DE4430554C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Defekten in einem Drehkörper sowie deren Verwendung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Defekten in einem Drehkörper sowie deren VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Defekten
in einem Drehkörper mittels eines Verfahrens und einer Vorrichtung
nach dem Hauptpatent 44 07 446 zur schnellen
Interpolation von Zwischenwerten einer Meßgröße aus periodischen
phasenverschobenen Signalen, sowie eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens und eine Verwendung des Verfahrens
bzw. der Vorrichtung.
Bei den Ausführungsformen gemäß dem Stand der Technik lassen
sich Defekte an Drehkörpern nur im Ruhezustand des Drehkörpers
erkennbar machen. Während des Betriebes der Drehkörper,
insbesondere beim Anfahren in den Betriebszustand, können jedoch
Veränderungen wie Verschleiß oder Defekte an dem Drehkörper
auftreten, die die Betriebssicherheit beeinflussen können und
deshalb genauer untersucht werden müssen. Mit dem Verfahren des
Hauptpatents lassen sich nun schnell und mit geringem Aufwand
Verdrehungen an Drehkörpern im Betriebszustand dieser Drehkörper
und in Echtzeit erkennen.
Aufgabe der Zusatzerfindung ist es deshalb, mit Hilfe des
Verfahrens und der Vorrichtung des Hauptpatents hochauflösend
Drehschwingungen an Drehkörpern im Betriebszustand meßbar zu
machen und aus einer Veränderung der charakteristischen
Frequenzen dieser Drehschwingungen Defekte an den Drehkörpern zu
erkennen.
Weiterhin ist es Aufgabe der Zusatzerfindung, die Erfassung
hoher Frequenzen der Drehschwingungen bei geringem Meßaufwand zu
ermöglichen.
Diese Gesamtaufgabe wird mittels eines Verfahrens erfindungsgemäß gelöst durch einen Schritt zum
Erfassen des Zeitverhaltens des Gesamtwertes der Meßgröße
oder eines der von diesem Gesamtwert abgeleiteten Wert, einen weiteren
Schritt zum Bestimmen des Frequenzspektrums aus dem erfaßten
Zeitverhalten, einen Schritt zum Vergleichen des ermittelten
Frequenzspektrums mit einem vorgegebenen Frequenzspektrum und
einen Schritt zum Auswerten einer Abweichung des bestimmten
Frequenzspektrums von dem vorgegebenen Frequenzspektrum.
Diese Gesamtaufgabe wird mittels einer Vorrichtung ebenfalls gelöst durch ein Mittel zur
Erfassung eines Zeitverhaltens des Verdrehwinkels des
Drehkörpers, ein Mittel zur Bestimmung des Frequenzspektrums
aus dem Zeitverhalten des Verdrehwinkels des Drehkörpers und
einen Vergleicher zum Vergleichen des ermittelten
Frequenzspektrums mit einem vorgegebenen Frequenzspektrum, wobei
bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Vergleicher eine Meldung signalisiert, wenn das bestimmte
Frequenzspektrum außerhalb einer gegebenen Toleranz des
vorgegebenen Frequenzspektrums liegt.
Eine spezielle Verwendung der Erfindung findet sich
im Patentanspruch 4.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind im folgenden
Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Paar periodischer phasenverschobener Signale mit
sowohl Amplituden-, Offset als auch Phasenfehler,
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Verfahren als
Blockdiagramm,
Fig. 3a-3d die Veränderungen des Spektrums und der Phase der
Rotationsschwingungen eines Drehkörpers durch den
Einfluß eines Defektes im Drehkörper,
Fig. 4 als Beispiel der Anwendung des Interpolationsverfahrens
eine Anordnung zur schnellen und hochauflösenden
Bestimmung von Verdrehungen an einem Drehkörper,
Fig. 5 eine Ausführungsform eines Reaktionssensors,
Fig. 6 eine Ausführungsform eines Aktionssensors.
Ein periodisches phasenverschobenes Signalpaar dient als
Eingangsgröße für einen schnellen Interpolator nach dem
Hauptpatent zur Ermittlung von Zwischenwerten und der
Gesamtgröße einer Meßgröße. Fig. 1 zeigt solch ein Paar
periodischer phasenverschobener Signale mit sowohl Amplituden-,
Offset als auch Phasenfehler. Dabei folgt einem Sinussignal 1
ein Cosinussignal 2, wobei das Sinussignal 1 einen Offset 3 und
das Cosinussignal 2 einen Offset 4 gegenüber der Nullage des
Systems haben. Weiterhin ist das Cosinussignal 2 gegenüber dem
Sinussignal 1 um den Phasenfehler 5 verschoben und beide Signale
haben unterschiedliche Amplituden.
Das angewandte Interpolationsverfahren ist in Fig. 2 als
Blockdiagramm dargestellt. In einem ersten Schritt 10 zunächst
bezüglich der Amplitude und der Nullage normiert und somit zu
auswertbaren Signalen. Die in Schritt 10 normierten Signale
werden dann in einem Schritt 11 ausgewertet, indem ein
geeignetes Verhältnis der Signale gebildet wird. Werden wie in
dem vorangegangenen Beispiel Sinus- und Cosinussignale
verwendet, so stellt das Verhältnis der beiden einen Tangens
dar.
Nach dem Verhältnisbilden der normierten Signale in Schritt 11
erfolgt in Schritt 12 das Auslesen eines interpolierten
Zwischenwertes aus einer zuvor abgelegten Zwischenwerttabelle
entsprechend dem gebildeten Verhältnis der Signale. Hierfür muß
der nominale Funktionsverlauf des periodischen Signals bekannt
sein, und aus dieser bekannten Funktion lassen sich vorher die
Zwischenwerte ermitteln und in der Zwischenwerttabelle ablegen.
Dies ermöglicht ein schnelles Auslesen des Zwischenwertes der
Meßgröße. Für Sinus- und Cosinussignale läßt sich aus dem
Tangens, als dem Verhältnis der beiden Signale ein Winkel w
berechnen und der zu w entsprechende Zwischenwert
z. B. aus einer Tabelle entnehmen.
Wie weiter in Fig. 2 gezeigt, wird in einem, dem Auslesen eines
interpolierten Zwischenwertes 12 sich anschließenden Schritt 35
die Korrektur des in Schritt 12 ermittelten Zwischenwertes mit
einem Wert entsprechend des Phasenfehlers 5 durchgeführt. Bei
Verwendung von Sinus-Cosinus Signalen wie oben gezeigt, bietet
eine Korrektur mit dem Sinus-Quadrat-Wert des ermittelten
Winkels eine ausreichende Genauigkeit. Bei großen Phasenfehlern
sollte jedoch eine erneute Justierung der Meßvorrichtung
erfolgen.
Liegt der Meßbereich der Meßgröße über der Periodenlänge der
Signale, so wird, um den Gesamtwert der Meßgröße angeben zu
können, in einem weiteren Schritt 36 die Anzahl der
überschrittenen Perioden gezählt. Anschließend erfolgt in
Schritt 37 die Bestimmung des Gesamtwertes der Meßgröße aus
einer Addition des interpolierten Zwischenwertes aus Schritt 12
oder 35 zu der mit der Länge einer Periode multiplizierten
Anzahl der überschrittenen Perioden.
Häufig werden nun die ermittelten Werte der Meßgröße einer
weiteren Auswertung unterzogen, z. B. können die
phasenverschobenen periodischen Signale der Meßgröße eine
Drehung oder Verdrehung eines Drehkörpers darstellen, wie auch
weiter unten für eine Anwendung noch dargelegt werden wird. Fig.
2 zeigt in einem, dem Schritt 37 sich anschließenden, Schritt 64
das Ermitteln eines Wertes des relativen Drehwinkels aus dem
bestimmten Gesamtwert der Meßgröße. Dies kann im einfachsten
Fall die Umrechnung des Gesamtwertes nach Schritt 37 in eine
Winkeleinheit sein. Dem folgt ein weiterer Schritt 65 des
Ermittelns eines Verdrehwinkels, des Drehmoments oder weiterer
aus dem Drehwinkel ableitbarer, Größen aus mindestens einem Wert
eines nach Schritt 64 ermittelten relativen Drehwinkels. Der
Verdrehwinkel ist in einer Anwendung, wie weiter unten gezeigt
werden soll, mit dem relativen Drehwinkel identisch, kann sich
aber auch aus der Differenz z. B. zwei an einem Drehkörper
gemessenen Drehwinkeln ermitteln lassen, entsprechend einer
weiteren, später gezeigten Anwendung. Der Wert des Drehmoments
an dem Verdrehkörper wiederum läßt sich aus dem Verdrehwinkel
und Materialeigenschaften des Drehkörpers entnehmen.
In den Anwendungen entsprechend der Zusatzanmeldung soll
weiterhin die zeitliche Veränderung der ermittelten Meßgröße
untersucht werden. Dies geschieht in einem Schritt 66 durch das
Erfassen des Zeitverhaltens des Gesamtwertes der Meßgröße oder
eines von dieser Größe abgeleiteten Wertes und vorzugsweise
durch das Erfassen des Zeitverhaltens des Verdrehwinkels des
Drehkörpers entlang seiner Drehachse. In einem weiteren Schritt
67 wird das Frequenzspektrum aus dem erfaßten Zeitverhalten,
z. B. durch eine Fourieranalyse, bestimmt. Dem folgt ein Schritt
68 des Vergleichens des bestimmten Frequenzspektrums mit einem
vorgegebenen Referenzspektrum, das man z. B. aus vorangegangenen
Messungen oder aus Berechnungen erhalten kann und ein weiterer
Schritt 69 des Auswertens der Abweichung des bestimmten
Frequenzspektrums von dem gegebenen Referenzspektrum. Dies kann
beispielsweise durch ein Signalisieren geschehen, wenn das
bestimmte Frequenzspektrum außerhalb einer gegebenen Toleranz
des vorgegebenen Frequenzspektrums liegt.
Bei der Bestimmung des Frequenzspektrums in Schritt 67 aus dem
Zeitverhalten des Verdrehwinkels des Drehkörpers entlang seiner
Drehachse ergibt sich ein Spektrum der Rotationsschwingungen des
Drehkörpers, wie dies beispielhaft in Fig. 3a gezeigt wird.
Eigenfrequenzen und damit Resonanzfrequenzen des Drehkörpers
lassen sich bekanntermaßen aus der Phasenänderung größer oder
gleich 90° an der Stelle dieser Resonanzfrequenzen erkennen
(Fig. 3b). In dem sich anschließenden Schritt 68 werden die so
ermittelten Resonanzfrequenzen dann auf ihre Abweichung zu
vorgegebenen Referenzfrequenzen hin untersucht. Wie bereits oben
erwähnt können diese Referenzfrequenzen z. B. aus theoretischen
Berechnungen aus der Wellengeometrie oder einfacher, aus einer
vorangegangenen Messung, stammen. Fig. 3c zeigt den Vergleich
eines gerade gemessenen Spektrums mit dem Referenzspektrums
einer vorangegangenen Messung aus Fig. 3a. Die in Fig. 3a durch
den Phasensprung (Fig. 3b) erkannte Eigenfrequenz findet sich in
Fig. 3c, ebenfalls mit Phasensprung wie aus Fig. 3d zu entnehmen
ist, wieder. Dabei weist die Eigenfrequenz aus Fig. 3c eine
gegenüber dem Referenzwert und Fig. 3a um delta(f) verringerte
Frequenz auf.
Wie sich in der Theorie leicht zeigen läßt, können die
Eigenfrequenzen bei einem Auftreten von Defekten in dem
Drehkörper, z. B. einem Riß in der Welle, nur kleiner werden. Aus
dem Maß der Änderung delta(f) lassen sich wiederum z. B. auf die
Größe des Risses und/oder auch auf dessen Ort entlang des
Drehkörpers Rückschlüsse ziehen. Durch die Einwirkung von Rissen
verringert sich der effektive Durchmesser des Drehkörpers und
dementsprechend verringern sich auch die dazugehörigen
Eigenfrequenzen der Rotationsschwingungen.
In Schritt 69 kann dann die Auswertung der Abweichungen der
Eigenfrequenzen erfolgen. Bei einer Abweichung von delta(f)
größer eines vorgegebenen Toleranzwertes wird dies signalisiert
und der Drehkörper muß angehalten werden und auf Defekte wie
Risse hin untersucht werden.
Fig. 4 zeigt als Beispiel der Anwendung eines
Interpolationsverfahren nach der Hauptanmeldung eine Anordnung
zur schnellen und hochauflösenden Bestimmung von Verdrehungen an
einem Drehkörper 70. Die Anordnung umfaßt einen Sensor 71 zur
Erfassung des Dreh- und/oder Verdrehverhaltens an dem Drehkörper
70, einen Interpolator 72, der zur Ausführung des
Interpolationsverfahrens entsprechend obiger Beschreibung
geeignet ist und eine Auswerteeinheit 73, z. B. zur Ermittlung
eines Verdrehwinkels, des Drehmoments oder weiteren Größen des
Drehkörpers 70. Der Interpolator ist dabei über eine Leitung 74
an den Sensor 71 und über eine Leitung 75 an die Auswerteeinheit
73 angekoppelt.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform des Sensors 71 als
Reaktionssensor. Der Sensor 71 weist einen Encoder 80 mit einer
rotationssymmetrischen Kodierung und eine Abtasteinheit 81 zur
Abtastung eines Signals entsprechend des relativen Drehwinkels
zwischen der Abtasteinheit 81 und dem Encoder 80 auf. Die
Abtasteinheit 81 ist über eine starre Vorrichtung 82 mit dem
Drehkörper 70 verbunden, während der Encoder 80 an einer anderen
Stelle in axialer Richtung des Drehkörpers 70 an den Drehkörper
70 anschließt. Dabei sind der Encoder 80 und die Abtasteinheit 81
des Sensors so an dem Drehkörper 70 angeordnet, daß eine
Verdrehung des Drehkörpers 70 den Encoder 80 und die
Abtasteinheit 81 des Sensors 71 relativ zueinander verdreht. Der
Sensor 71 liefert als Ausgabe an den Interpolator 72 zwei
periodische phasenverschobene Signale entsprechend des relativen
Drehwinkels zwischen der Abtasteinheit 81 und dem Encoder 80.
Der Interpolator 72 ermittelt aus den Signalen des Sensors 71
den Wert des relativen Drehwinkels zwischen der Abtasteinheit 81
und dem Encoder 80. Die Auswerteeinheit 73 bestimmt aus dem Wert
des relativen Drehwinkels zwischen der Abtasteinheit 81 und dem
Encoder 80 dann den Verdrehwinkel des Drehkörpers 70.
Eine andere Ausführungsform des Sensors 71 als Aktionssensor
zeigt Fig. 6. Hierin ist die Abtasteinheit 81 nicht mehr mit dem
Drehkörper 70, sondern mit einem anderen Körper 90, z. B. einem
Gehäuse verbunden. Die Ausgabe der phasenverschobenen Signale
entspricht nun dem relativ zum Körper 90 überschrittenen
Drehwinkel des Drehkörpers 70. Eine Verdrehung des Drehkörpers
70 gegenüber seiner Achse läßt sich dann aus der Kombination
zweier entlang der Drehkörperachse angebrachter Sensoren 71 und
91 mit entsprechenden Interpolatoren 72 und 92 und
Auswerteeinheiten 73 und 93 entnehmen. Der Verdrehwinkel des
Drehkörpers gegenüber seiner Achse resultiert aus der Differenz
der ermittelten Drehwinkel der Sensoren 71 und 91 und wird in
einem Subtrahierer 94 ermittelt, der mit den Auswerteeinheiten
73 und 93 verbunden ist.
Eine Ausführungsform entsprechend der Zusatzanmeldung enthält in
Fig. 6 weiterhin einen Analysator 95, der mit dem Subtrahierer
94 und einem Zeitgeber 96 verbunden ist. In den
Ausführungsformen der Fig. 4 und 5 ist der Analysator direkt an
die Auswerteeinheit 73 angeschlossen (nicht gezeigt), da der
Verdrehwinkel in diesen Ausführungsformen bereits vorliegt und
nicht erst aus der Differenz der Drehwinkel ermittelt werden
muß.
Der Analysator 95 ermittelt aus dem, den Verdrehwinkel des
Drehkörper 70 repräsentierenden und sich zeitlich ändernden,
Signal des Subtrahierers 94 durch weitere Signalverarbeitung das
Drehmoment, die Verdrehwinkelgeschwindigkeit und
Verdrehwinkelbeschleunigung und durch eine Fourieranalyse das
Spektrum der Drehschwingungen des Drehkörpers 70. Ein mit dem
Analysator 95 verbundener Vergleicher 97 vergleicht das
ermittelte Spektrum der Drehschwingungen mit einem
Referenzspektrum und liefert eine Aussage über die Abweichung
der Spektren voneinander. Das Referenzspektrum läßt sich dabei
beispielsweise aus vorangegangenen Messungen oder aus
theoretischen Berechnungen erhalten.
Aus der Änderung des Spektrums, z. B. während der Rotation eines
Drehkörpers 70, lassen sich Rückschlüsse auf die Beschaffenheit
und auf eine Veränderung des Drehkörpers 70 ziehen. Verkleinert
sich beispielsweise eine als Eigendrehfrequenz des Drehkörpers
erkannte Frequenz, so deutet dies auf eine Verringerung des
effektiven Querschnitts des Drehkörpers und damit auf ein
eventuelles Auftreten von Rissen oder anderen Defekten im
Drehkörper hin. Wurden nun solche Veränderungen der
Eigenfrequenzen erkannt, die größer als ein vorgegebener Wert
sind, so ist damit zu rechnen, das der Drehkörper 70
intollerable Defekte aufweist. Der Vergleicher 97 gibt in diesem
Fall auf einer Leitung 98 ein Signal an eine entsprechende
Überwachungseinheit aus. Der Drehkörper muß dann angehalten und
genauer auf die Defekte hin untersucht werden.
Claims (4)
1. Verfahren zur Erkennung von Defekten in einem Drehkörper
mittels eines Verfahrens nach Patent 44 07 446 zur
schnellen Interpolation von Zwischenwerten einer Meßgröße
aus periodischen phasenverschobenen Signalen (1, 2) mit:
einem ersten Schritt (10) zur Normierung der Signale (1, 2) bezüglich der Amplitude und der Nullage;
einem zweiten Schritt (11) zum Verhältnisbilden der normierten Signale;
einem dritten Schritt (12) zum Bestimmen eines interpolierten Zwischenwertes der Meßgröße aus dem gebildeten Verhältnis der normierten Signale;
einem vierten Schritt (35) zum Ermitteln eines Phasenfehlers (5) der Signale (1, 2) und der Korrektur des interpolierten Zwischenwertes entsprechend des ermittelten Phasenfehlers (5);
einem fünften Schritt (36) zum Ermitteln und Zählen der Anzahl der überschrittenen Perioden der phasenverschobenen Signale (1, 2);
einem sechsten Schritt (37) zur Bestimmung des Gesamtwertes der Meßgröße aus der Addition des interpolierten Zwischenwertes zu der mit der Länge einer Periode multiplizierten Anzahl der überschrittenen Perioden;
einem siebten Schritt (64) zum Ermitteln eines Wertes eines relativen Drehwinkels des Drehkörpers (70) aus dem bestimmten (37) Gesamtwert der Meßgröße;
einem achten Schritt (65) zum Ermitteln eines Verdrehwinkels des Drehkörpers (70) aus mindestens einem Wert eines nach Schritt sieben (64) ermittelten relativen Drehwinkels;
gekennzeichnet durch
einen neunten Schritt (66) zum Erfassen des Zeitverhaltens des Gesamtwertes der Meßgröße oder eines der von diesem Gesamtwert abgeleiteten (64, 65) Werte;
einen zehnten Schritt (67) zum Bestimmen des Frequenzspektrums aus dem erfaßten (66) Zeitverhalten;
einen elften Schritt (68) zum Vergleichen des ermittelten (67) Frequenzspektrums mit einem vorgegebenen Frequenzspektrum; und
einen zwölften Schritt (69) zum Auswerten einer Abweichung des bestimmten (67) Frequenzspektrums von dem vorgegebenen Frequenzspektrum.
einem ersten Schritt (10) zur Normierung der Signale (1, 2) bezüglich der Amplitude und der Nullage;
einem zweiten Schritt (11) zum Verhältnisbilden der normierten Signale;
einem dritten Schritt (12) zum Bestimmen eines interpolierten Zwischenwertes der Meßgröße aus dem gebildeten Verhältnis der normierten Signale;
einem vierten Schritt (35) zum Ermitteln eines Phasenfehlers (5) der Signale (1, 2) und der Korrektur des interpolierten Zwischenwertes entsprechend des ermittelten Phasenfehlers (5);
einem fünften Schritt (36) zum Ermitteln und Zählen der Anzahl der überschrittenen Perioden der phasenverschobenen Signale (1, 2);
einem sechsten Schritt (37) zur Bestimmung des Gesamtwertes der Meßgröße aus der Addition des interpolierten Zwischenwertes zu der mit der Länge einer Periode multiplizierten Anzahl der überschrittenen Perioden;
einem siebten Schritt (64) zum Ermitteln eines Wertes eines relativen Drehwinkels des Drehkörpers (70) aus dem bestimmten (37) Gesamtwert der Meßgröße;
einem achten Schritt (65) zum Ermitteln eines Verdrehwinkels des Drehkörpers (70) aus mindestens einem Wert eines nach Schritt sieben (64) ermittelten relativen Drehwinkels;
gekennzeichnet durch
einen neunten Schritt (66) zum Erfassen des Zeitverhaltens des Gesamtwertes der Meßgröße oder eines der von diesem Gesamtwert abgeleiteten (64, 65) Werte;
einen zehnten Schritt (67) zum Bestimmen des Frequenzspektrums aus dem erfaßten (66) Zeitverhalten;
einen elften Schritt (68) zum Vergleichen des ermittelten (67) Frequenzspektrums mit einem vorgegebenen Frequenzspektrum; und
einen zwölften Schritt (69) zum Auswerten einer Abweichung des bestimmten (67) Frequenzspektrums von dem vorgegebenen Frequenzspektrum.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß
der zwölfte Schritt (69) zum Auswerten der Abweichung ein
Signalisieren ist, wenn das bestimmte Frequenzspektrum
außerhalb einer gegebenen Toleranz des vorgegebenen
Frequenzspektrums liegt.
3. Vorrichtung zur Erkennung von Defekten in einem
Drehkörper, die zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 geeignet ist, nach Patent 44 07 446 mit:
mindestens einem Sensor (71, 91) zur Erfassung des Dreh und/oder Verdrehverhaltens des Drehkörpers (70);
mindestens einem Interpolator (72, 92) zur Bestimmung des Gesamtwertes der Meßgröße;
mindestens einer Auswerteeinheit (73, 93, 94) zur Ermittlung des Verdrehwinkels des Drehkörpers (70) aus dem interpolierten Gesamtwert der Meßgröße;
wobei:
der mindestens eine Sensor (71, 91)
einen Encoder (80) mit einer rotationssymmetrischen Kodierung, und
eine Abtasteinheit (81) zur Abtastung eines Signals entsprechend des relativen Drehwinkels zwischen der Abtasteinheit (81) und dem Encoder (80) aufweist;
der Encoder (80) und die Abtasteinheit (81) des jeweiligen Sensors (71, 91) so an dem Drehkörper (70) angeordnet sind, daß eine Drehung des Drehkörpers (70) den Encoder (80) und die dazugehörige Abtasteinheit (81) des Sensors (71, 91) relativ zueinander verdreht;
der mindestens eine Sensor (71, 91) als Ausgabe mindestens zwei periodische phasenverschobene Signale (1, 2) entsprechend des relativen Drehwinkels zwischen der jeweiligen Abtasteinheit (81) und dem jeweiligen Encoder (80) liefert;
der mindestens eine Interpolator (72, 92) aus den Signalen (1, 2) des mindestens einen Sensors (71, 91) mindestens einen Wert des relativen Drehwinkels zwischen jeweiliger Abtasteinheit (81) und jeweiligem Encoder (80) ermittelt;
die mindestens eine Auswerteeinheit (73, 93, 94) aus mindestens einem Wert des relativen Drehwinkels zwischen jeweiliger Abtasteinheit (81) und Encoder (80) den Verdrehwinkel des Drehkörpers (70) ermittelt;
der Encoder (80) und die Abtasteinheit (81) eines Sensors (71, 91) so an dem Drehkörper (70) angeordnet sind, daß die relative Verdrehung des Encoders (80) und der dazugehörigen Abtasteinheit (81) des Sensors (71, 91) der Verdrehung des Drehkörpers (70) entspricht;
gekennzeichnet durch:
ein Mittel (96) zur Erfassung des Zeitverhaltens des Verdrehwinkels des Drehkörpers (70);
ein Mittel (95) zur Bestimmung des Frequenzspektrums aus dem Zeitverhalten des Verdrehwinkels des Drehkörpers (70); und
einen Vergleicher (97) zum Vergleichen des ermittelten Frequenzspektrums mit einem vorgegebenen Frequenzspektrum.
mindestens einem Sensor (71, 91) zur Erfassung des Dreh und/oder Verdrehverhaltens des Drehkörpers (70);
mindestens einem Interpolator (72, 92) zur Bestimmung des Gesamtwertes der Meßgröße;
mindestens einer Auswerteeinheit (73, 93, 94) zur Ermittlung des Verdrehwinkels des Drehkörpers (70) aus dem interpolierten Gesamtwert der Meßgröße;
wobei:
der mindestens eine Sensor (71, 91)
einen Encoder (80) mit einer rotationssymmetrischen Kodierung, und
eine Abtasteinheit (81) zur Abtastung eines Signals entsprechend des relativen Drehwinkels zwischen der Abtasteinheit (81) und dem Encoder (80) aufweist;
der Encoder (80) und die Abtasteinheit (81) des jeweiligen Sensors (71, 91) so an dem Drehkörper (70) angeordnet sind, daß eine Drehung des Drehkörpers (70) den Encoder (80) und die dazugehörige Abtasteinheit (81) des Sensors (71, 91) relativ zueinander verdreht;
der mindestens eine Sensor (71, 91) als Ausgabe mindestens zwei periodische phasenverschobene Signale (1, 2) entsprechend des relativen Drehwinkels zwischen der jeweiligen Abtasteinheit (81) und dem jeweiligen Encoder (80) liefert;
der mindestens eine Interpolator (72, 92) aus den Signalen (1, 2) des mindestens einen Sensors (71, 91) mindestens einen Wert des relativen Drehwinkels zwischen jeweiliger Abtasteinheit (81) und jeweiligem Encoder (80) ermittelt;
die mindestens eine Auswerteeinheit (73, 93, 94) aus mindestens einem Wert des relativen Drehwinkels zwischen jeweiliger Abtasteinheit (81) und Encoder (80) den Verdrehwinkel des Drehkörpers (70) ermittelt;
der Encoder (80) und die Abtasteinheit (81) eines Sensors (71, 91) so an dem Drehkörper (70) angeordnet sind, daß die relative Verdrehung des Encoders (80) und der dazugehörigen Abtasteinheit (81) des Sensors (71, 91) der Verdrehung des Drehkörpers (70) entspricht;
gekennzeichnet durch:
ein Mittel (96) zur Erfassung des Zeitverhaltens des Verdrehwinkels des Drehkörpers (70);
ein Mittel (95) zur Bestimmung des Frequenzspektrums aus dem Zeitverhalten des Verdrehwinkels des Drehkörpers (70); und
einen Vergleicher (97) zum Vergleichen des ermittelten Frequenzspektrums mit einem vorgegebenen Frequenzspektrum.
4. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 oder der
Vorrichtung nach Anspruch 3 zur schnellen Erkennung von
Defekten in dem Drehkörper (70) während des Betriebes des
Drehkörpers (70) in Echtzeit.
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DE4430554A DE4430554C1 (de) | 1994-03-07 | 1994-08-27 | Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Defekten in einem Drehkörper sowie deren Verwendung |
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DE19944407446 DE4407446C1 (de) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | Verfahren und Vorrichtung zur schnellen Interpolation von Zwischenwerten aus periodischen phasenverschobenen Signalen sowie deren Verwendung |
DE4430554A DE4430554C1 (de) | 1994-03-07 | 1994-08-27 | Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Defekten in einem Drehkörper sowie deren Verwendung |
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DE19944407446 Expired - Fee Related DE4407446C1 (de) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | Verfahren und Vorrichtung zur schnellen Interpolation von Zwischenwerten aus periodischen phasenverschobenen Signalen sowie deren Verwendung |
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