DE2353879C3

DE2353879C3 - Device for measuring and marking an imbalance on a recirculating body

Info

Publication number: DE2353879C3
Application number: DE19732353879
Authority: DE
Inventors: Yasuo; Tanaka Kenji; Kadoma Osaka Iijima (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Filing date: 1973-10-26
Publication date: 1976-11-25

Description

GebernDonors

und mit einem Elektrodenpaar, welches über die Schalteinrichtung an das Thyratron angeschlossen ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsversorgungsschaltung (16) des Thyratrons (14) eine die Zündung des Thyratrons steuernde Zeitkonstantenschaltung (il. 22) enthält, derart, daß die Funkenentladungen in Abhängigkeit von der Lastimpedanz des Funkenentladungskreises und von den Unwuchtimpulsen in einem interval/ erzeugt werden, das größer als das Intervall der Unwuchtimpulse ist, und daß das Gitter des Thyratrons (14) mit einer Vorspannungsschaltung (15) verbunden istand with a pair of electrodes which are connected to the thyratron via the switching device is. characterized in that the power supply circuit (16) of the thyratron (14) contains a time constant circuit (il. 22) controlling the ignition of the thyratron, such that the spark discharges as a function of the load impedance of the spark discharge circuit and of the imbalance pulses are generated in an interval / which is greater than the interval of the imbalance pulses, and that the grid of the thyratron (14) is connected to a bias circuit (15)

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Geber (3,3') gegenüber den Elektroden (10, 10') um 90° versetzt sind und zum Ausgleich der Phasen zwischen den Signalen der Geber und der Elektroden ein Phasenschieber (8) vorgesehen ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the transmitter (3, 3 ') with respect to the electrodes (10, 10') are offset by 90 ° and to compensate for the phases between the signals of the transmitter and a phase shifter (8) is provided for the electrodes.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß zwischen die Anode des Thyratrons (14) und Masse ein Widerstand (24) eingesetzt ist3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a resistor (24) is inserted between the anode of the thyratron (14) and ground

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (2. 2") für den Umlaufkörper (1) Schwingungslager sind und einen Abschnitt (35) aus Weichmetall aufweisen und daß in diesem Abschnitt eine Einkerbung zur Aufnahme der Wellen (36) des Umlaufkörpers (1) vorgesehen ist.4. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the bearings (2. 2 ") for the circulating body (1) are vibration bearings and have a section (35) made of soft metal and that in this section a notch for receiving the shafts (36) of the circulating body (1) is provided.

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen und Markieren einer Unwucht an einem Umlaufkörper mit zwei Gebern zur Umwandlung mechanischer Schwingungen in elektrische Signale, einer den Geberausgangssignalen entsprechend betätigten Schalteinrichtung, einem Filter, einem die Abgabe von Markierungssignalen steuernden Thyratron mit einer an das Gitter des Thyratrons angeschlossenen, die von den Gebern erzeugten Signale formenden Schaltung und mit einem Elektrodenpaar, welches über die Schalteinrichtung an das Thyratron angeschlossen ist.The invention relates to a device for measuring and marking an imbalance on a rotating body with two transmitters for converting mechanical vibrations into electrical signals, a switching device actuated according to the transmitter output signals, a filter, a thyratron controlling the output of marking signals with a to the Grid of the thyratron connected, the signals generated by the encoders forming circuit and with a pair of electrodes which are connected to the thyratron via the switching device.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist bereits in der DT-AS 12 66 997 beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die den Zündfunken über- to tragende Elektrode mit einem Elektrolyten benetzt, der eine Verfärbung der Oberfläche des Umlaufkörpers hervorruft Weiterhin ist beschrieben, daß grundsätzlich die Markierung auch durch eine Funken- oder Lichtbogenentladung vorgenommen werden kann.A device of the type mentioned is already described in DT-AS 12 66 997. At this known device is the ignition spark over to Carrying electrode is wetted with an electrolyte that discolors the surface of the circulating body It is also described that in principle the marking is also carried out by a spark or Arc discharge can be made.

Eine weitere Vorrichtung zur Unwuchtmarkierung ist in der GB-PS 5 70 170 beschrieben. Diese Vorrichtung erfordert einen ziemlich großen Aufwand und esAnother device for marking unbalance is described in GB-PS 5 70 170. This device requires quite a lot of effort and it eine gleichmäßige Markierung aller Unwuchtstellen unter automatischer Berücksichtigung der Luftspaltänderung ermöglichtenables uniform marking of all unbalance points with automatic consideration of the air gap change

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Leistungsversorgungsschaltung des Thyratrons eine die Zündung des Thyratrons steuernde Zeitkonstantenschaltung enthält derart daß die Funken entladungen in Abhängigkeit von der Lastimpedanz des Funkenentladungskreises und von den Unwuchtimpulsen in einem Intervall erzeugt werden, das größer als das Intervall der Unwuchtimpulse ist. und daß das ϊ₅ Gitter des Thyratrons mit einer Vorspannungsschaltung verbunden ist.This object is achieved according to the invention in that the power supply circuit of the thyratron contains a time constant circuit which controls the ignition of the thyratron such that the spark discharges are generated in an interval that is greater than the interval of the unbalance pulses depending on the load impedance of the spark discharge circuit and the imbalance pulses. and that the ϊ ₅ grid of the thyratron is connected to a bias circuit.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further refinements of the invention emerge from the subclaims.

Vorteilhafterweise erfolgt die Entladung des Thyrao trons automatisch und lastimpedanzabhängig. Es läßt sich eine exakte Markierung der Unwuchtstellen in bestimmter Zeitfolge erreichen, ohne daß ein so großer Aufwand wie bei den bekannten Vorrichtungen erforderlich istThe Thyraotron is advantageously discharged automatically and as a function of the load impedance. It leaves An exact marking of the unbalance points can be achieved in a certain time sequence without such a large one Effort is required as in the case of the known devices

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert Es zeigtIn the following a preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to drawings. It shows

F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild, F i g. 2 verschiedene Signalverläufe zur Erläuterung der Erfindung undF i g. 1 is a schematic block diagram, F i g. 2 different signal curves to explain the invention and

Fig.3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Einrichtung zur Messung des Nicht Vorhandenseins eines Gleichgewichts bei einem rotierenden Körper.3 is a schematic perspective view a device for measuring the non-existence of equilibrium in a rotating body.

Gemäß F i g. 1 wird ein zylindrischer Körper 1 einem Test unterzogen und ist an zwei Schwinglagern 2 und 2* befestigt; der zylindrische Körper 1 wird durch ein nichtdargestelltes Riemenantriebssystem angetrieben. Der Testkörper rotiert frei auf seinen Lagerpunkten. In F i g. 3 sind die Schwingungs-Lager gezeigt und weisen jeweils zwei Blattfedern bzw. Flachfedern 31, 3V auf. die an ihrem einen Ende von einem stationären Rahmen 32 gehalten werden, während sie an ihrem jeweiligen anderen Ende über ein Transversalglied 33 miteinander befestigt bzw. verbunden sind An dem Transversalglied 33 ist ein im wesentlichen Y-förmiges Lager 34 mit einem weichen Metallabschnitt 35 fest angeordnet wobei dieser Abschnitt 35 beispielsweise aus Kupfer besteht Der Kupferabschnitt 35 besitzt eine V-förmige Einkerbung, um jede Welle 36 aufzunehmen, die sich in axialer Richtung von den einander gegenüberliegenden Enden des rotierenden Körpers 1 aus erstrecken. Das Transversalglied 33 ist über eine Stange 37 bewegbar mit einer Bewegungsspule 38 eines elektromechanischen Sensors 3 bzw. 3' verbunden. Der Kupferabschnitt 35 besitzt zwei Funktionen, nämlich die Reduzierung des Abriebs der Welle 36 auf Grund der Reibung und die Lieferung eines Weges für die Entla-According to FIG. 1, a cylindrical body 1 is subjected to a test and is attached to two oscillating bearings 2 and 2 *; the cylindrical body 1 is driven by an unillustrated belt drive system. The test body rotates freely on its bearing points. In Fig. 3 the vibration bearings are shown and each have two leaf springs or flat springs 31, 3V . which are held at one end by a stationary frame 32, while they are fastened or connected to one another at their respective other end via a transverse member 33 this portion 35 is made of copper, for example. The copper portion 35 has a V-shaped notch to receive each shaft 36 extending axially from the opposite ends of the rotating body 1. The transversal member 33 is movably connected via a rod 37 to a motion coil 38 of an electromechanical sensor 3 or 3 '. The copper section 35 has two functions, namely to reduce the abrasion of the shaft 36 due to friction and to provide a path for the discharge

dungsströme. Gemäß F i g. 1 wandeln Sensoren 3 und 3' die mechanische Schwingung des rotierenden Körpers in elektrische Signale um, die dann zu einer Re chen-Schaltung 4 geleitet werden, die von bekannter Ausführung ist Die Schaltung 4 aralysiert diese Signale bezüglich der Sensoren 3 und 3' jeweils nacheinander, um ein Signal zu liefern, ccssen Phasenwinkel den Punkt der Unwucht am Umfang des Körpers 1 darstellt und dessen Amplitude die Größe der Unwucht repräsentiert. Das Signal wird in einem Verstarker 5 verstärkt und zu einem aktiven Filter 6 geführt, das nur die G rund-Frequenzkomponente durchläßt wodurch ungewünschte Frequenzkomponenten beseitigt werden. Ein Meßgerät 7 ist an den Ausgang des aktiven Fikers 6 angeschlossen, um den Mittelwert bzw. Durchschnittswert der Signalamplitude zu messen. Das Signal wird durch eine Phasenschieber-Schaltung 8 in seiner Phase verschoben, um die Phasenwinkeldifferenz zwischen den relativen Positionen der Sensoren 3, 3' und Elektroden 10,10' in der nachstehend erläuterten Weise zu kompensieren. Das Signal wird durch eine Schaltung 9 zur Signalformung geformt und durch einen Im pulsverstärker 12 auf einen Spannungspegel verstärkt, der ausreicht, um einen Pulser bzw. Taktgeber 13 mit großem Ausgang bzw. großem Ausgangssijnal anzusteuern. manure flows. According to FIG. 1, sensors 3 and 3 'convert the mechanical vibration of the rotating body into electrical signals, which are then passed to a computing circuit 4 by known The circuit 4 analyzes these signals with respect to the sensors 3 and 3 'one after the other, to provide a signal, the phase angle must be used Represents the point of unbalance on the circumference of the body 1 and the amplitude of which represents the size of the unbalance. The signal is amplified in an amplifier 5 and fed to an active filter 6, which only uses the Basic frequency component lets through thereby undesired Frequency components are eliminated. A measuring device 7 is connected to the output of the active fiker 6 connected in order to measure the mean value or mean value of the signal amplitude. The signal is shifted in phase by a phase shifter circuit 8 to the phase angle difference between the relative positions of the sensors 3, 3 'and electrodes 10, 10' in the manner explained below to compensate. The signal is shaped by a circuit 9 for signal shaping and by an Im pulse amplifier 12 amplified to a voltage level which is sufficient to a pulser or clock generator 13 with to control a large output or a large output signal.

Der Taktgeber 13 mit großem Ausgangssignal ist ein selbstschwingender Pulser und weist im allgeme-nen ein Hochspannungs-Thyratron 14, eine Vorspannungs-Schaltung 15 und eine Leistungsversorgungs-Schaltung 16 auf. Die Vorspannungs-Schaltung 15 ist von herkömmlicher Art und Hefen eine Gleichspannung /ur Vorspannung der Gitterelektrode des Thyratrons 14. Die Schaltung 16 weist drei Hochspannungsgleichrichter 17 auf, welche an die Sekundärwicklungen eines Eingangstransformators 18 angeschlossen sind. Die Anoden der Gleichrichter 17 sind an eine Glättungsschaltung angeschlossen, die ihrerseits einen Widerstand 19 und einen Kondensator 20 aufweist. Die über dem Kondensator 20 sich ergebende Spannung dient als Anodenspannung, die etwa 10 Kilovolt Gleichspannung erreicht. Die Anodenspannung lädt einen Kondensator 21 über einen Widerstand 22 auf, der zusammen mit dem Kondensator 21 eine Schaltung für eine Zeitkonstante bildet, die die Wiederholungsrate der Entladung bestimmt. Der Kondensator 21 ist über einen Schutz widerstand 23 in Serie an das Thyratron 14 angeschlossen. Ein Widerstand 24 ist zwischen die Anode und Masse eingeschaltet, um unabhängig von der Variation des Luftspalts zwischen der Oberfläche des rotierenden Körpers und den Elektroden 10, 16 ein exakt definiertes Zeichen zu liefern. Das Signal des Ausgangs des Impulsverstärkers 12 ist an eine Leitung 25 angelegt und wird über einen Kondensator 26 und einen Widerstand 27 an die Gitterelektrode des Thyratrons 14 angelegt, an der außerdem die Vorspannung anliegt. Das Thyratron 14 wird gezündet, wenn bei Anlegen eines Eingangs-Triggerimpulses an das Gitter das Anodenpotential eine solche Größe besitzt, daß der Zündvorgang eingeleitet wird. Wenn das Thyratron gezündet ist, wird die in dem Kondensator 21 gespeicherte elektrische Energie über die Anodenschaltung entladen, über den gegen Masse liegenden rotierenden Körper 1 erfolgt eine Funkenentladung zwischen den ElektrodenThe clock generator 13 with a large output signal is a self-oscillating pulser and generally has a high voltage thyratron 14, a bias circuit 15 and a power supply circuit 16 on. The bias circuit 15 is of a conventional type and is a direct voltage / ur Biasing the grid electrode of the thyratron 14. The circuit 16 has three high voltage rectifiers 17, which are connected to the secondary windings of an input transformer 18. The anodes the rectifiers 17 are connected to a smoothing circuit, which in turn has a resistor 19 and a capacitor 20. The voltage resulting across the capacitor 20 serves as the anode voltage, which reaches about 10 kilovolts DC voltage. The anode voltage charges a capacitor 21 via a resistor 22 which, together with the capacitor 21, forms a circuit for a time constant which determines the repetition rate of the discharge. The capacitor 21 is over a protection resistor 23 connected in series to thyratron 14. A resistor 24 is between the anode and Ground switched to regardless of the variation in the air gap between the surface of the rotating Body and the electrodes 10, 16 to provide a precisely defined character. The signal of the output of the Pulse amplifier 12 is applied to a line 25 and is via a capacitor 26 and a resistor 27 is applied to the grid electrode of the thyratron 14, to which the bias voltage is also applied. The Thyratron 14 is ignited when the anode potential is applied to the grid when an input trigger pulse is applied has such a size that the ignition process is initiated. When the thyratron is ignited is, the electrical energy stored in the capacitor 21 is discharged through the anode circuit, A spark discharge takes place between the electrodes via the rotating body 1, which is against ground

10, 10' und den diesen gegenüberliegenden Oberflächenabschnitten 11 und W (Fig.3) des rotierenden Körpers.10, 10 'and the opposing surface sections 11 and W (Figure 3) of the rotating body.

Die Funkenentladung liefert auf der Oberfläche des rotierenden Körpers ein Zeichen bzw. eine Darstellung zur Anzeige der Lage der Unwucht. Wenn dabei jedoch die durch den Kondensator 21 und den Widerstand 22 bestimmte Zeitkonstante derart ist, daß die Entladung bei jeder Umdrehung des rotierenden Körpers auftritt, so reicht bei hohen Drehzahlen die gespeicherte elektrische Energie nicht aus, um ein wahrnehmbares Zeichen hervorzurufen. Wenn der Testkörper beispielsweise mit 2400 Umdrehungen pro Minute (rpm) rotiert, so beträgt die Triggerfrequenz 40 Hz. Bei dieser Frequenz muß der Wert des Kondensators 21 bereits so klein sein, daß keine ausreichende Leistung mehr erreicht wird, um wahrnehmbare Zeichen zu liefern. The spark discharge provides a character or representation on the surface of the rotating body to display the position of the unbalance. If, however, through the capacitor 21 and the resistor 22 specific time constant is such that the discharge occurs with each revolution of the rotating body occurs, at high speeds the stored electrical energy is not sufficient to generate a perceptible To evoke characters. For example, if the test body rotates at 2400 revolutions per minute (rpm) rotates, the trigger frequency is 40 Hz At this frequency, the value of the capacitor 21 must already be so small that there is insufficient power more is achieved to provide perceptible signs.

Aus diesem Grund wird die Funkenentladungsrate derart bestimmt, daß die Entladung jeweils nach einer vorbestimmten Zahl von Triggerimpulsen auftritt, so daß der Kondensator 21 eine ausreichende Zeit lang genug elektrische Energie speichert, um klar erkennbare Zeichen zu erzeugen.For this reason, the spark discharge rate is determined so that the discharge occurs every predetermined number of trigger pulses so that the capacitor 21 stores electrical energy for a sufficient time to produce clearly recognizable characters.

In Fig.2 ist die Zündbedingung des Thyratrons 14 dargestellt. Da die Vibration normalerweise verschiedenartige Schwingungen höherer Frequenzkomponenten enthält, die sich der Grundfrequenzkornponente der Schwingung überlagern, und zusätzlich die Elektroden 10 und 10' in bezug auf die Sensoren 3 und 3' unter rechten Winkeln angeordnet sind, ändert sich der Luftspalt zwischen den Elektroden und der Oberfläche des rotierenden Körpers mit einer Frequenz, die niedriger als die Grund-Schwingungsfrequenz ist. Das Thyratron 14 wird bei einer vorbestimmten Zündspannung gezündet. Diese Spannung variiert als Funktion der Gitter-Vorspannung Eg und der Anoden-Lastimpedanz Zp. Da sich die Lastimpedanz Zp ihrerseits mit dem Luftspalt ändert, ist die Zündspannung eine Funktion des Luftspalts. Wenn der Luftspalt zunimmt, nimmt die Zündspannung entsprechend zu und es fließt ein größerer Entladungsstrom durch das Thyratron. Dies bedeutet, daß die Kapazität 21 nur dann entladen wird, wenn die elektrische Energie einer ausreichenden Größe hierin gespeichert wird, wobei diese Größe der Größe des Luftspalts entspricht. Nimmt man an, daß die Anoden-Spannung -10 000 Volt, der Widerstand 22 20 Kiloohm, der Kondensator 21 4 μΡ und die Drehgeschwindigkeit '/40 Sekunden beträgt, so wird die Entladung bei jedem dritten bis vierten Triggerimpuls gemäß der in F i g. 2 gezeigten Art erfolgen; nämfich bei kleinem Luftspalt jeweils nach drei Triggerimpulsen und bei einem vergleichsweise großen Spalt jeweils nach vier Triggerimpulsen. Wenn der Testkörper für einen Zeitabschnitt von etwa 1 bis 2 Sekunden rotiert, tritt eine Entladung wiederum auf der gleichen Umfangsposition des rotierenden Körpers auf, um wahrnehmbare Zeichen direkt auf diesem Körper zu erzeugen. The ignition condition of the thyratron 14 is shown in FIG. Since the vibration normally contains various vibrations of higher frequency components which are superimposed on the fundamental frequency component of the vibration, and in addition the electrodes 10 and 10 'are arranged at right angles with respect to the sensors 3 and 3', the air gap between the electrodes and the changes Surface of the rotating body with a frequency that is lower than the fundamental oscillation frequency. The thyratron 14 is ignited at a predetermined ignition voltage. This voltage varies as a function of the grid bias Eg and the anode load impedance Zp. Since the load impedance Zp in turn changes with the air gap, the ignition voltage is a function of the air gap. If the air gap increases, the ignition voltage increases accordingly and a larger discharge current flows through the thyratron. This means that the capacitance 21 is only discharged when the electrical energy of a sufficient size is stored therein, this size corresponding to the size of the air gap. Assuming that the anode voltage is -10,000 volts, the resistor 22 is 20 kiloohms, the capacitor 21 is 4 μΡ and the speed of rotation is' / 40 seconds, the discharge is carried out with every third to fourth trigger pulse according to the method shown in FIG . 2 take place; Namely after three trigger impulses with a small air gap and after four trigger impulses with a comparatively large gap. When the test body rotates for a period of about 1 to 2 seconds, a discharge occurs again at the same circumferential position of the rotating body to produce perceptible indicia directly on that body.

Der Schalter 28, der betrieblich mit der Schaltung 4 verbunden ist, ist zwischen die Anode und die Elektroden 10,10' derart eingeschaltet, daß er jedes Signal der Sensoren 3 und 3' zu den entsprechenden Elektroden verteilt.The switch 28, which is operatively connected to the circuit 4, is between the anode and the electrodes 10,10 'switched on in such a way that it sends each signal from sensors 3 and 3' to the corresponding electrodes distributed.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Vorrichtung zum Messen und Markieren einer Unwucht an einem Umlaufkörper mit zwei Gebern zur Umwandlung mechanischer Schwingungen in elektrische Signale, einer den Geberausgangssignalen entsprechend betätigten Schalteinrichtung, einem Filter, einem die Abgabe von Markierungssignalen steuernden Thyratron mit einer an das Git- io 25« bekannt.1. Device for measuring and marking an imbalance on a recirculating body with two encoders for converting mechanical vibrations into electrical signals, a switching device actuated according to the encoder output signals, a filter, a thyratron controlling the output of marking signals with a to the guitar 25 ″ known.

ter des Thyratrons angeschlossenen, die von den Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vererzeugten Signale formenden Schaltung besserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zuter of the thyratron connected by the The invention is based on the object of a generated signal-shaping circuit to improved device of the type mentioned

schaffen, die keines zusätzlichen Aufwands bedarf undcreate that does not require any additional effort and

läßt sich kein gezielter Oberschlag gewährleisten, da die Zündung in keiner bestimmten Zeitfolge bzw. synchron zu den Unwucbtimpulsen erfolgen muß. Bei der bekannten Vorrichtung sind zwei Schaltungen erforderlich, von denen die eine eine Vorionisation bewirkt, um den gewünschten Funkenüberschlag zu sichern.no targeted overturn can be guaranteed because the ignition does not have to take place in any specific time sequence or synchronously with the unbalance pulses. In the known device, two circuits are required, one of which causes a pre-ionization, to ensure the desired sparkover.

Die Funkenentladung zur Unwuchtmarkierung ist aus der Literaturstelle »Reutlingen Genauigkeitswuchten, DEVA Fachverlag GmbH, Stuttgart 1957. S. 24 undThe spark discharge for marking the unbalance is from the literature reference »Reutlingen Precision Balancing, DEVA Fachverlag GmbH, Stuttgart 1957. P. 24 and