DISPOSITIVO PARA REALIZAR MEDIDAS DE OSCILACIONES EN UNA MUESTRA QUE COMPRENDE UN ROTOR Y PROVISTA DE UN DISPOSITIVO DE EQUILIBRADO.

Dispositivo de equilibrado para rotores de una pieza de ensayo que presenta al menos un rotor (4),

con por lo menos un cuerpo de base (10), con un soporte para la pieza de ensayo (6), con al menos un detector de vibraciones (40) para la medición de las vibraciones causadas por una rotación de al menos un rotor (4) de la pieza de ensayo (6) y con un sistema de equilibrado (18) dispuesto sobre el cuerpo de base (10) para la comprobación y/o eliminación de un desequilibrio del rotor por medio de la evaluación de valores de medición proporcionados por al menos un detector de vibraciones (40),

caracterizado porque

se prevé una mesa (12), configurada a modo de mesa vibratoria, que se une con capacidad de vibración a una base (20) del cuerpo de base y sobre la cual está fijado el soporte de la pieza de ensayo, y porque se ha previsto además un dispositivo para la medición de vibraciones, así como un dispositivo de control para el control del dispositivo de medición de vibraciones y el sistema de equilibrado de manera que el dispositivo, una vez equilibrado un rotor (4) de una pieza de ensayo, pueda ser conmutado por el dispositivo de control, en un modo de equilibrado por medio de la unidad de equilibrado (18), en un modo de ensayo, en el cual una vibración causada por la rotación de por lo menos un rotor de la pieza de ensayo pueda ser medida por el dispositivo de medición de vibraciones

Dispositivo para realizar medidas de oscilaciones en una muestra que comprende un rotor y provista de un dispositivo de equilibrado.

La invención se refiere a un dispositivo del tipo citado en el preámbulo de la reivindicación 1 para la realización de mediciones de vibraciones en una pieza de ensayo, especialmente en un engranaje, que presenta, como mínimo, un rotor.

Por las Patentes DE 39 05 983 A1, DE 100 37 412 A1 y DE 102 34 022 A1, se conocen, por ejemplo, dispositivos de este tipo como componentes de bancos de pruebas. Éstos sirven, por ejemplo, para llevar a cabo pruebas funcionales en piezas de ensayo, por ejemplo, en engranajes, accionando mediante giro el rotor de la pieza de ensayo por medio de un accionamiento externo y registrando las vibraciones resultantes. A continuación, mediante una evaluación de las vibraciones registradas es posible valorar si la respectiva pieza de ensayo se encuentra en buen estado o si existen fallos de funcionamiento. Los dispositivos conocidos presentan un cuerpo de base en el que se dispone un dispositivo de sujeción para la pieza de ensayo, y un dispositivo de medición de vibraciones para la medición de las vibraciones causadas por una rotación del rotor de la pieza de ensayo durante un proceso de ensayo.

Por la Patente US-A 5 877 420 se conoce un dispositivo para el equilibrado de una unidad de accionamiento. La Patente DE A1 35 38 229 revela un órgano de soporte de vibración o agitación apoyado de forma fija por medio de ballestas y guiado de manera paralela.

La invención está basada en la tarea de perfeccionar un dispositivo del tipo señalado en el preámbulo de la reivindicación 1, de manera que el control de las piezas de ensayo se pueda llevar a cabo de forma más rápida y eficiente mediante la realización de mediciones de las vibraciones.

Este cometido se resuelve gracias a la teoría señalada en la reivindicación 1.

La idea básica de la teoría según la invención consiste en realizar con ayuda de un dispositivo según la invención, no sólo las mediciones de las vibraciones en la pieza de ensayo, sino además en equilibrar la pieza de ensayo por medio del dispositivo, en especial antes de la realización de las mediciones de vibraciones. Por regla general, es necesario equilibrar la pieza de ensayo antes de la realización de las mediciones de vibraciones, dado que los desequilibrios del rotor de la pieza de ensayo podrían falsear el resultado de ensayo, con lo que éste no se podría utilizar. Por otra parte, el restablecimiento del equilibrio de la pieza de ensayo también puede ser imprescindible para su perfecto funcionamiento.

De acuerdo con la invención, se prevé para ello un dispositivo de equilibrado dispuesto en el cuerpo de base o integrado por lo menos parcialmente en el cuerpo de base para el registro y/o la eliminación de cualquier desequilibrio del rotor. Según la invención, de esta manera es posible tanto equilibrar con un mismo dispositivo el rotor de la pieza de ensayo como también someterlo a mediciones de vibración. Por consiguiente, para la ejecución de estos trabajos ya se necesita solamente un único dispositivo, con lo que también se reduce considerablemente el número de aparatos para el equilibrado y control de una pieza de ensayo necesarios frente a los dispositivos utilizados hasta ahora. Dado que el dispositivo de equilibrado se dispone en el cuerpo de base o se integra al menos en parte en el cuerpo de base, ya no hace falta una máquina de equilibrado separada. Esto permite un notable ahorro de gastos.

Otra ventaja del dispositivo según la invención radica en que el equilibrado y control de piezas de ensayo resulta mucho más eficiente, dado que se puede llevar a cabo tanto el equilibrado como las mediciones de vibraciones sin necesidad de sacar la pieza de ensayo del soporte del dispositivo según la invención. Por lo tanto, la pieza de ensayo puede permanecer en el soporte durante el proceso de equilibrado y además también durante la realización de las mediciones de vibraciones. Se suprimen, por consiguiente, las operaciones adicionales de extracción de la pieza de ensayo del soporte de una máquina de equilibrado y de inserción de la pieza de ensayo en un soporte de un banco de pruebas. De acuerdo con la invención, el coste de los trabajos se reduce especialmente cuando la colocación de la pieza de ensayo en el soporte y la extracción de la pieza de ensayo del soporte se llevan a cabo manualmente.

Otra ventaja del dispositivo según la invención consiste en que el coste de su fabricación se reduce considerablemente frente a los dispositivos tradicionales que se componen de una máquina de equilibrado separada y de un dispositivo separado para la realización de las mediciones de vibraciones.

Por medio del dispositivo de equilibrado dispuesto según la invención en el cuerpo de base o integrado al menos en parte en el cuerpo de base se comprueba en primer lugar si el rotor de una pieza de ensayo presenta un desequilibrio. Si se detecta la existencia de un desequilibrio se procede, acto seguido, a su eliminación o reducción mediante el dispositivo de equilibrado y dentro del marco de las tolerancias preestablecidas. Si la comprobación señala, en cambio, que la pieza de ensayo no presenta ningún desequilibrio o sólo un desequilibrio reducido que no tenga que tenerse en cuenta, no hace falta proceder al equilibrado. En este caso, la medición de las vibraciones se puede llevar a cabo directamente en la pieza de ensayo sin necesidad de un proceso de equilibrado anterior.

Con el objeto de obtener una estructura mecánica estable del dispositivo en la que las vibraciones influyan en la medida menor posible, se prevé según un perfeccionamiento de la teoría señalada por la invención que el cuerpo de base presente una mesa en la que se fija el soporte para la pieza de ensayo.

El soporte para la sujeción de la pieza de ensayo durante el proceso de equilibrado y durante el proceso de medición de las vibraciones se puede elegir en función de los requisitos necesarios en cada caso. Un perfeccionamiento ventajoso según la invención prevé en este sentido que el soporte esté dotado de un dispositivo de sujeción para la fijación de la pieza de ensayo. Gracias al dispositivo de sujeción se simplifica considerablemente la inserción de la pieza de ensayo en el soporte y la extracción de la pieza de ensayo del soporte, con lo que además se ahorra tiempo.

Un perfeccionamiento extraordinariamente ventajoso de la teoría según la invención prevé que la mesa se configure a modo de una mesa vibratoria y se una con posibilidad de vibración a una base del cuerpo de base, especialmente que se apoye en la base. En esta forma de realización, la mesa está apoyada en la base con posibilidad de vibración y puede desplazarse con movimientos oscilantes por medio del rotor de la pieza de ensayo. La medición y valoración de las vibraciones de la mesa vibratoria permite, a continuación, especialmente que se saquen conclusiones de si el rotor de la pieza de ensayo presenta un desequilibrio. La mesa vibratoria puede estar suspendida, por ejemplo, en una base a modo de marco del cuerpo de base y apoyarse en la base mediante resortes, por ejemplo, resortes helicoidales que se extienden desde su perímetro exterior hasta la base a modo de marco. En caso de una vibración de la mesa vibratoria, los resortes se comprimen o relajan en dirección de la vibración.

Un perfeccionamiento ventajoso de la forma de realización antes citada prevé que la mesa vibratoria se apoye en la base de forma móvil alrededor de, al menos, un eje articulado y de forma elástica mediante medios elásticos. En el caso de esta forma de realización resulta un apoyo de la mesa vibratoria con posibilidad de vibración y con una estructura mecánica especialmente sencilla.

En la forma de realización antes citada, los medios elásticos pueden elegirse dentro de amplios límites. Un perfeccionamiento especialmente ventajoso de la teoría según la invención prevé que los medios elásticos presenten, al menos, una ballesta, formándose en la zona de los puntos de unión de la ballesta a la mesa y a la base respectivamente un eje articulado. Las ballestas de este tipo están disponibles como componentes estándar sencillos y económicos con constantes elásticas variables dentro de unos límites muy amplios y permiten, por consiguiente, una concepción sencilla del dispositivo según la invención en función de las respectivas necesidades. Por otra parte, las ballestas de este tipo resulta además relativamente económicas.

La forma, el tamaño, el número...

1. Dispositivo de equilibrado para rotores de una pieza de ensayo que presenta al menos un rotor (4), con por lo menos un cuerpo de base (10), con un soporte para la pieza de ensayo (6), con al menos un detector de vibraciones (40) para la medición de las vibraciones causadas por una rotación de al menos un rotor (4) de la pieza de ensayo (6) y con un sistema de equilibrado (18) dispuesto sobre el cuerpo de base (10) para la comprobación y/o eliminación de un desequilibrio del rotor por medio de la evaluación de valores de medición proporcionados por al menos un detector de vibraciones (40),

caracterizado porque

se prevé una mesa (12), configurada a modo de mesa vibratoria, que se une con capacidad de vibración a una base (20) del cuerpo de base y sobre la cual está fijado el soporte de la pieza de ensayo, y porque se ha previsto además un dispositivo para la medición de vibraciones, así como un dispositivo de control para el control del dispositivo de medición de vibraciones y el sistema de equilibrado de manera que el dispositivo, una vez equilibrado un rotor (4) de una pieza de ensayo, pueda ser conmutado por el dispositivo de control, en un modo de equilibrado por medio de la unidad de equilibrado (18), en un modo de ensayo, en el cual una vibración causada por la rotación de por lo menos un rotor de la pieza de ensayo pueda ser medida por el dispositivo de medición de vibraciones.

2. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque el soporte presenta un dispositivo de sujeción (14) para la fijación de las piezas de ensayo (6).

3. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque la mesa vibratoria (12) está montada sobre la base (20) con posibilidad de movimiento alrededor de un eje de articulación (30, 32, 34, 36).

4. Dispositivo, según la reivindicación 3, caracterizado porque unos medios elásticos presentan al menos una ballesta (22, 24, 26, 28), formándose cada vez en la zona de los puntos de unión de las ballestas (22, 24, 26, 28) con la mesa (12) y la base (20) un eje de articulación (30, 32, 34, 36).

5. Dispositivo, según la reivindicación 4, caracterizado porque se han previsto cuatro ballestas distanciadas entre sí (22, 24, 26, 28), dispuestas preferiblemente en las esquinas de un rectángulo.

6. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 3 a 5, caracterizado porque el soporte está dispuesto con respecto al eje o a los ejes de articulación (30, 32, 34, 36) de manera que al colocar una pieza de ensayo (6) en el soporte, el eje de giro (8) de su rotor (4) quede fundamentalmente paralelo al eje o a los ejes de articulación (30, 32, 34, 36).

7. Dispositivo, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la frecuencia propia de un sistema de vibraciones formado por la mesa vibratoria (12) y los medios elásticos se elige de modo que resulte superior a una frecuencia de vibraciones de la pieza de ensayo (6) que es fijada por una velocidad de rotación máxima de su rotor (4).

8. Dispositivo, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de medición de vibraciones presenta al menos un sensor de vibraciones (16) que está unido o se puede unir en transferencia de vibraciones con la pieza de ensayo (6).

9. Dispositivo, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de equilibrado (18) presenta al menos un sensor de vibraciones (40) unido en transferencia de vibraciones con la mesa vibratoria (12).

10. Dispositivo, según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el sensor de vibraciones consiste en un sensor que funciona sin contacto.

11. Dispositivo, según la reivindicación 10, caracterizado porque el sensor de vibraciones está constituido por un vibrómetro láser.

12. Dispositivo, según la reivindicación 10, caracterizado porque el sensor de vibraciones es un sensor acústico.

13. Dispositivo, según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el sensor de vibraciones (16, 40) consiste en un sensor que funciona en contacto.

14. Dispositivo, según las reivindicaciones 8 y 13, caracterizado porque el sensor de vibraciones (16) puede ser llevado o está montado sobre la pieza de ensayo.

15. Dispositivo, según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque el sensor de vibraciones (16) está constituido por un sensor de aceleración.

16. Dispositivo, según las reivindicaciones 9 y 13, caracterizado porque el sensor de vibraciones (40) se apoya en un resorte de los medios elásticos, en especial en una ballesta (26).

17. Dispositivo, según la reivindicación 16, caracterizado porque el sensor de vibraciones (40) es sujeto por un soporte (42) dispuesto por debajo de la mesa vibratoria (12).

18. Dispositivo, según la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque el sensor de vibraciones (40) está pretensado contra el resorte de los medios elásticos.

19. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 9 a 17, caracterizado porque por lo menos un sensor de vibraciones (16, 40) individual está afectado al dispositivo de medición de vibraciones, por una parte, y al dispositivo de equilibrado (18), por otra parte.

20. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 9 a 17, caracterizado porque el dispositivo de medición de vibraciones y el dispositivo de equilibrado (18) están equipados de un sensor de vibraciones común.

21. Dispositivo, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por unos medios de control, preferentemente para el control automático del dispositivo de medición de vibraciones y del dispositivo de equilibrado (18) y/o por medios de evaluación para evaluar señales de salida del sensor de vibraciones o de los sensores de vibraciones.

22. Dispositivo, según la reivindicación 21, caracterizado porque el dispositivo, después del equilibrado del rotor (4). de una pieza de ensayo, en una modalidad de equilibrado por medio del dispositivo de equilibrado (18) es conmutado automáticamente por los medios de control a una modalidad de ensayo, en la que por medio del dispositivo de medición de vibraciones se pueden medir las vibraciones causadas por la rotación de al menos un rotor (4) de la pieza de ensayo.

23. Dispositivo, según la reivindicación 21 ó 22, caracterizado porque un sensor de vibraciones (40) que equipa al dispositivo de equilibrado (18) está en comunicación de señales con los medios de control de tal manera que, para equilibrar el rotor (4) de la pieza de ensayo (6), los medios de control generan señales de control para controlar el dispositivo de equilibrado (18) en función de las señales de salida del sensor de vibraciones (40) que equipa el dispositivo de equilibrado (18).

24. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 21 a 23, caracterizado porque un sensor de vibraciones (16) asignado al dispositivo de medición de vibraciones está en comunicación de señales con los medios de explotación de manera que los medios de explotación valoren las señales de salida del sensor de vibraciones (16).

25. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de equilibrado (18) presenta medios para detectar una posición de giro de referencia del rotor (4) de la pieza de ensayo (6), de modo que la detección de un punto de desequilibrio del rotor (4) pueda ser determinada con relación a dicha posición de giro de referencia.

26. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de equilibrado (18) presenta una herramienta que puede ser controlada por los medios de control, por medio de la cual puede arrancarse material del rotor (4) de la pieza de ensayo (6), a fin de equilibrar el rotor (4) de la pieza de ensayo (6) en un punto de desequilibrio detectado por los medios de control.

27. Dispositivo, según la reivindicación 26, caracterizado porque la herramienta de arranque de material puede ser desplazada con respecto al rotor (4), especialmente en su dirección transversal.

28. Dispositivo, según la reivindicación 26 ó 27, caracterizado porque la herramienta de arranque de material presenta una taladradora (48).