DE4214630A1 - Vibrationssteuervorrichtung - Google Patents
VibrationssteuervorrichtungInfo
- Publication number
- DE4214630A1 DE4214630A1 DE4214630A DE4214630A DE4214630A1 DE 4214630 A1 DE4214630 A1 DE 4214630A1 DE 4214630 A DE4214630 A DE 4214630A DE 4214630 A DE4214630 A DE 4214630A DE 4214630 A1 DE4214630 A1 DE 4214630A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- shaft
- control device
- coil
- rotor
- vibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/03—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Teile und
Elemente zur Reduzierung von Vibrationen im Gebrauch
von rotierenden Arbeitsspindeln, welche in Arbeits
vorgängen benutzt werden, bei denen Späne als Neben
produkt oder Hauptprodukt abfallen.
Vibrationen, Oszillationen, Torsionsschwingungen in
Maschinen, Maschinenteile und deren Elemente haben
die ungünstigen Einflüssen, daß solche den Vibratio
nen und dergleichen ausgesetzten Teile und Elemente
sich abnutzen, brechen, ermüden oder anderweitig
frühzeitig versagen. In der Bemühung, Vibrationen zu
erfassen, wurden Sensoren entwickelt, die die Präsenz
anomal starker Vibrationen und dergleichen im Ansatz
erkennen und Alarm schlagen oder durch Relaisunter
brecher den Arbeitsvorgang anhalten.
Derartige Vibrationsüberwachungsvorrichtungen sind in den
US-Patenten Nr. 4 614 117 und 4 729 239 beschrieben. Maschi
nenkontrolle und Überwachung wurde auch durch den
Gebrauch von Wirbelstromwandler-Systemen entsprechend
US-Patent 4 847556 erreicht. Diese Einrichtung kom
biniert einen Wirbelstromwandler mit einer Datenver
arbeitungsanlage und Software, um brauchbare Meßwerte
von Turbinenbeschaufelung, Zwischenraumtoleranz und
Durchgangszeit zu ermessen. Eine Wirbelstromkupplung
mit gestaffeltem Anker und Spulenträger ist in der
US 4 683 392 offenbart.
Die Wirbelstromkupplung hat eine Spule zum magneti
schen Kuppeln an eine Induktortrommel und einen Ro
tor, um ein Drehmoment zwischen einer mit einem An
trieb verbundenen Eingangswelle und einer an einer
Ausgangswelle befestigten Last zu übertragen. Es ist
typisch, daß die Wirbelstromvorrichtung dazu verwen
det wird, eine variable Geschwindigkeit an der Last
vorzusehen, wenn der Antrieb bei einer konstanten
Geschwindigkeit arbeitet, wie es beispielsweise für
einen Wechselstrominduktionsmotor gilt. Im Betrieb
wird die Feldspule über Kontakte mit Gleichstrom er
regt, wodurch sich ein umgreifender Fluß bildet. Die
ser Fluß fließt von einem Pol durch die vom Motor
angetriebene Induktortrommel zum angrenzenden Pol des
mit der Last verbundenen Ankers. Die Rotation der
Trommel durch den Fluß erzeugt einen Wirbelstrom.
Dieser Wirbelstrom reagiert mit dem Fluß, um ein
Drehmoment von der Trommel auf den Anker und somit
auf die Ausgangswelle zu übertragen. Das Drehmoment,
das bei einer gegebenen Schlupfgeschwindigkeit über
tragen werden kann, wird bei einer gegebenen Aus
gangsgeschwindigkeit durch die Feldstärke der Spule
bestimmt. Während die obigen Vorrichtungen in ihren
besonderen Verwendungen nützlich waren, wurde keine
davon zur Feststellung und Reduzierung von Vibratio
nen und Schwingungen benutzt.
Wenn ein von einer rotierenden Spindel angetriebenes
Werkzeug mit einem Werkstück in Kontakt kommt, wird
eine Last auf die Spindel ausgeübt. Die Last ist in
vielen Fällen ungleichmäßig und verursacht Vibratio
nen, Oszillationen, Torsionsschwingungen, die vom
Werkzeug aus durch die Spindel den ganzen Antriebs
strang beeinflussen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung
zu schaffen, mit der die Torsionsschwingungen der
Welle oder Spindel und/oder die Vibrationen während
des unterbrochenen Schneidens mit Maschinen zur Span
bildung reduziert und/oder eliminiert werden.
Die Erfindung ermittelt Vibrationen, Torsionsschwin
gungen oder Oszillationen an der Spindel oder Welle
mittels eines Sensors. Der aktivierte Sensor verur
sacht einen Stromfluß durch eine Rotor- und Spulen
anordnung, die mit der Welle verbunden ist. Damit
wird ein elektrisches Feld zwischen dem Rotor und
einer den Rotor umgebenden stationären Trommel er
zeugt, die daraufhin eine Rotationsbremswirkung oder
eine umgekehrte Drehmomentlast an der Spindel hervor
ruft. Die umgekehrte Drehmomentlast an der Welle in
duziert eine Hemmung oder Dämpfung an der Spindel
oder Welle, um Torsionsschwingungen der Welle zu eli
minieren oder in großem Umfang zu reduzieren. Durch
Reduzieren oder Eliminieren der Vibrationen kann ein
Schlagen der Schneidwerkzeuge und der Antriebsvor
richtungen in unterbrochenen Schneidanwendungen wirk
sam reduziert werden. Durch diese Reduzierung wird
die Lebensdauer des Schneidwerkzeuges ebenso wie die
der Werkzeugmaschine verlängert und die mit dem Vi
brationsproblem auftauchenden Geräusche reduziert.
Die Erfindung basiert auf der Theorie der Erzeugung
von Wirbelströmen durch Rotation von unterschiedli
chen Magnetfeldern. Wenn ein Feldmagnet oder eine
Spule in einer Eisentrommel rotiert, während Strom
der Spule zugeführt wird, wird ein Wirbelstrom durch
die Unterbrechungswirkung der magnetischen Fluktua
tion erzeugt. Dieser Wirbelstrom erzeugt ein zweites
magnetisches Feld, dessen Stärke durch das Primärfeld
und die relative Geschwindigkeitsänderung zwischen
den zwei Elementen bestimmt wird. Die Wechselwirkung
zwischen den zwei Feldern bewirkt, daß die stationäre
Trommel der Feldmagnetrotation folgen will und, da
sie stationär ist, wird eine Bremswirkung auf die
Rotorwelle in ähnlicher Weise zu einem Bremsband oder
eine Bremstrommel erzeugt. Wenn der Spulenstrom vari
iert, wird der Wirbelstrom direkt proportional beein
flußt. Im Betrieb kann die vorliegende Erfindung die
Schritte des Rotierens einer Welle bei vorbestimmter
Geschwindigkeit, des Aufbringens einer Last auf die
Welle mittels eines Werkzeuges, des Erfassens von
Oszillationen der Welle durch einen Vibrationssensor,
des Mitteilens der erfaßten Vibrationen an eine Erre
gungssteuervorrichtung, des Bewirkens eines Strom
flusses zu dem Rotor und der Spule durch die Erre
gungssteuervorrichtung in Abhängigkeit von den erfaß
ten Vibrationen, des Erzeugens einer Rotationsbrems
wirkung mit dem zwischen dem Rotor und der Trommel
erzeugten elektrischen Feldes, des Aufbringens einer
Vibrationsdämpfungswirkung auf die Welle mittels der
Rotationsbremswirkung und des Begrenzens der Höhe des
Stromes zu der Spule auf einen vorbestimmten Wert,
der nicht einen gesteuerten Prozentsatz der Antriebs
eingangsleistung der Welle überschreitet, umfassen.
In der vorliegenden Erfindung kann die Vibrations
steuerung manuell oder automatisch erreicht werden.
Im manuellen System kann die Bedienperson die Vibra
tionssteuervorrichtung oder die Wirbelstromkupplung
mittels eines Rheostats oder Regelwiderstandes ein
stellen, der eine stufenlose Steuerung auf einen vor
bestimmten maximalen Wert ermöglicht. Dieser Wert
wird durch die Abmessungen des Antriebsmotors der
Welle bestimmt und sollte nicht einen bestimmten Pro
zentsatz der Antriebseingangsleistung der Welle über
schreiten. In einem Ausführungsbeispiel eines automa
tischen Systems ist eine Kodiereinrichtung an dem
vorderen und hinteren Ende der Welle angebracht. Die
Signale beider Kodierer werden von einem Mikroprozes
sor empfangen und verglichen. Wenn die Signale nicht
übereinstimmend empfangen werden, bewirkt der Mikro
prozessor eine Erregung der Wirbelstromkupplung zur
Erzielung eines umgekehrten Drehmomentes an dem vor
deren Ende der Welle, wodurch die Höhe der noch vor
handenen Vibrationen verringert oder eliminiert wird.
Der Mikroprozessor bewirkt eine Stromversorgung zu
der Wirbelstromkupplung bis zu einem vorbestimmten
maximalen Wert oder bis übereinstimmende Signale von
dem vorderen und hinteren Kodierer empfangen werden.
Ein anderes Ausführungsbeispiel des automatischen
Systems verwendet ein piezoelektrisches Modul, das an
der Welle zur Erfassung von torsionsmäßigen schwin
genden Wellendeformationen befestigt ist. Die Signale
von diesem Modul werden durch den Mikroprozessor ana
lysiert, der eine Erregung der Wirbelstromkupplung in
der gleichen Weise wie oben beschrieben bewirkt. Die
Verwendung der vorliegenden Erfindung resultiert in
der Reduktion und/oder Eliminierung der Wellenvibra
tionen. Das manuelle Betriebssystem kann den existie
renden Spindeln oder Wellen ohne große Schwierigkei
ten hinzugefügt werden, das heißt die Maschinen kön
nen nachgerüstet werden. Bei beiden oben beschriebe
nen automatischen Systemen der Rheostionssteuerungen
kann eine übergreifende manuelle Rheostatsteuerung
vorgesehen werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich
nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Be
schreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer
Welle mit einer umgekehrten Drehmo
mentvorlast für die Vibrationssteue
rung nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch eine Spule
und einen Rotor, die mit der Spindel
zur gemeinsamen Drehung in Bezug auf
eine stationäre Trommel verbunden sind
entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 eine detaillierte Ansicht der durch
die Drehung der Spule und des Rotors
in bezug auf die stationäre Trommel
erzeugten Wirbelströme,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer
manuellen Steuerung der Wirbelstrom
kupplung nach der vorliegenden Erfin
dung,
Fig. 5 eine schematische Ansicht einer Ko
dieraufnehmersteuerung für die Wirbel
stromkupplung nach der vorliegenden
Erfindung, und
Fig. 6 eine schematische Ansicht einer piezo
elektrischen Aufnehmersteuerung für
die Wirbelstromkupplung der vorliegen
den Erfindung.
Wie aus der Fig. 1 zu erkennen ist, ähnelt die vor
liegende Erfindung einer Wirbelstromkupplungsvorrich
tung, bei der die Eingangswelle in einer Induktor
trommel rotiert; allerdings ist in der vorliegenden
Erfindung die Induktortrommel 14 feststehend oder
stationär. Ein Rotorelement, das üblicherweiSe einen
Polaufbau aufweist, umfaßt eine Vielzahl von genau
beabstandeten Polen 18, 20 und ist auf einer Welle
konzentrisch zu der stationären Induktortrommel 14
angeordnet. Der Fluß einer Feldwicklung bildet magne
tische Pole in dem Rotor 16 und induziert Wirbelströ
me in der stationären Induktortrommel 14, solange
eine relative Geschwindigkeit, das heißt ein Schlupf
zwischen dem Rotor 16 und der Trommel 14 vorhanden
ist. Die elektromagnetischen Wechselwirkungen des
Flusses der Rotorpole und die Wirbelströme der Trom
mel übertragen eine Drehmomentlast auf die Welle 12,
um die Vibrationen zu reduzieren. Der Grad der Erre
gung der Feldspule bestimmt die Größe des Drehmomen
tes, das als Bremswirkung auf die Welle 12 für eine
vorgegebene Schlupfgesbhwindigkeitsbedingung übertra
gen wird. Ein Kühlmedium, wie Luft oder Wasser oder
dergleichen führt die in der Vorrichtung erzeugte
Wärme ab. Die Welle 12 ist mit einer Antriebsmaschi
ne, wie einen Wechselstrom-Induktionsmotor konstanter
Geschwindigkeit verbunden, der an dem Gehäuse 22 be
festigt ist und der durch eine Antriebssteuerung 24
gesteuert wird. Die Welle 12 wird durch Lager in dem
Motor und dem Gehäuse gelagert. Die magnetische Kupp
lung findet zwischen der stationären Induktortrommel
14 und der Rotoranordnung 28 statt, die von der Welle
12 getragen wird. Die stationäre Induktortrommel 14
ist ein napfartiges Element hoher magnetischer Per
meabilität und elektrischer Leitfähigkeit, dessen
äußere Fläche üblicherweise im Flächenbereich durch
die Verwendung von Kühlrippen erhöht wird, um die in
einem Induktor üblicherweise erzeugte große Wärmemen
ge zu verteilen. Die Rotoranordnung 28 auf der Welle
12 umfaßt einen ersten Polsatz 18 und einen zweiten
Polsatz 20, die abwechselnd zueinander liegen. Die
Polsätze 18 und 20 sind durch einen umfänglichen
Luftspalt mit Abstand zu der stationären Induktor
trommel 14 angeordnet. Eine Feldwicklung 42 ist kon
zentrisch radial innerhalb der Rotoranordnung 28 auf
einer Feldwicklungsstütze angeordnet. Wicklungsan
schlüsse erstrecken sich durch den Aufbau für die
Versorgung der Wicklung. Im Betrieb wird die Feld
wicklung 42 über die Wicklungsanschlüsse mit Gleich
strom versorgt, um einen umgreifenden Fluß 26 vorzu
sehen. Der Fluß 26 geht von einem Polsatz 18 durch
die Induktortrommel 14 zu dem benachbart liegenden
Polsatz 20. Die Drehung des Rotors und der Wicklung
bzw. Spule in der stationären Trommel erzeugt Wirbel
ströme 30 in der stationären Induktortrommel 14, wie
am besten in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist. Die Wir
belströme 30 reagierenmit dem Fluß, um ein Drehmo
ment von der stationären Induktortrommel 14 auf die
Rotoranordnung 28 und somit auf die Welle 12 zu über
tragen. Die Größe des Drehmoments, die bei einer vor
gegebenen schlupfgeschwindigkeit und daher bei einer
gegebenen Wellengeschwindigkeit übertragen werden
kann, wird durch die Feldstärke der Feldwicklung 42
bestimmt.
Im Betrieb tastet ein Vibrationssensor 50 eine Vibra
tion oder Oszillation der Welle 12 ab bzw. stellt
diese fest. Die Aktivierung des Vibrationssensors 15
wird an eine Erregungssteuerung 52 weitergeleitet,
die darauffolgend bewirkt, daß ein Strom durch den
Rotor und die Spulenanordnung 28, die mit der Welle
12 befestigt ist, fließt. Ein elektrisches Feld wird
zwischen der Rotoranordnung 28 und der stationären
Trommel 14, die den Rotor 28 umgibt, erzeugt, die als
Folge eine Rotationsbremswirkung oder eine umgekehrte
Drehmomentlast auf Welle 12 erzeugt. Die umgekehrte
Drehmomentlast auf die Welle 12 induziert eine Hem
mung auf die Welle 12, um Torsionsschwingungen der
Welle 12 zu eliminieren oder stark zu reduzieren.
Durch Reduzieren oder Eliminieren der Vibration wird
das Schlagen der Schneidwerkzeuge und der Antriebs
vorrichtung in unterbrochenen Schneidanwendungen
wirksam reduziert. Diese Reduzierung wird die Lebens
dauer des Schneidwerkzeugs sowie die der Maschine
verlängern, wobei gleichzeitig die mit den Vibra
tionsproblemen auftretenden Geräusche reduziert wer
den. Wenn eine Feldspule 42 in einer Eisentrommel
rotiert, während ein Strom auf die Spule 42 aufge
bracht wird, wird durch die unterbrochene Wirkung der
magnetischen Schwankungen ein Wirbelstrom erzeugt.
Dieser Wirbelstrom erzeugt ein zweites magnetisches
Feld, dessen Stärke durbh das primäre Feld und die
relative Geschwindigkeitsänderung zwischen den zwei
Elementen bestimmt wird. Die Wechselwirkung dieser
zwei Felder bewirkt, daß die stationäre Trommel 14
der Feldmagnetrotation folgt und da die Trommel sta
tionär ist, wird eine Bremswirkung auf den Rotor 28
und die damit verbundene Welle 12 ausgeübt, ähnlich
einem Bremsband oder einer Bremstrommel. Wenn der
Spulenstrom sich ändert, wird der Wirbelstrom direkt
proportional beeinflußt.
Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Verfahren zum
Steuern der Vibration und kann die Schritte des Dre
hens einer Welle 12 bei einer vorbestimmten Geschwin
digkeit, Aufbringens einer Last auf die Welle 12
durch ein Werkzeug, Erfassens der Schwingungen oder
Oszillation der Welle 12 durch einen Vibrationssensor
50 und des Übertragens der von dem Vibrationssens0r
50 erfaßten Vibration auf eine Erregungssteuerung 52
umfassen. Weiterhin wird durch die Erregungssteuerung
52 abhängig von der Information vom Vibrationssensor
50 ein stromfluß zu der Rotoranordnung 28 bewirkt,
ein elektrisches Feld zwischen der Rotoranordnung 28
und der stationären Induktortrommel 14 für eine Dreh
bremswirkung erzeugt und es wird eine Dämpfungswir
kung auf die Welle 12 ausgeübt, um die Vibration als
Ergebnis der Drehbremswirkung zu reduzieren oder eli
minieren. Der Strom zu der Feldwicklung 42 wird auf
eine Größe begrenzt, die prozentual in Abhängigkeit
von der Antriebseingangsleistung der Welle gesteuert
wird. Geeignete Testversuche werden gefordert, um den
maximalen optimalen Voreinstellwert zu bestimmen, der
mit spezifischen Anwendungen variieren kann.
In ihrer einfachsten Form kann die vorliegende Erfin
dung ein manuelles System der Vibrationssteuerung um
fassen. In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung kann eine Bedienperson mittels eines
Rheostaten 60 eine Wirbelstromkupplung oder eine
Drehmomentlastkupplung 10 aufbringen, wobei der Rhe
ostat eine stufenlose Steuerung auf einen vorbestimm
ten maximalen Wert ermöglicht. Dieser Wert wird durch
die Abmessung des Antriebsmotors der Welle bestimmt
und sollte nicht einem bestimmten Prozentsatz des
Motoreingangs überschreiten. Dieser Aufbau der vor
liegenden Erfindung ist in Fig. 4 der Zeichnungen
dargestellt.
Wie in Fig. 5 dargestellt ist, kann die vorliegende
Erfindung ein automatisches System für die Vibra
tionssteuerung umfassen. In einem dieser Systeme ist
ein Kodierer 70 an dem vorderen und hinteren Ende der
Welle 12 angeordnet. Die Signale beider Kodierer wer
den von einem Mikroprozessor 72 empfangen und vergli
chen. Wenn die Signale nicht koinzident empfangen
werden, bewirkt der Mikroprozessor 72, daß die Wir
belstromkupplung 10 erregt wird, um ein umgekehrtes
Drehmoment an dem vorderen Ende der Welle 12 aufzu
bringen, wodurch die Größe der noch vorhandenen Vi
bration reduziert oder eliminiert wird. Der Mikropro
zessor 72 wird der Wirbelstromkupplung einen Strom
bis zu einem maximalen vorgegebenen Wert zuführen
oder bis übereinstimmende Signale vom vorderen und
hinteren Kodierer 70a und 70b erhalten werden.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung kann ein automatisches System für die Vibra
tionssteuerung nach Fig. 6 enthalten. In diesem Aus
führungsbeispiel wird ein piezoelektrisches Modul 80
an der Welle 12 befestigt, um momentartige schwingen
de Wellendeformationenzu erfassen. Die Signale von
diesem Modul 80 werden von einem Mikroprozessor 82
analysiert, der eine Versorgung der Wirbelstromkupp
lung 10 bewirkt, um ein umgekehrtes Drehmoment an dem
vorderen Ende der Welle 12 zu erzielen, wodurch das
Vibrationsausmaß reduziert oder eliminiert wird. Der
Mikroprozessor 82 wird eine Stromversorgung an die
Wirbelstromkupplung 10 bis zu einem vorgegebenen ma
ximalen Wert oder bis eine drehmomentartige schwin
gende Wellendeformation nicht länger durch das piezo
elektrische Modul 80 erfaßt wird, vorsehen. Eine
übersteuernde manuelle Rheostatsteuerung 60 kann bei
beiden automatischen Systemen vorgesehen werden.
Claims (11)
1. Vibrationssteuervorrichtung mit einer sich dre
henden Welle (12),
einer im wesentlichen zylindrischen stationären Induktortrommel (14), die konzentrisch zu der sich drehenden Welle (12) angeordnet ist,
einem mit der sich drehenden Welle fest verbun denen magnetischen Rotor, der in der stationären Induktortrommel (14) angeordnet ist und eine Mehrzahl von am Umfang mit genauem Abstand zu einander vorgesehenen Polen (18, 20) aufweist, die von der Induktortrommel (14) durch einen Umfangsluftspalt getrennt sind,
einer Feldspule (42), die einen Umfangsmagnet fluß erzeugt, der eine Drehmomentübertragung zwischen der Induktortrommel (14) und dem Rotor bewirkt, und
einer Steuervorrichtung zum Liefern eines Stroms an die Feldspule (42).
einer im wesentlichen zylindrischen stationären Induktortrommel (14), die konzentrisch zu der sich drehenden Welle (12) angeordnet ist,
einem mit der sich drehenden Welle fest verbun denen magnetischen Rotor, der in der stationären Induktortrommel (14) angeordnet ist und eine Mehrzahl von am Umfang mit genauem Abstand zu einander vorgesehenen Polen (18, 20) aufweist, die von der Induktortrommel (14) durch einen Umfangsluftspalt getrennt sind,
einer Feldspule (42), die einen Umfangsmagnet fluß erzeugt, der eine Drehmomentübertragung zwischen der Induktortrommel (14) und dem Rotor bewirkt, und
einer Steuervorrichtung zum Liefern eines Stroms an die Feldspule (42).
2. Vibrationssteuervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren (50, 70) zum
Erfassen von Vibrationen der rotierenden Welle
(12) vorgesehen sind.
3. Vibrationssteuervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrich
tung einen Rheostat zur stufenlosen Steuerung
des Stromflusses auf einen vorbestimmten maxima
len Wert umfaßt.
4. Vibrationssteuervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrich
tung einen am vorderen und hinteren Ende der
drehenden Welle befestigten Kodierer aufweist,
wobei die Kodierer ein Ausgangssignal aussenden
und daß ein Mikroprozessor vorgesehen ist, der
mit den Kodierern verbunden ist und deren Aus
gangssignale erhält, wobei im Falle, daß die
Ausgangssignale von dem vorderen und hinteren
Kodierer nicht übereinstimmend empfangen werden,
der Mikroprozessor eine Stromversorgung für die
Spule bewirkt, um eine umgekehrte Drehmomenten
last am vorderen Ende der Welle zu erzeugen.
5. Vibrationssteuervorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor
eine Stromversorgung zum Rotor bis zu einem vor
bestimmten maximalen Wert vorsieht.
6. Vibrationssteuervorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor
eine Stromversorgung an die Spule hervorruft,
bis übereinstimmende Signale von dem vorderen
und hinteren Kodierer empfangen werden und eine
derartige Stromversorgung aufrecht erhält und
die Stromversorgung variiert, um die überein
stimmenden Signale beizubehalten.
7. Vibrationssteuervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrich
tung ein an der Welle befestigtes piezoelektri
sches Modul umfaßt, um die torsionsmäßig schwin
genden Wellendeformationen zu erfassen, wobei
das piezoelektrische Modul Ausgangssignale in
Abhängigkeit von der torsionsmäßigen schwingen
den Wellendeformation liefert und daß weiterhin
ein Mikroprozessor zum Empfang der Ausgangssi
gnale von dem piezoelektrischen Modul vorgesehen
ist, der eine Stromversorgung an die Spule lie
fert, um eine umgekehrte Drehmomentlast an dem
vorderen Ende der Welle zu erzeugen.
8. Vibrationssteuervorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor
einer Stromversorgung an die Spule bis zu einem
vorbestimmten maximalen Wert liefert.
9. Vibrationssteuervorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor
eine Stromversorgung an die Spule liefert, bis
das Ausgangssignal von dem piezoelektrischen
Modul nicht mehr empfangen wird und eine derar
tige Stromversorgung aufrecht erhält und vari
iert, in der Weise, daß das Nichtvorhandensein
des Ausgangssignals von dem piezoelektrischen
Modul beibehalten wird.
10. Verfahren zum Betreiben der Vibrationssteuervor
richtung nach Anspruch 1 mit folgenden Schrit
ten:
Drehen einer Welle bei einer vorbestimmten Ge schwindigkeit,
Aufbringen einer Last auf die Welle,
Erfassen der Schwingungen der Welle mittels ei nes Vibrationssensors,
Verbinden des Vibrationssensors mit einer Erre gungssteuerung,
Bewirken eines Stromflusses zu der Spule in Ab hängigkeit von der Aktivierung der Erregungs steuerung durch den Vibrationssensor, und
Bewirken einer Rotationsbremsung mit einem elek trischen Feld, das durch den Stromfluß in der Spule erzeugt wird, und eines magnetischen Fel des, das durch das elektrische Feld erzeugt wird, wobei das magnetische Feld zwischen dem Rotor und der stationären Trommel angeordnet ist.
Drehen einer Welle bei einer vorbestimmten Ge schwindigkeit,
Aufbringen einer Last auf die Welle,
Erfassen der Schwingungen der Welle mittels ei nes Vibrationssensors,
Verbinden des Vibrationssensors mit einer Erre gungssteuerung,
Bewirken eines Stromflusses zu der Spule in Ab hängigkeit von der Aktivierung der Erregungs steuerung durch den Vibrationssensor, und
Bewirken einer Rotationsbremsung mit einem elek trischen Feld, das durch den Stromfluß in der Spule erzeugt wird, und eines magnetischen Fel des, das durch das elektrische Feld erzeugt wird, wobei das magnetische Feld zwischen dem Rotor und der stationären Trommel angeordnet ist.
11. Verfahren zum Steuern von Vibrationen mit fol
genden Schritten:
Rotieren einer Welle bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit;
Aufbringen einer Last auf die Welle;
Erfassen von Schwingungen der Welle mittels ei nes Vibrationssensors;
Herstellen einer Verbindung zwischen dem Vibra tionssensor und einer Erregungssteuerung;
Bewirken eines Stromflusses zu einer Rotor- und Spulenanordnung mittels der Erregungssteuerung in Abhängigkeit von der Information vom Vibra tionssensor, und
Erzeugen eines elektrischen Feldes zwischen dem Rotor und einer den Rotor umgebenden stationären Trommel, wobei das elektrische Feld eine Rota tionsbremswirkung erzeugt, wodurch eine Dämpfungswirkung auf die Welle zur Reduzierung der Vibrationen ausgeübt wird.
Rotieren einer Welle bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit;
Aufbringen einer Last auf die Welle;
Erfassen von Schwingungen der Welle mittels ei nes Vibrationssensors;
Herstellen einer Verbindung zwischen dem Vibra tionssensor und einer Erregungssteuerung;
Bewirken eines Stromflusses zu einer Rotor- und Spulenanordnung mittels der Erregungssteuerung in Abhängigkeit von der Information vom Vibra tionssensor, und
Erzeugen eines elektrischen Feldes zwischen dem Rotor und einer den Rotor umgebenden stationären Trommel, wobei das elektrische Feld eine Rota tionsbremswirkung erzeugt, wodurch eine Dämpfungswirkung auf die Welle zur Reduzierung der Vibrationen ausgeübt wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/566,992 US5140529A (en) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | Reverse torque preload spindle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4214630A1 true DE4214630A1 (de) | 1993-10-28 |
Family
ID=24265315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4214630A Withdrawn DE4214630A1 (de) | 1990-08-14 | 1992-04-24 | Vibrationssteuervorrichtung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5140529A (de) |
DE (1) | DE4214630A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4412945A1 (de) * | 1992-10-16 | 1995-10-19 | Heidelberger Druckmasch Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Dämpfung von mechanischen Schwingungen von Druckmaschinen |
WO2006072404A1 (de) * | 2004-12-29 | 2006-07-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Spindeleinrichtung sowie verfahren zur beeinflussung von spindelschwingungen und -auslenkungen |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE59207622D1 (de) * | 1992-02-07 | 1997-01-16 | Sulzer Pumpen Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der kavitationsbedingten Erosion in fluiddurchströmten Komponenten |
US5443215A (en) * | 1994-04-04 | 1995-08-22 | New Holland North America, Inc. | Apparatus for adjusting a shearbar relative to a cutterhead |
US5595531A (en) * | 1995-07-26 | 1997-01-21 | Ryobi North America | Random orbit sander having speed limiter |
US5736798A (en) * | 1995-10-19 | 1998-04-07 | Eastman Kodak Company | Passive magnetic damper |
DE102005057175B4 (de) | 2005-11-30 | 2009-03-26 | Siemens Ag | Verfahren zur Reduktion von Schwingungen eines Maschinenelements und/oder eines Werkstücks |
DE102009001031A1 (de) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelektrischer Generator |
US8294403B2 (en) * | 2009-09-04 | 2012-10-23 | Haas Automation, Inc. | Methods and systems for determining and displaying a time to overload of machine tools |
CH704127A1 (de) * | 2010-11-24 | 2012-05-31 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zum beeinflussen, insbesondere dämpfen bzw. unterdrücken von während des betriebes auftretenden mechanischen schwingungen in einer turbomaschinenschaufel, turbomaschinenschaufel zur durchführung des verfahrens sowie piezoelektrisches dämpfungselement zum einbau in eine solche turbomaschinenschaufel. |
US11014224B2 (en) * | 2016-01-05 | 2021-05-25 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Vibration reduction system and method for power tools |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2944275A1 (de) * | 1979-11-02 | 1981-05-14 | Hilti AG, 9494 Schaan | Motorisch betriebenes handwerkzeug |
DE3111425A1 (de) * | 1980-03-27 | 1982-02-18 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho, Tokyo | Verfahren und vorrichtung zur ermittlung abnormaler stoergroessen beim betrieb einer werkzeugmaschine |
US4683392A (en) * | 1982-04-26 | 1987-07-28 | Magnetek, Inc. | Eddy current coupling having stepped rotor and coil support |
JPS6018729A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | 振動監視装置 |
US4847556A (en) * | 1986-09-08 | 1989-07-11 | Langley Lawrence W | Eddy current clearance transducing system |
US4729239A (en) * | 1986-12-19 | 1988-03-08 | Mpb Corporation | Vibration tester for ball bearings and associated devices |
US5049768A (en) * | 1987-07-15 | 1991-09-17 | The Boeing Company | Reducing engine noise by active oscillatory torque control |
JPS6434678A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-06 | Olympic Co Ltd | Speed change gear for rotary power tool |
JP2623758B2 (ja) * | 1988-09-05 | 1997-06-25 | 株式会社明電舎 | ディーゼルエンジンのトルク制御装置 |
JPH065192B2 (ja) * | 1988-11-25 | 1994-01-19 | アイエムブイ株式会社 | 振動制御装置 |
US5033305A (en) * | 1990-01-08 | 1991-07-23 | Westinghouse Electric Corp. | Digital torsionmeter |
-
1990
- 1990-08-14 US US07/566,992 patent/US5140529A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-04-24 DE DE4214630A patent/DE4214630A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4412945A1 (de) * | 1992-10-16 | 1995-10-19 | Heidelberger Druckmasch Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Dämpfung von mechanischen Schwingungen von Druckmaschinen |
DE4412945B4 (de) * | 1992-10-16 | 2013-05-29 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Dämpfung von mechanischen Schwingungen von Druckmaschinen |
WO2006072404A1 (de) * | 2004-12-29 | 2006-07-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Spindeleinrichtung sowie verfahren zur beeinflussung von spindelschwingungen und -auslenkungen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5140529A (en) | 1992-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4214630A1 (de) | Vibrationssteuervorrichtung | |
EP1763416B1 (de) | Schwingkopf-werkzeug | |
DE4447537B4 (de) | Verfahren und System zur aktiven Schwingungsdämpfung | |
EP3320312B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur messung einer resonanzfrequenz eines in ultraschall versetzten werkzeugs für die spanende bearbeitung | |
EP2047585B1 (de) | Synchronmotor, geberloses motorsystem, sowie ein verfahren zum betreiben eines geberlosen motorsystems mit einem synchronmotor | |
DE3018581A1 (de) | Drehende elektrische maschine | |
DE602004005637T2 (de) | Resolver mit verändlicher Reluktanz | |
DE2902376C2 (de) | Einrichtung zur Dämpfung mechanischer Schwingungen | |
EP0771065B1 (de) | Verfahren zum Anlaufen drehzahlveränderlicher elektrischer Antriebe | |
DE602004005201T2 (de) | Gerät zur Detektion von Werkzeugmaschineschwingung | |
DE69730505T2 (de) | Betätigungs- und regelverfahren und vorrichtung, insbesondere für synchrone, permanentmagnet-motoren | |
WO2000007283A1 (de) | Elektrische maschine, insbesondere drehstromgenerator | |
DE4243624A1 (en) | Revolution rate detector, esp. for vehicle bearings, - contains pulse transducer ring with sensor contg. coil, high frequency voltage source and detector | |
DE19519542B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung von Bildwicklungen | |
EP0099992B1 (de) | Werkzeugmaschine mit einer Regeleinrichtung | |
DE1463846B2 (de) | Regelschaltung fur dynamoelek tnsche Schlupfkupplungen | |
DE3605995C2 (de) | Vorrichtung zur Messung der Winkelgeschwindigkeit eines rotierenden Körpers | |
DE2755235C2 (de) | ||
DE4134781A1 (de) | Verfahren zur regelung der frequenz eines wanderwellenmotors und regeleinrichtung hierzu | |
EP0730337A2 (de) | Antriebsaggregat für Nebenaggregate eines Kraftfahrzeuges | |
DE4447574B4 (de) | Verfahren zur aktiven Schwingungsdämpfung und ein System zu dessen Durchführung | |
DE3942079A1 (de) | Verfahren zur vibrationsbearbeitung von teilen und einrichtung zur durchfuehrung desselben | |
DE102008042858B4 (de) | Elektrische Servolenkungssteuervorrichtung | |
US2467768A (en) | Control system | |
DE3642130A1 (de) | Verfahren zur ueberwachung des arbeitens spanabhebender, rotierender werkzeuge sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |