KR101130462B1 - 평형 장치가 제공되며 로터를 포함하는 샘플 상에 진동 측정을 수행하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 드라이브인 로터를 포함하는 샘플(6) 상에 진동 측정을 형성하기 위한 장치(2)에 관한 것이며, 상기 로터는 샘플(6)을 위한 유지 요소가 배열되는 베이스 몸체(10)와 샘플(6) 로터(4)의 회전에 의해 야기된 진동을 측정하기 위해 사용되는 진동 측정 장치를 포함한다. 본 발명에 따라, 베이스 몸체(10)로 적어도 부분적으로 일체 형성되거나 또는 베이스 몸체(10) 상에 배열되는 평형 장치는 로터의 평형 에러의 제거 및/또는 설정하기 위하여 제공된다. 또한 상기 발명 장치는 또 다른 장치와 함께 로터(4)가 평형을 이루도록 하며, 진동 측정이 로터(4) 상에 형성되도록 한다.

Description

평형 장치가 제공되며 로터를 포함하는 샘플 상에 진동 측정을 수행하기 위한 장치{DEVICE FOR CARRYING OUT OSCILLATION MEASUREMENTS ON A SAMPLE COMPRISING A ROTOR AND PROVIDED WITH A BALANCING DEVICE}

본 발명은 특히 변속기인 하나 이상의 로터를 가지는 테스트 부분 상에 진동 측정을 수행하기 위한 제 1 항의 전문에서 청구된 바와 같은 장치에 관한 것이다.

상기 형태의 장치들은 예를 들어 독일 특허 제 39 05 983 A1호, 독일 특허 제 100 37 412 A1 및 독일 특허 제 102 34 022 A1호로부터 테스트 스탠드의 구성으로써 종래 기술에 있어 공지된다. 상기 장치는 변속기와 같은 테스트 부분 상에 예를 들어 기능적인 테스팅을 수행하기 위해 사용되며, 이에 외부 드라이브에 의해 테스트 부분의 로터는 회전되며, 진동의 결과가 기록된다. 기록된 진동의 평가에 의해 테스트 부분이 적절하게 기능이 되는지 또는 기능적인 결점이 존재하는지 결정될 수 있다. 종래 기술 장치는 적절하게 테스트 부분을 고정하기 위한 장치가 배열된 베이스 구조물과 테스트 공정 동안에 테스트 부분의 로터 회전에 의해 야기된 진동을 측정하기 위한 진동 측정 장치를 포함한다.

본 발명의 목적은 진동 측정이 보다 빠르고 보다 효율적인 방식으로 수행되도록 청구항 제 1 항의 전문에서 청구된 바에 따르는 장치를 개선하는 것이다.

상기 목적은 청구항 제 1 항에서 형성된 지시에 의해 해결된다.

본 발명의 기본적인 아이디어는 테스트 부분 상에 진동 측정을 수행하는 것 뿐만 아니라 특히 진동 측정이 수행되기 전에 테스트 부분이 평형을 이루도록 하기 위한 본 발명에 따르는 장치의 사용을 포함한다. 일반적으로, 테스트 부분의 로터 내 불균형은 잘못된 테스트 결과를 주고 게다가 사용 불가능하기 때문에 진동 측정 수행 전에 테스트 부분이 평형을 이루도록 할 필요가 있다. 더욱이, 테스트 부분의 평형은 기능적으로 결점이 없기 위해 필수 불가결할 수 있다.

본 발명에 따르는 상기를 구현하기 위하여, 로터 내의 불균형을 제거 및/또는 탐지를 위한 평형 장치는 베이스 구조물로 적어도 부분적으로 일체 형성되거나 또는 베이스 구조물 상에 배열되고 제공된다. 본 발명에 따라 테스트 부분의 로터는 어느 하나 및 동일한 장치를 사용하는 진동 측정에 평형되고 종속될 수 있다. 단일한 장치만이 상기 공정을 수행되기 위해 필요되므로, 테스트 부분을 테스팅 하고 평형을 이루기 위한 기구 사용 경비는 종래 장치를 거쳐 실질적으로 감소된다. 평형 장치는 베이스 구조물 상에 배열되거나 또는 베이스 구조물로 적어도 부분적으로 일체 형성되기 때문에, 분리된 평형 기계는 더 이상 필요하지 않다. 상기는 상당한 비용 절감의 결과가 된다.

본 발명에 따르는 추가적인 장점은 진동 측정의 수행과 평형 잡기가 본 발명에 따르는 장치의 고정 장치로부터 제거되어야 하는 테스트 부분 없이 발생되므로 테스트 부분의 평형 잡기와 테스팅이 실질적으로 보다 효율적으로 형성됨을 포함한다. 이와 같이 테스트 부분은 평형 잡기 공정과 진동 측정 수행 동안에 고정 장치 내에 존재 가능하다. 상기 방식으로, 평형 기계 내의 고정 장치로부터 테스트 부분을 제거하는 추가적인 공정 단계와 테스트 스탠드(test stand) 상태의 고정 장치 내의 테스트 부분을 배치하는 것은 생략된다. 따라서, 본 발명에 따라, 테스트 부분을 가진 고정 장치의 로딩과 고정 장치로부터 테스트 부분의 제거가 손으로 수행되는 경우 노동 경비는 특히 감소된다.

본 발명에 따르는 장치의 추가적인 장점은 제조 비용이 분리된 평형 기계와 진동 측정을 수행하기 위한 분리된 장치로 구성되는 종래 배열에 대하여 실질적으로 감소 된다.

베이스 구조물 상에 배열되거나 또는 적어도 부분적으로 베이스 구조물로 일체 형성되는 본 발명의 평형 장치로 테스트 부분의 로터 내 불균형이 존재하는지 여부를 우선 결정된다. 상기 공정에 있어 불균형이 존재하는 경우, 상기 불균형은 평형 장치에 의해 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않게 감소되거나 제거된다. 비교하여, 테스트가 테스트 부분에 불균형이 없거나 또는 사소한 불균형을 가지는 경우 불균형의 제거는 불필요하다. 상기 경우에 있어 진동 측정이 선행하는 평형 잡기 단계 없이 즉각적으로 테스트 부분 상에 수행될 수 있다.

가능한 한 가장 낮은 정도로 외부 진동에 의해 영향받게 될 안정된 기계식 구조물을 얻기 위하여, 본 발명의 지시에 따르는 추가적인 실시예는 베이스 구조물이 고정 부분을 위한 고정 장치가 장착되는 테이블을 가지는 것을 포함한다.

평형 잡기 공정과 진동 측정 공정 동안에 적절하게 테스트 부분을 고정하기 위한 고정 장치가 관련된 요구 사항들을 기초로 하여 선택될 수 있다. 상기 연결체에 있어서, 본 발명의 유리하며 추가적인 개선 사항은 고정 장치가 테스트 부분의 클램프 고정을 위한 클램프 고정물을 가지도록 제공한다. 클램프 고정물을 이용하여, 고정 장치 내의 테스트 부분의 배치와 고정 장치로부터 테스트 부분의 제거는 실질적으로 간소화되며 보다 시간이 절약되도록 형성된다.

예외적으로 본 발명에 따르는 유리한 추가적인 개선 사항은 특히 상기 베이스 상에 지지되며 테이블이 진동 가능되도록 테이블이 진동 테이블로써 형성되고 베이스 구조물의 베이스로 연결된다. 상기 실시예에 있어서, 테이블이 진동 가능되며 테스트 부분의 로터에 의한 진동에 있어서 배치될 수 있도록 테이블은 베이스 상에 장착된다. 진동 테이블의 진동 평가와 측정은 테스트 부분의 로터에 불균형이 존재하는지 여부를 결정하기 위하여 특별하게 제공된다. 예를 들어, 진동 테이블은 베이스 구조물의 프레임과 같은 베이스 상에 매달려 형성되고 예를 들어 코일 스프링인 스프링을 통하여 베이스 상에 지지될 수 있으며, 상기 스프링의 외부 주변은 프레임과 같은 베이스까지 연장된다. 진동 테이블이 진동되는 경우, 스프링은 진동의 방향으로 압축되거나 또는 확대된다.

상기 실시예의 유리한 추가적인 개선 사항은 진동 테이블이 하나 이상의 피벗 회전축 주위로 움직임이 가능하도록 진동 테이블은 스프링 수단에 의해 베이스 상에 가요성있게 장착된다. 상기 실시예에 있어서, 특히 간단한 기계식 구성을 가진 진동 테이블의 진동 장착이 결과된다.

상기 실시예에 있어서, 스프링 수단은 선택의 넓은 범위로부터 선택될 수 있다. 특히 본 발명에 따르는 유리한 추가적인 개선 사항은 스프링 수단이 하나 이상의 리프 스프링을 포함하고 이에 피벗 회전축은 리프 스프링이 베이스 및 테이블로 부착되는 각각의 영역 내에 형성된다. 상기 형태의 리프 스프링은 넓은 범위 이내로 가변화되는 스프링 상수를 가지고, 간단하고 비용-효과적인 표준 구성요소로서 이용되며, 이에 본 발명의 장치를 간단한 방식으로 관련된 요구 사항을 만족시키기 위해 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 형태의 리프 스프링은 상대적으로 비용 효과적이다.

리프 스프링의 형태, 크기, 개수 및 스프링 상수 또는 리프 스프링은 넓은 범위 이내로부터 선택될 수 있다. 본 발명에 따라 유리한 추가적인 개선사항은 서로에 대하여 공간화되어 이격된 4개의 리프 스프링은 장방형의 코너 지점에서 바람직하게 배열되고 제공되도록 형성된다. 상기 실시예에 있어서, 한편으로는 정적으로 베이스 상에 진동 테이블의 한정된 장착과 다른 한편으로는 장치의 높은 수준의 안정성이 구현된다.

원칙적으로, 로터의 회전이 불균형을 탐지하기 위해 필요한 정도의 진동 내에서 진동 테이블을 배치하는 동안 테스트 부분의 로터 회전축은 피벗 회전축 또는 피벗 회전축들에 대하여 일정한 배향을 가진다. 로터 내의 불균형에 의해 야기된 진동에 대하여 진동 테이블의 활성을 촉진하기 위하여 본 발명에 따르는 유리한 추가적인 개선 사항은 테스트 부분이 고정 장치 내에 배치되는 경우, 로터의 회전축이 피벗 회전축 또는 피벗 회전축들에 대해 실질적으로 평행하게 되도록 고정 장치가 피벗 회전축 또는 피벗 회전축들에 대하여 배열되게 형성한다.

예외적으로 본 발명에 따르는 유리하며 추가적인 또 다른 개선 사항은 진동 테이블에 의해 형성된 진동 배열의 특성 주파수와 스프링 수단들이 테스팅 공정 동안에 로터의 최대 속도에 의해 설정되며, 테스트 부분을 위한 최대 진동 주파수보다 높은 주파수가 선택되도록 형성된다. 상기 방식으로, 진동 배열은 테스팅 공정 동안 특성 주파수에 의한 활성화로부터 방지되며, 상기 테스팅 공정은 오류적인 테스트 결과가 되고 손상 또는 장치의 파괴까지도 유발될 수 있다.

본 발명에 따르는 유리하며 추가적인 또 다른 개선 사항은 진동 측정 장치가 하나 이상의 진동 센서를 가지며, 상기 진동 센서는 테스트 부분을 가진 진동-전달 연결체 내에 배치되며, 배치될 수 있다. 진동 측정 장치에 할당되는 상기 진동 센서를 이용하여, 테스트 부분의 진동은 테스팅 공정 동안에 탐지될 수 있으며 평가될 수 있다.

본 발명에 따르는 유리하며 추가적인 또 다른 개선 사항은 평형 장치가 하나 이상의 진동 센서를 가지며, 상기 진동 센서는 진동 테이블을 가진 진동-전달 연결체를 포함한다. 평형 장치에 할당되는 진동 센서는 진동 테이블의 진동이 감지하도록 제공되며, 진동 센서로부터 출력 신호의 평가는 하나의 테스트 부분의 로터 또는 로터 내의 불균형에 관해 도면화되는 결론을 예를 들어 특별히 형성한다.

본 발명에 따르는 유리하며 추가적인 또 다른 개선 사항은 진동 센서가 음향 센서로써 또는 레이져 진동계로써 형성하는 상기 실시예의 추가적인 개선 사항과 함께 진동 센서는 접촉하지 않고 작동하는 센서를 제공한다.

본 발명에 따르는 유리하며 추가적인 또 다른 개선 사항은 진동 센서가 접촉 센서이다. 유리하며 추가적인 개선 사항에 따라서, 진동 센서는 테스트 부분에 부착되거나 또는 부착될 수 있다. 상기 방식으로, 테스트 부분의 진동은 테스트 부분 상에 직접적으로 탐지되어, 테스트 부분으로부터 배향되지 않는 진동에 의해 야기된 파괴적인 간섭이 감소 되거나 또는 방지된다. 이에 테스트 결과의 정확성은 개선된다. 상기 공정에 있어서, 진동 센서는 테스트 부분에 부착될 수 있으며, 예를 들어 진동 센서는 테스트 부분에 부착될 수 있다. 그러나 본 발명에 따라 테스트 부분에 대하여 이동 가능한 고정 장치로 진동 센서를 배열하는 것이 가능하다. 예를 들어, 진동 센서는 공기식 실린더에 연결될 수 있으며, 진동 측정을 수행하기 위한 목적으로 공기식 실린더를 통하여 테스트 부분과 접촉하면서 배치될 수 있다. 상기 실시예에 있어서 테스트 부분과 진동 센서 사이의 일정한 접촉을 보장하기 위하여, 진동 센서는 스프링 수단을 통하여 테스트 부분에 대해 바이어스될(biased) 수 있다.

접촉 센서를 가지는 상기 실시예의 유리하며 추가적인 실시예는 진동 센서가 가속 센서로써 형성되도록 한다. 상기 형태의 가속 센서는 간단하고 비용적으로 효과적인 표준 구성 요소로써 이용 가능하며, 상대적으로 비용-효과적이다.

원칙적으로, 진동 측정 장치에 할당되는 센서는 베이스 구조물의 테이블 상에 배열될 수 있다. 본 발명 장치의 기계식 형상화를 간소화하기 위하여, 본 발명에 따라 유리하며 추가적인 개선 사항은 진동 센서가 특히 리프 스프링에 대하여, 스프링 수단의 스프링에 대해 지지된다. 상기 방식으로, 진동 센서는 진동 테이블의 진동 중에 가장 가능성 있는 배치를 가지는 스프링 부분에 대하여 특별하게 지지될 수 있다. 이에 진동 테이블 진동의 정밀한 기록이 촉진된다.

전술된 실시예의 추가적인 개선 사항은 진동 센서가 진동 테이블 아래에 배열되는 고정 장치상에 장착된다. 상기 실시예에 있어, 진동 센서는 진동 테이블 바로 아래에 배열된다. 진동 테이블 바로 아래의 공간이 통상적으로 개방되기 때문에 이용 가능한 공간의 이용이 향상된다.

상기 스프링의 배치 동안에 스프링과 진동 센서를 일정한 접촉을 유지하기 위하여, 유리하며 추가적인 개선 사항은 진동 센서가 스프링 수단의 스프링에 대하여 가요성있게 바이어스된다.

진동 센서의 형태, 크기, 개수 및 형상화는 선택의 넓은 범위로부터 관련된 요구사항들에 기초되어 선택될 수 있다. 본 발명에 따르는 유리하며 추가적인 개선사항은 하나 이상의 분리된 진동 센서가 제각각 평형 장치 및 진동 측정 장치에 할당된다. 상기 실시예는 진동 센서가 관련된 기록 업무에 대해 조절되거나 적합되는 장점을 가지며 즉, 로터 내의 불균형 진동 특성 기록을 위해 평형 장치에 할당되는 센서 및 테스트 부분의 기능적인 진동 특성의 기록을 위한 진동 측정 장치에 할당되는 진동 센서는 적합성과 특성에 기초되어 선택된다.

본 발명에 따르는 유리하며 추가적인 또 다른 개선 사항은 하나 이상의 공통 진동 센서가 평형 장치와 진동 측정 장치에 할당된다. 이와 같이 상기 실시예에 있어, 불균형을 특징짓는 진동과 테스트 부분의 기능성을 특징짓는 진동들은 어느 하나 및 동일한 센서에 의해 선택된다. 상기 방식으로, 본질적으로 하나의 진동 센서만이 요구되는 바와 같이 구조물의 경비는 추가적으로 감소된다.

본 발명에 따르는 유리하며 추가적인 또 다른 개선 사항은 진동 센서 또는 진동 센서로부터 출력 신호를 평가하기 위한 평가 장치 및/또는 평형 장치와 진동 측정 장치의 바람직한 자동식 활성화를 위한 제어 수단을 위해 제공된다. 예를 들어 특별히, 제어 수단과 함께, 평형 장치의 활성화를 위한 제어 공정과 진동 측정 장치는 자동식으로 실행될 수 있다.

예외적으로, 전술된 실시예의 유리하며 추가적인 개선 사항은 평형 모드에 있는 장치를 이용하여 테스트 부분의 로터가 평형 장치에 의해 평형되어 온 이후, 장치는 테스팅 모드로 제어 수단에 의해 자동식으로 스위치 연결될 수 있으며, 테스트 부분의 로터 회전에 의해 야기된 진동은 진동 측정 장치에 의해 측정될 수 있다. 본 발명에 따르는 장치를 가진 상기 실시예에 있어서, 테스트 부분의 로터는 평형 모드에서 우선적으로 평형을 이루게 된다. 테스트 부분의 로터가 일단 평형을 이루면, 장치는 테스팅 모드로 제어 수단에 의해 자동적으로 스위치 연결되며, 테스팅 모드에서 진동 측정은 테스트 부분 상에 수행된다. 평형 공정과 테스팅 공정이 직접 성공적으로 수행될 수 있기 때문에, 상기 실시예는 추가적인 시간이 절약이 된다.

또한 본 발명에 따르는 평형은 테스트 부분이 불균형은 없는지 또는 하기에 규정된 제한에 놓인 불균형을 가지는 지를 결정하는 공정을 포함하며, 따라서 불균형을 제거하기 위해 형성된 테스트 부분의 로터 처리는 불필요하다.

제어 수단을 가진 실시예의 추가적으로 또 다른 개선 사항은 평형 센서에 할당되는 진동 센서가 제어 수단과 함께 신호-전송 연결체를 포함하며, 이는 테스트 부분의 로터를 평형 잡기 위해, 제어 수단이 평형 장치에 할당되는 진동 센서로부터 출력 신호를 기초로 하여 평형 장치를 활성화하기 위한 제어 신호를 발생하기 위함이다. 상기 실시예와 함께, 예를 들어 진동 센서로부터 출력 신호를 평가함으로써, 테스트 부분의 로터 주변 상에 지점에서(불균형 지점) 불균형이 존재하는지 결정될 수 있다. 제어 수단은 평형 장치를 활성화하기 위한 제어 신호를 발생시킬수 있으며, 예를 들어 불균형을 제거하거나 감소하기 위해 요구되는 무게를 적용하거나 또는 테스트 부분의 로터로부터 재료를 제거함에 의해 상기 평형 장치는 평형 지점에서 불균형을 제거하거나 감소하기 위한 로터를 가공한다.

본 발명에 따르는 유리하며 추가적인 또 다른 개선 사항은 진동 측정 장치에 할당되는 진동 센서는 평가 장치가 진동 센서로부터 출력 신호를 평가하도록 평가 장치와 함께 신호-전송 연결체를 포함한다. 시간, 주파수 및 위치에 관하여 진동 센서로부터 출력 신호를 평가함에 의해, 테스트 부분이 결점 없이 기능하는지 또는 기능적인 결점이 존재하는지 결정될 수 있으며, 이는 규정된 진동 패턴으로부터 테스트 부분을 위해 측정된 진동 패턴의 벗어남으로 표현된다.

본 발명에 따르는 유리하며 추가적인 개선 사항은 로터 내 불균형 지점이 참조 회전 위치에 대해 식별되도록 평형 장치가 테스트 부분의 로터를 위한 참조 회전 위치를 설정하기 위한 장치를 가진다. 상기 실시예와 함께, 예를 들어 센서에 의해 광학적으로 탐지될 수 있는 로터로 마크를 적용함에 의해 테스트 부분의 로터를 위한 제 1 참조 회전 위치가 설정된다.

전술된 바에 따라 설정된 참조 회전 위치를 사용하여, 로터가 회전하는 주위 속도가 결정될 수 있다. 평형 장치에 할당되는 진동 센서로부터 출력 신호를 사용하여, 로터의 외부 표면상에 불균형이 존재하는 지점(불균형 지점)에서 결정될 수 있다.

테스트 부분의 평형은 예를 들어 특별히 하나 이상의 평형 무게인 재료를 로터의 외부 주위로 적용함으로써 어떤 식으로든 구현될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르는 특별하게 유리하며 추가적인 개선 사항은 평형 장치가 제어 수단에 의해 활성화될 수 있는 재료 제거 툴을 포함하며, 상기와 함께 재료는 제어 수단에 의해 설정된 평형 지점에서 테스트 부분의 로터를 평형 잡기 위한 테스트 부분의 로터로부터 제거될 수 있다. 상기 실시예에 있어, 평형이 테스트 부분의 로터로부터 재료의 제거에 의해 구현되므로 예를 들어 평형 무게를 적용하지 않고 평형 공정의 자동화는 간소화된다.

전술된 실시예의 유리하며 추가적인 개선 사항은 재료 제거 툴이 특히 방사상의 방향으로 로터에 대해 움직여 질 수 있다.

간단하고 비용-효과적으로 되기 위해 재료 제거 툴을 구성하기 위해, 전술된 실시예의 추가적인 한 개선 사항은 재료 제거 툴이 드릴을 제거하도록 제공된다. 상기에서, 드릴은 종래 커팅 드릴(cutting drill)을 포함한다. 그러나, 본 발명에 따라 드릴은 레이저 드릴이 될 수 있다. 관련된 요구 사항을 기초로 본 발명의 장치는 테스트 부분 상의 다양한 테스트를 수행하기 위하여 형성된 추가적인 테스팅 장치가 장착될 수 있다. 특히 예를 들어, 슬립이 제한되는 차이를 테스팅 하기 위한 테스팅 장치가 제공될 수 있으며, 이에 곡선을 따라 모의 시험된 드라이빙에 있어 특별하게 차이의 작동과 차이의 제한되는 슬립 작동이 테스트될 수 있다. 더욱이, 변속기의 기어 비율을 테스팅하기 위한 변속기 테스트가 또한 제공될 수 있다. 추가적으로, 로터리 속도 측정을 위한 측정 장치, 토크(마찰 토크 또는 드래그 토크(drag torque)), 테스트 부분의 기어를 넣는 로터리 또는 주위의 백래쉬(backlash), 또는 로터리 변속기 에러가 형성될 수 있다. 또한 단일의 플랭크 테스팅을 수행하기 위한 장치가 제공될 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따라 장치는 테스트 부분을 위한 전기 시동기 또는 기계식 시동기를 테스팅 하기 위한 테스트 장치가 장착될 수 있다.

하기에, 본 발명은 첨부된 도면의 도식적인 세트와 관련하여 보다 상세하게 설명될 것이며, 도면 내 본 발명에 따르는 장치의 실시예가 설명되며, 이에 모든 특징들이 본 발명의 주된 문제를 형성하는 도면 내에서 설명되거나 또는 묘사되며, 이는 서로 임의적인 조합이거나 독립적이든 간에 도면 내 상기 설명과 묘사로 정의를 독립적일 뿐만 아니라 청구항의 참조 및 청구항 조합과 독립적이다.

도 1은 매우 도식적이며, 평형 모드에 있는 본 발명에 따르는 장치의 실시예를 도시하는 투시도,

도 2는 테스팅 모드에 있으며, 도 1 과 동일한 방식으로 도시되고, 도 1에 따르는 장치를 도시한 도면, 및

도 3은 테스팅 모드에 있으며, 도 2의 상기 장치로부터 매우 도식적인 도면을 도시하는 도면.

도 1은 로터(4)를 가지는 테스트 부분(6) 상에 진동 측정을 수행하기 위해 본 발명에 따르는 장치(2)의 실시예를 도식적으로 도시한 도면이며, 이는 상기 실시예에 있어서 후방 회전축 차이에 의해 형성된다. 테스트(6) 부분의 로터(4)는 회전축(8) 주위로 회전 가능하도록 테스트 부분 상에 장착된다.

장치(2)는 상기 실시예에 있어서 도면에 도시되지 않는 테스트 부분(6)을 위한 고정 장치의 상부 표면상에 장착되는 테이블(12)을 가지는 기본 구조물(10)을 가진다. 도 1에 따르는 장치(2)의 상부 측면으로부터 도시되는 도 3에 있어서, 상기 실시예에 있어 적당한 장소에 테스트 부분(6)을 고정하기 위한 클램핑 고정물(14)을 포함하는 고정 장치가 가시화된다.

장치(2)는 상기 실시예에 있어서 테스트 부분(6)으로 직접적으로 구현되어 진동-전달 연결체를 포함하며, 상기 실시예에 있어서 연결 진동 센서(16)(제 1 진동 센서)를 포함하는 테스트 부분(6)의 로터(4) 회전에 의해 야기된 진동 측정을 위한 진동 측정 장치를 포함한다. 제 1 진동 센서(16)는 평가 장치가 진동 센서로부터 나오는 출력 신호를 하기에 추가적으로 보다 상세하게 설명되는 방식으로 평가되도록 도면에 설명되지 않은 평가 장치를 가진 신호-전송 연결체를 포함한다.

본 발명에 따라, 장치(2)는 장치(2)의 기본 구조물(10)로 상기 실시예에 있어 일체화 형성되며, 로터(4) 내의 불균형을 식별 및/또는 제거하기 위한 평형 장치(18)를 포함한다.

상기 경우에 있어서 테이블(10)은 평형 장치(18)의 구성 부분이며 상기 실시예에 있어 진동 테이블이 진동되도록 기본 구조물(10)의 베이스(20)로 연결되는 진동 테이블로써 형성된다. 추가적으로 상기 실시예에 있어서 리프 스프링(22, 24, 26, 28, leaf spring)은 평형 장치(18)의 구성 요소이며, 이는 진동 테이블(12)이 리프 스프링(22, 24, 26, 28)을 통하여 베이스(20) 상에 지지되어 베이스(20) 상에 가요성있게 장착된다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 상기 실시예에 있어서 리프 스프링(22, 24, 26, 28)은 추정된 장방형의 코너 지점에서 배열된다. 리프 스프링(22)이 진동 테이블(12)로 연결되는 영역 내에서, 제 1 피벗 회전 축(30)이 형성되고, 리프 스프링(22)이 베이스(20)로 연결되는 영역 내에서 제 2 피벗 회전축(32)이 형성되고, 2개의 회전축은 서로에 대해 평행하다. 유사한 방식으로, 2개의 회전축은 피벗 회전축(30, 32)과 일치하는 리프 스프링(24)으에 할당된다. 유사한 방식으로 피벗 회전축(34, 36)은 리프 스프링(26, 28)으에 할당되어 진동 테이블(12)이 정적으로 결정되는 방식으로 베이스(20) 상에 장착되도록 하며, 그러나 상기 진동 테이블은 가요성 있게 장착되고 진동 방향으로 피벗 회전축(30, 32 또는 34, 36) 주변으로 진동되도록 하며, 즉 표면에 대해 평행하고 도 1 내에서 화살표(38)에 의해 지시된다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 테스트 부분(6)의 로터 회전 축(8)은 실질적으 로 피벗 회전축(30, 32, 34, 36)에 대해 실질적으로 평행하도록 고정 장치는 피벗 회전축(30, 32, 34, 36)에 대하여 배열된다.

상기 연결에 있어서, 진동 테이블(12)과 리프 스프링(22, 24, 26, 28)에 의해 형성되는 진동 배열의 특성 주파수는 테스팅 공정 동안 로터(4)의 최대 속도로부터 설정되고 테스트 부분(6)의 최대 진동 주파수보다 크도록 선택된다. 상기 방식에 있어서, 진동 배열은 테스팅 공정 동안에 진동 배열의 특성 주파수에 의해 활성화되는 것으로부터 방지된다.

진동 센서(40)(제 2 진동 센서)는 평형 장치(18)에 할당되며, 상기 센서는 진동 테이블(12)을 가진 진동-전달 연결체를 포함한다. 상기 실시예에 있어서, 제 2 진동 센서(40)는 접촉 하중 센서로써 형성되며, 이는 진동 테이블(12)의 바로 밑에 배열되는 지지 암의 형태로 고정 장치(42) 상에 적절하게 고정된다. 상기 스프링의 배치의 경우에 있어서 리프 스프링(26)에 일정하게 제 2 진동 센서(40)를 접촉 유지하기 위하여, 제 2 진동 센서(40)는 고정 장치(42)와 제 2 진동 센서(40) 사이에 배열된 스프링(44)을 경유하여 리프 스프링(26)에 대하여 가요성있게 바이어스된다.

평형 장치에 할당되는 제 2 진동 센서(40)는 제어 수단이 추가적으로 하기에서 보다 상세하게 설명되는 방식으로 테스트 부분(6)의 평형을 이루기 위하여 제 2 진동 센서(40)로부터 출력 신호를 기초로 평형 밸브(18)를 활성화시키기 위해 형성된 제어 신호를 발생하도록 도면에서 도시되지 않은 제어 수단을 가진 신호-전송-연결체를 포함한다.

평형 장치(18)는 로터(4) 상의 불균형 지점이 참조 회전 위치에 대하여 식별되도록 테스트 부분(6)의 로터(4)를 위한 참조 회전 위치를 설정하기 위한 장치가 추가적으로 장착된다. 상기 실시예에 있어서 상기 장치는 광학 센서(46), 제어 수단에 연결된 광학 센서의 출력을 포함하며, 이는 테스트 부분(6)의 로터(4)에 적용되는 광학 마크를 스캔한다. 광학 마크의 스캔에 의해 로터(4)의 회전 위치가 결정된다. 따라서, 로터(4)의 주변 상에 불균형이 존재하는 지점에서 제어 수단을 사용하여 회전 위치가 결정될 수 있다.

상기 실시예에 있어서 장치(2)로 일체화 형성되는 평형 장치(18)는 제어 수단에 의해 활성화되는 재료-제거 툴이 추가적으로 장착될 수 있으며, 상기 실시예에 있어서 기계적인 드릴(48)이 포함된다(도 3 참조). 도 3에 있어서 드릴(48)은 이중 화살표(50)의 방향에 있는 로터(4)의 방사상의 방향에 대하여 이동될 수 있으며, 이는 드릴(48)을 사용하는 로터(4)가 평형을 이루게 위하여 재료가 제어 수단에 의해 식별되는 평형 지점에서 테스트 부분(6)의 로터(4)로부터 제거될 수 있다.

테스트 부분(6)의 출력 샤프트(52, 54)는 도 1에서 설명되지 않는 시동 모터에 의해 평형 공정 또는 테스팅 공정 동안에 로터(4)를 회전시키기 위하여 화살표(56, 58)에 의해 도 1에서 지시된 바에 따르는 회전식으로 배치될 수 있다.

도 1은 테스트 부분(6)의 로터(4)가 로딩되지 않은 평형 모드에 있는 장치(2)를 도시한다. 대조하여, 도 2는 카단식 샤프트(cardan shaft, 60)가 로드를 시뮬레이션하기 위해 테스트 부분(6)의 로터(4)로 커플 결합되는 테스팅 모드에 있는 장치(2)를 도시한다.

도 3에 있어서, 테스트 부분(6)의 출력 샤프트(52, 54)의 회전 시동을 위한 구동 모터(62, 64)가 가시화된다.

상기 실시예에 있어서 장치(2)는 하우징(66)에 의해 둘러싸이며, 상기 하우징은 접촉에 대하여 노이즈 절연(noise insulation)과 보호를 제공한다.

본 발명에 따르는 장치(2)의 기능적인 방법은 다음과 같으며, 이에 테스트 부분(6) 상의 진동 측정을 수행하기 위하여, 상기 부분은 예를 들어 조정기 또는 로봇에 의해 테이블(12) 상에 배치되며, 클램프 고정물(14)의 사용에 의해 테이블 상에 적절하게 고정된다. 제어 수단이 회전 시동으로 테스트 부분(6)의 출력 샤프트(52, 54)를 배치하도록 제어 수단은 구동 모터(62, 64)를 활성화시키며, 회전 시동 내의 로터(4)는 회전축(8) 주위로 회전한다.

로터(4) 내의 불균형이 존재할 경우, 진동(38)의 방향으로 진동하는 진동 테이블(12)이 배치될 것이다. 상기 진동은 제 2 진동 센서(40)에 의해 기록되며, 제 2 진동 센서(40)로부터 출력 신호는 제어 수단으로 공급된다.

제어 수단은 로터(4) 내에 불균형이 있는지 없는지를 결정하기 위하여 시간 및/또는 주파수 및/또는 위치에 관하여 제 2 진동 센서(40)로부터 출력 신호를 평가한다.

로터(4)가 불균형이 없거나 또는 규정된 제한 이하의 불균형을 가지는 경우, 평형 공정은 종료될 수 있으며, 제어 수단은 장치(2)를 평형 모드로부터 테스팅 모드로 스위치 연결할 수 있다.

대조하여 로터(4) 내에 불균형이 존재할 경우 광학 센서(46)에 의해 설정되는 참조 회전 위치에 대하여 로터(4)의 주변 방향으로 불균형의 위치가 결정된다. 불균형을 제거하기 위하여 재료가 제거되어야 하는 회전 위치 내의 평형 위치에서 회전 위치가 드릴(48) 상에 드릴 비트(68)에 마주보며 정확하게 배치되게 로터(4)가 가정되도록 구동 모터(62, 64)는 제어 수단에 의해 정지되며, 연속적으로 활성화된다. 드릴(48)은 드릴 비트(68, bit) 회전과 함께 방사상으로 진행되며 로터(4)에 대하여 배치되어 평형 홀이 로터(4)의 외부 주위 표면 내에 형성되며, 상기 방식으로 재료가 제거된다. 상기 공정에 있어서 평형 홀의 방사상의 깊이는 불규형을 보상할 필요가 있는 재료의 양에 의존하며, 상기 불균형은 제어 수단에 의해 사전에 결정된다.어느 한 평형 홀보다 더 상당한 요구에 기초되어 필요한

경우, 다양한 지점에서 다중 평형 홀은 로터(4)의 주위를 따라 형성될 수 있다.

평형 공정이 완성이 되면 불균형이 해결이 되는 경우라면, 제어 수단들은 장치를 테스팅 모드에 스위치 연결할 수 있다. 대조하여, 만약 불균형이 아직 제거되지 않았을 경우 또는 충분하게 제거되지 않았을 경우 상기 설명된 평형 공정은 테스트 부분(6)의 로터(4)가 의도된 정도로 평형을 이루도록 요구되는 것과 같이 많은 시도가 반복될 수 있다.

평형 공정이 완성되자마자, 제어 수단은 장치(2)를 테스팅 모드로 스위치 연결시킨다. 상기 테스팅 모드에 있어서, 카단식 샤프트(60)는 도 2에서 도시된 바와 같이 로드 시뮬레이션(load simulation)을 위해 테스트 부분(6)의 로터(4)에 커플 연결된다. 구동 모터(62, 64)는 로터(4), 로터와 함께 카단식 샤프트(60)가 회전되도록 테스트 부분(6)의 출력 샤프트(52, 54)를 시동한다. 상기 상태에 있어서, 카단식 샤프트(60)는 로드를 시뮬레이팅하며, 테스트 부분(6)의 진동은 제 1 진동 센서(16)를 통하여 기록되며, 제 1 진동 센서(16)로부터 출력 신호는 본 명세서에 설명되지 않은 평가 장치에 공급된다. 상기 방식으로, 카단식 샤프트(60)는 추가적인 구동 모터(70)를 통하여 추가적인 토크가 제공될 수 있다(도 3 참조). 평가 장치는 시간 및/또는 주파수 및/또는 위치에 대하여 제 1 진동 센서(16)로부터 출력 신호를 평가하며, 테스트 부분(6)을 위한 진동 패턴의 결과를 사용하면서 테스트 부분(6)이 적당하게 기능되는지 또는 테스트 부분(6)에 결함이 존재하는지 결정될 수 있다.

본 발명의 장치(2)가 일체 형성화된 평형 장치(18)를 가지기 때문에, 테스트 부분(6)은 클램프 고정물(14)을 포함하는 고정 장치 내에 평형 공정과 테스팅 공정 동안 연속적으로 고정될 수 있다. 이와 같이 테스트 부분(6)은 모든 테스팅 공정의 완성 이후에만 제거될 필요가 있다. 본 발명의 장치(2)는 간단하고 시간-절약 방식으로 어느 한 장치 및 동일한 장치를 사용하면서 2개의 평형 측정과 진동 측정 모두를 테스트 부분(6) 상에 수행되도록 한다. 제어 수단의 제어 아래, 양 평형 측정과 뒤이은 진동 측정은 자동식으로 완전히 수행될 수 있다.

Claims (30)

1. 하나 이상의 로터를 가지는 변속기 테스트 부분의 진동 측정 장치에 있어서,

   -테스트 부분(6)을 위한 고정 장치가 위치되는 테이블(12)을 포함하는 베이스 구조물(10),

   -테스트 부분(6)의 로터 회전에 의해 야기된 진동 측정을 위해 형성되고 제공된 진동 측정 장치, 및

   -베이스 구조물에 배치되거나 부분적으로 결합되어 테스트 부분의 로터 내의 불균형을 식별하거나 제거하도록 형성되는 평형장치(18)를 포함하여 구성되고,

   상기 테이블(12)은 진동 테이블로 형성되고, 베이스 구조물의 베이스(20)에 연결되어, 진동가능하도록 상기 베이스(20)에 지지되며,

   상기 테이블(12)은 스프링 수단을 통해 탄력이 있는 방식으로 베이스 구조물(10)상에 지지되는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 고정 장치는 사용 중에 해당 테스트 부분(6)을 고정하기 위한 클램프 고정물(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 진동 테이블이 베이스(20)에 장착되어 하나 이상의 피벗 회전축(30, 32, 34, 36) 주위로 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 스프링 수단은 하나 이상의 리프 스프링(22, 24, 26, 28)을 포함하며, 이에 하나 이상의 리프 스프링(22, 24, 26, 28)은 하나 이상의 리프 스프링(22, 24, 26, 28)이 베이스(20) 및 테이블(12)로 연결되는 각각의 영역 내에서 형성된 피벗 회전축(30, 32, 34, 36)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 하나 이상의 리프 스프링은 장방형 코너에 배열되고 서로에 대해 이격되어 공간화된 4개의 리프 스프링(22, 24, 26, 28)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 테스트 부분(6)이 사용 중에 고정 장치에 배치되는 경우 테스트 부분(6)의 로터 회전축이 피벗 회전축 또는 피벗 회전축들(30, 32, 34, 36)에 대해 평행하도록, 고정 장치는 피벗 회전축 또는 피벗 회전축들(30, 32, 34, 36)에 대해 배열되는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 사용 중에 특성 주파수가 테스팅 공정 동안에 로터(4)의 최대 속도로부터 설정되는 테스트 부분(6)을 위한 최대 진동 주파수보다 크도록 진동 테이블(12)과 스프링 수단에 의해 형성되는 진동 배열의 특성 주파수가 선택되는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 진동 측정 장치는 사용 중에 테스트 부분(6)과 함께 진동-전달 연결체 내에서 배치될 수 있는 하나 이상의 진동 센서(16)를 가지는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
9. 제 1 항에 있어서, 평형 장치(18)는 진동 테이블(12)과 함께 진동-전달 연결체 내에 존재하는 하나 이상의 진동 센서(40)를 가지는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
10. 제 8 항에 있어서, 진동 센서는 비접촉 센서인 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 진동 센서는 레이저 진동계로써 형성되는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
12. 제 10 항에 있어서, 진동 센서는 음향 센서로써 형성되는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
13. 제 9 항에 있어서, 진동 센서(16, 40)는 접촉 센서인 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 진동 센서(16)는 사용 중에 테스트 부분과 접촉하여 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
15. 제 13 항에 있어서, 진동 센서(16)는 가속 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
16. 제 13 항에 있어서, 진동 센서(40)는 사용 중에 스프링 수단의 스프링에 대하여 지지되는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 진동 센서(40)는 진동 테이블(12) 바로 아래에 배열된 고정 장치(42) 상에 고정되는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
18. 제 16에 있어서, 진동 센서는 스프링 수단의 스프링에 대하여 탄력적으로 바이어스되는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
19. 제 9 항에 있어서, 하나 이상의 분리된 진동 센서가 평형 장치(18) 및 진동 측정 장치에 각각 할당되는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
20. 제 9 항에 있어서, 하나 이상의 공통 진동 센서가 평형 장치(18) 및 진동 측정 장치에 할당되는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
21. 제 1 항에 있어서, 제어 수단은 진동 측정 장치로부터 출력 신호를 평가하기 위한 평가 장치, 평형 장치 및 진동 측정 장치의 하나의 자동 활성을 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
22. 제 21 항에 있어서, 평형 모드에서 진동 측정 장치와 함께 사용 중, 테스트 부분(6)의 로터(4)가 평형 장치(18)에 의해 평형을 이룬 후, 제어 수단에 의해 진동 측정 장치가 테스팅 모드로 자동적으로 스위치 연결될 수 있으며, 상기 테스팅 모드에서 진동 측정 장치는 테스트 부분(6)의 로터(4) 회전에 의해 야기된 진동을 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
23. 제 21 항에 있어서, 진동 센서(40)는 평형 장치(18)에 할당되며, 상기 진동 센서(40)는 제어 수단과 함께 신호-전송 연결체 내에 존재하게 되고,

    테스트 부분(6)의 로터(4)가 평형을 이루도록 위하여, 사용중, 제어 수단이 평형 장치에 할당된 진동 센서로부터 출력 신호를 기초로 하여 평형 장치(18)를 활성화하도록 선택된 제어 신호를 발생하도록 하는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
24. 제 21 항에 있어서, 진동 측정 장치에 할당된 진동 센서(16)는 평가 장치를 가진 신호-전송 연결체이고, 상기 평가 장치는 진동 센서(16)로부터 출력 신호를 평가하는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
25. 제 1 항에 있어서, 평형 장치(18)는 사용 중, 테스트 부분(6)의 로터(4)를 위한 참조 회전 위치를 설정하기 위한 수단을 포함하고, 로터(6) 상의 불균형 지점이 상기 참조 회전 위치에 대해 식별되는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
26. 제 1 항에 있어서, 평형 장치(18)는 제어 수단에 의해 활성화될 수 있는 재료 제거 툴을 포함하며,

    상기 재료는 사용중, 제어 수단에 의해 식별된 평형 지점에서 테스트 부분(6)의 로터(4)의 평형을 위해, 테스트 부분(6)의 로터(4)로부터 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
27. 제 26 항에 있어서, 상기 재료 제거 툴은 사용 중, 로터(4)의 방사상 방향으로 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
28. 제 26 항에 있어서, 상기 재료 제거 툴은 드릴링 기계(48)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 측정 장치.
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