DE3011110A1

DE3011110A1 - Stuetzsystem fuer kraftmessende auswuchtmaschinen

Info

Publication number: DE3011110A1
Application number: DE19803011110
Authority: DE
Inventors: Hatto Dipl.-Ing. 6148 Heppenheim Schneider
Original assignee: Carl Schenck AG
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1980-03-22
Filing date: 1980-03-22
Publication date: 1981-10-01
Also published as: JPS56148031A; DE3011110C2; GB2072354B; JPH0116374B2; GB2072354A; US4381670A

Description

"Stützsystem für kraftmessende Auswuchtmaschinen"

Die Erfindung betrifft ein Stützsystem für kraftmessende Auswuchtmaschinen zur Aufnahme von Rotationskörpern und mit Schwingungsumformern zur Messung der Unwuchtwirkungen.

Durch die DE-PS 19 37 865 ist ein Lagerständer für Auswuchtmaschinen zur Aufnahme eines Wuchtkörpers mit horizontal verlaufender Achse in Verbundlagerungen, bei dem die Lagerbrücke durch Blattfedern am Ständerfuß befestigt ist, bekannt geworden, der sich dadurch auszeichnet, daß eine mittlere Blattfeder unter der Brückenmitte mit ihren flachen Seiten in Richtung der Wuchtkörperachse (Y) zeigend und zwei andere Blattfedern seitlich daneben mit ihren flachen Seiten in der Meßrichtung (X] zeigend angeordnet sind. Derartige Lagerständer sind geeignet für das Auswuchten kompletter Aggregate, erfordern jedoch einen besonderen Aufwand im Hinblick auf ihrt Erstellung. Eine Messung der durch in einem Aggregat enthaltenen Unw ' t auftretenden Kräfte geschieht bei der bekannten Einrichtung durch eine Horizontalbewegung der parallel geführten Brücke, wobei diese Horizontalbewegung über einen Schwingungsumformer je Meßebene aufgenommen wird.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Stützsystem wesentlich zu vereinfachen und dadurch den Herstellungsaufwand für ein derartiges System zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufnahme für den Rotationskörper je Meßebene über mindestens zwei eine Drehbewegung zulassende Gelenke mit einem Grundkörper verbunden ist, daß die Achsen der Gelenke zur

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Achse dss Rotationskörpers rechtwinklig verlaufen und daß die an der Aufnahme durch Unwuchtwirkungen hervorgerufenen Kräfte oder Wege je Meßebene von einem Schwingungsumformer je Meßebene aufgenommen werden. Durch den Einsatz von Drehbewegungen zulassenden Gelenken wird in überschaubarer Weise und mit geringem Bauaufwand ein Stützsystem geschaffen, welches die in einem Aggregat vorhandene Unwucht als Kräfte oder Wege in Meßebenen zu bestinmen gestattet.

Werden die Gelenke als Anlenkungen der Aufnahme mit einer bestimmten Steifigkeit an den Grundkörper ausgeführt, schlägt die Erfindung zur Messung der Unwuchtwirkungen vor, daß die durch die Unwucht hervorgerufenen Kräfte oder Wege an der Aufnahme von je einem Schwingungsumformer je Meßebene aufgenommen werden.

Im Falle einer Messung der Unwuchtwirkungen über die Gelenke hinaus schlägt die Erfindung vor, daß die durch die Gelenke übertragenen Kräfte oder Wege von einem Schwingungsumformer je Meßebene aufgenommen werden.

Diese nebeneinander zu stellenden Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ermöglichen es, eine Messung der Unwuchtwirkungen in überschaubarer Weise und an mehreren unabhängig voneinander vorhandenen Stellen des Stützsystems zu messen.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß zwei Gelenke je Meßebene und ein zwischen diesen angeordneter Steg für je einen Schwingungsumformer vorgesehen sind. Durch Anordnen einen Steges zwischen zwei Gelenken je Meßebene wird erreicht, daß ein Schwingungsumformer an beliebiger Stelle angekoppelt werden kann und eine beliebige Hebelübersetzung durch entsprechende Anpassung des Steges erreicht werden kann. Damit ist eine optimale Anpassung des Stützsystems an den zu verwendenden Schwingungsumformer gegeben, wobei die Umformung beispielsweise mittels Schwingweg, Schwinggeschwindigksit oder Kraftaufnehmern erfolgt.

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Als eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung wird es angesehen, daB Aufnahme, Gelenke und Grundkörper einstückig ausgebildet sind. Zufolge einstückiger Ausgestaltung der gesamten Aufnahme wird in besonders einfacher Weise durch Brennschneiden oder Gießen ein Stützsystem geschaffen, auf dem das gesamte zu untersuchende Aggregat angeordnet werden kann.

In Ausgestaltung dieses erfinderischen Gedankens wird vorgeschlagen, daß eine derartige Kompaktaufnahme für die Lagerung der auszugleichenden Rotoren verstellbare Lager trägt.

In noch weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß die Gelenke verschiedene Steifigkeit besitzen. Durch Wählbarkeit der Steifigkeit kann die Lage der effektiven Stützebenen und die Gesamtsteifigkeit der Meßaufgabe angepaßt werden.

Als eine noch weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird es angesehen, daß die Abmessungen der Gelenke, die Abstände zwischen den Gelenken und die Stegabmessungen in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.

Wenn Aggregate auf ihre Unwucht hin untersucht werden sollen, die hinsichtlich ihrer Masse und/oder ihrer Ausgleichsebenen asymmetrisch zu den Gelenken des Stützsystems sind, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Steifigkeit der Gelenkpaare unterschiedlich zu wählen. Dies ergibt eine optimale Meßbedingung. Werden zur Umformung der Unwuchtschwingungen Kraftaufnehmer verwendet, so geschieht eine optimale Anpassung an die Meßaufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß in beiden Ebenen Aufnehmer unterschiedlicher Charakteristik verwendet werden. Hierbei ist unter Charakteristik bei Kraftaufnehmern deren Steifigkeit und deren Meßempfindlichkeit zu verstehen .

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In der nachfolgenden Zeichnung werden besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele für ein erfindungsgemäßes Stützsystem näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein einstückiges Stützsystem

Fig. 2 ein aus zwei Baugruppen bestehendes Stützsystem, wobei beide Baugruppen starr miteinander verbunden sind und

Fig. 3 ein Stützsystem, bei dem die Unwuchtwirkungen an der Aufnahme direkt gemessen werden.

Gemäß Fig. 1 ist ein Grundkörper 1 mit zwei Stützsystemen 2, und eine Auflageplatte 4 einstückig hergestellt. Bei dem aus den Bauteilen 1, 2, 3 und 4 bestehenden Kompaktstützsystem ist beispielsweise auf der Auflageplatte 4 ein zu untersuchendes Aggregat 5 angeordnet, dessen Rotationsachse 6 senkrecht zu einer Gelenkachse 7 verläuft, wobei um diese Gelenkachse 7 eine Drehbewegung ermöglicht wird. Ein nicht dargestellter Schwingungsumformer greift an einem Steg B an und wandelt die Bewegungen des Steges 8 bzw. die an diesem Steg angreifenden Kräfte zufolge Einwirkung der Unwucht in elektrische Signale um, wobei in Abhängigkeit der Art des Schwingungsumformers diese Signale analog, digital oder als Impulssignale vorliegen können. Ein weiterer Steg 9 wird, wie in Verbindung mit Gelenkachse 7 und Steg 8 bereits beschrieben, ebenfalls zufolge der in der anderen Meßebene des Aggregats 5 auftretenden Unwucht ausgelenkt und erzeugt ebenfalls dementsprechende elektrische Signale.

Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Ausführung, bei der der Grundkörper auf einer Ebene 10 aufsteht, kann auch das Kompaktstützsystem um 90° verdreht auf einer Seitenfläche 11 auf der Ebene 10 aufstehen, ohne daß die Wirkungsweise des Kompaktstützsystems beeinflußt wird. Auch wenn das Aggregat 5 in einen Bereich 13 der Seitenfläche 12 vßrschtabeJi Wird, ist das erfindungsgemäße Stü-tzsystem voll funktionsfähig.

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Ein weiteres Gelenk 14, welches zwischen Steg B und dem Bereich 13 angeordnet ist, dient dazu, die Kräfte von der Platte 4 auf das Gelenk mit der Gelenkachse 7 zu übertragen. Hieraus wird ersichtlich, daß bei Abänderung des weiteren Gelenks 14 im Verhältnis zu dem Gelenk mit der Gelenkachse 7 eine Beeinflussung der effektiven Abstützung des Aggregats 5 erreicht wird, ebenso ist durch Dimensionierung des Steges 8 eine Beeinflussung der Übertragung der Signale auf Schwingungsumformer verschiedener Gattungen möglich.

In Fig. 2 wird eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes dargestellt, bei dem ein rechtes Stützsystem 20 und ein linkes Stützsystem 21 über eine Tragplatte 22 und an dieser angeordneten Blattfedern 23, 24 starr verbunden sind. Hierbei wirken die Blattfedern 23, 24 als Gelenk für die Krafteinleitung, während die Gelenke 25, 26 als Drehgelenke für die unabhängige Bestimmung der Unwucht pro Meßebene des Aggregates 5 dienen. Auch hierbei steht die Rotationsachse 27 des Aggregates 5 senkrecht auf Ge. enkachsen 28, 29 der Gelenke 25, 26. Über Stege 30, 31 wird je Meßebene ein Schwingungsumformer 32, beispielsweise für die rechte Ebene des rechten Stützsystems 20 beaufschlagt und formt die mechanischen Schwingungen in elektrische Signale um.

Wenn es sich bei dem zu untersuche iden Aggregat5um ein stark asymmetrisches Element 34 handelt, ist nach der Erfindung das Gelenk 26 schwächer auszugestalten als das Gelenk 25.

Die Fig. 3 zeigt ein Stützsystem, bei dem die Unwuchtwirkungen an einer Aufnahme 50 direkt gemessen werden. Der Grundrahmen 1 ist mit der Aufnahme 50 über Gelenke 51, 52 verbunden, die eine vorbestimmte Steifigkeit besitzen. Zufolge vorbestimmter Steifigkeit dieser Gelenke 51, 52 wird -es möglich, die von einem Aggregat 61 ausgehenden Unwuchtwirkungen über Schwingungsumformer 64, 65 in elektrische Informationen umzuwandeln, wobei die Schwingungsumformer 64, 65 als kraftmessende Aufnehmer, beispielsweise Piezo-Kristalle, ausgebildet sein können, die die vom Aggregat 61 ausgehenden Unwuchtschwingungen umwandeln.

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Dabei wird im Normalfall die Steifigkeit der Gelenke 51, 52 gering sein, um die Kraftwirkung auf die Schwingungsumformer 64, 65 möglichst wenig zu mindern, sie kann jedoch auch benutzt werden, um die bei Kraftaufnehmern häufig notwendige Verspannung zu erzielen. Die Schwingungsumformer 64, 65 können jedoch auch als wegmessende, bzw. schwinggeschwindigkeitsmessende Umformer ausgestaltet sein. Hierbei muß die Kraftwirkung, die durch die Unwuchtwirkung des Aggregats 61 hervorgerufen wird, durch die Gelenke 51, 52 kompensiert werden, sodaß lediglich die Bewegung der Aufnahme 50 den Schwingungsumformern 64, 65 zugeführt wird.

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Claims

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Carl Schenck AG
. März 1980

Patentansprüche

\.) Stützsystem für kraftmessende Auswuchtmaschinen zur Aufnahme von Rotationskörpern und mit Schwingungsumformern zur Messung der Unwucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme für den Rotationskörper je Meßebene über mindestens zwei eine Drehbewegung zulassende Gelenke mit einem Grundkörper verbunden ist, daß die Achsen der Gelenke zur Achse des Rotationskörpers rechtwinklig verlaufen und daß die an der Aufnahme durch Unwuchtwirkungen hervorgerufenen Kräfte oder Wege je Meßebene von einem Schwingungsumfarmer aufgenommen werden.

2. Stützsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Unwucht hervorgerufenen Kräfte oder Wege an der Aufnahme von je einem Schwingungsumformer je Meßebene aufgenommen werden.

3. Stützsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Gelenke übertragenen Kräfte oder Wege von einem Schwingungsumformer je Meßebene aufgenommen werden.

4. Stützsystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Aufnahme, Gelenke und Grundkörper einstückig ausgebildet sind.

5. Stützsystem nach Anspruch 1, 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gelenke je Meßebene und ein zwischen diesen angeordneter Steg für je einen Schwingungsumformer vorgesehen sind.

6. Stützsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke verschiedene Steifigkeit besitzen.

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ORIGINAL INSPECTED

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7. Stützsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und/ oder 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Gelenke, die Abstände zwischen den Gelenken und die Stegabmessungen in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.

8. Stützsystem nach Anspruch 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß je Meßebene ein Gelenkpaar vorgesehen ist, wobei die Steifigkeit der beiden Gelenkpaare verschieden ist.

9. Stützsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von KraftmeBaufnehmern für beide Ebenen Aufnehmer unterschiedlicher Gharakteristik verwendet werden.

10. Stützsystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme für die Lagerung der auszugleichenden Rotoren verstellbare Lager trägt.