Berechnen der
Winkelbeschleunigung (d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils durch Dif
ferenzieren der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangs
drehteils. Die Berechnungen der ersten und der zweiten Rechen
einheit basieren auf den Messungen des ersten und des zweiten
Winkelgeschwindigkeits-Meßsensors und des Drehkraftmeßsensors.
Die erste Recheneinheit berechnet den Torsionswinkel (θ) der
Dämpfereinheit durch Integrieren der Differenz zwischen der
Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils und der
Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils. Die zwei
te Recheneinheit berechnet die auf die Dämpfereinheit wirkende
Drehkraft (T), indem sie von der Drehkraft (T2) das Produkt aus
dem Trägheitsmoment (I2) des Eingangsdrehteils und der Winkel
beschleunigung (d2θ2/dt2) des Eingangsdrehteils subtrahiert, wie
durch folgende Gleichung ausgedrückt wird:
{T = T2-(I2) × (d2θ2/dt2)}
Der Drehkraftmeßsensor ist vorzugsweise ein Dehnungsmeßstrei
fen, der an einer Torsionswelle befestigt ist, welche das Ein
gangsdrehteil oder das Ausgangsdrehteil der Dämpfereinheit hält
und ein Drehmoment darauf ausübt.
Der Drehkraftmeßsensor kann auch als magnetischer Abtaster aus
gebildet sein, der die Bewegung von Erhebungen an einem angren
zenden Drehteil erfaßt.
Die Meßeinrichtung ist vorzugsweise so eingerichtet, daß sie
die dynamischen Torsionseigenschaften der Dämpfereinheit mißt,
während das Ausgangsdrehteil der Dämpfereinheit gegen eine
Drehbewegung festgelegt ist.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung mißt eine
Meßeinrichtung die dynamischen Torsionseigenschaften einer
Dämpfereinrichtung mit einer zwischen einem Eingangs- und einem
Ausgangsdrehteil angeordneten Dämpferanordnung. Die Meßeinrich
tung enthält einen Schwingungserzeuger zum Aufbringen einer vi
brierenden Drehkraft auf das Eingangsdrehteil, einen ersten
Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor zum Messen der Winkelgeschwin
digkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils und einen zweiten Win
kelgeschwindigkeits-Meßsensor zum Messen der Winkelgeschwindig
keit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils. Ein Drehkraft-Meßsensor
mißt die auf das Eingangsdrehteil übertragene Drehkraft (T1)
und/oder die auf das Ausgangsdrehteil übertragene Drehkraft
(T2). Eine Recheneinrichtung hat eine erste und eine zweite Re
cheneinheit, um auf der Grundlage der Meßwerte von dem ersten
und dem zweiten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor und dem Dreh
kraftmeßsensor zumindest den Torsionswinkel (θ) der Dämpferein
heit und das auf die Dämpfereinheit wirkende Drehmoment (T) zu
berechnen. Die erste Recheneinheit der Recheneinrichtung be
rechnet den Torsionswinkel (θ) der Dämpfereinheit durch Inte
grieren der Differenz zwischen der Winkelgeschwindigkeit
(dθ1/dt) des Eingangsdrehteils und der Winkelgeschwindigkeit
(dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils. Die zweite Recheneinheit der
Recheneinrichtung berechnet die auf die Dämpfereinheit wirkende
Drehkraft (T), indem sie von der Drehkraft (T1) ein Trägheits
moment (I1) des Eingangsdrehteils, multipliziert mit der Win
kelbeschleunigung (d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils, subtrahiert.
Die Winkelbeschleunigung wird durch Differenzieren der Winkel
geschwindigkeit(dθ1/dt) des Eingangsdrehteils berechnet, an der
der Drehkraft-Meßsensor die auf das Eingangsdrehteil übertrage
ne Drehkraft (T1) mißt, entsprechend der folgenden Gleichung:
{T = T1-(I1) × (d2θ1/dt2)}.
Die auf die Dämpfereinheit wirkende Drehkraft (T) wird berech
net, indem zu der auf das Ausgangsdrehteil übertragenen Dreh
kraft (T2) das Trägheitsmoment (I2) des Ausgangsdrehteils, mul
tipliziert mit der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des Ausgangs
drehteils, hinzuaddiert wird, wobei die Winkelbeschleunigung
durch Differenzieren der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des
Ausgangsdrehteils errechnet wird und der Drehkraftmeßsensor die
auf das Ausgangsdrehteil übertragene Drehkraft (T2) nach fol
gender Gleichung berechnet:
{T = T2+(I2) × (d2θ2/dt2)}.
Die Meßeinrichtung ist vorzugsweise so eingerichtet, daß sie
die dynamischen Torsionseigenschaften der Dämpfereinheit mißt,
während das Ausgangsdrehteil der Dämpfereinheit gegen eine
Drehbewegung festgelegt ist.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden die
Winkelgeschwindigkeit und die Winkelbeschleunigung des Ein
gangs- und des Ausgangsdrehteils gemessen bzw. berechnet, und
das Produkt aus der Winkelbeschleunigung und dem Trägheitsmo
ment wird von der auf das Eingangs- oder das Ausgangsdrehteil
übertragenen Drehkraft subtrahiert oder dazu addiert. Es ist
daher möglich, jeglichen Einfluß der Trägheit des Eingangs-
oder des Ausgangsdrehteils von der durch den Drehkraftmeßsensor
gemessenen Drehkraft zu entfernen, so daß die auf die Dämp
fereinheit einwirkende Drehkraft (T) präzis bestimmt werden
kann.
Bei der vorstehenden Bauweise werden die Winkelgeschwindigkei
ten (d/dt) des Eingangs- und des Ausgangsdrehteils gemessen,
und der Torsionswinkel (θ) der Dämpfereinheit wird durch Inte
grieren der Differenz zwischen diesen beiden Winkelgeschwindig
keiten berechnet. Dies ermöglicht es, den aktuellen Torsions
winkel (θ) der Dämpfereinrichtung zu bestimmen, der nicht die
Torsionswinkel zwischen dem jeweiligen Eingangs- bzw. Ausgangs
drehteil und den zugehörigen Halteteilen einschließt, die das
Eingangs- bzw. Ausgangsdrehteil festlegen.
Wie hieraus hervorgeht, können die auf die Dämpfereinrichtung
einwirkende Drehkraft (T) und der Torsionswinkel (θ) der Dämp
fereinrichtung genauer bestimmt werden, als es bislang möglich
war. Die dynamischen Torsionseigenschaften der Dämpfereinrich
tung können daher zuverlässig ermittelt werden. Insbesondere
können die dynamischen Torsionseigenschaften auch solcher Dämp
fereinrichtungen genau bestimmt werden, bei denen die Vibrati
onsträgheit des Eingangs- und des Ausgangsdrehteils groß ist
und deshalb mit einer herkömmlichen Meßeinrichtung ein großer
Fehler auftreten könnte.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mißt eine
Meßeinrichtung die dynamischen Torsionseigenschaften einer
Dämpfereinrichtung mit einer Dämpfereinheit zwischen einem Ein
gangs- und einem Ausgangsdrehteil, wobei die Messung erfolgt,
während das Eingangsdrehteil gegen eine Bewegung festgelegt
ist. Die Meßeinrichtung besitzt eine Vibratoreinrichtung zum
Aufbringen einer schwingenden Drehkraft auf das Eingangsdreh
teil, einen ersten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor zum Messen
der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils, und
einen zweiten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor zum Messen der
Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils. Eine Re
cheneinrichtung hat eine erste und eine zweite Recheneinheit,
um auf der Grundlage der von dem ersten und dem zweiten Winkel
geschwindigkeits-Meßsensor gemessenen Werte zumindest den Tor
sionswinkel (θ) der Dämpfereinheit und die auf die Dämpferein
heit wirkenden Drehkraft (T) zu berechnen. Die erste Rechenein
heit der Recheneinrichtung berechnet den Torsionswinkel (θ) der
Dämpfereinheit durch Integrieren der Differenz zwischen der
Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils und der
Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils. Die zwei
te Recheneinheit der Recheneinrichtung berechnet die auf die
Dämpfereinheit einwirkende Drehkraft (T) durch Multiplizieren
der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des Ausgangsdrehteils mit
dem Trägheitsmoment (I2) des Ausgangsdrehteils nach folgender
Gleichung:
{T = (I2) × (d2θ2/dt2)}.
Die Winkelbeschleunigung wird durch Differenzieren der Winkel
geschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils errechnet.
Der Drehkraftmeßsensor ist vorzugsweise ein Dehnungsmeßstrei
fen, der an einer Torsionswelle befestigt ist, welche das Ein
gangsdrehteil oder das Ausgangsdrehteil der Dämpfereinheit hält
und ein Drehmoment darauf ausübt.
Der Drehkraftmeßsensor kann auch als magnetischer Abtaster aus
gebildet sein, der die Bewegung von Erhebungen an einem angren
zenden Drehteil erfaßt.
Bei dieser Bauart werden die dynamischen Torsionseigenschaften
der Dämpfereinheit von der Meßeinrichtung gemessen, welche das
Eingangsdrehteil festhält und das Ausgangsdrehteil nicht fest
hält. Da das Ausgangsdrehteil nicht festgehalten wird, kann die
auf die Dämpfereinrichtung einwirkende Drehkraft (T) durch Mes
sen und Berechnen der Winkelgeschwindigkeit und der Winkelbe
schleunigung des Ausgangsdrehteils und durch Multiplizieren
dieser Werte mit dem Trägheitsmoment des Ausgangsdrehteils ge
messen und errechnet werden. Hierbei wird das Trägheitsmoment
des Ausgangsdrehteils vorab gemessen, und die Winkelbeschleuni
gung des Ausgangsdrehteils wird gemessen und berechnet, wodurch
die auf die Dämpfereinrichtung wirkende Drehkraft (T) bestimmt
werden kann.
Bei dieser Bauform werden die Winkelgeschwindigkeiten (d/dt)
des Eingangs- und des Ausgangsdrehteils gemessen, und der Tor
sionswinkel (θ) der Dämpfereinheit wird durch Integrieren der
Differenz zwischen diesen Winkelgeschwindigkeiten berechnet.
Damit ist es möglich, den aktuellen Torsionswinkel (θ) der
Dämpfereinrichtung zu bestimmen, der nicht zusätzlich den Tor
sionswinkel zwischen dem Eingangsdrehteil und einem das Ein
gangsdrehteil festhaltenden Rückhalteteil der Meßeinrichtung
aufweist.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Einrichtung die dynami
schen Torsionseigenschaften der Dämpfereinrichtung messen, ohne
das Ausgangsdrehteil festzulegen.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaften ei
ner Dämpfereinrichtung mit einer zwischen einem Eingangs- und
einem Ausgangsdrehteil angeordneten Dämpfereinheit. Das Verfah
ren besteht aus den folgenden Schritten:
- - Aufbringen einer schwingenden Drehkraft auf das Eingangsdreh teil,
- - Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdreh teils,
- - Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdreh teils,
- - Messen der auf das Eingangsdrehteil übertragenen Drehkraft (T1) und/oder der auf das Ausgangsdrehteil übertragenen Dreh kraft (T2),
- - Berechnen des Torsionswinkels (θ) der Dämpfereinheit durch Integrieren der Differenz zwischen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils und der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils, und
- - Berechnen der auf die Dämpfereinheit einwirkenden Drehkraft
(T) nach wenigstens einer von zwei Methoden, die erste Methode
gebildet durch: von der Drehkraft (T1) das Produkt aus dem
Trägheitsmoment (I1) des Eingangsdrehteils und der Winkelbe
schleunigung (d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils subtrahieren, ent
sprechend der folgenden Gleichung:
{T = T1+(I1) × (d2θ1/dt2)}
wobei die Winkelbeschleunigung durch Differenzieren der Winkel geschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils entsprechend der Messung der im Schritt der Drehkraftmessung gemessenen Dreh kraft (T1) berechnet wird, die zweite Methode gebildet durch: zu der Drehkraft (I2) das Trägheitsmoment (T2) des Ausgangs drehteils, multipliziert mit der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des Ausgangsdrehteils, nach folgender Gleichung hinzuaddieren:
{T = T2+(I2) × (d2θ2/dt2)}
wobei die Winkelbeschleunigung durch Differenzieren der Winkel geschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils entsprechend der Messung der Drehkraft (T2) errechnet wird.
Bei diesem erfindungsgemäßen Meßverfahren zu der zu der auf das
Ausgangsdrehteil übertragenen Drehkraft (T2) das Trägheitsmo
ment (I2) des Ausgangsdrehteils, multipliziert mit der Winkel
beschleunigung (d2θ2/dt2) des Ausgangsdrehteils, hinzuaddiert
wird, wobei die Winkelbeschleunigung durch Differenzieren der
Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils errechnet
wird und der Drehkraftmeßsensor die auf das Ausgangsdrehteil
übertragene Drehkraft (T2) nach folgender Gleichung berechnet:
{T = T2+(I2) × (d2θ2/dt2)}.
Bei diesem Meßverfahren werden die Winkelgeschwindigkeit und
die Winkelbeschleunigung des Eingangs- oder des Ausgangsdreh
teils gemessen bzw. berechnet, und das Produkt aus der Winkel
beschleunigung und dem Trägheitsmoment wird von der auf das
Eingangs- oder das Ausgangsdrehteil übertragenen Drehkraft sub
trahiert oder dazu addiert. Es ist daher möglich, den Einfluß
der Trägheit des Eingangs- oder des Ausgangsdrehteils von der
im Schritt der Drehkraftmessung gemessenen Drehkraft zu entfer
nen, so daß die auf die Dämpfereinrichtung einwirkende Dreh
kraft (T) präzis bestimmt werden kann.
In dem vorstehend beschriebenen Meßverfahren werden die Winkel
geschwindigkeiten (d/dt) des Eingangs- und des Ausgangsdreh
teils gemessen, und der Torsionswinkel (θ) der Dämpfereinheit
wird durch Integrieren der Differenz zwischen diesen beiden
Winkelgeschwindigkeiten berechnet. Dies ermöglicht es, den ak
tuellen Torsionswinkel (θ) der Dämpfereinrichtung zu bestimmen,
der nicht die Torsionswinkel zwischen dem jeweiligen Eingangs-
bzw. Ausgangsdrehteil und zugehörigen Halteteilen einer Meßein
richtung einschließt, die das Eingangs- bzw. Ausgangsdrehteil
festlegen.
Wie hieraus hervorgeht, können die auf die Dämpfereinrichtung
einwirkende Drehkraft (T) und der Torsionswinkel (θ) der Dämp
fereinrichtung genauer bestimmt werden, als es bislang möglich
war. Die dynamischen Torsionseigenschaften der Dämpfereinrich
tung können daher zuverlässig ermittelt werden. Insbesondere
können die dynamischen Torsionseigenschaften auch solcher Dämp
fereinrichtungen genau bestimmt werden, bei denen die Vibrati
onsträgheit des Eingangs- und des Ausgangsdrehteils groß ist
und deshalb mit einer herkömmlichen Meßeinrichtung ein großer
Fehler auftreten könnte.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht aus einem
Verfahren zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaften ei
ner Dämpfereinrichtung mit einer zwischen einem Eingangs- und
einem Ausgangsdrehteil angeordneten Dämpfereinheit mit den fol
genden Schritten:
- - Aufbringen einer schwingenden Drehkraft auf das Eingangsdreh teil,
- - Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdreh teils,
- - Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdreh teils,
- - Berechnen des Torsionswinkels (θ) der Dämpfereinheit durch Integrieren der Differenz zwischen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils und der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils, und
- - Berechnen der auf die Dämpfereinheit einwirkenden Drehkraft
(T) durch Multiplizieren der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des
Ausgangsdrehteils mit dem Trägheitsmoment (I2) des Ausgangs
drehteils nach folgender Gleichung:
{T = (I2) × (d2θ2/dt2)},
wobei die Winkelbeschleunigung durch Differenzieren der Winkel
geschwindigkeit (dθ2
/dt) des Ausgangsdrehteils errechnet wird.
Bei dem so ausgestalteten Meßverfahren werden die dynamischen
Torsionseigenschaften der Dämpfereinrichtung von einer Meßein
richtung gemessen, welche das Eingangsdrehteil festhält und das
Ausgangsdrehteil nicht festhält. Da die Meßeinrichtung das Aus
gangsdrehteil nicht festhält, kann die auf die Dämpfereinrich
tung einwirkende Drehkraft (T) durch Messen und Berechnen der
Winkelgeschwindigkeit und der Winkelbeschleunigung des Aus
gangsdrehteils und durch Multiplizieren dieser Werte mit dem
Trägheitsmoment des Ausgangsdrehteils gemessen und errechnet
werden. Bei diesem Verfahren wird das Trägheitsmoment des Aus
gangsdrehteils vorab gemessen, und die Winkelbeschleunigung des
Ausgangsdrehteils wird gemessen und berechnet, wodurch die auf
die Dämpfereinrichtung wirkende Drehkraft (T) bestimmt werden
kann.
Bei diesem Verfahren werden die Winkelgeschwindigkeiten
(dθ1/dt) und (dθ2/dt) des Eingangs- und des Ausgangsdrehteils
gemessen, und der Torsionswinkel (θ) der Dämpfereinheit wird
durch Integrieren der Differenz zwischen diesen Winkelgeschwin
digkeiten berechnet. Damit ist es möglich, den aktuellen Tor
sionswinkel (θ) der Dämpfereinrichtung zu bestimmen, der nicht
den Torsionswinkel zwischen dem Eingangsdrehteil und einem das
Eingangsdrehteil festhaltenden Rückhalteteil der Meßeinrichtung
aufweist.
Mit dem so ausgebildeten Meßverfahren können die dynamischen
Torsionseigenschaften der Dämpfereinrichtung gemessen werden,
ohne das Ausgangsdrehteil in der oben beschriebenen Weise fest
zulegen. Damit ist es anders als bei einem herkömmlichen Ver
fahren möglich, die dynamischen Torsionseigenschaften einer
Dämpfereinrichtung zu messen, deren eines Ende frei schwingen
kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbei
spielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei
zeigt:
Fig. 1A eine schematische Darstellung einer Dämpfereinrichtung
und einer Einrichtung zum Messen der dynamischen Tor
sionseigenschaften in einer Ausführungsform der Erfin
dung,
Fig. 1B eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Einrichtung zum Messen der dynamischen Torsionseigen
schaften in einer abgewandelten Ausführungsform, bei
der ein Computer den der Dämpfereinrichtung zugeführten
Schwingungseingang regelt,
Fig. 2 eine teilweise Endansicht eines Eingangsteils (bzw. ei
nes Ausgangsteils) mit einem Abtaster der in Fig. 1A
gezeigten Einrichtung zum Messen der dynamischen Tor
sionseigenschaften,
Fig. 3 ein Diagramm mit der Darstellung der Umwandlung von Da
ten durch die Einrichtung zum Messen der dynamischen
Torsionseigenschaften,
Fig. 4 eine Kurve mit der Darstellung der dynamischen Tor
sionseigenschaften, die aus den von der Einrichtung zum
Messen der dynamischen Torsionseigenschaften umgewan
delten Daten erzeugt wurden,
Fig. 5 eine schematische Darstellung von Elementen einer Rota
tions-Dämpfereinrichtung in festgelegtem Zustand nach
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Dämpfereinrichtung,
die in einer bekannten Einrichtung zum Messen der dyna
mischen Torsionseigenschaften festgelegt ist,
Fig. 7 eine Kurve mit der Darstellung der dynamischen Tor
sionseigenschaften, die von der bekannten, in Fig. 6
gezeigten Einrichtung zum Messen der dynamischen Tor
sionseigenschaften gemessen worden sind.
Die Fig. 1A zeigt schematisch eine Einrichtung zum Messen der
dynamischen Torsionseigenschaften und eine Rotationsdämpferein
richtung 10 in einer Ausführungsform der Erfindung. Die Ein
richtung zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaften dient
dazu, die Torsionseigenschaften der Rotationsdämpfereinrichtung
10 zu messen.
Die Einrichtung zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaf
ten weist ein erstes und ein zweites Befestigungsteil 11 und 12
sowie eine erste und eine zweite Welle 13 und 14 auf, die die
Rotationsdämpfereinrichtung 10 mit dem ersten bzw. zweiten Be
festigungsteil 11, 12 verbinden. Das erste und das zweite Befe
stigungsteil 11, 12 sowie die erste und die zweite Welle 13, 14
halten die Rotationsdämpfereinrichtung 10 während eines Meßvor
gangs der Torsionseigenschaften fest. Ferner besitzt die Ein
richtung zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaften einen
ersten und einen zweiten Abtaster 21 und 22 zum Messen der Au
ßenumfangsgeschwindigkeit der Rotationsdämpfereinrichtung 10,
ein erstes und ein zweites Meßgerät 23 und 24 zum Messen der
Drehkraft an der ersten bzw. der zweiten Welle 13, 14, sowie
ein Datenanalysiersystem. Das erste und das zweite Meßgerät 23,
24 sind Sensoren zum Messen der Drehkraft bzw. des Drehmoments.
Das Datenanalysiersystem analysiert die von dem ersten und dem
zweiten Abtaster 21, 22 erhaltenen Daten sowie die von dem er
sten und dem zweiten Meßgerät 23, 24 erhaltenen Daten und lei
tet die dynamischen Torsionseigenschaften der Rotationsdämp
fereinrichtung 10 in einer noch näher zu beschreibenden Weise
ab. Das Datenanalysiersystem besteht aus einem Meßwertschreiber
29, Drehgeschwindigkeitskonvertern 31 und 32, einem Digital
wandler 38, einem Speicherrecorder 39 und einem Computer 40.
Die Rotationsdämpfereinrichtung 10 weist ein Eingangsdrehteil
1, ein Ausgangsdrehteil 2 und eine dazwischen angeordnete Dämp
fereinheit 3 auf, die sämtlich, wie in Fig. 1A gezeigt, in der
Einrichtung zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaften
angeordnet sind. Die Dämpfereinheit 3 enthält beispielsweise
ein elastisches Teil 3a, wie etwa eine Schraubenfeder oder ein
anderes federndes Element, und ein hysteresedämpfendes Teil 3b,
wie etwa Reibungsflächen oder einen Dämpfer mit viskosem Fluid.
Das elastische Teil 3a hat normalerweise eine Reaktionseigen
schaft k, die beispielsweise als lineare Reaktion vorliegen
kann, wie es bei einer Schraubenfeder der Fall ist. Das hyste
resedämpfende Teil 3b hat eine Reaktionseigenschaft C, die eine
nichtlineare Reaktion sein kann, wie es bei zwei in Kontakt be
findlichen Reibungsflächen der Fall ist, die die Bewegung einer
zusammengedrückten Schraubenfeder verzögern, wenn diese in den
entspannten Zustand zurückgeht.
Das Eingangsdrehteil 1 ist über die erste Welle 13 an dem er
sten Befestigungsteil 11 festgelegt, und das Ausgangsdrehteil 2
ist über die zweite Welle 14 an dem zweiten Befestigungsteil 12
festgelegt. Das Trägheitsmoment 11 des Eingangsdrehteils 1 und
das Trägheitsmoment 12 des Ausgangsdrehteils 2 werden vorab ge
messen oder berechnet und in dem (nicht dargestellten) Speicher
des Computers 40 gespeichert. Die Rotationsdämpfereinrichtung
10 wird z. B. in einer Kupplung eingesetzt, die etwa einen Motor
mit einem Getriebe kuppelt.
Gemäß Fig. 2 haben das Eingangsdrehteil 1 und das Ausgangsdreh
teil 2 mehrere radial nach außen vorstehende Vorsprünge P. Der
erste und der zweite Abtaster 21 und 22 sind beispielsweise Ma
gnettaster, die Änderungen in dem Magnetfeld infolge der Nähe
rung der Vorsprünge P erfassen und dabei ein Ausgangssignal er
zeugen. Der erste Abtaster 21 mißt die Außenumfangsgeschwindig
keit des Eingangsdrehteils 1, und der zweite Abtaster 22 mißt
die Außenumfangsgeschwindigkeit des Ausgangsdrehteils 2, je
weils durch Erfassen der Bewegung der Vorsprünge an den Abta
stern 21 und 22.
Die beiden Abtaster 21 und 22 sind Magnetsensoren. Sie erfassen
die Impulse, die durch die Rotation der Vorsprünge P an den Au
ßenumfangsflächen des Eingangsdrehteils 1 bzw. des Ausgangs
drehteils 2 erzeugt werden, und übertragen die erfaßten Ergeb
nisse an den Meßwertschreiber 29. Ein von dem ersten und dem
zweiten Abtaster 21 und 22 übertragenes, die Geschwindigkeits
werte darstellendes Signal ist im Teil (A) der Fig. 3 wiederge
geben.
Das erste und das zweite Meßgerät 23 und 24 sind z. B. Dehnungs
meßgeräte, die an der ersten und der zweiten Welle 13, 14 befe
stigt sind und jeweils eine vorgegeben Festigkeit aufweisen.
Die erste und die zweite Welle 13, 14 bestehen dabei aus einem
Material mit einem vorgegeben Durchmesser, so daß bei der zum
Prüfen einer Dämpfereinrichtung erforderlichen Torsion und
Spannung eine meßbare elastische Deformation der beiden Wellen
auftreten kann. Die Deformation der beiden Wellen 13 und 14
wird auf das erste und das zweite Meßgerät 23, 24 übertragen,
so daß die Meßgeräte 23 und 24 ebenfalls einer Deformation un
terliegen. Die Deformation von Dehnungsmeßgeräten, wie sie von
den Meßgeräten 23 und 24 dargestellt werden, ist eine in der
Mechanik bekannte Meßgröße. Die Deformation der Dehnungsmeßge
räte ist dabei ein Maß für die auf die Wellen 13 und 14 aufge
brachte Drehkraft bzw. das Drehmoment.
Der erste und der zweite Abtaster 21, 22 sowie das erste und
das zweite Meßgerät 23, 24 sind mit dem Meßwertschreiber 29
verbunden. Der Meßwertschreiber 29 dient zum Aufzeichnen und
Speichern der von dem ersten und dem zweiten Abtaster 21, 22
erhaltenen Geschwindigkeitsdaten und der von dem ersten und dem
zweiten Meßgerät 23, 24 erhaltenen Drehkraftdaten (T1) und
(T2), die während einer bestimmten Zeitspanne beim Test der Ro
tationsdämpfereinrichtung 10 erzeugt werden.
Die Drehgeschwindigkeitskonverter 31 und 32 sind mit dem Meß
wertschreiber 29 verbunden und dienen zum Umwandeln der von dem
ersten und dem zweiten Abtaster 21, 22 erhaltenen Geschwindig
keitsdaten in ein die Drehgeschwindigkeitsdaten des Eingangs
drehteils 1 bzw. des Ausgangsdrehteils 2 repräsentierendes Si
gnal, und zum Übertragen der Drehgeschwindigkeitsdaten an den
Digitalwandler 38. Dabei wandeln die Drehgeschwindigkeitskon
verter 31 und 32 die im Teil (a) der Fig. 3 gezeigten Geschwin
digkeitsdaten in die im Teil (b) der Fig. 3 gezeigten Drehge
schwindigkeitsdaten um.
Die Drehgeschwindigkeitskonverter 31 und 32 sind mit dem Digi
talwandler 38 verbunden, der die Analogdaten in Digitaldaten
umwandelt. Im vorliegenden Fall wandelt der Digitalwandler 38
die im Teil (b) der Fig. 3 gezeigten analogen Geschwindigkeits
daten in die im Teil (C) der Fig. 3 gezeigten Digitaldaten um.
Im Teil (C) der Fig. 3 stellt "ts" die Tastzeit bei der Ana
log/Digital-Umwandlung dar.
Das erste und das zweite Meßgerät 23, 24 sind ebenfalls mit dem
Digitalwandler 38 verbunden, so daß die hiervon kommenden Si
gnale in gleicher Weise von Analog- in Digitalsignale umgewan
delt werden.
Der Speicherrecorder 39 speichert sämtliche von dem Digital
wandler 38 umgewandelten digitalen Daten.
Der Digitalwandler 38 ist ferner an den Computer 40 angeschlos
sen, so daß alle digitalen Geschwindigkeitsdaten, die aus den
von dem ersten und dem zweiten Abtaster 21, 22 übertragenen Si
gnalen umgewandelt worden sind, und alle digitalen Daten, die
aus den von dem ersten und dem zweiten Meßgerät 23, 24 übertra
genen Signalen umgewandelt worden sind, von den Schaltkreisen
des Computers 40 aufgenommen werden, um in der nachfolgend be
schriebenen Weise verarbeitet zu werden.
Der Computer 40 hat mehrere Recheneinheiten 41, 42, 43, 45, 46,
51, 52 und 53, welche die dynamischen Torsionseigenschaften 49
als Rechenergebnis ausgeben. Die Recheneinheiten 41, 42, 43,
45, 46, 51, 52 und 53 können als beliebige Recheneinheiten in
dem Computer 40 ausgebildet sein. Beispielsweise können diese
Recheneinheiten in Form eines Computerprogramms vorliegen, das
zum Verarbeiten der Eingänge in dem Computer 40 ausgelegt ist.
Alternativ können die Recheneinheiten spezielle Schaltkreise
sein, die zum Rechnen in der nachfolgend beschriebenen Weise
ausgebildet sind. Desgleichen können die Recheneinheiten auch
als Computerchip vorliegen, in dem die spezielle Schaltung zum
Ausführen der erforderlichen Berechnungen ausgebildet sind.
Die Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils 1, die
von dem ersten Abtaster 21 erfaßt und von dem Digitalwandler 38
in ein Digitalsignal umgewandelt worden ist, wird in die Re
cheneinheit 41 eingeleitet. Die Recheneinheit 41 differenziert
die Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) und errechnet so die Winkel
beschleunigung (d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils 1. In gleicher
Weise differenziert die Recheneinheit 51 die Winkelgeschwindig
keit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils 2, die von dem zweiten Ab
taster 22 erfaßt und von dem Digitalwandler 38 in ein Digital
signal umgewandelt worden ist, und errechnet so die Winkelbe
schleunigung (d2θ2/dt2) des Ausgangsdrehteils 2.
Die Recheneinheit 42 multipliziert die Winkelbeschleunigung
(d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils 1 mit dem Trägheitsmoment I1
des Eingangsdrehteils 1, und die Recheneinheit 43 subtrahiert
das damit erhaltene Produkt von der gemessenen Drehkraft (T1)
der ersten Welle 13. Auf diese Weise berechnen die Rechenein
heiten 42 und 43 die Drehkraft (T) der Rotationsdämpfereinrich
tung 10 nach der folgenden Formel:
{T = T1-(I1) × (d2θ1/dt2)}.
In gleicher Weise multipliziert die Recheneinheit 52 die Win
kelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des Eingangsdrehteils 2 mit dem
Trägheitsmoment 12 des Ausgangsdrehteils 2, und die Rechenein
heit 53 addiert das damit erhaltene Produkt zu der gemessenen
Drehkraft (T2) der zweiten Welle 14. Auf diese Weise berechnen
die Recheneinheiten 52 und 53 die Drehkraft (T) der Rotations
dämpfereinrichtung 10 nach der folgenden Formel:
{T = T2+(I2) × (d2θ1/dt2)}.
Da die Drehkraft T1 und T2 der beiden Wellen 13 und 14 gemessen
wird, kann die Drehkraft (T) der Rotationsdämpfereinrichtung 10
auf zweierlei Weise berechnet werden, nämlich unter Verwendung
der Recheneinheiten 41, 42 und 43 und unter Verwendung der Re
cheneinheiten 51, 52 und 53. Die Drehkraft (T) kann ebenso auf
nur eine Weise berechnet werden, falls die Drehkraft nur einer
der beiden Wellen 13 und 14 gemessen wird. Die Formel zum Be
rechnen der Drehkraft (T) kann aus den beiden folgenden Glei
chungen abgeleitet werden:
(I1) × (d2θ1/dt2) = T1-k(θ1-θ2) - C{(dθ1/dt)-(dθ2/dt)}
(I2) × (d2θ1/dt2) = k(θ1-θ2) + C{(dθ1/dt)-(dθ2/dt)}-T2
Die Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils 1 und
die Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) werden an die Recheneinheit
45 übertragen. Da die beiden Winkelgeschwindigkeiten erhalten
werden, bildet die Recheneinheit 45 eine Differenz zwischen der
Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils 1 und der
Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils 2. Die Re
cheneinheit 46 differenziert die so erhaltene Differenz. Da
durch wird der relative Torsionswinkel (θ) der Rotationsdämp
fereinrichtung 10 zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsdreh
teil 1, 2 errechnet und an eine optische Anzeige wie etwa ein
Computerdisplay oder einen Drucker weitergeführt. Desgleichen
wird die errechnete Drehkraft (T) an die optische Anzeige ge
leitet, um eine Kurve der dynamischen Torsionseigenschaften 49
zu erzeugen.
Die dynamischen Torsionseigenschaften 49 der Rotationsdämp
fereinrichtung 10 werden erhalten, indem man den Torsionswinkel
(θ) in Abhängigkeit von der berechneten Drehkraft (T) der Rota
tionsdämpfereinrichtung 10 aufzeichnet. Ein Beispiel für die
dynamische Torsionseigenschaft ist in Fig. 4 gezeigt.
Bei den in Fig. 7 gezeigten Torsionseigenschaften, die auf her
kömmliche Weise erhalten wurden und in nachteiliger Weise Cha
rakteristiken der Meßeinrichtung enthalten, weisen die ange
zeigten dynamischen Torsionseigenschaften D2 in einem relativ
weiten Bereich Unregelmäßigkeiten und deutliche Inkonsistenzen
gegenüber den statischen Torsionseigenschaften S auf. Im Gegen
satz hierzu sind die dynamischen Torsionseigenschaften D1 in
Fig. 4 gegenüber den statischen Torsionseigenschaften S in ei
nem relativ weiten Bereich verhältnismäßig konsistent. Die nach
konventionellem Verfahren erhaltenen dynamischen Torsionseigen
schaften D2 in Fig. 7 sind weniger repräsentativ, da die Träg
heit des Eingangsdrehteils 101 bei dem bekannten Meßverfahren
gemäß Fig. 6 der Drehkraft der Dämpferanordnung 100 entgegen
wirkt. Die in Fig. 7 gezeigten dynamischen Torsionseigenschaf
ten enthalten Übergangsschwingungen und sind daher weniger ge
nau. Im Gegensatz hierzu weisen die in Fig. 4 gezeigten dynami
schen Torsionseigenschaften D1 keine Übergangsschwingungen auf
und haben daher eine höhere Genauigkeit.
Beim Messen der dynamischen Torsionseigenschaften der Rotati
onsdämpfereinrichtung 10 mit der Meßeinrichtung nach der vor
liegenden Ausführungsform erzeugt eine Vibrationseinrichtung V
eine Drehkraft und Schwingungen (beispielsweise schnelle Dreh
schwingungen), wie es durch den Pfeil neben dem ersten Befesti
gungsteil 11 in Fig. 1A angedeutet ist. Dabei leitet die Vibra
tionseinrichtung V Schwingungen mit einer geeigneten Frequenz
in das erste Befestigungsteil 11 ein und bewirkt eine Drehver
stellung zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsteil
11, 12. Während dem Aufbringen der Schwingungen durch die vor
beschriebene Einrichtung werden die Messungen aufgezeichnet, um
die in Fig. 4 dargestellten Ergebnisse zu gewinnen.
Wie in Fig. 1B gezeigt, kann die Einrichtung zum Messen der dy
namischen Torsionseigenschaften so aufgebaut sein, daß der Com
puter 40 die Vibrationseinrichtung V steuert und dabei das Auf
bringen von Drehkraft und Schwingungen auf die Dämpfereinrich
tung regelt. Das Aufbringen von Drehkraft und Schwingungen kann
aber auch unabhängig geregelt werden, beispielsweise durch eine
Bedienungsperson, die manuell die von der Vibrationseinrichtung
V aufgebrachte Drehkraft einstellt.
Die Vibrationseinrichtung V kann eine beliebig aufgebaute Ein
richtung zum Aufbringen von Drehkraft sein, etwa ein Elektromo
tor, ein Schrittmotor, ein benzingetriebener Motor oder ein
handbetätigter Hebel zum manuellen Eingeben von Drehkraft durch
eine Bedienungsperson.
Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform werden
sowohl das Eingangsdrehteil 1 als auch das Ausgangsdrehteil 2
zum Messen der erläuterten Charakteristiken festgelegt. Die
Messung kann jedoch auch in dem in Fig. 5 dargestellten Zustand
ausgeführt werden, um die dynamischen Torsionseigenschaften bei
gelöster Kupplung zu bestimmen, d. h. wenn das Ausgangsdrehteil
2 sich frei drehen kann.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Rotationsdämpfereinrichtung 10 ist
das Eingangsdrehteil 1 über die erste Welle 13 an dem ersten
Befestigungsteil 11 festgelegt, während das Ausgangsdrehteil 2
nicht festgelegt ist und frei rotieren kann.
Bei dieser Ausführungsform wird das Drehmoment der ersten Welle
13 nicht gemessen und der Rechenvorgang von den Recheneinheiten
41, 42, 43 und 53 nicht ausgeführt. Lediglich der erste und der
zweite Abtaster 21, 22 führen Messungen zum Erzeugen von Daten
aus. Das in Fig. 5 nicht dargestellte Datenanalysiersystem
weist generell dieselben Komponenten auf wie das Datenanaly
siersystem gemäß Fig. 1A oder 1B, wie den Meßwertschreiber 29,
die Drehgeschwindigkeitskonverter 31 und 32, den Digitalwandler
38, den Speicherrecorder 39 und den Computer 40.
In dem Computer 40 berechnet die Recheneinheit 51 die Winkelbe
schleunigung (d2θ2/dt2) des Ausgangsdrehteils 2 durch Differen
zieren der aus den Drehgeschwindigkeitsdaten des Ausgangsdreh
teils 2 abgeleiteten Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Aus
gangsdrehteils 2;
Die Recheneinheit 52 multipliziert die Winkelbeschleunigung
(d2θ2/dt2) des Ausgangsdrehteils 2 mit dem Trägheitsmoment I2
des Ausgangsdrehteils 2. Dabei berechnet die Recheneinheit 52
die Drehkraft (T) der Rotationsdämpfereinrichtung 10 nach der
folgenden Formel:
T = (I2) × (d2θ2/dt2).
Die Recheneinheit 45 stellt die Differenz zwischen der Winkel
geschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils 1 und der Win
kelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils 2 fest. Die
Recheneinheit 46 integriert die Differenz. Damit wird der rela
tive Torsionswinkel (θ) der Rotationsdämpfereinrichtung 10 zwi
schen dem Eingangs- und dem Ausgangsdrehteil 1, 2 berechnet.
Die dynamischen Torsionseigenschaften 49 der Rotationsdämp
fereinrichtung 10 werden aus der Drehkraft (T) der Rotations
dämpfereinrichtung 10 und dem relativen Torsionswinkel (θ) er
halten, die in der oben beschriebenen Weise errechnet wurden.
Während ein übliches Verfahren die Messung nicht ohne Festle
gung des Ausgangsdrehteils 2 ausführen kann, ist mit dem Ver
fahren nach dieser Ausführungsform das Messen der dynamischen
Torsionseigenschaften in der oben beschriebenen Weise möglich.
Mit der zweiten Ausführungsform der Erfindung kann die auf die
Dämpferanordnung einwirkende Drehkraft (T) genau bestimmt wer
den, indem der Trägheitseinfluß des Eingangs- oder des Aus
gangsdrehteils von der von dem Drehkraftmeßsensor gemessenen
Drehkraft eliminiert wird, und es ist möglich, den aktuellen
Torsionswinkel (θ) der Rotationsdämpfereinrichtung zu bestim
men, der nicht den Torsionswinkel zwischen dem Ein
gangs/Ausgangs-Drehteil und den diese Drehteile haltenden Befe
stigungsteilen einschließt. Demzufolge können die dynamischen
Torsionseigenschaften der Dämpferanordnung genau ermittelt wer
den.
Beide Ausführungsformen der Erfindung können zum Erlangen von
Werten eingesetzt werden, die die dynamischen Torsionseigen
schaften einer beliebigen Dämpferanordnung wiedergeben. Die Ro
tationsdämpfereinrichtung 10 gemäß Fig. 1A kann beispielsweise
eine Dämpferanordnung in einer Kupplungsscheibeneinheit mit
Schraubenfedern und Reibscheiben sein. In gleicher Weise kann
die Dämpferanordnung in einer Schwungscheibe oder einer Über
brückungskupplung eines Drehmomentwandlers mit Kombinationen
aus elastischen Elementen und Reibungsscheiben oder Verzöge
rungselementen mit viskosem Fluid zur Anwendung kommen.
Ferner kann der Computer 40 in der erfindungsgemäßen Meßein
richtung für die dynamischen Torsionseigenschaften ein Personal
Computer mit einem CRT-Display, CPU, RAM und einem als Fest
platte ausgebildeten Speicher sein, der für die beschriebenen
Rechenvorgänge programmiert ist. Wahlweise kann der Computer 40
auch als spezifischer Schaltkreis ausgebildet sein, in dessen
Elementen die geschilderten Rechenkapazitäten enthalten sind.
Zusammengefaßt mißt eine Meßeinrichtung die Winkelgeschwindig
keit (dθ1/dt) eines Eingangsdrehteils 1, die Winkelgeschwindig
keit (dθ2/dt) eines Ausgangsdrehteils 2, und die auf das Ein
gangsdrehteil übertragene Drehkraft bzw. das Drehmoment (T1).
Der Torsionswinkel (θ) einer Dämpfereinheit wird durch Inte
grieren der Winkelgeschwindigkeiten (dθ1/dt) und (dθ2/dt) des
Eingangs- und des Ausgangsdrehteils berechnet. Die auf die
Dämpfereinheit einwirkende Drehkraft bzw. das Drehmoment (T)
wird berechnet, indem das Produkt aus der Winkelbeschleunigung
(d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils und dem Trägheitsmoment (I1)
des Eingangsdrehteils von der auf das Eingangsdrehteil übertra
genen Drehkraft (T1) subtrahiert wird.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Änderungen möglich.
Claims (15)
1. Einrichtung zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaf
ten einer Dämpferanordnung mit einer zwischen einem Eingangs-
und einem Ausgangsdrehteil (1, 2) angeordneten Rotationsdämp
fereinrichtung (10), gekennzeichnet durch:
eine Vibrationseinrichtung (V) zum Aufbringen einer vibrieren den Drehkraft auf das Eingangsdrehteil (1) der Dämpfereinrich tung (10),
einen ersten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor (21) zum Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1),
einen zweiten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor (22) zum Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils (2), und
eine Recheneinrichtung (40) zum Bestimmen der Drehkraft (T) bzw. des Drehmoments und der Winkelverstellung (θ) der Dämp feranordnung unter Verwendung der von dem ersten und dem zwei ten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor ausgeführten Messungen.
eine Vibrationseinrichtung (V) zum Aufbringen einer vibrieren den Drehkraft auf das Eingangsdrehteil (1) der Dämpfereinrich tung (10),
einen ersten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor (21) zum Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1),
einen zweiten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor (22) zum Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils (2), und
eine Recheneinrichtung (40) zum Bestimmen der Drehkraft (T) bzw. des Drehmoments und der Winkelverstellung (θ) der Dämp feranordnung unter Verwendung der von dem ersten und dem zwei ten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor ausgeführten Messungen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
einen Drehkraft- bzw. Drehmoment-Meßsensor (23, 24) zum Messen der auf das Eingangsdrehteil (1) und/oder das Ausgangsdrehteil (2) übertragenen Drehkraft (T1, T2) bzw. des Drehmoments,
eine in der Recheneinrichtung enthaltene erste Recheneinheit zum Berechnen des Torsionswinkels (θ) der Rotationsdämpferein heit (10), eine zweite Recheneinheit zum Berechnen der auf die Dämpfereinheit (10) wirkenden Drehkraft (T) bzw. des Drehmo ments, und eine dritte Recheneinheit zum Berechnen der Winkel beschleunigung (d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils (1) durch Diffe renzieren der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdreh teils (1), wobei die Berechnungen der ersten und der zweiten Recheneinheit auf den Messungen des ersten und des zweiten Win kelgeschwindigkeits-Meßsensors (21, 22) und des Drehkraftmeß sensor (23, 24) beruhen, und wobei
die erste Recheneinheit den Torsionswinkel (θ) der Dämpferein heit durch Integrieren der Differenz zwischen der Winkelge schwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1) und der Win kelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Ausgangsdrehteils (2) berech net, und die zweite Recheneinheit die auf die Dämpfereinheit wirkende Drehkraft (T) berechnet, indem sie von der Drehkraft (T1) ein Trägheitsmoment (I1) des Eingangsdrehteils (1), multipliziert mit der Winkelbeschleunigung (d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils, entsprechend der folgenden Gleichung subtrahiert:
{T = T1-(I1) × (d2θ1/dt2)}.
einen Drehkraft- bzw. Drehmoment-Meßsensor (23, 24) zum Messen der auf das Eingangsdrehteil (1) und/oder das Ausgangsdrehteil (2) übertragenen Drehkraft (T1, T2) bzw. des Drehmoments,
eine in der Recheneinrichtung enthaltene erste Recheneinheit zum Berechnen des Torsionswinkels (θ) der Rotationsdämpferein heit (10), eine zweite Recheneinheit zum Berechnen der auf die Dämpfereinheit (10) wirkenden Drehkraft (T) bzw. des Drehmo ments, und eine dritte Recheneinheit zum Berechnen der Winkel beschleunigung (d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils (1) durch Diffe renzieren der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdreh teils (1), wobei die Berechnungen der ersten und der zweiten Recheneinheit auf den Messungen des ersten und des zweiten Win kelgeschwindigkeits-Meßsensors (21, 22) und des Drehkraftmeß sensor (23, 24) beruhen, und wobei
die erste Recheneinheit den Torsionswinkel (θ) der Dämpferein heit durch Integrieren der Differenz zwischen der Winkelge schwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1) und der Win kelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Ausgangsdrehteils (2) berech net, und die zweite Recheneinheit die auf die Dämpfereinheit wirkende Drehkraft (T) berechnet, indem sie von der Drehkraft (T1) ein Trägheitsmoment (I1) des Eingangsdrehteils (1), multipliziert mit der Winkelbeschleunigung (d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils, entsprechend der folgenden Gleichung subtrahiert:
{T = T1-(I1) × (d2θ1/dt2)}.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Drehkraftmeßsensor (23, 24) als Dehnungsmeßstreifen ausge
bildet ist, der an einer Torsionswelle (13, 14) befestigt ist,
welche das Eingangsdrehteil (1) oder das Ausgangsdrehteil (2)
der Dämpfereinheit hält und ein Drehmoment darauf ausübt.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Drehkraftmeßsensor als magnetischer Abtaster ausgebildet
ist, der die Bewegung von Erhebungen an einem angrenzenden
Drehteil erfaßt.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
einen Drehkraft- bzw. Drehmoment-Meßsensor (23, 24) zum Messen
der auf das Eingangsdrehteil (1) und/oder das Ausgangsdrehteil
(2) übertragenen Drehkraft (T1, T2) bzw. des Drehmoments,
eine in der Recheneinrichtung enthaltene erste Recheneinheit zum Berechnen des Torsionswinkels (θ) der Rotationsdämpferein heit (10), eine zweite Recheneinheit zum Berechnen der auf die Dämpfereinheit (10) wirkenden Drehkraft (T) bzw. des Drehmo ments, und eine dritte Recheneinheit zum Berechnen der Winkel beschleunigung (d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils (1) durch Diffe renzieren der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdreh teils (1), wobei die Berechnungen der ersten und der zweiten Recheneinheit auf den Messungen des ersten und des zweiten Win kelgeschwindigkeits-Meßsensors (21, 22) und des Drehkraftmeß sensor (23, 24) beruhen, und wobei
die erste Recheneinheit den Torsionswinkel (θ) der Dämpferein heit durch Integrieren der Differenz zwischen der Winkelge schwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1) und der Win kelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils (2) berech net, und
die zweite Recheneinheit die auf die Dämpfereinheit wirkende Drehkraft (T) berechnet, indem sie von der Drehkraft (T2) ein Trägheitsmoment (I2) des Eingangsdrehteils (1), multipliziert mit der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des Eingangsdrehteils, entsprechend der folgenden Gleichung subtrahiert:
{T = T2-(I2) × (d2θ2/dt2)}.
eine in der Recheneinrichtung enthaltene erste Recheneinheit zum Berechnen des Torsionswinkels (θ) der Rotationsdämpferein heit (10), eine zweite Recheneinheit zum Berechnen der auf die Dämpfereinheit (10) wirkenden Drehkraft (T) bzw. des Drehmo ments, und eine dritte Recheneinheit zum Berechnen der Winkel beschleunigung (d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils (1) durch Diffe renzieren der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdreh teils (1), wobei die Berechnungen der ersten und der zweiten Recheneinheit auf den Messungen des ersten und des zweiten Win kelgeschwindigkeits-Meßsensors (21, 22) und des Drehkraftmeß sensor (23, 24) beruhen, und wobei
die erste Recheneinheit den Torsionswinkel (θ) der Dämpferein heit durch Integrieren der Differenz zwischen der Winkelge schwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1) und der Win kelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils (2) berech net, und
die zweite Recheneinheit die auf die Dämpfereinheit wirkende Drehkraft (T) berechnet, indem sie von der Drehkraft (T2) ein Trägheitsmoment (I2) des Eingangsdrehteils (1), multipliziert mit der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des Eingangsdrehteils, entsprechend der folgenden Gleichung subtrahiert:
{T = T2-(I2) × (d2θ2/dt2)}.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Drehkraftmeßsensor (23, 24) als Dehnungsmeßstreifen ausge
bildet ist, der an einer Torsionswelle (13, 14) befestigt ist,
welche das Eingangsdrehteil (1) oder das Ausgangsdrehteil (2)
der Dämpfereinheit hält und ein Drehmoment darauf ausübt.
7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Drehkraftmeßsensor als magnetischer Abtaster ausgebildet
ist, der die Bewegung von Erhebungen an einem angrenzenden
Drehteil erfaßt.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sie in der Weise ausgebildet ist, daß die dynamischen Torsions
eigenschaften der Dämpfereinheit bei gegen eine Drehbewegung
festgelegtem Ausgangsdrehteil (2) gemessen werden.
9. Einrichtung zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaf
ten einer Dämpferanordnung mit einer zwischen einem Eingangs-
und einem Ausgangsdrehteil (1, 2) angeordneten Rotationsdämp
fereinrichtung (10), gekennzeichnet durch:
eine Vibrationseinrichtung (V) zum Aufbringen einer vibrieren den Drehkraft auf das Eingangsdrehteil (1) der Dämpfereinrich tung (10),
einen ersten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor (21) zum Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1),
einen zweiten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor (22) zum Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils (2),
einen Drehkraft- bzw. Drehmoment-Meßsensor (23, 24) zum Messen der auf das Eingangsdrehteil (1) und/oder das Ausgangsdrehteil (2) übertragenen Drehkraft (T1, T2) bzw. des Drehmoments, und
eine Recheneinrichtung (40) mit einer ersten und einer zweiten Recheneinheit zum Bestimmen zumindest des Torsionswinkels (θ) der Dämpfereinheit und der auf die Dämpfereinheit wirkenden Drehkraft (T) bzw. des Drehmoments auf der Grundlage der von dem ersten und dem zweiten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor und dem Drehkraft-Meßsensor gemessenen Werte, ausgeführten Messun gen, und wobei
die erste Recheneinheit der Recheneinrichtung den Torsionswin kel (6) der Dämpfereinheit durch Integrieren der Differenz zwi schen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1) und der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdreh teils (2) berechnet, und
die zweite Recheneinheit der Recheneinrichtung die auf die Dämpfereinheit wirkende Drehkraft (T) berechnet, indem sie von der Drehkraft (T1) ein Trägheitsmoment (I1) des Eingangsdreh teils (1), multipliziert mit der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des Eingangsdrehteils, entsprechend der folgenden Gleichung subtrahiert, von denen die Winkelbeschleunigung durch Differen zieren der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1) berechnet wurde und der Drehkraftsensor die in das Ein gangsdrehteil (1) eingeleitete Drehkraft (T1) mißt, nach fol gender Gleichung:
{T = T1-(I1) × (d2θ1/dt2)}
und die auf die Dämpfereinheit wirkende Drehkraft (T) wird be rechnet, indem zu der auf das Ausgangsdrehteil (2) übertragenen Drehkraft (T2) das Trägheitsmoment (I2) des Ausgangsdrehteils, multipliziert mit der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des Aus gangsdrehteils, hinzuaddiert wird, wobei die Winkelbeschleuni gung durch Differenzieren der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils (2) errechnet wird und der Drehkraftmeß sensor die auf das Ausgangsdrehteil übertragene Drehkraft (T2) nach folgender Gleichung mißt:
{T = T2-(I2) × (d2θ2/dt2)}.
eine Vibrationseinrichtung (V) zum Aufbringen einer vibrieren den Drehkraft auf das Eingangsdrehteil (1) der Dämpfereinrich tung (10),
einen ersten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor (21) zum Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1),
einen zweiten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor (22) zum Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils (2),
einen Drehkraft- bzw. Drehmoment-Meßsensor (23, 24) zum Messen der auf das Eingangsdrehteil (1) und/oder das Ausgangsdrehteil (2) übertragenen Drehkraft (T1, T2) bzw. des Drehmoments, und
eine Recheneinrichtung (40) mit einer ersten und einer zweiten Recheneinheit zum Bestimmen zumindest des Torsionswinkels (θ) der Dämpfereinheit und der auf die Dämpfereinheit wirkenden Drehkraft (T) bzw. des Drehmoments auf der Grundlage der von dem ersten und dem zweiten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor und dem Drehkraft-Meßsensor gemessenen Werte, ausgeführten Messun gen, und wobei
die erste Recheneinheit der Recheneinrichtung den Torsionswin kel (6) der Dämpfereinheit durch Integrieren der Differenz zwi schen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1) und der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdreh teils (2) berechnet, und
die zweite Recheneinheit der Recheneinrichtung die auf die Dämpfereinheit wirkende Drehkraft (T) berechnet, indem sie von der Drehkraft (T1) ein Trägheitsmoment (I1) des Eingangsdreh teils (1), multipliziert mit der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des Eingangsdrehteils, entsprechend der folgenden Gleichung subtrahiert, von denen die Winkelbeschleunigung durch Differen zieren der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1) berechnet wurde und der Drehkraftsensor die in das Ein gangsdrehteil (1) eingeleitete Drehkraft (T1) mißt, nach fol gender Gleichung:
{T = T1-(I1) × (d2θ1/dt2)}
und die auf die Dämpfereinheit wirkende Drehkraft (T) wird be rechnet, indem zu der auf das Ausgangsdrehteil (2) übertragenen Drehkraft (T2) das Trägheitsmoment (I2) des Ausgangsdrehteils, multipliziert mit der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des Aus gangsdrehteils, hinzuaddiert wird, wobei die Winkelbeschleuni gung durch Differenzieren der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils (2) errechnet wird und der Drehkraftmeß sensor die auf das Ausgangsdrehteil übertragene Drehkraft (T2) nach folgender Gleichung mißt:
{T = T2-(I2) × (d2θ2/dt2)}.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
sie in der Weise ausgebildet ist, daß die dynamischen Torsions
eigenschaften der Dämpfereinheit bei gegen eine Drehbewegung
festgelegtem Ausgangsdrehteil (2) gemessen werden.
11. Einrichtung zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaf
ten einer Dämpferanordnung mit einer zwischen einem Eingangs-
und einem Ausgangsdrehteil (1, 2) angeordneten Rotationsdämp
fereinrichtung (10), zum Messen bei gegen eine Drehbewegung
festgelegtem Eingangsdrehteil (1), gekennzeichnet durch:
eine Vibrationseinrichtung (V) zum Aufbringen einer vibrieren den Drehkraft auf das Eingangsdrehteil (1),
einen ersten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor (21) zum Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1),
einen zweiten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor (22) zum Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils (2), und
eine Recheneinrichtung (40) mit einer ersten und einer zweiten Recheneinheit zum Bestimmen zumindest des Torsionswinkels (θ) der Dämpfereinheit und der auf die Dämpfereinheit wirkenden Drehkraft (T) bzw. des Drehmoments auf der Grundlage der von dem ersten und dem zweiten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor ge messenen Werte, wobei
die erste Recheneinheit der Recheneinrichtung den Torsionswin kel (θ) der Dämpfereinheit durch Integrieren der Differenz zwi schen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1) und der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdreh teils (2) berechnet, und
die zweite Recheneinheit der Recheneinrichtung berechnet die auf die Dämpfereinheit einwirkende Drehkraft (T) durch Multi plizieren der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des Ausgangsdreh teils mit dem Trägheitsmoment (I2) des Ausgangsdrehteils nach folgender Gleichung berechnet:
{T = (I2) × (d2θ2/dt2)},
wobei die Winkelbeschleunigung durch Differenzieren der Winkel geschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils (2) errechnet wird.
eine Vibrationseinrichtung (V) zum Aufbringen einer vibrieren den Drehkraft auf das Eingangsdrehteil (1),
einen ersten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor (21) zum Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1),
einen zweiten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor (22) zum Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils (2), und
eine Recheneinrichtung (40) mit einer ersten und einer zweiten Recheneinheit zum Bestimmen zumindest des Torsionswinkels (θ) der Dämpfereinheit und der auf die Dämpfereinheit wirkenden Drehkraft (T) bzw. des Drehmoments auf der Grundlage der von dem ersten und dem zweiten Winkelgeschwindigkeits-Meßsensor ge messenen Werte, wobei
die erste Recheneinheit der Recheneinrichtung den Torsionswin kel (θ) der Dämpfereinheit durch Integrieren der Differenz zwi schen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils (1) und der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdreh teils (2) berechnet, und
die zweite Recheneinheit der Recheneinrichtung berechnet die auf die Dämpfereinheit einwirkende Drehkraft (T) durch Multi plizieren der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des Ausgangsdreh teils mit dem Trägheitsmoment (I2) des Ausgangsdrehteils nach folgender Gleichung berechnet:
{T = (I2) × (d2θ2/dt2)},
wobei die Winkelbeschleunigung durch Differenzieren der Winkel geschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils (2) errechnet wird.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
der Drehkraftmeßsensor (23, 24) als Dehnungsmeßstreifen ausge
bildet ist, der an einer Torsionswelle (13, 14) befestigt ist,
welche das Eingangsdrehteil (1) oder das Ausgangsdrehteil (2)
der Dämpfereinheit hält und ein Drehmoment darauf ausübt.
13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
der Drehkraftmeßsensor als magnetischer Abtaster ausgebildet
ist, der die Bewegung von Erhebungen an einem angrenzenden
Drehteil erfaßt.
14. Verfahren zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaften
einer Dämpfereinrichtung (10) mit einer zwischen einem Ein
gangs- und einem Ausgangsdrehteil (1, 2) angeordneten Dämp
fereinheit, gekennzeichnet durch:
- 1. Aufbringen einer schwingenden Drehkraft auf das Eingangsdreh teil (1),
- 2. Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdreh teils (1),
- 3. Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdreh teils (2),
- 4. Messen der auf das Eingangsdrehteil (1) übertragenen Dreh kraft (Drehmoment) (T1) und/oder der auf das Ausgangsdrehteil (2) übertragenen Drehkraft (Drehmoment) (T2),
- 5. Berechnen des Torsionswinkels (θ) der Dämpfereinheit durch Integrieren der Differenz zwischen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils und der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils, und
- 6. Berechnen der auf die Dämpfereinheit einwirkenden Drehkraft
(T) nach wenigstens einer von zwei Methoden, die erste Methode
gebildet durch: von der Drehkraft (T1) das Produkt aus dem
Trägheitsmoment (I1) des Eingangsdrehteils und der Winkelbe
schleunigung (d2θ1/dt2) des Eingangsdrehteils subtrahieren, ent
sprechend der folgenden Gleichung:
{T = T1-(I1) × (d2θ1/dt2)}
wobei die Winkelbeschleunigung durch Differenzieren der Winkel geschwindigkeit (dθ/dt) des Eingangsdrehteils (1) entsprechend der Messung der im Schritt der Drehkraftmessung gemessenen Drehkraft (T1) berechnet wird, die zweite Methode gebildet durch: zu der Drehkraft (T2) das Trägheitsmoment (I2) des Aus gangsdrehteils (2), multipliziert mit der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des Ausgangsdrehteils, nach folgender Gleichung hin zuaddieren:
{T = T2-(I2) × (d2θ2/dt2)}
wobei die Winkelbeschleunigung durch Differenzieren der Winkel geschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils entsprechend der Messung der Drehkraft (T2) errechnet wird.
15. Verfahren zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaften
einer Dämpfereinrichtung mit einer zwischen einem Eingangs- und
einem Ausgangsdrehteil (1, 2) angeordneten Dämpfereinheit, ge
kennzeichnet durch:
- - Aufbringen einer schwingenden Drehkraft auf das Eingangsdreh teil (1),
- - Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdreh teils,
- - Messen der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdreh teils (2),
- - Berechnen des Torsionswinkels (θ) der Dämpfereinheit durch Integrieren der Differenz zwischen der Winkelgeschwindigkeit (dθ1/dt) des Eingangsdrehteils und der Winkelgeschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils, und
- - Berechnen der auf die Dämpfereinheit einwirkenden Drehkraft
(T) durch Multiplizieren der Winkelbeschleunigung (d2θ2/dt2) des
Ausgangsdrehteils mit dem Trägheitsmoment (I2) des Ausgangs
drehteils nach folgender Gleichung:
{T = (I2) × (d2θ2/dt2)},
wobei die Winkelbeschleunigung durch Differenzieren der Winkel geschwindigkeit (dθ2/dt) des Ausgangsdrehteils (2) errechnet wird.
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