專利名稱：用于對帶轉(zhuǎn)子的試驗(yàn)物進(jìn)行振動測量的帶平衡裝置的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在權(quán)利要求1的前序部分中所述類型的、用于對一 個具有轉(zhuǎn)子的試驗(yàn)物、尤其是變速箱進(jìn)行振動測量的裝置。
背景技術(shù)：
這種裝置作為試驗(yàn)臺的組成部分例如已由DE 39 05 983 Al， DE 100 37 412 A1及DE 102 34 022 Al公知。它們例如用于對試驗(yàn)物， 例如變速箱，進(jìn)行功能試驗(yàn)，其方式是試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子通過一個外部驅(qū) 動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)及記錄由此產(chǎn)生的振動。通過對記錄的振動的求值則 可評價(jià)相應(yīng)的試驗(yàn)物是否正?；虼嬖诠δ苋毕荨＿@些公知的裝置具 有一個基體，在該基體上設(shè)有用于試驗(yàn)物的一個保持架，及具有一個 用于在試驗(yàn)過程期間測量由試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)動引起的振動的振動測量裝 置。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)在于，對在權(quán)利要求1的前序部分中所述類型的 裝置作出進(jìn)一步改善，以使得通過進(jìn)行振動測量可更快及更有效地實(shí) 現(xiàn)試驗(yàn)物的試驗(yàn)。該任務(wù)將通過權(quán)利要求1中給出的指導(dǎo)方案來解決。根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的基本構(gòu)思在于，借助根據(jù)本發(fā)明的裝 置不僅可對試驗(yàn)物進(jìn)行振動測量，而且還可對試驗(yàn)物，尤其在進(jìn)行振 動測量前，借助該裝置進(jìn)行平衡。通常需要在進(jìn)行振動測量前進(jìn)行試 驗(yàn)物的平衡，因?yàn)榉駝t試驗(yàn)物轉(zhuǎn)子的不平衡可使試驗(yàn)結(jié)果有誤及變得 無用。此外試驗(yàn)物的平衡對于其完好的功能也是絕對必要的。為此，根據(jù)本發(fā)明設(shè)有一個設(shè)置在基體上的或至少部分地組合在基體中的、用于確定和/或排除轉(zhuǎn)子的不平衡的平衡裝置。因此借 助本發(fā)明可借助同一個裝置使試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子既得到平衡又經(jīng)受振動測量。由此為了實(shí)行該工作僅需要單獨(dú)的一個裝置，以致用于一個試 驗(yàn)物的平衡及試驗(yàn)的裝置成本相對傳統(tǒng)的裝置有實(shí)質(zhì)性的降低。因?yàn)?平衡裝置設(shè)置在基體上或至少部分地組合在基體中，就不再需要分開 的平衡機(jī)。這導(dǎo)致成本實(shí)質(zhì)性的節(jié)約。根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)點(diǎn)在于，試驗(yàn)物的平衡及試驗(yàn)可更 顯著有效地實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槠胶饧罢駝訙y量的執(zhí)行可以隨之實(shí)現(xiàn)，而無需 將試驗(yàn)物由根據(jù)本發(fā)明的裝置的保持架上拆下。因此試驗(yàn)物可不僅在 平衡期間而且在進(jìn)行振動測量期間被保持在保持架中。由此取消了從 一個平衡機(jī)的保持架上取下試驗(yàn)物及將該試驗(yàn)物裝入一個試驗(yàn)臺的 保持架中的附加工作步驟。因而根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)將試驗(yàn)物安裝到保持 架中及由保持架取出試驗(yàn)物是用手工進(jìn)行時(shí)，工作成本尤其可以降 低。根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)點(diǎn)在于，它的制造成本相對傳統(tǒng)的 裝置有實(shí)質(zhì)性的降低，傳統(tǒng)的裝置由一個單獨(dú)的平衡機(jī)及一個單獨(dú)的 進(jìn)行振動測量的裝置組成。借助根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置在基體上的或至少部分地組合在基體中的平衡裝置可首先確定 一個試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子是否具有不平衡。如果由此得出存在不平衡，則接下來在預(yù)給定的公差范圍中借助平衡裝置來排除或減小該不平衡。如果與此相反地得出試驗(yàn)物無不平衡或具有小到可忽略的不平衡，則不需要排除不平衡。這時(shí)可直接地及無在先平衡過程地對試驗(yàn)物進(jìn)行振動測量。為了保持穩(wěn)定及通過外部振動盡可能小地影響該裝置，根據(jù)本 發(fā)明一個進(jìn)一步構(gòu)型的指導(dǎo)方案在于基體具有一個臺，在該臺上固定著用于試驗(yàn)物的保持架。在平衡過程及振動測量過程期間用于保持試驗(yàn)物的保持架可根 據(jù)相應(yīng)的要求來選擇。在這方面，根據(jù)本發(fā)明的一個有利的進(jìn)一步構(gòu) 型的指導(dǎo)方案在于，保持架具有一個用于夾緊試驗(yàn)物的夾持裝置。由 于該夾持裝置使試驗(yàn)物裝入保持架及從保持架中取出試驗(yàn)物可顯著地簡化及由此節(jié)省時(shí)間地實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的一個特別有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，臺 被設(shè)計(jì)成振動臺及與基體的一個底基形成可振動的連接，尤其是支撐 在底基上。在該實(shí)施形式中，臺可振動地支承在底基上及可通過試驗(yàn) 物的轉(zhuǎn)子被置于振動。尤其對振動臺振動的測量及求值可推斷出這樣 的結(jié)論試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子是否具有不平衡。振動臺例如可懸置在基體的 一個框架形式的底基上及通過彈簧，例如螺旋彈簧，支撐在底基上， 這些螺旋彈簧由它們的外圓周延伸到框架形式的底基上。在振動臺振 動時(shí)彈簧將在振動方向上被壓縮或伸展。上述實(shí)施形式的一個有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，振動臺可繞至少 一根鉸接軸線運(yùn)動及通過彈簧裝置彈性彈力地支承在底基上。在該實(shí) 施形式中用一個特別簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)得到振動臺的可振動的支承。在上述實(shí)施形式中可在寬廣的范圍中選擇彈簧裝置。根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的一個特別有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，彈簧裝置具有至少 一個板簧，其中在板簧與臺及底基的連接位置的區(qū)域中各構(gòu)成一根鉸接軸線。這種板簧作為簡單及成本上有利的、具有可在寬廣范圍中變 化的彈性常數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)部件可供使用，及由此允許以簡單的方式根據(jù)相 應(yīng)的要求來設(shè)計(jì)根據(jù)本發(fā)明的裝置。此外這種板簧價(jià)格相對地低廉。對于一個或多個板簧的形狀、尺寸、數(shù)目可在寬廣的范圍中選 擇。根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的一個有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，設(shè)有四個 彼此隔開的板簧，它們優(yōu)選地被設(shè)置在一個矩形的角點(diǎn)上。在該實(shí)施 形式中以為了進(jìn)行振動測量所需的方式一方面得到振動臺靜態(tài)確定 地支承在底基上及另一方面得到裝置的高穩(wěn)定性。試驗(yàn)物轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線基本上可相對一根或多根鉸接軸線具有 任意的方位，只要轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動能以確定不平衡所需的程度使振動臺處 于振動。為了易于通過轉(zhuǎn)子的不平衡在振動方面激勵振動臺，根據(jù)本 發(fā)明的指導(dǎo)方案的一個有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，保持架相對一根或多 根鉸接軸線這樣地布置，以致在保持架中接收試驗(yàn)物時(shí)其轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn) 軸線與一根或多根鉸接軸線基本上平行。根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的另一特別有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，這樣地選擇由振動臺及彈簧裝置構(gòu)成的振動裝置的固有頻率，即該固有 頻率高于試驗(yàn)物的最大振動頻率，該最大振動頻率由試驗(yàn)過程期間其轉(zhuǎn)子的最大轉(zhuǎn)速來確定。以此方式可防止該振動裝置在試驗(yàn)過程期 間以它的固有頻率被激勵，該情況可導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的錯誤及導(dǎo)致該裝 置的受損或甚至損壞。根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的另一有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，振動測 量裝置具有至少一個振動傳感器，該振動傳感器與試驗(yàn)物形成或可形 成傳遞振動的連接。借助該配置給振動測量裝置的振動傳感器可在試 驗(yàn)過程期間檢測試驗(yàn)物的振動并對其求值。根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的另一有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，平衡裝 置具有至少一個振動傳感器，該振動傳感器與振動臺形成傳遞振動的 連接。配置給平衡裝置的振動傳感器在這里用于檢測振動臺的振動， 其中例如借助對振動傳感器的輸出信號的求值尤其可推斷出試驗(yàn)物 的轉(zhuǎn)子不平衡的結(jié)論。根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的另一有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，振動傳 感器是一種非接觸地工作的傳感器，其中該實(shí)施形式的進(jìn)一步構(gòu)型在 于，振動傳感器被設(shè)計(jì)成激光測振器或聲學(xué)傳感器。根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的另一有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，振動傳感器是一種接觸地工作的傳感器。根據(jù)一個有利的進(jìn)一步構(gòu)型，該振動傳感器可施加在試驗(yàn)物上或被安裝在試驗(yàn)物上。以此方式可直接在試驗(yàn)物上檢測試驗(yàn)物的振動，以致可減小或避免非由試驗(yàn)物引起的振動的干擾影響。由此改善了試驗(yàn)結(jié)果的精確度。在此情況下振動傳感器可被固定在試驗(yàn)物上，例如被粘貼在試驗(yàn)物上。但根據(jù)本發(fā)明也可以是，振動傳感器被設(shè)置在一個相對試驗(yàn)物運(yùn)動的支架上。例如振動 傳感器可與氣動缸相連接及為了執(zhí)行振動測量通過氣動缸與試驗(yàn)物形成接觸及在執(zhí)行振動測量后與試驗(yàn)物脫離接觸。為了在這樣一種實(shí) 施形式中保證振動傳感器與試驗(yàn)物的持續(xù)接觸，振動傳感器可通過彈 簧裝置預(yù)偏壓在試驗(yàn)物上。具有接觸地工作的傳感器的實(shí)施形式的一個有利的進(jìn)一步構(gòu)型 在于，振動傳感器被設(shè)計(jì)成加速度傳感器。這種加速度傳感器可作為簡單的及成本上有利的標(biāo)準(zhǔn)部件提供使用及價(jià)格相對低廉。原則上配置給振動測量裝置的傳感器可被設(shè)置在基體的臺上。為了簡化根據(jù)本發(fā)明的裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的一個有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，振動傳感器支撐在彈簧裝置的彈簧、尤其是板簧上。在此情況下振動傳感器尤其可支撐彈簧的一部分上，該部分在振動臺振動期間將經(jīng)受盡可能大的偏移。以此方式使振動臺振動的精確檢測變得容易。上述實(shí)施形式的一個進(jìn)一步構(gòu)型在于，振動傳感器被保持在一個設(shè)在振動臺下面的支架上。在該實(shí)施形式中振動傳感器被布置在振動臺的下面。因?yàn)檎駝优_下面的空間通常反正是空著的，以此方式可改善空間的利用。為了在彈簧偏移期間振動傳感器與該彈簧持續(xù)保持接觸， 一個有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，振動傳感器頂著彈簧裝置的彈簧被彈性地預(yù) 偏壓。對于振動傳感器的形狀、尺寸、數(shù)目可在寬廣的范圍中選擇。 根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的一個有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，一方面振動測 量裝置及另一方面平衡裝置各被配置了至少一個單獨(dú)的振動傳感器。 該實(shí)施形式具有其優(yōu)點(diǎn)，即振動傳感器可適配相應(yīng)的檢測任務(wù)，其方 式是配置給平衡裝置的傳感器適合檢測表征轉(zhuǎn)子不平衡的振動，而配 置給振動測量裝置的振動傳感器適合檢測表征試驗(yàn)物功能的振動。根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的另一有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，振動測 量裝置及平衡裝置被配置了至少一個共同的振動傳感器。在該實(shí)施形 式中無論是表征轉(zhuǎn)子不平衡的振動還是表征試驗(yàn)物功能的振動借助 同一傳感器來接收。以此方式可進(jìn)一步減小部件費(fèi)用，因?yàn)樵瓌t上僅 需要一個振動傳感器。根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的另一有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于設(shè)有用于 優(yōu)選為自動地控制振動測量裝置及平衡裝置的控制裝置和/或用于對 一個或多個振動傳感器的輸出信號求值的求值裝置。例如通過控制裝 置尤其可自動地執(zhí)行控制過程以控制平衡裝置及振動測量裝置。上述實(shí)施形式的一個特別有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，該裝置在一個平衡模式中借助平衡裝置使一個試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子平衡后，可通過控制 裝置自動地轉(zhuǎn)換到試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，在該試?yàn)?zāi)Ｊ街锌山柚駝訙y量裝置來 測量由試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動引起的振動。在該實(shí)施形式中可借助根據(jù) 本發(fā)明的裝置首先在平衡模式中來平衡試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子。在試驗(yàn)物的轉(zhuǎn) 子平衡后，該裝置則通過控制裝置自動地轉(zhuǎn)換到試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，在該試?yàn) 模式中對試驗(yàn)物進(jìn)行振動測量。因?yàn)橛纱似胶膺^程及試驗(yàn)過程可直接 相繼地進(jìn)行，在該實(shí)施形式中得到時(shí)間的進(jìn)一步節(jié)省。根據(jù)本發(fā)明，對于平衡也可理解為一個過程，在該過程中將確 定試驗(yàn)物沒有或具有一個低于預(yù)定界限的不平衡及與此相應(yīng)地不需 要對試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子加工以排除該不平衡。帶有控制裝置的該實(shí)施形式的另一進(jìn)一步構(gòu)型在于，配置給平 衡裝置的振動傳感器與控制裝置這樣地形成傳遞信號的連接，即控制 裝置為了平衡試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子，根據(jù)配置給平衡裝置的振動傳感器的輸 出信號來產(chǎn)生用于控制平衡裝置的控制信號。在該實(shí)施形式中例如通 過振動傳感器輸出信號的求值可確定在何圓周位置(不平衡位置) 上，試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子具有不平衡。接下來該控制裝置可產(chǎn)生出用于控制 平衡裝置的控制信號，該平衡裝置接著對轉(zhuǎn)子進(jìn)行加工以排除或減小 待平衡位置上的不平衡，其方式例如是施加為了排除或減小不平衡所 需的重量或由試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子去除材料。根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的另一有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，配置給 振動測量裝置的振動傳感器與求值裝置這樣地形成傳遞信號的連接， 即求值裝置對振動傳感器的輸出信號求值。通過對振動傳感器的輸出 信號在時(shí)間域、頻率域或空間域中的求值可確定試驗(yàn)物是否完好地 工作或是否存在功能缺陷，該功能缺陷的表現(xiàn)為被測得的試驗(yàn)物振動 圖形偏離預(yù)給定的振動圖形。根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)方案的另一有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，平衡裝 置具有用于求得試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子的參考轉(zhuǎn)動位置的裝置，并且是這樣 的，即相對參考轉(zhuǎn)動位置來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的不平衡位置的測定。在該實(shí)施 形式中首先求得試驗(yàn)物轉(zhuǎn)子的參考轉(zhuǎn)動位置，例如通過在轉(zhuǎn)子上設(shè)置 借助傳感器可光學(xué)檢測的標(biāo)記。借助這樣求得的參考轉(zhuǎn)動位置然后一方面可求得轉(zhuǎn)子以怎樣的圓周速度轉(zhuǎn)動。另一方面借助配置給平衡裝 置的振動傳感器的輸出信號可求得在轉(zhuǎn)子的何圓周位置(不平衡位 置)上具有不平衡。試驗(yàn)物的平衡可用任意的適合方式來實(shí)現(xiàn)，例如通過在轉(zhuǎn)子的 外圓周上施加材料，尤其是是施加至少一個平衡重量。但根據(jù)本發(fā)明 的指導(dǎo)方案的一個特別有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，平衡裝置具有一個可 通過控制裝置控制的去除材料的工具，為了平衡試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子，在一 個由控制裝置求得的待平衡位置上通過該工具可去除試驗(yàn)物的轉(zhuǎn)子 的材料。在該實(shí)施形式中易于實(shí)現(xiàn)平衡過程的自動化，因?yàn)樵撈胶馐?通過在試驗(yàn)物轉(zhuǎn)子上去除材料，而不是通過例如施加一個平衡重量來 實(shí)現(xiàn)。所述實(shí)施形式的一個有利的進(jìn)一步構(gòu)型在于，去除材料的工具 相對轉(zhuǎn)子可被移動，尤其在轉(zhuǎn)子的徑向上移動。為了使去除材料的工具簡單且成本上有利地構(gòu)成，所述實(shí)施形 式的一個進(jìn)一步構(gòu)型在于，去除材料的工具設(shè)有一個鉆機(jī)。在此情況 下該鉆機(jī)可為傳統(tǒng)地工作的切削加工的鉆機(jī)。但根據(jù)本發(fā)明該鉆機(jī)也 可由激光鉆機(jī)構(gòu)成。根據(jù)相應(yīng)的要求，根據(jù)本發(fā)明的裝置還可具有其它的用于對試 驗(yàn)物進(jìn)行不同試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置。例如尤其可設(shè)有一個用于試驗(yàn)鎖止差 速器的試驗(yàn)裝置，其中可試驗(yàn)在模擬彎道行駛時(shí)差速器的功能及差速 器的止動功能。此外也可設(shè)置用于試驗(yàn)一個變速箱的變速比的變速比 試驗(yàn)裝置。除此以外還可設(shè)置用于測量轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩(摩擦力矩或牽引 力矩)、試驗(yàn)物齒部分的圓周側(cè)隙或扭力傳遞誤差。也可設(shè)置用于迸 行單邊嚙合試驗(yàn)的裝置。此外根據(jù)本發(fā)明，該裝置還可以具有用于試 驗(yàn)試驗(yàn)物的機(jī)械致動器或電致動器的試驗(yàn)裝置。以下將借助極其概要地表示的附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明，在附圖 中描繪了根據(jù)本發(fā)明的裝置的實(shí)施例。這里所有的說明或在附圖中所 示的特征其本身或以任意組合構(gòu)成了本發(fā)明的對象，它不依賴于其在 權(quán)利要求書中的歸納或回弓l，且不依賴于其在說明書或附圖中的撰寫 或表示。


圖1:極其概要表示的處于平衡模式中的、根據(jù)本發(fā)明的裝置的 一個實(shí)施例，圖2:處于試驗(yàn)?zāi)Ｊ街械?、根?jù)圖1的裝置與圖1相似的視圖，及圖3:根據(jù)圖2處于試驗(yàn)?zāi)Ｊ街械难b置的極其概要的俯視圖。
具體實(shí)施方式
圖1中極其概要地表示出根據(jù)本發(fā)明的裝置2的一個實(shí)施例， 該裝置用于對一個具有轉(zhuǎn)子4的試驗(yàn)物6進(jìn)行振動測量，在該實(shí)施例 中，該試驗(yàn)物由一個后軸變速箱構(gòu)成。試驗(yàn)物6的轉(zhuǎn)子4可繞旋轉(zhuǎn)軸 線8轉(zhuǎn)動地支承在試驗(yàn)物上。裝置2具有一個基體10，在該實(shí)施例中該基體10具有一個臺 12，在該臺的上側(cè)面上固定著一個在圖1中未示出的用于試驗(yàn)物6 的保持架。在表示如圖1的裝置2的俯視圖的圖3中，可看出該保持 架，在該實(shí)施例中它具有一個用于夾緊試驗(yàn)物6的夾持裝置14。裝置2具有一個振動測量裝置，用于測量由試驗(yàn)物6的轉(zhuǎn)子4 的旋轉(zhuǎn)引起的振動，在該實(shí)施例中該振動測量裝置具有一個接觸地工 作的振動傳感器16 (第一振動傳感器)，該振動傳感器可被直接施 加在試驗(yàn)物6上及因此與該試驗(yàn)物形成傳遞振動的連接。第一振動傳 感器16與該圖中未示出的求值裝置這樣地形成傳遞信號的連接，即 求值裝置將以后面詳細(xì)描述的方式對振動傳感器的輸出信號求值。根據(jù)本發(fā)明，該裝置2具有一個平衡裝置18，用于確定和/或排 除轉(zhuǎn)子4的不平衡，在該實(shí)施例中該平衡裝置組合在裝置2的基體 10中。這里，臺10是平衡裝置18的組成部分及在該實(shí)施例中被設(shè)計(jì) 成振動臺，該振動臺與基體10的底基20形成振動連接。此外在該實(shí) 施例中四個板簧22， 24， 26， 28也是平衡裝置18的組成部分，其中 振動臺12通過板簧22， 24， 26, 28支撐在底基20上及由此彈性彈力地支承在底基20上。如由圖l可看出的，在該實(shí)施例中板簧22， 24， 26， 28被設(shè)置 在一個假想的矩形的各角點(diǎn)上。在板簧22與振動臺12的連接位置的 區(qū)域中形成第一鉸接軸線30及在板簧22與底基20的連接位置的區(qū) 域中形成第二鉸接軸線32，這些軸線彼此平行。板簧24以與此相應(yīng) 的方式也被配置了兩根鉸接軸線，它們與鉸接軸線30， 32重合。以 與此相應(yīng)的方式，對板簧26， 28配置了鉸接軸線34， 36，以致振動 臺12在靜態(tài)是確定的，而與在圖1中由箭頭38象征地表示的振動方 向上與其上側(cè)面平行地可繞鉸接軸線30， 32或34， 36振動并彈性彈 力地支承在底基20上。如由圖l可看出的，保持架相對鉸接軸線30， 32， 34， 36這樣 地布置，即試驗(yàn)物6的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸線8相對鉸接軸線30， 32， 34， 36基本上平行。在此情況下，對通過振動臺12及板簧22， 24， 26， 28構(gòu)成的 振動裝置的固有頻率這樣地選擇，即該固有頻率高于試驗(yàn)物6的最大 振動頻率，該最大振動頻率則通過在試驗(yàn)過程期間其轉(zhuǎn)子4的最大轉(zhuǎn)速來確定。以此方式可防止該振動裝置在試驗(yàn)過程期間以其固有頻 率被通過試驗(yàn)物6的振動激勵。對平衡裝置18配置了一個振動傳感器40 (第二振動傳感器)， 該振動傳感器與振動臺形成傳遞振動的連接。在該實(shí)施例中第二振動 傳感器40被設(shè)計(jì)成接觸地工作的力傳感器，該力傳感器被保持在一 個保持臂形式的支架42上，該支架則設(shè)在振動臺12的下面。為了即 使在板簧26偏轉(zhuǎn)時(shí)第二振動傳感器40也可持續(xù)地與該板簧保持接 觸，第二振動傳感器40通過設(shè)在支架42與第二振動傳感器40之間 的彈簧44抵抗板簧26彈性地預(yù)偏壓。配置給平衡裝置的第二振動傳感器40與圖中未示出的控制裝置 這樣地形成傳遞信號的連接，即控制裝置為了平衡試驗(yàn)物6將以后面 詳細(xì)描述的方式根據(jù)第二振動傳感器40的輸出信號來產(chǎn)生用于控制 平衡裝置18的控制信號。平衡裝置18還具有用于求得試驗(yàn)物6的轉(zhuǎn)子4的一個參考轉(zhuǎn)動位置的裝置，該裝置是這樣的，即相對參考轉(zhuǎn)動位置來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子4 的不平衡位置的測定。在該實(shí)施例中該裝置具有一個光學(xué)傳感器46，它的輸出端與控制裝置相連接及它掃描設(shè)置在試驗(yàn)物6的轉(zhuǎn)子4上的 一個光學(xué)標(biāo)記。通過光學(xué)標(biāo)記的掃描可確定出轉(zhuǎn)子4當(dāng)時(shí)位于何轉(zhuǎn)動 位置上。與此相應(yīng)地，通過控制裝置可求得一個不平衡位置處于轉(zhuǎn)子 4的何轉(zhuǎn)動位置上。在該實(shí)施例中，組合在裝置2中的平衡裝置18還具有一個可通 過控制裝置控制的材料去除工具，它在該實(shí)施例中通過機(jī)械鉆機(jī)48 構(gòu)成(參見圖3)。在圖3中，鉆機(jī)48可在一個雙箭頭50的方向上 相對轉(zhuǎn)子4在其徑向上移動，其中為了轉(zhuǎn)子4的平衡，借助該鉆機(jī) 48，在一個由控制裝置求得的待平衡位置上去除試驗(yàn)物6的轉(zhuǎn)子4 的材料。為了轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)動，試驗(yàn)物6的輸出軸52， 54在圖1中的平衡 過程或試驗(yàn)過程期間可通過未示出的驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，如在圖 1中由箭頭56， 58所示。圖1表示處于平衡模式中的裝置2，在該模式中試驗(yàn)物6的轉(zhuǎn)子 4未負(fù)載。與此相對地，圖2表示處于試驗(yàn)?zāi)Ｊ街械难b置2，在該模 式中，為了仿真一個負(fù)載，在試驗(yàn)物6的轉(zhuǎn)子4上抗扭轉(zhuǎn)地連接了一 根萬向軸60。在圖3中可看出用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動試驗(yàn)物6的輸出軸52， 54的驅(qū)動 電動機(jī)62， 64。在該實(shí)施例中裝置2被一個殼體66包圍，該殼體用作屏蔽聲音 及防接觸的保護(hù)。根據(jù)本發(fā)明的裝置2的工作方式如下為了對試驗(yàn)物6進(jìn)行振動測量，將該試驗(yàn)物放置在臺12上，例 如借助一個機(jī)械手或一個機(jī)器人來放置，及借助夾持裝置14位置固 定地夾緊在臺12上。接下來控制裝置這樣地控制驅(qū)動電動機(jī)62， 64， 以致試驗(yàn)物6的輸出軸52， 54被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，由此使轉(zhuǎn)子4繞旋轉(zhuǎn)軸 線8轉(zhuǎn)動。如果轉(zhuǎn)子4具有不平衡，則該不平衡使振動臺12處于在轉(zhuǎn)動方向38上的振動。該振動被第二振動傳感器40接收，及第二振動傳感 器40的輸出信號被輸送給控制裝置。控制裝置對第二振動傳感器40的輸出信號在時(shí)間域和/或頻率 域和/或空間域求值，以便確定轉(zhuǎn)子4是否具有不平衡。如果轉(zhuǎn)子4不具有或僅具有一個低于預(yù)定界限的不平衡，則可 結(jié)束平衡過程及通過控制裝置使該裝置2由平衡模式轉(zhuǎn)換到試驗(yàn)?zāi)?式。如果與此相對地，轉(zhuǎn)子4具有不平衡，則相對于通過光學(xué)傳感 器46求得的參考振動位置測定該不平衡在轉(zhuǎn)子4的圓周方向上的位 置。接下來由控制裝置停止驅(qū)動電動機(jī)62， 64及隨后這樣地控制， 以使得轉(zhuǎn)子4占據(jù)一個轉(zhuǎn)動位置，在該轉(zhuǎn)動位置上，為了排除不平衡 必需去除材料的要平衡的位置位于一個鉆機(jī)48的鉆頭68的正對面。 接下來使鉆機(jī)48在鉆頭68轉(zhuǎn)動時(shí)在轉(zhuǎn)子4的徑向上對著該轉(zhuǎn)子進(jìn) 給，以致在轉(zhuǎn)子4的外圓周面上形成一個平衡孔及由此去除了材料。 在此情況下平衡孔的徑向深度取決于用于補(bǔ)償不平衡所需的材料量， 該材料量事先由控制裝置求得。如果根據(jù)相應(yīng)的要求有必要時(shí)，可能在轉(zhuǎn)子4的不同圓周位置 上形成多個平衡孔來取代一個平衡孔。在執(zhí)行了平衡過程后，如果不平衡被排除的話，該裝置可通過 控制裝置轉(zhuǎn)換到試驗(yàn)?zāi)Ｊ?。如果與此相對地，不平衡仍未排除或未足 夠程度地排除，則可再三地重復(fù)以上所述的平衡過程，直至試驗(yàn)物6 的轉(zhuǎn)子4被平衡到所需的程度。在平衡過程結(jié)束后，控制裝置將裝置2轉(zhuǎn)換到試驗(yàn)?zāi)Ｊ健Ｔ谠?試驗(yàn)?zāi)Ｊ街?，為了?fù)載仿真將萬向軸60連接到試驗(yàn)物6的轉(zhuǎn)子4上， 如圖2所示。接下來驅(qū)動電動機(jī)62， 64這樣地驅(qū)動試驗(yàn)物6的輸出 軸52， 54，以使得轉(zhuǎn)子4及萬向軸60與其一起轉(zhuǎn)動。在萬向軸60 仿真負(fù)載的該狀態(tài)下，通過第一振動傳感器16接收試驗(yàn)物6的振動，及第一振動傳感器16的輸出信號被輸送給未示出的求值裝置。在此 情況下萬向軸60可通過另一驅(qū)動電動機(jī)70 (參見圖3)加載一個附加的轉(zhuǎn)矩。求值裝置對第一振動傳感器16的輸出信號在時(shí)間域和/或頻率域和/或空間域中求值，其中根據(jù)所得到的試驗(yàn)物6的振動圖 形可確定出試驗(yàn)物是否正?；蛟谠囼?yàn)物6上是否可能存在某些缺 陷。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的裝置2具有一個組合在其中的平衡裝置18，在平衡過程及試驗(yàn)過程期間試驗(yàn)物6可持續(xù)地被保持在由夾持裝置 14構(gòu)成的保持架中。試驗(yàn)物僅在結(jié)束整個試驗(yàn)過程后才被取出。因 此根據(jù)本發(fā)明的裝置2允許使用同一裝置以簡單且省時(shí)的方式對試 驗(yàn)物6不僅進(jìn)行平衡而且進(jìn)行振動測量。在控制裝置的控制下，無論 平衡還是接下來的振動測量均可完全自動化地進(jìn)行。
權(quán)利要求
1. 用于對一個具有至少一個轉(zhuǎn)子(4)的試驗(yàn)物(6)，尤其是變速箱進(jìn)行振動測量的裝置，該裝置具有一個基體(10)，其上設(shè)有一個用于試驗(yàn)物(6)的保持架，及一個振動測量裝置，用于測量由試驗(yàn)物(6)的轉(zhuǎn)子(4)的轉(zhuǎn)動引起的振動，其特征在于設(shè)有一個設(shè)置在基體(10)上的或至少部分地組合在基體(10)中的，用于確定和/或排除轉(zhuǎn)子(4)的不平衡的平衡裝置(18)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于基體(10)具有一個臺(12)，在該臺上固定著保持架。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于保持架具有一個用于夾緊試驗(yàn)物(6)的夾持裝置(14)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3的裝置，其特征在于臺(12)被設(shè)計(jì) 成振動臺及與基體(10)的一個底基(20)形成可振動的連接，尤其 是支撐在該底基(20)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于振動臺(12)可繞至 少一根鉸接軸線(30， 32， 34， 36)運(yùn)動及通過彈簧裝置彈性彈力地 支承在底基(20)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其特征在于彈簧裝置具有至少一 個板簧(22， 24， 26， 28)，其中在板簧(22， 24， 26， 28)與臺(12) 及底基(20)的連接位置的區(qū)域中各形成一根鉸接軸線(30， 32， 34， 36)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于設(shè)有四個彼此隔開的 板簧(22， 24， 26， 28)，它們優(yōu)選地被設(shè)置在一個矩形的角點(diǎn)上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于保持架 相對所述一根或多根鉸接軸線(30， 32， 34， 36)這樣地布置，以致 在保持架中接收試驗(yàn)物(6)時(shí)，其轉(zhuǎn)子(4)的旋轉(zhuǎn)軸線(8)與所 述一根或多根鉸接軸線(30， 32， 34， 36)基本上平行。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于這樣地 選擇由振動臺(12)及彈簧裝置構(gòu)成的振動裝置的固有頻率，即該固 有頻率高于試驗(yàn)物(6)的最大振動頻率，該最大振動頻率由試驗(yàn)過程期間其轉(zhuǎn)子(4)的最大轉(zhuǎn)速來確定。
10. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于振動測量裝置具有至少一個振動傳感器(16)，該振動傳感器與試驗(yàn)物(6)形成或可形成傳遞振動的連接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4至10中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于平衡裝置(18)具有至少一個振動傳感器(40)，該振動傳感器與振動臺 (12)形成傳遞振動的連接。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11的裝置，其特征在于振動傳感器是一種非接觸地工作的傳感器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于振動傳感器被設(shè)計(jì)成激光測振器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于振動傳感器被設(shè)計(jì)成聲學(xué)傳感器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10或11的裝置，其特征在于振動傳感器U6， 40)是一種接觸地工作的傳感器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10及15的裝置，其特征在于振動傳感器(16)可施加在試驗(yàn)物上或被安裝在試驗(yàn)物上。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16的裝置，其特征在于振動傳感器(16)被設(shè)計(jì)成加速度傳感器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11及15的裝置，其特征在于振動傳感器(40) 支撐在彈簧裝置的一個彈簧、尤其是板簧(26)上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其特征在于振動傳感器(40) 被保持在一個設(shè)在振動臺(12)下面的支架(42)上。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19的裝置，其特征在于振動傳感器(40)頂著彈簧裝置的彈簧被彈性地預(yù)偏壓。
21. 根據(jù)權(quán)利要求11至19中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于 一方面振動測量裝置及另一方面平衡裝置(18)各被配置了至少一個單獨(dú)的振動傳感器(16， 40)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求11至21中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于振動 測量裝置及平衡裝置(18)被配置了至少一個共同的振動傳感器。
23. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于設(shè)有用于優(yōu)選為自動地控制振動測量裝置及平衡裝置(18)的控制裝置和/或用于對一個或多個振動傳感器的輸出信號求值的求值裝置。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其特征在于該裝置在一個平衡 模式中借助平衡裝置使一個試驗(yàn)物(6)的轉(zhuǎn)子(4)平衡后，可通過 控制裝置自動地轉(zhuǎn)換到試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，在該試?yàn)?zāi)Ｊ街薪柚駝訙y量裝置 可測量由試驗(yàn)物(6)的至少一個轉(zhuǎn)子(4)的轉(zhuǎn)動引起的振動。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23或24的裝置，其特征在于配置給平衡裝 置(18)的振動傳感器(40)與控制裝置這樣地形成傳遞信號的連接， 即該控制裝置為了平衡試驗(yàn)物(6)的轉(zhuǎn)子(4)，根據(jù)配置給平衡裝 置(18)的振動傳感器(40)的輸出信號來產(chǎn)生用于控制平衡裝置(18)的控制信號。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23至25中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于配置 給振動測量裝置的振動傳感器(16)與求值裝置這樣地形成傳遞信號 的連接，即求值裝置對振動傳感器(16)的輸出信號求值。
27. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于平衡裝置 (18)具有用于求得試驗(yàn)物(6)的轉(zhuǎn)子(4)的參考轉(zhuǎn)動位置的裝置，并且是這樣的，即相對參考轉(zhuǎn)動位置來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子(4)的不平衡位置 的測定。
28. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于平衡裝置 (18)具有一個可通過控制裝置控制的去除材料的工具，為了平衡試驗(yàn)物(6)的轉(zhuǎn)子(4)，在一個由控制裝置求得的待平衡位置上通過 該工具可去除試驗(yàn)物(6)的轉(zhuǎn)子(4)的材料。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28的裝置，其特征在于去除材料的工具相 對轉(zhuǎn)子(4)可被移動，尤其是在轉(zhuǎn)子的徑向上移動。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28或29的裝置，其特征在于去除材料的工 具設(shè)有一個鉆機(jī)(48)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于對一個具有至少一個轉(zhuǎn)子(4)的試驗(yàn)物(6)、尤其是變速箱進(jìn)行振動測量的裝置(2)，它具有一個其上設(shè)有一個用于試驗(yàn)物(6)的保持架的基體(10)，及一個用于測量由試驗(yàn)物(6)的轉(zhuǎn)子(4)的轉(zhuǎn)動引起的振動的振動測量裝置。根據(jù)本發(fā)明設(shè)有一個設(shè)置在基體(10)上的或至少部分地組合在基體(10)中的，用于確定和/或排除轉(zhuǎn)子(4)的不平衡的平衡裝置(18)。由此根據(jù)本發(fā)明的裝置僅以一個裝置既可進(jìn)行轉(zhuǎn)子(4)的平衡也可進(jìn)行對轉(zhuǎn)子(4)的振動測量。
文檔編號G01M1/34GK101248342SQ200580051417
公開日2008年8月20日 申請日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者克勞斯-約阿希姆·布施, 安德烈亞斯·艾克, 約阿基姆·屈爾 申請人:蒂森克虜伯Egm有限公司