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Vorrichtung zum Erkennen der Ursachen von Geräuschen oder Schwingungen
bei Prüfung von Zahnräfern auf Laufprüfmaschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Erkennen der Ursachen von Geräuschen oder Schwingungen bei Prüfung von Zahnrädern
euf Laufprüfmaschinen unter Bedingungen, die dem späteren Verwendungszweck der Räder
ähnlich sind. Kriterien der Beurteilung sind z.B.
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- das Laufgeräusch in der Nähe des Zahneingriffes, - das Schwingberhalten
des Prüfrades oder der Prüfräder Die Beurteilung kann subjektiv (z.B. nach dem Gehör)
oder auch objektiv (mit Hilfe elektronischer Meßgeräte) erfolien. Die subjektive
beurteilung erfordert ein Eeschult es Wahrnehmungsvermögen und ist unvermeidbaren
Schwenkungen unterworfen. Die objektive Messung ist in engen Grenzen reproduzierbar.
Dadurch ist sie über ihren eigentlichen Zweck - die Aussonderung mangelhaft gefertigter
Zahnräder - hinaus zur Ursachenfindung von Geräuschen oder Schwingungen anwendbar.
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Es ist bekannt, daß an Laufprüfmaschinen an geeigneten Stellen Mikrofone
oder Schwingungsaufnehmer angeordnet und Geräusch- bzw. Schwingpegel, letztere als
Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitspegel, an Zeigerinstrumenten oder Oszillografen
abgelesen werden können.
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Weiterhin ist bekannt, daß es mäglich ist, an dafür konstruierten
Elektronenstrahloszillografen die Wippfrequenz durch äußere Impulse zu steuern.
Diese Kenntnis wird z.B. dazu benutzt, um an Zahnrad-Laufprüfmaschinen mit elektronischem
Sichtgerät (Elektronenstrahloszillograf
), auf dem das Schwingverhalten
des Prüfrades sichtbar gemacht wird, die Kippfrequenz mit der Umlaufzahl des Prüfrades
zu synchronisieren. Dadurch entsteht auf dem Sichtgerät ein stehendes Bild, in dem
jeder erkennbare Impuls, wenn e von einen Zahn des Prüfrades verursacht wird, diesem
Zahn zugeordnet werden kann.
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Wenn die Eingriffsfrequenz den Pegel bestimmt, ist die Anzahl der
im Bild sichtbaren Perioden gleich der Zähnezahl des Irtifrades, dessen Drehzahl
zur Synchronisation dient. Bestimmt eine andere, z.B. eine Herstellungsfrequenz
des gleichen Prüfrades den Pegel, so ist die Anzahl der sichtbaren Perioden gleich
der Zähnezahl des den Fehler verursachenden Rades der Herstellungsmaschine, übersetzt
entsprechend dem Verhältnis des zwischen ihm und dem Werkrad liegenden Teile# des
Getriebezuges. Bei großen Zähnezahlen ist deshalb die Kontrolle, ob der pegelbestimmende
Ger»usch- oder Schwingungsanteil im Rhytmus der Zahneingriffsfrequenz oder einer
anderen Frequenz ähnlicher Größe, z.B. einer Maschinenfrequenz der Fertigungsmaschine,
auftritt, durch Auszählen der Perioden sehr schwierig oder gar nicht möglich, weil
das Auflösungsvermögen durch Bildgröße und Anzahl der Impulse pro Umdrehung begrenzt
wird. Auch kann die Impulsform das Aus zählen erschweren.
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Zweck der Erfindung ist es, das Auszählen entbehrlich zu machen und
die damit verbundene Unsicherheit sowie den dafür erforderlichen Zeitaufwand zu
vermeiden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde es zu ermöglichen, die auf
dem Bildschirm sichtbare Periodenzahl sehr klein, z.B. 1 oder 2 zu wählen, wobei
die Möglichkeit bestehen muß, die Kippfrequenz des Sichtgerätes nacheinander mit
beliebigen zu erwartenden Brregerfrequenzen für Geräusche und Schwingungen an den
irtifrädern oder mit Stammbrüchen von ihnen in absolute Übereinstimmung zu bringen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Teilscheiben
&uf Wellen angeordnet sind, die mit den Drehzahlen von Prüfrädern umlaufen oder
deren Drehzahlen echte oder unechte Brüche der Prüfraddrehzahlen sind, wobei die
Verhältnisse der Drehzahlen der Teilscheiben zu den Drehzahlen der Prüfräder sowie
die Teilungszahlen der Teilscheiben so gewählt sind, daß die von den Teilscheiben
abnehmbaren Impulszahlen mit beliebigen zu erwartenden Erregerfrequenzen für Geräusche
und Schwingungen der Prüfräder übereinstimmen bzw. Stammmbrüche von ihnen und somit
zur Synchronisierung der Kippfrequenz geeignet sind.
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Die Teilscheiben selbst sind als gerad- oder schrägverzahnte Zahnräder
ausgebildet. Weiterhin besitzen die zu einem Block zusammengefaßten Teilscheiben
annähernd gleichen Durchmesser, so daß ein Wechsel der Synchronisierfrequenz durch
Verschieben des Aufnehmers parallel zur Teilscheibenachse möglich ist.
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Elektrischer und mechanischer Aufbau gestattet es, die von den Teilscheiben
abgenommenen Impulse wahlweise nacheinander zur Synchronisation der Kippfrequenz
zu benutzen.
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Damit wird es möglich, die jeweils @egelbestimmende Frequenz in dem
Geräusch- oder Schwingungsspektrum einer Zahnradpaarung auf einer Laufprüfmaschine
genau und schnell zu erkennen und ihrer Ursache zuzuordnen, indem bei richtiger
Wahl der Kippfrequenz ein stelerdes Bild auf dem Sichtgerät mit einer Periodenzahl
entsteht, die sich aus @em Verhältnis der Teilscheibendrehzahl zur Prüfraddrehzahl
und der Teilungszahl der Teilscheibe ergibt.
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Wird die Zahl der Synchronisierimpulse auf mechanischem oder elektrischem
Wege halbiert, so entsteht ein Bild mit der doppelten Periodenzahl.
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Entsteht z.B. bei Synchronisation der Kippfrequenz mit der Drehfrequenz
ein stehendes bild mit einer Seriode (bzw.bei Frequenzhalbierung mit 2 Perioden),
so ist ein Rundlauffehler des Teilkreises oder ein Summenteilungsfehler
die
Ursache des Geräusches bzw. der Schwin£;ung. Entsteht ein stehendes Bild bei Synchronisation
mit der Eingriffsfrequenz, so ist ein Grundkreisfehler oder eine Folge von Teilungssprüngen
über mehrere nebeneinander liegende Zähne vorhanden. Tritt das stehende Bild bei
Synchronisation mit der Maschinenfrequenz auf, die der Zähnezahl des Teilschneckengetriebes
entspricht, so ist ein Fehler im Teilschneckentrieb der Fertigungsmaschine die Ursache.
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Soll nach der Eingriffsfrequenz synchronisiert werden, kann eines
der Prüfräder als Teilscheibe zur Impulsgabe dienen. Es wurde gefunden, daß es in
manchen Fällen notwendig ist, das zu beurteilende Signal (der Gerfiusch-bzw. Schwingpegel)
dem Sichtgerät über Bandfilter zuzuführen, weil dadurch die Trennung von Signalen
annähernd gleicher Intensität möglich wird. Die Auslenkung des Signales auf dem
Bild des Sichtgefttes sollte logarithmisch sein, weil diese Darstellung dem Hörempfinden
eher gerecht wird, als die lineare Darstellung. Bei Benutzung von Beschleuniunsaufnehmern
als Signalgeber wird man zweckmäßigerweise ein Integrierglied einschalten, um damit
die Beschleunigungs- in eine Geschwindigkeitsgröße umzuformen, da der Geschwindigkeitspegel
im direkten Verhältnis zum Schalldruckpegel steht.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert
werden.
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In der dazugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: zeigt das Schema in
der Draufsicht Fig. 2: zeigt die Anordnung der Teil scheiben auf einer zelle, die
nicht zum
konzentrisch liegt. Mit 1;2 sind die Teilscheiben bezeichnet. Die Aufnehmer bzw.
Kontaktgeber (z.B. magnetisch, induktiv oder kapazitiv) tragen die Ziffern 3; 4
und 5. Die auf den Wellen 7; 8 sitzenden Prüfräder sind mit 6 bezeichnet.
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Auf den Wellen 7; 8 der Laufprüfmaschine sind Teilscheiben 1;2 zu
Blöcken befestigt. In den Blöcken sind die Teilscheiben anzahlmäßig so zusammengefaßt,
daß ihre Teilungszahl auf dem Umfang jeweils einer der zu erwartenden Fehlerimpulszahlen
pro Umdrehung der Prüfräder gleich ist. Die Anzahl der erforderlichen Teilscheiben
richtet stich in erster Linie nach der Anzahl der zur Fertigung von Prüfrädern benutzen
Fertigungsmaschinen bzw. deren verschiedenzahligen Teilschenkenrädern und ist im
allgemeinen nicht groß.
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Den Zahneingriffsimpuls kann man von einer ebensolchen Teilscheibe
1;2 abnehmen, aber auch von eine der Prüfräder 6.
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Die Abnahme des gewünschten Synchronisierimpulses erfolgt mittels
magnetischer oder induktiver oder kapazitiver Aufnehmer oder durch Kontaktgeber
3;4;5 . Es ist möglich, vor jeder Teilscheibe einen Aufnehmer anzuordnen oder aber
einen verschiebbaren Aufnehmer vor jedem Teilscheibenblock. Im letzteren Fall ist
es zweckmäßig, die Außendurchmesser der Teilscheiben gleich groß auszuführen.
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Die elektrische Schaltung ist bekannt. Der in der Fig.1 (Schema) eingezeichnete
Frequenzhalbierer ist nicht unbedingt erforderlich, erleichtert jedoch die gswertung
des Oszillografenbildes, wenn die von einer Teilscheibe abgenommene Impulszahl im
Verhältnis 1 zur Erregerfrequenz steht. Die Abnariine der Drehimpulse kann in bekannter
Weise von den ellen 7;8 erfolgen. Um awei Aufnehmer einzusparen, empfiehlt es sich,
wenn die Aufnehmer verschiebbar sind, auch die Drehimpulse von je einer Teilscheibe
der Teilscheibenblöcke abzunehmen.