DE2415558A1

DE2415558A1 - CRANKSHAFT INDICATOR

Info

Publication number: DE2415558A1
Application number: DE19742415558
Authority: DE
Inventors: Hans Joergen Opperud; Bo Ragnet
Original assignee: AIMS AB
Current assignee: AIMS AB
Priority date: 1973-04-02
Filing date: 1974-03-30
Publication date: 1974-10-03
Also published as: JPS5048950A; SE406980B

Description

Kurbelwellenindikator Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Messung der Biegung einer Kurbelwelle durch Bestimmung der Abstandsänderung zwischen zwei Kurbelschenkeln bei verschiedenen Drehstellungen der Kurbelwelle. Die Abstandsänderung wird dabei mittels eines zwischen den Kurbelschenkeln eingespannten Weggebers und eines zum Weggeber gehörenden Ablesegerätes bestimmt.Crankshaft Indicator The present invention relates to a Device for measuring the bending of a crankshaft by determining the change in distance between two crank legs at different rotational positions of the crankshaft. The change in distance is clamped between the crank arms by means of a Determines the encoder and a reading device belonging to the encoder.

Geräte, die bisher für den oben genannten Zweck gebraucht worden sind, bestehen aus einem federbelasteten mechanischen Zeigergerät, das auf einer Wegmeßstange befestigt ist. Diese Einrichtung wird zwischen die Kurbelschenkel eingespannt, und die Ablesung-erfolgt direkt an dem Zeigergerät bei verschiedenen Kurbelstellungen.Devices that have previously been used for the above-mentioned purpose, consist of a spring-loaded mechanical pointer device on a measuring rod is attached. This device is clamped between the crank legs, and the reading takes place directly on the pointer device at different crank positions.

Da das Zeigergerät der Kurbelwelle bei deren-Drehung folgt, muß die Ablesung bei gewissen Positionen Uber einen Spiegel erfolgen. Bei kleineren Motoren muß die Ablesung sogar vorn zwei Personen, eine auf jeder-Seite des Motors, durchgeführt werden. Die Ablesung wird oft von aus den Kurbelzapfenlagern auslaufendem Öl erschwert. Infolge dieser Erschwernisse besteht eine große Gefahr von Fehlablesungen. Das erwähnte bekannte Zeigergerät ist in 1/100 mm unterteiIt und hat eine Ablesegenauigkeit von etwa + 0,3/100 mm. Als Maß für die Durchbiegung der Kurbelwelle wird die Differenz zwischen den Biegungswerten zweier KurbelwelLenpositionen verwendet.Since the pointer device follows the crankshaft as it rotates, the Readings can be made using a mirror in certain positions. With smaller engines the reading must even be carried out by two people in front, one on each side of the engine will. Reading is often made difficult by leaking oil from the crankpin bearings. As a result of these difficulties, there is a great risk of incorrect readings. That mentioned known pointer device is divided into 1/100 mm and has a reading accuracy of about + 0.3 / 100 mm. The measure for the deflection of the crankshaft is the difference used between the deflection values of two crankshaft positions.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kurbelwellenindikator zu schaffen, bei welchem die Ablesung und Bedienung erleichtert sind.The object of the present invention is to provide a crankshaft indicator to create, in which the reading and operation are facilitated.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Ablesegerät des Kurbelwellenindikators außerhalb des Drehbereiches der Kurbelwelle angeordnet ist.According to the invention this object is achieved in that the reading device of the crankshaft indicator arranged outside the range of rotation of the crankshaft is.

Die Erfindung ermöglicht die elektrische Darstellung von Meßwerten, wodurch die Meßgenauigkeit wesentlich erhöht werden kann. Man kann daher ein Instrument Wahlen, das Ablesungen mit viel größerer Genauigkeit als bis Jetzt erlaubt, z.B. 1 0,05/100 mm, da mechanisches Spiel in möglichst hohem Maße eliminiert werden kann, und die Biegungswerte direkt als Ziffern an einem digitalischen Ablesegerät registriert werden können. Die Genauigkeit ist außerordentlich wichtig, wenn die gemessenen Biegungswerte die Grundlage für weitere Auswertungen, z.B. nach einem von Bo Rangert bei CIMAC, ("lOth International Congress on Combustion Engines", 1973, Washington, Aufsatz Nr. 31) vorgeführten Verfahren, bilden sollen.The invention enables the electrical representation of measured values, whereby the measurement accuracy can be increased significantly. One can therefore be an instrument Choices that allow readings with much greater accuracy than up to now, e.g. 1 0.05 / 100 mm, since mechanical play can be eliminated to the greatest possible extent, and the deflection values are registered directly as digits on a digital reader can be. Accuracy is extremely important when measuring Bending values the basis for further evaluations, e.g. after one of Bo Rangert at CIMAC, ("lOth International Congress on Combustion Engines", 1973, Washington, Article No. 31) should form the procedure presented.

Durch die Erfindung wird mit Hilfe einer Rechenlogik direkte Anzeige von Biegungsdifferenzen auch in solchen Ebenen ermöglicht, wo eine direkte Messung der Biegungen wegen der Behinderung durch die Kurbelwelle nicht möglich ist. Die Biegungsmessungen werden dabei an mindestens drei Kurbelpositionen in einer bestimmten Folge ausgeführt.The invention provides a direct display with the aid of arithmetic logic of bending differences also enables direct measurement in planes the bends is not possible because of the obstruction by the crankshaft. the Bend measurements are made at at least three crank positions in a certain Sequence executed.

Ein Aus führungsbei spiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.An imple mentation example of the invention is described below with reference to the Figures explained in more detail.

Fig. 1 zeigt schematisch eine bekannte Ausführung eines Kurbelwellenindikators.Fig. 1 shows schematically a known embodiment of a crankshaft indicator.

Fig. 2 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Kurbelwellenindikator.Fig. 2 shows schematically a crankshaft indicator according to the invention.

Fig. 3 zeigt schematisch in Form eines elektrischen Schaltbildes die Anschaltung eines bei der Einrichtung nach Fig. 2 benötigten Meßwertgebers an ein digitales Gerät.Fig. 3 shows schematically in the form of an electrical circuit diagram Connection of a transducer required in the device according to FIG. 2 to a digital device.

Fig. 4 zeigt die Kurbelpositionen, bei denen der Biegungswert zur Berechnung der senkrechten Durchbiegung einer Kurbelwelle abgelesen werden soll, und Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Logikschaltung zur Berechnung der senkrechten Durchbiegung aufgrund der bei den Stellungen nach Fig. 4 ermittelten Biegungswerte.Fig. 4 shows the crank positions at which the deflection value for Calculation of the vertical deflection of a crankshaft is to be read off, and FIG. 5 shows an embodiment of an electronic Logic circuit to calculate the vertical deflection due to the positions according to Fig. 4 determined bending values.

Der bekannte Kurbelwellenindikator nach Fig. 1 umfaßt ein mechanisches Anzeigeinstrument 2, das zwischen einer federnden Meßspitze 4 und einer Abstandsstange 6 angeordnet ist. Zum Messen wird die Einrichtung mit ihren spitzen Enden zwischen die Schenkel einer Kurbelwelle eingespannt. Die Einrichtung in Fig. 1 hat die eingangs schon erwähnten Nachteile.The known crankshaft indicator according to FIG. 1 comprises a mechanical one Indicating instrument 2 between a resilient measuring tip 4 and a spacer rod 6 is arranged. To measure the device with its pointed ends between clamped the legs of a crankshaft. The device in Fig. 1 has the opening disadvantages already mentioned.

In Fig. 2 ist ein Kurbelwellenindikator nach der Erfindung dargestellt. Er besteht aus einem federnden Meßwertgeber 8 und einer Mikrometerschraube 10 für Kalibrier- und Einspannzwecke. Der Meßwertgeber 8 und die Mikrometerschraube 10 sind mit einer Abstandsstange 12 zusammengefügt.In Fig. 2, a crankshaft indicator according to the invention is shown. It consists of a resilient transducer 8 and a micrometer screw 10 for Calibration and clamping purposes. The transducer 8 and the micrometer screw 10 are joined together with a spacer rod 12.

Die Feder des Meßwertgebers sollte zweckmäßigerweise bei der Einspannung eine so große Kraft ausüben, daß bei Gebrauch von Körnermarken zur Erleichterung des Festspannens zwischen den Kurbelschenkeln Schmutz, Unebenheiten und dgl. in der Körnermarke weggepreßt werden.The spring of the transducer should expediently when clamping exert so great a force that when using grain marks for relief the clamping between the crank legs dirt, bumps and the like. In be pressed away from the grain mark.

Der Anschluß des Meßwertgebers 8 an ein digitales Ablesegerät 16 ist mit 14 bezeichnet.The connection of the transducer 8 to a digital reading device 16 is denoted by 14.

Der Meßwertgeber kann von bekannter Bauart sein. Beispiele solcher Meßwertgeber sind Drahtdehnungsgeber und Lagegeber, bei denen ein verschiebbarer Abgriff an einem geraden Potentiometer angeordnet ist. Ferner gibt es Induktivgeber, die Lagegeber sind, bei denen die Kapazität zwischen Geber und Kurbel schenkel Bestandteil eines Oszillators ist, und eine von der änderung dieser Kapazität bewirkte Frequenzänderung als Maß der Abstandsänderung zwischen den Kurbelschenkeln ausgenutzt wird. Ein anderes Beispiel ist ein Geber, der einen gespannten Draht enthält, dessen Eigenresonanzfrequenz sich ändert wenn der Geber zusammengedrückt und die Drahtspannung geändert wird.The transducer can be of a known type. Examples of such Measuring transducers are wire strain transducers and position transducers in which a displaceable Tap is arranged on a straight potentiometer. Further gives there are inductive encoders that are position encoders, where the capacitance between encoder and Crank leg is part of an oscillator, and one of the changes to this Capacity caused frequency change as a measure of the change in distance between the crank legs is exploited. Another example is a transducer that has a tensioned wire contains, whose natural resonance frequency changes when the encoder is compressed and the wire tension is changed.

Mit der Mikrometerschraube 10 wird der Geber zwischen den Meßpunkten mit Vorspannung eingespannt, um eine gute Anlage zu erhalten. Der Meßwertgeber 8 erzeugt entsprechend der Änderung des Abstandes zwischen den Meßpunkten ein elektrisches Signal, das zu einem Ablesegerät 16, an dem die Kurbelwellenbiegung in digitaler Form abgelesen werden kann, übertragen wird. Da die Mikrometerschraube 10 eine Feineinteilung besitzt, kann die Kalibrierung des Gerätes direkt an der Meßstelle durchgeführt werden.With the micrometer screw 10, the transmitter is between the measuring points clamped with preload in order to obtain a good system. The transmitter 8 generates an electrical signal according to the change in the distance between the measuring points Signal to a reading device 16, on which the crankshaft bending in digital Form can be read, transmitted. Since the micrometer screw 10 is a fine division the device can be calibrated directly at the measuring point will.

Die Ubertragung der Meßwerte zwischen Meßwertgeber und Ablesegerät kann über Kabel oder auf drahtlosem Wege mittels eines der Meßdose nachgeschalteten Mikrosenders erfolgen. Ein Empfänger ist dabei an dem Digitalgerät vorgesehen.The transfer of the measured values between the transducer and the reading device can be connected downstream of the load cell via cable or wirelessly Micro transmitters take place. A receiver is provided on the digital device.

Fig. 4 zeigt die Kurbelwellenpositionen, bei denen der Biegungswert bei Anwendung des in dem oben genannten Aufsatz geschilderten Verfahrens zur Berechnung der senkrechten Biegung einer Kurbelwelle abzulesen ist.Fig. 4 shows the crankshaft positions at which the deflection value when using the calculation method described in the above article the vertical bend of a crankshaft can be read off.

Nach diesem Verfahren kann die senkrechte Biegung in einer Kurbel mit Hilfe des folgenden Ausdruckes berechnet werden.After this procedure, the perpendicular bend can be made in a crank can be calculated using the following expression.

Senkrechte Biegungsdifferenz = (B+ + D+ + B + D )/2 - 2 EBc+ + B, C und D in der obigen Formel bedeuten die Ablesewerte bei den Lagen B, C und D in Fig. 4 und + und - geben Ablesung für Rechtsdrehung bzw. Linksdrehung von der Kurbelwelle an. @ ist eine konstante Größe: O - 8 41.Vertical bend difference = (B + + D + + B + D) / 2 - 2 EBc + + B, C and D in the above formula represent the readings for positions B, C and D in Fig. 4 and + and - give readings for right-hand rotation and left-hand rotation, respectively, from the crankshaft at. @ is a constant quantity: O - 8 41.

Bei gewissen Anwendungen kann der obige Ausdruck zu B + - 2C+ oder alternativ B - + D - - 2C - vereinfacht werden. Weitere Einzelheiten gehen aus dem genannten Aufsatz hervor.In certain applications, the above expression can translate to B + - 2C + or alternatively B - + D - - 2C - can be simplified. Further details can be found in the mentioned article.

Da die Meßwerte in bestimmter Folge abgelesen werden, kann das Ablesegerät so gestaltet werden, daß es die Meßsignale nach einem bestimmten Schema zu einem Endergebnis multipliziert, addiert und subtrahiert, das die Biegung der Kurbelwelle direkt angibt.Since the measured values are read off in a specific sequence, the reading device be designed so that it the measurement signals according to a certain scheme to a The final result is multiplied, added, and subtracted which is the bending of the crankshaft indicates directly.

Anhand von Fig. 5 wird nachfolgend beschrieben, wie eine elektronische Logikschaltung zur Berechnung der senkrechten Biegung mit Hilfe der abgelesenen Werte aufgrund der angegebenen Formeln aufgebaut werden kann.With reference to Fig. 5 is described below how an electronic Logic circuit for calculating the vertical bend with the help of the read Values can be built up based on the specified formulas.

Der Meßwertgeber 8 ist Bestandteil einer Meßbrücke 18 (Fig. 3), deren Diagonalweg gemäß Fig. 5 über einen Differentialverstärker 20 und ein Filter 22 an ein digitales Gerät 24 angeschlossen ist. In Fig. 3 stellen 26 und 28 konventionelle Gleichrichter- und Stabilisierungskreise dar, und 30 ist ein Hauptstromschalter.The transducer 8 is part of a measuring bridge 18 (Fig. 3), whose Diagonal path according to FIG. 5 via a differential amplifier 20 and a filter 22 is connected to a digital device 24. In Fig. 3, 26 and 28 represent conventional ones Rectifier and stabilization circuits, and 30 is a main power switch.

Nach Fig. 5a wird die Berechnung analog mit Hilfe von zwei Eingangsverstärkern 32 und 34 in Analogform durchgeführt. Die Verstärkungsfaktoren der Verstärker 32.According to FIG. 5a, the calculation is carried out analogously with the aid of two input amplifiers 32 and 34 carried out in analog form. The gain factors of the amplifiers 32.

34 sind verstellbar um die gewünschte Multiplizierung mit konstantem Faktor einstellen zu können. Der erste Meßwert gelangt, nachdem er mit der eingestellten Konstanten (g) multipliziert worden ist, zu einem Speicherkreis 36, wo der Wert in analoger Form gespeichert wird.34 are adjustable by the desired multiplication with constant To be able to adjust the factor. The first measured value arrives after it has matched the set Constant (g) has been multiplied to a memory circuit 36 where the value is stored in analog form.

Der nächste ankommende Meßwert wird mit dem in diesem Speicherkreis 36 schon gespeicherten Wert summiert und die Summe wird dann in einem weiteren Speicherkreis 38 gespeichert.The next incoming measured value is the same as that in this memory circuit 36 already stored value is added up and the total is then stored in a further memory circuit 38 saved.

Durch wechselweise Einschaltung der beiden Speicherkreise mit Hilfe der Relais RL1 - RL4 wird das Resultat laufender Berechnungen angesammelt, und wenn die Berechnungsfolge durchgelaufen ist, führt man das Endergebnis dem Digitalgerät zu, wo es abgelesen werden kann.By alternately switching on the two storage circuits with the help the relay RL1 - RL4 accumulates the result of ongoing calculations, and if so the calculation sequence has been completed, the final result is fed to the digital device to where it can be read.

Die Steuerung der Relais RL1 - RL4 erfolgt nach der in Fig. 5b schematisch dargestellten Schaltung.The control of the relays RL1-RL4 takes place according to the schematic shown in FIG. 5b circuit shown.

Die Messung wird eingeleitet, indem ein Knopf "Messent gedrückt wird. Ein Dekadenzähler zählt dann auf, und mit Hilfe eines Dekodierers bringt man die verschiedenen, in Fig. 5a dargestellten Relaiskontakte RL1 - RL4 in bestimmter Folge zum Schließen und erhält damit den gewünschten Berechnungsablauf. Zur Schaltung gehören ferner Rücksetztasten für den Dekadenzähler und das Rücksetzrelais RL5 der Speicherkreise 36 und 38.The measurement is initiated by pressing a button "Messent". A decade counter then counts up, and with the help of a decoder you bring them up various relay contacts RL1-RL4 shown in Fig. 5a in a certain sequence to close and thus receives the desired calculation process. To the circuit also include reset buttons for the decade counter and the reset relay RL5 Storage circuits 36 and 38.

Claims

Expectations

Crankshaft indicator for measuring the bending of a crankshaft different rotational positions, with one between the crank legs of the crankshaft clampable displacement transducer and a reading time belonging to the displacement transducer for reception and for reproducing the measured values determined by the displacement encoder, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t> that the reading device (16) is outside the range of rotation the crankshaft is arranged.

2. Crankshaft indicator according to claim 1, d a d u r c h g e k e n Nz e i c h n e t that the displacement encoder with a micrometer screw (10) for tightening is connected between the crank legs.

3. Crankshaft indicator according to claim 2, d a d u r c h g e k e n It is indicated that the scale of the micrometer screw (10) is arranged in such a way that that the calibration of the reading device (16) can be carried out during the Position transducer is clamped between the crank legs.

4. crankshaft indicator according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that an electrical circuit is provided, with which the measured values are registered electronically and digitally and / or analogously on the Reading device (16) are brought to the display.

5. crankshaft indicator according to claim 4, d a d u r c h G e k e n n n n e i n e t that the electrical circuit facilities for processing of registered measured values are provided according to a fixed scheme, which generate a final measured value which can be read on the reading device (16).

6. crankshaft indicator according to one of the preceding claims, d a d u r c h e k e n n n z e i c h -n e t that the encoder is a resistance encoder is.

7. Crankshaft indicator according to one of claims 1 to 5> d ad u r c h e k e n n n n n e i c h n e t that the position encoder is an inductive encoder.

8. crankshaft indicator according to one of claims 1 to 5, d a d u Noted that the position encoder is a ka> itive encoder.

9. crankshaft indicator according to one of claims 1 to 5> d a d u r c h e k e n n n n z e i c h n e t that the position encoder contains a tensioned wire, whose natural resonance frequency changes when the distance between the crank arms and thereby the wire tension is changed. Blank page