DE4225195A1 - Verfahren zur Messung von Rund- und/oder Planlaufabweichungen eines Rotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus Werkstatt und Betrieb 103 (1970) Seiten 183-188 bei der Prüfung von Kraftfahrzeugrädern bekannt. Dabei werden geometrische Rund- und Planlaufabweichungen des Rotors, beispielsweise von Kraftfahrzeugscheibenrädern, während eines Umlaufs in einer Prüfmaschine in Form von Diagrammen ermittelt. Bei der Prüfung wird der Rotor mit Hilfe einem spielausglei­ chenden Spannaufnahme in der Prüfmaschine aufgenommen und mit berührenden oder berührungslosen Sensoren abgetastet. Im Falle eines Kraftfahrzeugrades können dabei die Felgenhörner der Scheibenräder und Reifenlaufstreifen sowie Seiten­ wände des Luftreifens abgetastet werden. Hieraus werden dann mechanisch oder elektrisch Diagramme erstellt, welche die Rund- bzw. Planlaufabweichungen des Rotors an den abge­ tasteten Stellen zeigen.

Bei derartigen Meßsystemen läßt es sich nicht vermeiden, daß das Spannzentrum der Spannaufnahme gegenüber dem Rota­ tionszentrum (Drehachse), um welches der Rotor bei der Prüfung sich dreht, versetzt ist und Planauflagefehler von Spindelflansch und Spannaufnahme beim Aufspannen des Rotors auf eine Meßspindel der Prüfmaschine Abweichungen von der Planlage verursachen.

Da die Meßgenauigkeitsanforderungen bei der Ermittlung der Rund- bzw. Planlaufabweichungen im Bereich einiger 1/100 mm liegen, müssen an der Zentrierstelle für den Rotor und an den Auflageflächen für den Rotor Abweichungen von der per­ fekten Geometrie von weniger als 1/100 mm eingehalten werden. Dies läßt sich in der Praxis nur schwer realisieren.

Bei den Meßgenauigkeitsanforderungen ist zu berücksichtigen, daß der Rundlauffehler der Spannaufnahme sich voll umfänglich auf die Rundlaufmessung am Prüfling, beispielsweise an beiden Felgenhörnern eines Scheibenrades, auswirkt. Das be­ deutet, daß das Meßergebnis sowohl bezüglich des sogenannten Rundschlages (Spitze-Spitzewert) als auch der ersten Har­ monischen der Rundlaufabweichungen unterschiedlich fehler­ behaftet ist.

Ferner verursacht der Planauflagefehler der Spannaufnahme ebenfalls eine Verfälschung der Rundlaufmessung, die sich unterschiedlich auf die Felgenhörner im Falle eines Schei­ benrades auswirkt, da diese einpreßtiefenabhängig und damit im allgemeinen nicht symmetrisch zur Auflagefläche angeord­ net sind. Der Planauflagefehler bewirkt aufgrund der Rela­ tion von Auflageradius zu Felgenhornradius, welche immer bedeutend größer als 1 ist und im allgemeinen ca. 3 : 1 bis 5 : 1 beträgt, eine erhebliche Verfälschung der Planlauf­ messung.

Die Aufnahmeungenauigkeiten ergeben bezüglich des Rund- bzw. Planlauffehlers stets einen aus dem Zusammenwirken obiger Punkte resultierenden Gesamteinfluß, unabhängig davon, ob der Aufnahmefehler eine reine Exzentrizität ist oder eine punktförmige Fehlerstelle. Der Einfluß auf die Messung am Prüfling wirkt sich stets in Form einer additiven Verfäl­ schung im Rundlauf- bzw. Planlaufdiagramm aus. Der zeit­ bzw. drehwinkelabhängige Verlauf von Rund- bzw. Planlauf an den Meßstellen setzt sich zusammen aus fehlerbehafteten ersten Harmonischen und nicht fehlerbehafteten Oberwellen und bestimmt damit auch die Spitze-Spitzewerte.

Aufgabe der Erfindung ist es, aus Geometriefehlern der Spann­ aufnahme resultierende Verfälschungen des Meßergebnisses bei der Messung von Rund- und/oder Planlaufabweichungen eines Rotors zu eliminieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche beinhalten Weiterbildungen der Erfindung.

Bevorzugt findet das Verfahren Verwendung bei der Prüfung von Luftreifen und Scheibenrädern von Kraftfahrzeugrädern.

Dadurch, daß zwei Rundlaufdiagramme bzw. zwei Planlaufdia­ gramme, welche in Bezug auf die Spannaufnahme gegeneinander verdreht sind, miteinander kombiniert werden, erreicht man, daß im gewonnenen kombinierten Rundlauf- bzw. Planlauf­ diagramm Meßfehler, die aus Geometriefehlern der Spannauf­ nahme resultieren, eliminiert sind. Der bevorzugte Drehwin­ kel beträgt 180°. Beim Kombinieren kompensieren sich die in den beiden Diagrammen jeweils enthaltenen aus den Geo­ metriefehlern der Spannaufnahme resultierenden Fehlergrößen.

Dabei werden zwei Meßläufe durchgeführt, bei denen jeweils Rundlaufdiagramme bzw. Planlaufdiagramme gewonnen werden.

Zwischen dem ersten und zweiten Meßlauf wird der Rotor gegenüber der Spannaufnahme bevorzugt um 180° gedreht. Die beiden so gewonnenen Diagramme werden dann zur Kompensation der aus den Geometriefehlern der Spannaufnahme resultieren­ den Fehlergrößen miteinander kombiniert.

Aus der deutschen Patentschrift 12 78 140 ist es bei der Messung von Rotorunwuchten bekannt, in zwei Meßläufen die jeweiligen Gesamtunwuchtmeßwerte zu ermitteln, wobei zwischen den beiden Meßläufen der Rotor um 180° verdreht wird. Durch Bildung der halben vektoriellen Summe der er­ mittelten Unwuchten ergibt sich ein speicherbares Meßgrößen äquivalent für den störenden Meßgrößenanteil, der bei spä­ teren Meßläufen auf die neu anfallenden Meßwerte zur Ein­ wirkung gebracht wird.

Im Gegensatz dazu handelt es sich bei der Messung von Rund- bzw. Planlaufabweichungen um zeit- bzw. winkelabhängige Abläufe, die in Form von Diagrammen aufgezeichnet werden. Durch die Erfindung werden Fehlereinflüsse, die aus der Spannaufnahme resultieren, beseitigt. Ferner können Fehler­ einflüsse bei sogenannten Schlagwerten (Spitze-Spitzewerte) beseitigt werden.

Bei der Durchführung des Verfahrens können die beiden mit­ einander zu kombinierenden Diagramme zunächst zwischenge­ speichert werden und dann zur Erzielung des fehlereinfluß­ freien Diagrammes kombiniert werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Messung von Rund- und/oder Planlaufab­ weichungen eines Rotors, bei dem der mittels einer spiel­ ausgleichenden Spannaufnahme in einer Prüfmaschine aufge­ nahmene Rotor gedreht wird, während der Drehung der Rotor durch berührende oder berührungslose Sensoren im Bereich seiner Umfangs- und/oder Seitenflächen abgetastet wird und daraus ein Rund- und/oder Planlaufdiagramm erstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rund- bzw. Planlaufdiagramme, welche in Bezug auf die Spannaufnahme gegeneinander verdreht sind, miteinander rechnerisch kombiniert werden und dabei die aus der Spann­ aufnahme resultierenden geometrischen Meßfehler in den beiden Diagrammen in dem durch die Kombination gewonnenen Rund- bzw. Planlaufdiagramm kompensiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rund- bzw. Planlaufdiagramme aus zwei Meßläufen gewonnen werden, wobei zwischen dem ersten und zweiten Meßlauf der Rotor gegenüber der Spannaufnahme gedreht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Meßläufen der Rotor um 180° ge­ dreht wird.

4. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bei der Prüfung von Luftreifen für Kraftfahrzeugräder.

5. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bei der Prüfung von Scheibenräder für Kraftfahrzeug­ räder.