DE3011110C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Stützsystem für in kraftmes­ sende, mit Schwingungsumformern zur Messung der Unwucht versehene Auswuchtmaschinen in Verbundlagerung aufzu­ nehmende Rotationskörper.

Durch die DE-PS 19 37 865 ist ein Lagerständer für Aus­ wuchtmaschinen zur Aufnahme eines Wuchtkörpers mit ho­ rizontal verlaufender Achse in Verbundlagerungen, bei dem die Lagerbrücke durch Blattfedern am Ständerfuß be­ festigt ist, bekanntgeworden, der sich dadurch aus­ zeichnet, daß eine mittlere Blattfeder unter der Brückenmitte mit ihren flachen Seiten in Richtung der Wuchtkörperachse (Y) zeigend und zwei andere Blattfe­ dern seitlich daneben mit ihren flachen Seiten in der Meßrichtung (X) zeigend angeordnet sind. Derartige La­ gerständer sind geeignet für das Auswuchten kompletter Aggregate, erfordern jedoch einen besonderen Aufwand im Hinblick auf ihre Herstellung. Eine Messung der durch in einem Aggregat enthaltenen Unwucht auftretenden Kräfte geschieht bei der bekannten Einrichtung durch eine Horizontalbewegung der parallel geführten Brücke, wobei diese Horizontalbewegung über einen Schwingungs­ umformer 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 Achse des Rotationskörpers rechtwinklig verlaufen und daß die an der Aufnahme durch Unwuchtwir­ kungen hervorgerufenen Kräfte oder Wege je Meßebene von einem Schwingungsumformer je Meßebene aufgenommen wer­ den. 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 bestimmen gestattet.

Aus der DE-OS 20 39 889 ist eine Auswuchtvorrichtung mit einer auf einer beliebigen waagerechten Abstützung montierbaren Auswuchtstütze zur Lagerung eines Rotors beim dynamischen Auswuchten bekannt, die jedoch zur Aufnahme eines auszuwuchtenden Aggregats in Verbundla­ gerung nicht geeignet ist. Die Schwingbrücke der jewei­ ligen Auswuchtstütze ist über zwei eine Drehbewegung zulassende Gelenke parallel geführt mit dem Grundkörper der Stütze verbunden. Bei dieser Auswuchtstütze verlau­ fen die Gelenkachsen parallel zu der Achse des Rotors.

Auch die aus der GB-PS 10 14 816 bekannte Auswuchtma­ schine ist zur Aufnahme eines auszuwuchtenden Körpers in Verbundlagerung nicht vorgesehen. Diese Auswuchtma­ schine weist ferner, wie die zuvor erwähnte Auswucht­ vorrichtung, parallel zur Achse eines auszuwuchtenden Rotors verlaufende Achsen der Gelenke, über die die Schwingbrücke abgestützt ist, auf.

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 Meß­ ebene aufgenommen werden.

Im Falle einer Messung der Unwuchtwirkungen über die Gelen­ ke hinaus schlägt die Erfindung vor, daß die durch die Ge­ lenke übertragenen Kräfte oder Wege von einem Schwingungs­ umformer je Meßebene aufgenommen werden.

Diese nebeneinander zu stellenden Ausgestaltungen des Er­ findungsgegenstandes ermöglichen es, eine Messung der Un­ wuchtwirkungen 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 eines Steges zwischen zwei Gelenken je Meßebene wird erreicht, daß ein Schwingungsum­ former an beliebiger Stelle angekoppelt werden kann und eine beliebige Hebelübersetzung durch entsprechende Anpassung des Steges erreicht werden kann. Damit ist eine optimale Anpas­ sung des Stützsystems an den zu verwendenden Schwingungsum­ former gegeben, wobei die Umformung beispielsweise mittels Schwingweg, Schwinggeschwindigkeit oder Kraftaufnehmern erfolgt.

Als eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung wird es ange­ sehen, daß Aufnahme, Gelenke und Grundkörper einstückig aus­ gebildet sind. Zufolge einstückiger Ausgestaltung der gesam­ ten Aufnahme wird in besonders einfacher Weise durch Brenn­ schneiden oder Gießen ein Stützsystem geschaffen, auf dem das gesamte zu untersuchende Aggregat angeordnet werden kann.

In Ausgestaltung dieses erfinderischen Gedankens wird vor­ geschlagen, daß eine derartige Kompaktaufnahme für die Lage­ rung 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 Meßauf­ gabe angepaßt werden.

Als eine noch weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstan­ des 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 ge­ mäß der Erfindung vorgeschlagen, die Steifigkeit der Gelenk­ paare unterschiedlich zu wählen. Dies ergibt eine optimale Meßbedingung. Werden zur Umformung der Unwuchtschwingungen Kraftaufnehmer verwendet, so geschieht eine optimale Anpas­ sung an die Meßaufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß in beiden Ebenen Aufnehmer unterschiedlicher Charakteristik ver­ wendet werden. Hierbei ist unter Charakteristik bei Kraftauf­ nehmern deren Steifigkeit und deren Meßempfindlichkeit zu ver­ stehen.

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

Fig. 1 ein einstückiges Stützsystem,

Fig. 2 ein aus zwei Baugruppen bestehendes Stützsystem, wobei beide Baugruppen starr miteinander verbun­ den 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, 3 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 8 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 vorlie­ gen können. Ein weiterer Steg 9 wird, wie in Verbindung mit Gelenkachse 7 und Steg 8 bereits beschrieben, ebenfalls zu­ folge 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 Kom­ paktstützsystem um 90° verdreht auf einer Seitenfläche 11 auf der Ebene 10 aufstehen, ohne daß die Wirkungsweise des Kompakt­ stützsystems beeinflußt wird. Auch wenn das Aggregat 5 in einen Bereich 13 der Seitenfläche 12 verschoben wird, ist das er­ findungsgemäße Stützsystem voll funktionsfähig.

Ein weiteres Gelenk 14, welches zwischen Steg 8 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 Ver­ hältnis 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 Erfindungsgegen­ standes dargestellt, bei dem ein rechtes Stützsystem 20 und ein linkes Stützsystem 21 über eine Tragplatte 22 und an die­ ser angeordneten Blattfedern 23, 24 starr verbunden sind. Hier­ bei wirken die Blattfedern 23, 24 als Gelenk für die Kraftein­ leitung, während die Gelenke 25, 26 als Drehgelenke für die un­ abhängige Bestimmung der Unwucht pro Meßebene des Aggregates 5 dienen. Auch hierbei steht die Rotationsachse 27 des Aggregates 5 senkrecht auf Gelenkachsen 28, 29 der Gelenke 25, 26. Über Stege 30, 31 wird je Meßebene ein Schwingungsumformer 32, bei­ spielsweise für die rechte Ebene des rechten Stützsystems 20 beaufschlagt und formt die mechanischen Schwingungen in elek­ trische Signale um.

Wenn es sich bei dem zu untersuchenden Aggregat 5 um 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 ei­ ne vorbestimmte Steifigkeit besitzen. Zufolge vorbestimmter Steifigkeit dieser Gelenke 51, 52 wird es möglich, die von ei­ nem Aggregat 61 ausgehenden Unwuchtwirkungen über Schwingungs­ umformer 64, 65 in elektrische Informationen umzuwandeln, wo­ bei die Schwingungsumformer 64, 65 als kraftmessende Aufnehmer, beispielsweise Piezo-Kristalle, ausgebildet sein können, die die vom Aggregat 61 ausgehenden Unwuchtschwingungen umwandeln.

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 be­ nutzt werden, um die bei Kraftaufnehmern häufig notwendige Verspannung zu erzielen. Die Schwingungsumformer 64, 65 können jedoch auch als wegmessende, bzw. schwinggeschwindigkeitsmes­ sende Umformer ausgestaltet sein. Hierbei muß die Kraftwirkung, die durch die Unwuchtwirkung des Aggregats 61 hervorgerufen wird, durch die Gelenke 51, 52 kompensiert werden, so daß le­ diglich die Bewegung der Aufnahme 50 den Schwingungsumformern 64, 65 zugeführt wird.

Claims (10)

1. Stützsystem für in kraftmessende, mit Schwingungsum­ formern zur Messung der Unwucht versehene Aus­ wuchtmaschinen in Verbundlagerung aufzunehmende Rotationskörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme für den Rotationskörper je Meßebene über mindestens zwei eine Drehbewegung zulassende Ge­ lenke 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 Schwingungsumformer 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 auf­ genommen 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 An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Aufnahme, Gelenke und Grundkörper einstückig ausgebildet sind.

5. Stützsystem nach Anspruch 1, 3 und/oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, 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 Steifig­ keit besitzen.

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 und 7, dadurch gekennzeich­ net, 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 Kraftmeßaufnehmern für beide Ebenen Auf­ nehmer unterschiedlicher Charakteristik verwendet werden.

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