DE4234852A1 - Schwingungsmeßeinrichtung - Google Patents

Schwingungsmeßeinrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Schwingungsmeßeinrichtung für kraftmessende Auswuchtmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.
Bei kraftmessenden Auswuchtmaschinen wird zur Feststellung der Unwucht von Rotoren zunächst die von dem angetriebenen Rotor erzeugten Schwingungen der Lagerbrücke erfaßt. Dazu werden in der Regel Tauchspulen oder Piezoaufnehmer eingesetzt, deren Ausgangssignal mit Hilfe von elektronischen Verstärkerschaltun­ gen weiterverarbeitbar verstärkt wird.
Ein derartiger Tauchspulenaufnehmer ist aus dem Fachbuch von Federn, Auswuchttechnik, Band 1, Berlin 1977, Seite 155, be­ kannt. Dieser elektrodynamische Aufnehmer enthält einen starken Permanentmagneten und einen angeschlossenen Eisenkreis, der einen Ringspalt besitzt, in den eine Spule axial beweglich angeordnet ist. Die Spule ist an einer Betätigungsstange befe­ stigt, die an zwei axial beweglichen Membranen aufgehängt ist.
Nach der DE-PS 12 37 807 ist bekannt, den Aufnehmer so am star­ ren Lagerständerfuß zu befestigen, daß der Aufnehmer sich in Schwingungsrichtung nicht bewegt, während die Betätigungsstange sich an der schwingfähigen Lagerbrücke abstützt. Dazu ist die Betätigungsstange durch den Permanentmagneten hindurch nach außen geführt und wird in Einbaulage über eine Hebelübersetzung am starren Lagerständerfuß abgestützt.
Bei einer Unwuchtmessung wird die Lagerbrücke der Auswuchtma­ schine entsprechend der Rotorunwucht in Schwingung versetzt, so daß sich die Tauchspule im Magnetfeld bewegt und so eine Span­ nung in der Spule induziert, die in einem nachfolgenden Span­ nungsverstärker entsprechend verstärkt wird. Da bei kraftmes­ senden Auswuchtmaschinen der Schwingweg in der Regel nur Bruch­ teile von µm beträgt, ist zur Unwuchtmessung ein sehr empfind­ licher Tauchspulenaufnehmer erforderlich. Die Empfindlichkeit eines Tauchspulenaufnehmers als Spannung pro Schwinggeschwin­ digkeit hängt dabei in erster Linie von der Flußdichte im Ringspalt, der Windungszahl und dem mittleren Wicklungsdurch­ messer der Spule ab. Dabei ergeben große Flußdichten, große Windungszahlen und große Spulendurchmesser eine große Aufneh­ merempfindlichkeit. Deshalb besitzen derartige Aufnehmer in der Regel Tauchspulen von ca. 10 000 Windungen und ohm′sche Wider­ standswerte von ca. 10 kΩ bei einem mittleren Spulendurchmesser von ca. 5 cm. Dies hat aber den Nachteil, daß die äußeren Ab­ messungen der Tauchspulenaufnehmer verhältnismäßig groß werden, so daß es teilweise bei kleinen Auswuchtmaschinen zu Einbau­ problemen der Tauchspulenaufnehmer an der Lagerbrücke oder am Lagerständerfuß kommt.
Für bestimmte Auswuchtaufgaben ist es daher erforderlich, klei­ ner bauende Aufnehmer zu verwenden. Klein bauende Aufnehmer sind aus dem Rohrbach, Handbuch für elektrisches Messen mecha­ nischer Größen, Düsseldorf, 1967, Seiten 211 bis 221, als pie­ zoelektrische Geber bekannt. Diese Geber erzeugen bei einer Krafteinwirkung auf das piezoelektrische Material eine Ladung, die nur von der Größe der Krafteinwirkung und nicht von den Abmessungen des piezoelektrischen Materials abhängig ist.
Ein derartiger Piezo-Keramiksensor ist aus dem Symposium "Sen­ soren, Meßaufnehmer 1989" der Technischen Akademie Esslingen vom 30.05.1989 bis 01.06.1989; Herausgeber: K. W. Bonfieg; Kapitel 2.4, 3, 4; Seiten 10.6 bis 10.20 bekannt, der als Be­ schleunigungssensor in Form eines Piezo-Keramikbiegebalkens aufgebaut ist, und bei Durchbiegung des Balkens zu unterschied­ lichen Ladungen führt, die mit einem Ladungsverstärker weiter­ verarbeitbar verstärkt werden. Ein derartiger Ladungsverstärker stellt einen Stromverstärker dar, der für die Signalverstärkung vorgenannter Tauchspulenaufnehmer nicht geeignet ist.
Piezoaufnehmer sind in Auswuchtmaschinen so angeordnet, daß sie nahezu die gesamte durch die Unwucht erzeugte Kraft aufnehmen, deshalb müssen sie auch für den Kraftbereich der speziellen Auswuchtmaschinengröße ausgelegt sein. Da Auswuchtmaschinen in verschiedenen Baureihen für verschieden große Rotortypen herge­ stellt werden, wäre mindestens für jede Baureihe ein speziel­ ler Piezoaufnehmer erforderlich, der dann in kleinen kostenmä­ ßig ungünstigen Stückzahlen hergestellt und als Ersatzteil vorrätig gehalten werden müßte.
Aus der EP 0 461 278 A1 ist eine Federvorrichtung bekannt, durch die bei verschiedenen Größen von Auswuchtmaschinen stets der gleiche Kraftbereich in den Meßwertaufnehmer geleitet wird, so daß für die verschiedenen Auswuchtmaschinen der gleiche Aufnehmer verwendet werden kann. Dabei wird für jede Auswucht­ maschinengröße eine speziell abgestimmte Federvorrichtung benö­ tigt, was wiederum einen apparativen Mehraufwand erfordert.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schwin­ gungsmeßkette zu schaffen, die möglichst in allen kraftmessen­ den Auswuchtmaschinen universell einsetzbar ist, insbesondere auch bei Auswuchtmaschinen kleiner Baugrößen.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungs­ beispiele sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß bei vorgegebener Empfindlichkeit die Abmessungen eines Tauchspulenaufnehmers dadurch erheblich verringert werden können, wenn dieser als Stromquelle konzipiert wird. Bei bisherigen Schwingungsaufneh­ mern wurden diese immer als Spannungsquelle ausgestaltet, wobei der Aufnehmer bei vorgegebener Leerlaufempfindlichkeit
nach folgenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten
bemessen werden mußte. Dabei bedeuten:
π : Faktor 3,14
D : mittleren Wicklungsdurchmesser
N : Windungszahl
B0: Flußdichte im Ringspalt
Ui : induzierte Spannung
v : Schwinggeschwindigkeit.
Bei Ausgestaltung eines Tauchspulenaufnehmers als Stromquelle ergibt sich bei vorgegebener Leerlaufempfindlichkeit
der physikalische Zusammenhang
es bedeuten:
X : Leitwert des Wicklungsdrahtes
d : Windungsdrahtdurchmesser der Tauchspule
Ii : induzierter Strom
v : Schwinggeschwindigkeit
aus dem sich ergibt, daß die Empfindlichkeit nicht mehr von der Windungszahl N und dem mittleren Spulendurchmesser D abhängig ist, so daß theoretisch auch ein Tauchspulenaufnehmer mit einer Windung und sehr kleinem Wicklungsdurchmesser konstruierbar wäre. Dadurch könnten Tauchspulenaufnehmer hergestellt werden, die dann auch an sehr kleinen Auswuchtmaschinen eingesetzt werden könnten, so daß für diese nicht spezielle Piezoaufnehmer konstruiert werden müßten. Dies hat im übrigen den Vorteil, daß für derartige Tauchspulenaufnehmer die bisher für Piezoaufneh­ mer verwandten Stromverstärker eingesetzt werden können.
Da die Tauchspulenaufnehmer bei kraftmessenden Auswuchtmaschi­ nen durch die Auslenkung der elastisch abgestützten Lagerbrücke betätigt werden, sind diese durch entsprechende Auslegung des Federsystems bei allen Größen von Auswuchtmaschinen einsetzbar, wodurch sich kostengünstige Großserien ergeben. Im übrigen sind dadurch alle bisher gebräuchlichen Unwuchtrecheneinrichtungen und Anzeigeeinrichtungen verwendbar und durch Eingabe der ent­ sprechenden Steifigkeit des Federsystems an jede Unwuchtmaschi­ nengröße anpaßbar.
Bei einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufnehmers ist die Tauchspule, die aus einer 100 Ω Kupferdraht­ wicklung besteht, mit einem 1000 Ω temperaturkonstanten Festwi­ derstand in Reihe geschaltet. Dies hat den Vorteil, daß dadurch auf einfache Art und Weise eine sehr wirkungsvolle Temperatur­ konstanz erreicht wird, indem die temperaturempfindliche Kup­ ferwicklung gegenüber dem temperaturkonstanten preiswerten Festwiderstand nur zu einem Zehntel in den Gesamtwert eingeht und damit für die erforderliche Meßgenauigkeit ausreichend ist.
Darüber hinaus hat eine spezielle Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Tauchspulensensors den Vorteil, daß durch die überkragende Aufhängung der Tauchspule die Betätigungsstange zur Abstützung am Lagerständerfuß keine Durchführung durch den Dauermagneten erfordert, der aus einem harten magnetischen Werkstoff besteht und daher nur sehr schwer zu bearbeiten ist. Im übrigen wird für diesen Magneten ein Neodym-Eisen-Bor-Hoch­ energiemagnet verwendet, der durch seine günstige Anordnung im überkragenden Teil der Tauchspule lediglich auf Länge zuge­ schnitten werden muß, so daß keine aufwendigen Bearbeitungsvor­ gänge erforderlich sind, die auch nur geringe Materialverluste des verhältnismäßig teuren Magnetwerkstoffs zur Folge hätten.
Bei einer weiteren speziellen Ausbildung der Schwingungsmeß­ einrichtung wird der Tauchspulenaufnehmer über ein spezielles Federsystem mit der Lagerbrücke verbunden. Dieses Federsystem hat den Vorteil, daß es die Störungen oberhalb der Eigenfre­ quenz des Aufnehmer-Feder/Masse-Systems filtert, so daß die be­ trächtlichen Störungen von vornherein vom Aufnehmer ferngehal­ ten werden, wodurch sich die Meßgenauigkeit beträchtlich er­ höht.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung der Meßkette der Schwingungsmeßeinrichtung;
Fig. 2 die Schnittdarstellung eines Tauchspulenaufnehmers und
Fig. 3 ein Federsystem, das zwischen dem Tauchspulenauf­ nehmer und der Auswuchtmaschine angeordnet ist.
Die Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Auswucht­ maschine, an deren Lagerbrücke 2 ein Schwingungsaufnehmer 4 angeordnet ist, der mit einer Verstärkerschaltung 14 verbunden ist.
Die Auswuchtmaschine besteht aus einer Lagerbrücke 2, die Trag­ rollenlager 11 besitzt, auf denen ein Rotor 1 aufliegt. Die La­ gerbrücke 2 ist über zwei Federn 12 schwingfähig gegenüber dem Lagerständerfuß 13 angeordnet. An der Lagerbrücke 2 ist der Schwingungsaufnehmer 4 über ein Federsystem 3 als mechanischer Integrator befestigt. Andererseits enthält der Schwingungsauf­ nehmer 4 eine Betätigungsstange 7 mit der er sich gegenüber dem starren Lagerständerfuß 13 abstützt.
Der Schwingungsaufnehmer 4 ist über zwei Verbindungsleitungen 9, 10 mit der Verstärkerschaltung 14 elektrisch verbunden. Dabei ist der Schwingungsaufnehmer 4 schematisch mit seinem niederohmigen Innenwiderstand Ri 5 und einem Temperatur-Kom­ pensationswiderstand R1 8 dargestellt. Der Innenwiderstand 5 stellt dabei den ohm′schen Widerstand der Tauchspule mit einem Wert von 100 Ω und dem Kompensationswiderstand R1 aus einem temperaturunabhängigen Widerstandsmaterial von 1000 Ω dar.
Die Verstärkerschaltung 14 enthält einen Operationsverstärker 16, der an seinem inversen Eingang beschaltet ist und über einen Rückkopplungszweig 15 aus einem Kondensator C1 und einem ohm′schen Widerstand R2 verfügt und somit einen stromverstär­ kenden Integrationsverstärker darstellt. Ausgangsseitig ist die Verstärkerschaltung 14 schematisch mit einer Anzeigeeinrichtung 17 verbunden, in der ein Wert anzeigbar ist, der der Schwingge­ schwindigkeit der Lagerbrücke 2 proportional ist.
Die Fig. 2 der Zeichnung zeigt eine Schnittzeichnung des Schwi­ ngungsaufnehmers 4, der als Tauchspulenaufnehmer ausgebildet ist. Der Tauchspulenaufnehmer 4 besteht im unteren Teil aus einem Befestigungsflansch 25, mit dem er an der Lagerbrücke 2 oder dem mechanischen Integrator 3 der Auswuchtmaschine befe­ stigt wird. Der Befestigungsflansch 25 besitzt im Mittelpunkt eine Bohrung 26, durch die eine Betätigungsstange 7 zum Lager­ ständerfuß hindurchgeführt ist. Die Betätigungsstange 7 enthält im Bereich der Bohrung 26 einen Gewindestutzen, an dem entspre­ chende Verlängerungen, die dann einen Teil der Betätigungsstan­ ge 7 darstellen, anschraubbar sind, die sich dann am Lagerstän­ derfuß 13 abstützen. An der der Auswuchtmaschine zugewandten Seite ist die Betätigungsstange 7 durch zwei parallel aufge­ hängte Membranen 23, 24 gelagert, die am äußeren Rand des Auf­ nehmers an einem Zwischenring 34 befestigt sind.
Die Darstellung des Aufnehmers 4 in Fig. 2 der Zeichnung ist ungefähr im Maßstab 2 : 1 ausgeführt und besitzt im Original einen Gehäusedurchmesser von ca. 35 mm und eine Einbaulänge von ca. 70 mm Länge.
Die Betätigungsstange 7 besteht aus einer Aluminiumhülse 35 mit einer eingegossenen Metallstange 36 und entsprechenden Verlän­ gerungen. An dem oberen Teil der Betätigungsstange 7 - an der der Auswuchtmaschine abgewandten Seite - ist eine überkragende Tauchspulenhalterung 33 angeordnet, die die Tauchspule 21 trägt. Die Tauchspule 21 besteht aus einer Wicklung von N=900 Windungen aus Kupferdraht von 0,1 mm Durchmesser und besitzt einen ohm′schen Widerstand von 100 Ω. Die Spule 21 könnte zur besseren Temperaturkompensation auch aus Konstantandraht oder anderen temperaturkonstanten Werkstoffen gewickelt werden, was jedoch derzeit einen relativ hohen Kostenaufwand erfordert.
Die Spule 21 taucht mit ihrem auskragenden Teil in den Ring­ spalt 32 eines Eisenkreises, der aus einem Permanentmagenten 20 und eine ihn ringförmig umschließende Eisenrückführung 30 be­ steht. Der Permanentmagnet 20 ist zylinderförmig ausgebildet und axial auf einer Längsachse 27 angeordnet und wird zumindest von einem Teil der Tauchspule 21 koaxial umgeben. Der Perma­ nentmagnet 20 besteht aus einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung und stellt mit der Eisenrückführung ein Hochenergiemagnetsystem dar, das eine hohe Flußdichte B0 im Ringspalt 32 erzeugt. Das Hochenergiemagnetsystem und das unterhalb angeordnete, an den Membranen aufgehängte, axial bewegliche Spulensystem sind von einem zylinderförmig geschlossenen Abschirmbecher 22 aus MU- Metall (gerichtete Nickel-Basis-Legierung) umgeben, um eine Beeinflussung von äußeren Magnetfeldern zu verhindern, die die Aufnehmersignale verfälschen könnten. Die Tauchspule 20 ist an der Stirnfläche mit zwei Anschlußpunkten 31 versehen, an der die Anschlußdrähte 29 angelötet sind. Die Anschlußdrähte werden zu einem axial darüber angebrachten Anschlußgehäuse 18 geführt, in dem eine Anschlußbuchse 19 mit Steckkontakten vorgesehen ist. Im Anschlußgehäuse 18 ist zusätzlich noch der Festwider­ stand R1 28 aus temperaturkonstantem Widerstandsmaterial mit einem Widerstandswert von 1000 Ω zur Temperaturkompensation angeordnet, der mit der Spule 21 in Reihe geschaltet ist. An die Anschlußbuchse 19 sind mit Hilfe eines Steckers die Ver­ bindungsleitungen 9, 10 zur Verstärkerschaltung 14 anschließ­ bar.
Die Fig. 3 der Zeichnung zeigt die Anordnung des Tauchspulen­ aufnehmers 4 an einem als mechanischem Integrator ausgebildeten Federsystem 38, der an der Lagerbrücke 46 der Auswuchtmaschine 37 befestigt ist. Der mechanische Integrator 38 besteht aus einem plattenförmigen Metallteil, das an seinem unteren Teil Befestigungsmittel 42, 44 zum Befestigen des Tauchspulenaufneh­ mers 43 enthält und eine Bohrung besitzt, durch die die Ver­ bindungsstange 48 des Aufnehmers 43 zum Lagerständerfuß 49 geführt ist. Im oberen Bereich enthält der mechanische Integra­ tor 38 einen Anschlußflansch 39 mit einem Sockel 45, durch den der mechanische Integrator 38 beabstandet an der Lagerbrücke 46 angeschraubt ist.
Zwischen dem unteren Teil mit dem Tauchspulenaufnehmer 43 und dem oberen Teil mit dem Anschlußflansch 39 enthält der mechani­ sche Integrator 38 zwei parallel angeordnete Blattfedern 40, 41, die auch parallel zur Lagerbrücke 46 verlaufen. Dabei ist die Federkonstante des mechanischen Integrators 38 so festge­ legt, daß die Eigenresonanz des Federmassesystems des Aufneh­ mers 43 und des Federsystems 38 so niedrig ist, daß die hoch­ frequenten Störungen ausgefiltert werden.
Die Funktion der in der Zeichnung dargestellten Schwingungsmeß­ einrichtung wird nun näher erläutert. Dabei sei angenommen, daß der Rotor 1 eine Unwucht U besitze und mit einer Winkelge­ schwindigkeit ω umlaufe, die klein gegenüber der Eigenresonanz des Systems sei. Da die Lagerbrücke 2, 46 horizontal biegeela­ stisch und vertikal biegesteif gelagert ist, wird er mit einer bestimmten Auslenkung f horizontal schwingen. Dadurch schwingt auch der an der Lagerbrücke 2, 46 angebrachte Tauchspulenauf­ nehmer 4, 43 mit. Da sich die Tauchspule 21 über die Betäti­ gungsstange 7 gegen den starren Lagerständerfuß 13, 49 ab­ stützt, bewegt sich die Spule 21 im Magnetfeld des Ringspaltes 32, wodurch in der Tauchspule 21 eine Spannung Ui induziert wird, die proportional der Schwinggeschwindigkeit v ist. Aus der Schwinggeschwindigkeit v kann mit bekannten Rechenschaltun­ gen unter Berücksichtigung von rotor- und maschinenspezifischen Daten die Unwucht U bzw. die Ausgleichsmassen errechnet werden.
Bei bisher gebräuchlichen Tauchspulenaufnehmern war man bisher bestrebt, eine möglichst hohe Spannung zu erzeugen, um ein möglichst großes Meßsignal und dadurch eine hohe Empfindlich­ keit zu erhalten. Da bei derartigen Tauchspulenaufnehmern die Meßspannung um so größer wird, je mehr Windungen N und je größer der mittlere Wicklungsdurchmesser D ist, besitzen die bekannten Aufnehmer in der Regel verhältnismäßig kleine Drahtdurchmesser mit hohen Innenwiderständen, so daß diese Aufnehmer als Span­ nungsquelle anzusehen sind.
Der Aufnehmer nach Fig. 2 der Zeichnung besitzt hingegen eine Spule mit verhältnismäßig wenig Windungen und dickem Kupfer­ draht, so daß er auch einen geringen Innenwiderstand Ri auf­ weist und daher als Stromquelle geschaltet werden kann. Dazu wird in vorteilhafter Weise dem Tauchspulenaufnehmer 21 eine leistungsfähige Stromverstärkerschaltung 14 nachgeschaltet, dessen Verstärkung nahezu minus unendlich erreicht. Da diese Verstärkerschaltung 14 mit einem parallel geschalteten Rück­ kopplungsnetzwerk 15 aus einem Widerstand R2 und einem Konden­ sator C1 versehen ist, bildet die Verstärkerschaltung 14 einen Integrationsverstärker, an dessen Ausgang ein Signal anliegt, das der Schwinggeschwindigkeit v der Lagerbrücke 2, 46 propor­ tional ist.
Allerdings besitzt die niederohmige Tauchspulenwicklung 21 aus Kupferdraht eine geringe Temperaturkonstanz, die das Meßergeb­ nis beträchtlich verfälschen kann. Dazu ist im Aufnehmer 43 ein Festwiderstand R1 8, 28 von 1000 Ω nachgeschaltet, dessen Wi­ derstandswerkstoff eine hohe Temperaturkonstanz aufweist. Die­ ser Festwiderstand 8, 28 reduziert den Temperatureinfluß durch die Kupferspule des Tauchspulenaufnehmers im Widerstandsver­ hältnis 1 : 10, so daß eine Temperaturänderung am Schwingungsauf­ nehmer 4, 49 praktisch vernachlässigbar ist. Allerdings könnte die Spule auch dadurch temperaturkompensiert werden, daß sie mit einem Widerstand geschaltet würde, der den umgekehrten Temperaturverlauf besitzt. Es wäre auch denkbar, die Tauchspule unmittelbar aus temperaturkonstanten Werkstoffen, wie z. B. Konstantandraht, zu fertigen.
Für die Funktion der Schwingungsmeßeinrichtung kann der Auf­ nehmer 4, 43 und die Verstärkerschaltung 14 auch anders bemes­ sen sein, als dies im Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Allerdings haben sich bei praktischen Versuchen, die im vorge­ nannten Ausführungsbeispiel beschriebenen Windungszahlen und deren Drahtdurchmesser bei entsprechenden Hochenergiemangnet­ system als vorteilhaft erwiesen, da hierdurch ein kompakter kostengünstiger Aufnehmer mit höchster Meßempfindlichkeit her­ stellbar ist.
In jedem Fall ist der Aufnehmer 4, 43 bei den heute verfügbaren Verstärkerschaltungen nur dann als Stromquelle anwendbar, wenn sein Innenwiderstand nicht wesentlich mehr als 2 kΩ beträgt, wobei die Aufgabe nur bei Windungszahlen von unter 2000 und einem mittleren Wicklungsdurchmesser von unter 2,5 cm als lös­ bar erscheint.
Bei Auswuchtmaschinen mit Tragrollenlagern werden häufig hoch­ frequente Störungen durch Rillen und Kratzer auf den Tragrollen oder den Lagerzapfen erzeugt, die das Meßergebnis dadurch stark verfälschen können, da sie die Verstärkereingänge übersteuern. Derartige Störungen sollen durch den nach Fig. 3 der Zeichnung beschriebenen mechanischen Integrator 38 ausgefiltert werden, um diese von den aktiven Bauelementen der Verstärkereinrichtun­ gen fernzuhalten, die in diesen zu Übersteuerungen führen. Dazu ist zwischen der schwingenden Lagerbrücke 46 und dem Schwin­ gungsaufnehmer 43 ein Federsystem 38 als mechanischer Integra­ tor angeordnet. Dabei ist die Federkonstante des mechanischen Integrators 38 so festgelegt, daß die Eigenresonanz des Feder­ massesystems des Aufnehmers so niedrig ist, daß die hochfre­ quenten Störungen ausgefiltert werden.

Claims (6)

1. Schwingungsmeßeinrichtung für kraftmessende Auswuchtmaschi­ nen mit einem elektrodynamischen Tauchspulenaufnehmer und einem nachgeschalteten elektrischen Verstärker, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchspulenaufnehmer (4, 43) als Stromquelle ausgebildet ist, deren Tauchspule (21) eine niederohmige Wicklung mit geringer Windungszahl besitzt und der Verstärker als Stromverstärkungsschaltung (14) ausge­ bildet ist.
2. Schwingungsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tauchspule (21) aus Kupferdraht besteht, deren Ohm′scher Widerstand Ri unter 2 kΩ und deren Win­ dungszahl N nicht über 2000 liegt, wobei der mittlere Wick­ lungsdurchmesser D nicht größer als 2,5 cm ist.
3. Schwingungsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromverstärkungsschaltung (14) aus einem Operationsverstärker (16) besteht, der als Integra­ tionsverstärker geschaltet ist.
4. Schwingungsmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchspulenauf­ nehmer (4, 43) eine Temperaturkompensation besitzt, bei der die niederohmige Kupferwicklung (21) mit einem Kompensa­ tionswiderstand (8, 28) in Reihe geschaltet ist, der aus einem temperaturkonstanten Widerstandsmaterial besteht.
5. Schwingungsmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchspulenauf­ nehmer (4, 43) in axialer Richtung an der der Auswuchtma­ schine (37) zugewandten Seite zwei parallel angeordnete Membranen (23, 24) enthält, an der eine Betätigungsstange (7) zur Verschiebung der Tauchspule (21) befestigt ist, und an deren Ende eine zu der Auswuchtmaschine (37) abgewandten Seite überkragende Tauchspule (21) angeordnet ist, die in einen Ringspalt (32) eines Permanentmagnetkreises ein­ taucht, der einen zylinderförmigen Dauermagneten aus einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung enthält.
6. Schwingungsmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Tauch­ spulenaufnehmer (4, 43) und der Lagerbrücke (2, 46) der Auswuchtmaschine (37) ein mechanischer Integrator angeord­ net ist, der aus einem Blattfedersystem (38) besteht, des­ sen Biegesteifigkeit so bemessen ist, daß die hochfrequen­ ten Störungen ausgefiltert werden.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1300665A2 (de) * 2001-09-28 2003-04-09 Hunter Engineering Company Auswuchtvorrichtung für Fahrzeugräder mit Messung der Querkraft
CN113899441A (zh) * 2021-08-31 2022-01-07 北京航空航天大学宁波创新研究院 一种六自由度超导位移探测器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19705922A1 (de) * 1997-02-17 1998-08-20 Asea Brown Boveri Verfahren zur Bestimmung des Festigkeitszustandes von Wickelköpfen elektrischer Maschinen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB781106A (de) * 1900-01-01
DE697640C (de) * 1936-04-28 1940-10-18 Aeg Verfahren zur Bestimmung der Anteile einer Unwucht, insbesondere bei mehrfluegeligenPropellern
DE834764C (de) * 1950-12-21 1952-03-24 Losenhausenwerk Duesseldorfer Auswuchtmaschine mit elektrischer Anzeigevorrichtung, bei der die durch einen umlaufenden Unwuchtkoerper entstehenden mechanischen Schwingungen durch elektromechanische Geber in elektrische Schwingungen umgesetzt werden
DE757777C (de) * 1936-06-17 1954-09-27 Aeg Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Winkellage und Groesse von Unwuchten bei umlaufenden Koerpern
DE970967C (de) * 1953-03-19 1958-11-20 Nils Goesta Hjalmar Lindholm Messeinrichtung fuer mechanische Schwingungen
CH430229A (de) * 1963-12-18 1967-02-15 Zeiss Jena Veb Carl Induktiver Messwertgeber
DE6609288U (de) * 1968-03-14 1972-04-06 Licentia Gmbh Elektroinduktives lastmesssystem.
AT343384B (de) * 1972-03-28 1978-05-26 Schenck Ag Carl Unterkritisch abgestimmte auswuchtmaschine
US4538203A (en) * 1983-04-11 1985-08-27 Systron Donner Corp. Passive mass-spring type of sensing device having electronic damping
DE9015229U1 (de) * 1990-11-06 1991-01-24 Knaebel, Horst, Dipl.-Ing., 4005 Meerbusch, De
DE3225822C2 (de) * 1981-07-10 1991-05-02 Lucas Industries P.L.C., Birmingham, West Midlands, Gb
EP0461278A1 (de) * 1990-06-11 1991-12-18 Carl Schenck Ag Kraftmesseinrichtung

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB781106A (de) * 1900-01-01
DE697640C (de) * 1936-04-28 1940-10-18 Aeg Verfahren zur Bestimmung der Anteile einer Unwucht, insbesondere bei mehrfluegeligenPropellern
DE757777C (de) * 1936-06-17 1954-09-27 Aeg Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Winkellage und Groesse von Unwuchten bei umlaufenden Koerpern
DE834764C (de) * 1950-12-21 1952-03-24 Losenhausenwerk Duesseldorfer Auswuchtmaschine mit elektrischer Anzeigevorrichtung, bei der die durch einen umlaufenden Unwuchtkoerper entstehenden mechanischen Schwingungen durch elektromechanische Geber in elektrische Schwingungen umgesetzt werden
DE970967C (de) * 1953-03-19 1958-11-20 Nils Goesta Hjalmar Lindholm Messeinrichtung fuer mechanische Schwingungen
CH430229A (de) * 1963-12-18 1967-02-15 Zeiss Jena Veb Carl Induktiver Messwertgeber
DE6609288U (de) * 1968-03-14 1972-04-06 Licentia Gmbh Elektroinduktives lastmesssystem.
AT343384B (de) * 1972-03-28 1978-05-26 Schenck Ag Carl Unterkritisch abgestimmte auswuchtmaschine
DE3225822C2 (de) * 1981-07-10 1991-05-02 Lucas Industries P.L.C., Birmingham, West Midlands, Gb
US4538203A (en) * 1983-04-11 1985-08-27 Systron Donner Corp. Passive mass-spring type of sensing device having electronic damping
EP0461278A1 (de) * 1990-06-11 1991-12-18 Carl Schenck Ag Kraftmesseinrichtung
DE9015229U1 (de) * 1990-11-06 1991-01-24 Knaebel, Horst, Dipl.-Ing., 4005 Meerbusch, De

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bulletin S-310 d.Fa. Houston Technical Laborato- ries 2424 Branard, Houston 6, Texas USA, Mai 1956 *
EVENDEN,B.S. *
FEDERN, Klaus: Auswuchttechnik, Bd. 1, Berlin 1977, S. 155 *
PIEUCHOT,M.: Seismic Prospecting Instruments,Vol.2, Instrument Performance and Testing, Gebrüder Borutraeger, Berlin, Stuttgart, 1984, S. 45-50, insbes. S. 50, Fig. 34b *
Schrift d.Fa. Carl Schenck, Maschinenfabrik GmbH, 6100 Darmstadt: Schenck Meßtechnik, A1076/3-30.12.72,eingeg.i.DPA am 19.10.1977,insbes. "4. Techni- sche Daten..." auf Seite 7 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1300665A2 (de) * 2001-09-28 2003-04-09 Hunter Engineering Company Auswuchtvorrichtung für Fahrzeugräder mit Messung der Querkraft
EP1300665A3 (de) * 2001-09-28 2006-01-11 Hunter Engineering Company Auswuchtvorrichtung für Fahrzeugräder mit Messung der Querkraft
CN113899441A (zh) * 2021-08-31 2022-01-07 北京航空航天大学宁波创新研究院 一种六自由度超导位移探测器
CN113899441B (zh) * 2021-08-31 2023-08-01 北京航空航天大学宁波创新研究院 一种六自由度超导位移探测器

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Publication number Publication date
DE4234852C2 (de) 1997-04-10
JPH06213702A (ja) 1994-08-05

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