DE2241553A1

DE2241553A1 - DEVICE FOR DETECTION AND LOCATION OF FAULTS ON MACHINE ELEMENTS EQUIPPED WITH ROTATING PARTS, IN PARTICULAR VEHICLE ASSEMBLIES

Info

Publication number: DE2241553A1
Application number: DE19722241553
Authority: DE
Inventors: Richard Joksch; Dieter Dipl Ing Schuetzenauer
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1972-08-24
Filing date: 1972-08-24
Publication date: 1974-02-28

Description

Vorrichtung zur Erkennung und Ortung von Fehlern an mit drehbaren Teilen ausgestatteten Maschinenelementen, insbesondere Fahrzeugbaugruppen" Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung und Ortung von Fehlern an mit drehbaren Teilen ausgestattet-en Maschinenelementen, insbesondere Fahrzeugbaugruppen wie Schaltgetrieben, Hinterachsen mit Ausgleichsgetrieben u.s.w. mit Hilfe von einem oder mehreren Schwingungs- und/oder Schallaufnehmern und einem externen Antrieb zum Inbetriebsetzen der Baugruppe. Device for the detection and location of errors on rotatable Parts equipped machine elements, in particular vehicle assemblies "The invention relates to a device for detecting and locating errors on rotatable Machine elements equipped with parts, in particular vehicle assemblies such as manual transmissions, Rear axles with differential gears etc. with the help of one or more vibration and / or sound sensors and an external drive to start up the assembly.

Es ist bekannt, bei drehenden Maschinenteilen, insbesondere Rotoren und Getrieben- mittels Stethoskopen Fehler zu orten, jedoch ist diese Methode wegen ihrer Subjektivität nicht weit verbreitet. Gelegentlich gehen Praktiker mit einem gewöhnlichen Schraubenzieher als Ersatz für ein Stethoskop auf Fehlersuche.It is known for rotating machine parts, in particular rotors and driven to locate errors with stethoscopes, but this method is because of their subjectivity is not widespread. Occasionally practitioners go with one ordinary screwdriver to replace a stethoscope for troubleshooting.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher eine objektive und reproduzierbare Schwingungs bzw.It is the object of the invention to provide a device with which an objective and reproducible vibration resp.

Geräuschanalyse möglich ist und aufgrund von Frequenzen, Amplituden und Kurvenformen der Schwingungen Rückschlüsse auf die Verwendbarkeit oder auf Art und Ort eines Fehlers gezogen werden können.Noise analysis is possible and based on frequencies, amplitudes and waveforms of the vibrations, conclusions on the usability or on Art and location of an error can be drawn.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an bestimmten Stellen der Baugruppe Aufnehmer angelegt und gegebenenfalls über Verstärker mit elektrischen Filtern und/oder einem Frequenzanalysator verbunden sind, deren Ausgangssignale in einer anschließenden Auswerteschaltung mit vorgebbaren Grenzwerten vergleichbar und gegebenenfalls ablesbar sind und daß bei Überschreiten dieser Grenzwerte Anzeigesignale abgebbar sind.According to the invention, this object is achieved in that at certain Place the assembly of the transducer and, if necessary, use the amplifier electrical filters and / or a frequency analyzer are connected, their output signals in a subsequent evaluation circuit with definable limit values are comparable and, if necessary, readable and that if these limit values are exceeded Display signals can be emitted.

Als Aufnehmer, die im allgemeinen Geber genannt werden, kann jede geeignete Ausführungsform verwendet werden. Eine Ausführungsform nach der Erfindung benutzt vorzugsweise sogenannte Quarzgeber. Die Anzahl der Geber ist abhängig von der jeweils zu prüfenden Baugruppe. Bei einer zweifach gelagerten Welle z.,B.Any suitable embodiment can be used. An embodiment according to the invention preferably uses so-called quartz sensors. The number of encoders depends on of the assembly to be tested. In the case of a shaft with two bearings, e.g.

genügt ein Geber, welcher nacheinander in der Nähe der Lager ans Gehäuse angelegt wird. Zweckmäßiger jedoch ist die Anordnung von zwei Gebern. Aus den bei Antreiben der Welle von diesen Gebern aufgenommenen Schwingungen läßt sich auf den Zustand der Lager schließen.All that is needed is an encoder, which is attached to the housing one after the other near the bearings is created. However, it is more expedient to arrange two encoders. From the at Driving the shaft recorded by these encoders can be based on the vibrations Close state of the bearings.

Bei Prüfungen mit bestimmten Drehzahlen ist es zweckmäßig, daß die .elektrischen Filter auf die charakteristischen Frequenzen der zu prüfenden Baugruppe fest eingestellt sind. Dies ermöglicht insbesondere die Verwendung preiswerter Filter.When testing at certain speeds, it is advisable that the .electrical filter on the characteristic frequencies of the assembly to be tested are fixed. In particular, this enables inexpensive filters to be used.

Soll eine Baugruppe über den gesamten Betriebedrebzahlbereich geprüft werden, ist es von Vorteil, wenn die elektrischen Filter auf zur Antriebsdrehzahl proportionale Frequenzen vom Antrieb durchstimmbar sind. Ein Frequenzanalysator wird zweckmänigerweise dann eingesetzt, wenn Frequenzen außerhalb des Filterbereiches bzw. nicht proportional zur Antriebsdrehzahl auftreten.Should a module be tested over the entire operating speed range it is an advantage if the electrical filter is switched on at the drive speed proportional frequencies can be tuned by the drive. A frequency analyzer is expediently used when frequencies outside the filter range or do not occur proportionally to the drive speed.

Für eine größere Flexibilität der Vorrichtung ist erfindungigemäß vorgesehen, daß die elektrischen Filter und/oder der Frequenzanalysator einzeln oder in Kombinationen an die Auswerteschaltung anschaltbar sind. Durch diese Maßnahmen läßt sich insbesondere der Fehlerort genauer bestimmen.For greater flexibility of the device is according to the invention provided that the electrical filter and / or the frequency analyzer individually or can be connected to the evaluation circuit in combinations. Through these measures in particular, the location of the fault can be determined more precisely.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Prozeßrechner eingesetzt ist, von dem die Steuerung des Antrieb drehzahlablaufs, der Filter- und Frequenzanalysator-Anschaltung und der drehzahlproportionalen Filterdurchstimmung, die Einstellung der Grenzwerte, die Bewertung der Signale sowie die Protokollausgabe übernommen wird. Damit wird eine automatische Untersuchung ermöglicht, die insbesondere durch Variation des Prüfablaufs bei geeigneter Programmierung bessere und schnellere Ergebnisse bringt.In a further embodiment of the invention it is provided that a process computer is used, of which the control of the drive speed sequence, the filter and frequency analyzer connection and the speed-proportional filter tuning, the setting of the limit values, the evaluation of the signals and the log output is taken over. This enables an automatic examination, in particular better and faster by varying the test sequence with suitable programming Brings results.

In der Zeichnung sind zwei Vorrichtungen nach der Erfindung schematisch dargestellt.Two devices according to the invention are shown schematically in the drawing shown.

Es zeigen: Fig. 1 eine einfache Vorrichtung mit manueller Bedienung und Fig. 2 eine von einem Prozeßrechner gesteuerte Vorrichtung.They show: FIG. 1 a simple device with manual operation and FIG. 2 shows a device controlled by a process computer.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zeigt eine zu prüfende Baugruppe 1, die von einem Antrieb 2 angetrieben wird. An bestimmten Punkten der Baugruppe sind zwei Quarzgeber 3 und 4 angelegt, welche zu Filtern 5 und 6 führen und über Schalter 7 und 8 einzeln oder gemeinsn mit der Auswerteschaltung 9 verbunden werden können. In dieser Auswerteschaltung befinden sich für jedes Filter ein Verstärker sowie eine Verknpüpfungs logik. Der Ausgang der Auswerteschaltung 9 ist mit einem Anzeigemeßwerk 10 verbunden.The device shown schematically in Fig. 1 shows one to be tested Assembly 1, which is driven by a drive 2. At certain points the There are two quartz sensors 3 and 4, which lead to filters 5 and 6 and individually or jointly connected to the evaluation circuit 9 via switches 7 and 8 can be. In this evaluation circuit there is an amplifier for each filter as well as a link logic. The output of the evaluation circuit 9 is with a Display measuring unit 10 connected.

In diesem Ausführungsbeispiel sind beide Filter auf eine Festfrequenz eingestellt. Die Prüfung geht so vor sich, daß der Antrieb 2 die Baugruppe 1 mit einer bestimmten Drehzahl antreibt.In this exemplary embodiment, both filters are set to a fixed frequency set. The test is carried out so that the drive 2, the assembly 1 with drives a certain speed.

Die dabei von den Gebern 3 und 4 aufgenommenen Schwingungen gelangen über die Filter 5 und 6, welche auf die der Antriebsdrehzahl entsprechende Frequenz abgesti t sind, je nach Stellung der Schalter 7 und 8 zur Auswerteschaltung 9, wo sie verstärkt erden. Anschließend gelangen sie zum Anzeigemeßwerk 10, auf dessen Skala Grenzwerte eingezeichnet sind. Je nach Stellung der Schalter 7 und 8 wird auch die Verknüpfungslogik in der Auswerteschaltung 9 verändert, so daß die an ihrem Ausgang erscheinenden Schwingungen richtig bewertet werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird allein nach der Schwingungsamplitude bzw. einem Nitteiwert derselben gemessen und die nach diesen Kriterien festgelegte Güte der zu prüfenden Baugruppe kann am Anzeigeinstrument abgelesen werden.The vibrations picked up by sensors 3 and 4 arrive through the filters 5 and 6, which are set to the frequency corresponding to the drive speed are matched, depending on the position of the switches 7 and 8 to the evaluation circuit 9, where ground them reinforced. Then they get to the display measuring unit 10 whose Scale limit values are shown. Depending on the position of switches 7 and 8 also changed the logic in the evaluation circuit 9, so that the at their Vibrations appearing at the output are correctly evaluated. In this embodiment is measured solely according to the oscillation amplitude or a mean value of the same and the quality of the assembly to be tested determined according to these criteria can be published on Display instrument can be read.

In Fig. 2 ist schematisch eine von einem Prozeßrechner gesteuerte l/rüfvorrichtung darrestellt. Die Baugruppe 1 wird wieder vom Antrieb 2 angctrieben. Die an die Baugruppe angelegten Geber 3, 4 und 11,führen zu Filtern 12, 13 und 14, welche über Schalter 1, i8 und 19 riit der Auswerteschaltung 20 verbunden werden können. Die Auswerteschaltung 20 besitzt eine umfangreiche Elektronik zur automatischen Einstellung von Grenzwerten und zur Verknüpfung und Dewcrtung der über die verschiedenen Eingänge gelangenden i)aten nach Schwingungsform und Amplitude.In Fig. 2 is a controlled by a process computer schematically l / rüfvorrichtung darrestellt. The assembly 1 is driven by the drive 2 again. The encoders 3, 4 and 11 applied to the assembly lead to filters 12, 13 and 14, which are connected to the evaluation circuit 20 via switches 1, 18 and 19 can. The evaluation circuit 20 has extensive electronics for automatic Setting of limit values and for linking and Dewcrtung of the various Inputs arriving i) data according to waveform and amplitude.

Die Freque11zen bzw. Drehzahlen werden von der Steuerung vorgegeben. Die in der Auswerteschaltung 20 ermittelten Daten gelangen in einen Prozeßrechner 21, wo sie gespeichert, verarbeitet und nach Abruf in einem angeschlossenen Drucker 23 als Prüfprotokoll ausgedruckt werden.The frequencies or speeds are specified by the control. The data determined in the evaluation circuit 20 reach a process computer 21, where it is stored, processed and on request in a connected printer 23 can be printed out as a test report.

Von diesem Prozeßrechner werden der Antrieb 2, die Filtersteuerung i6 und die Auswerteschaltung 20 gesteuert. Die Filtersteuerung 16 bewirkt die Durchstimmung der Filter 12, 13 und 14, die nicht gezeigte wahlweise Zuschaltung des Frequenzanalysators 15 auf jeden der vorhandenen Geber sowie die Anschaltung der Filter an die Auswerteschaltung 20 über dieSchalter 17, 18 und 19. Gegebenenfalls werden vom P:ozeßrechner 21 Anzeigesignale 22 gesteuert. um dem Bedienungspersonal das Einschalten oder Überschreiten der Grenzwerte anzuzeigen.Drive 2, the filter control, are controlled by this process computer i6 and the evaluation circuit 20 controlled. The filter control 16 effects the tuning the filters 12, 13 and 14, the optional connection of the frequency analyzer, not shown 15 to each of the existing encoders as well as the connection of the filters to the evaluation circuit 20 via switches 17, 18 and 19. If necessary, display signals are sent from the process computer 21 22 controlled. to prevent the operating personnel from switching on or exceeding the limit values to display.

Die Prüfung der Baugruppe geht so vor sich, daß nur noch die Daten für den normalen Ablauf in den i>rozeßrechner 21 eingegeben werden. Dieser übernimmt dann selbsttätig, d.h. programmgesteuert, die Steuerung des Antriebs 2, die Durchstimmung der Filter 12, 13 und 14, die Anschaltung der Filter einzeln oder gemeinsam sowie des Frequenzanalysators 15 und die Steuerung der Auswerteschaltung 20.The check of the assembly is done in such a way that only the data entered into the process computer 21 for the normal sequence will. This then takes over the control of the drive automatically, i.e. program-controlled 2, the tuning of the filters 12, 13 and 14, the connection of the filters individually or together as well as the frequency analyzer 15 and the control of the evaluation circuit 20th

Je nach Prozerechner und Programm ist es auch möglich, den Prüfablauf, abhängig von den erhaltenen Daten zu verändern und so eine schnelle, genaue und objektive Analyse durchzuführen, welche dann als gedrucktes Protokoll zur Verfügung steht.Depending on the process computer and program, it is also possible to modify the test sequence, change depending on the data received and so fast, accurate and carry out an objective analysis, which is then available as a printed report stands.

Claims

Expectations:

Device for recognizing and locating errors on rotatable Parts equipped> machine elements, in particular vehicle assemblies such as Manual transmissions, rear axles with differential gears, etc. with the help of one or several vibration and / or sound sensors and an external drive for operate the assembly, characterized in that at certain points the Sensor assembly (3, 4, 11) created and, if necessary, via amplifier with electrical Filters (5, 6, 12, 13, ilt) and / or a frequency analyzer (15) are connected, their output signals in a subsequent evaluation circuit ('3, 20) with predeterminable Limit values are comparable and, if necessary, readable and then when exceeded these limit values display signals can be emitted.

2. Apparatus according to claim I, characterized in that the electrical Filters (5, 6, 12, 13, 14) on the characteristic frequencies of the test Assembly (1) are fixed.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the electrical Filter (5, 6, 12, 13, 14) on frequencies proportional to the drive speed from Drive (2) are tunable.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the electrical filters (5, 6, 12, 13, 11i) and / or the frequency analyzer (15) can be connected individually or in combinations to the evaluation circuit (9, 20).

S. Device according to one or more of claims 1, 3 and 4, characterized characterized in that a process computer (21) is used, fully which the control the drive speed sequence, the filter and frequency analyzer connection and speed-proportional filter tuning, the setting of the limit values, the Evaluation of the signals as well as the log output is accepted.

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