ES2973245T3 - Procedimiento para corregir una desalineación de al menos un tren de ejes - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método (100) para corregir una desalineación de al menos un eje (5, 5a, 5b) de un tren motriz (3) en un banco de pruebas (1). En una trayectoria de fuerza está dispuesto al menos un sensor de fuerza piezoeléctrico (4a, 4b, 4c, 4d), a través del cual se puede transmitir un flujo de fuerza durante una transmisión de fuerza entre una máquina de carga (14, 14a, 14b) del banco de pruebas (1).) y una máquina de accionamiento (2) del grupo motopropulsor (3) o del banco de pruebas (1) mediante el eje (5; 5a, 5b). El método tiene los siguientes pasos de trabajo: realizar (101) una medición de fuerza en al menos un plano (A, B; F) y/o normalmente en al menos un plano (A, B; F) que es intersectado por una eje de rotación (D) del eje (5; 5a, 5b) y preferiblemente se encuentra al menos sustancialmente normal al eje de rotación (D); analizar (102) un valor de medición o una curva de valor de medición de la fuerza para detectar una desalineación del eje (5; 5a, 5b); determinar (103) valores objetivo para corregir la posición de la máquina de carga (14; 14a, 14b) o la máquina de accionamiento (2) para minimizar la desalineación; y emitir (105) los valores objetivo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para corregir una desalineación de al menos un tren de ejes

La invención se refiere a un procedimiento para corregir una desalineación de al menos un tren de ejes de un tren de accionamiento en un banco de pruebas, en el que al menos un sensor de fuerza piezoeléctrico está dispuesto en una trayectoria de fuerza, a través de la cual puede ser transmitido un flujo de fuerza mediante el tren de ejes durante una transmisión de potencia entre una máquina de carga del banco de pruebas y una máquina de accionamiento del tren de accionamiento o del banco de pruebas. La invención se refiere además a un banco de pruebas en el que puede ser ejecutado el procedimiento.

En WANG YINGZHAO ET AL: "Double Fed Induction Generator Shaft Misalignment Monitoring by FBG Frame Strain Sensing", IEEE SENSORS JOURNAL, IEEE, EE. UU., Vol. 20, No. 15, 29 de marzo de 2020 (29-03-2020), páginas 8541-8551, se describe la estructura de un tren de accionamiento de una rueda eólica. En la placa final del generador están colocados sensores de aceleración piezoeléctricos que miden las vibraciones durante el funcionamiento de la rueda eólica y, a partir de ello, concluyen si hay una desalineación.

Las desalineaciones se producen por incertidumbres en el montaje y la fabricación, fenómenos de asentamiento y expansión térmica, que conducen a desplazamientos de un cuerpo giratorio. Tales desplazamientos tienen un efecto perjudicial sobre el funcionamiento y la vida útil de los cuerpos giratorios. Las desalineaciones provocan fuerzas de tensión previa, en particular momentos de flexión y fuerzas de compresión, sobre el cuerpo giratorio y sus cojinetes.

La solicitud de patente WO/2021/011982 da a conocer diferentes bancos de pruebas y disposiciones de medición para detectar desalineaciones en los bancos de pruebas usando sensores de fuerza piezoeléctricos.

El objeto de la invención es proporcionar un procedimiento para detectar y/o corregir un desequilibrio y/o una desalineación de un tren de ejes de un banco de pruebas de tren de accionamiento, así como un banco de pruebas de tren de accionamiento correspondiente.

Este objeto se lleva a cabo por las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones subordinadas se reivindican realizaciones ventajosas.

Un primer aspecto de la invención se refiere a un procedimiento según la reivindicación 1 para corregir una desalineación de al menos un tren de ejes de un tren de accionamiento en un banco de pruebas, en el que al menos un sensor de fuerza piezoeléctrico está dispuesto en una trayectoria de fuerza, a través de la cual puede ser transmitido un flujo de fuerza mediante el tren de ejes durante una transmisión de potencia entre una máquina de carga del banco de pruebas y una máquina de accionamiento del tren de accionamiento o del banco de pruebas, que presenta las siguientes etapas de trabajo:

realizar una medición de fuerza en al menos un plano y/o perpendicularmente al por lo menos un plano que es intersecado por un eje de rotación del tren de ejes y preferiblemente se sitúa al menos sustancialmente normal al eje de rotación;

analizar un valor medido o una curva de valores medidos de la medición de fuerza para detectar una desalineación del tren de ejes;

determinar valores objetivo para corregir la posición de la máquina de carga o de la máquina de accionamiento para minimizar la desalineación; indicando los valores objetivo una dirección y una magnitud en la que debe ser desplazado y/o girado un componente a alinear, o un valor absoluto de una dirección y una posición a la que debe ser desplazado y/o girado el componente a alinear; en el que para determinar los valores objetivo se llevan a cabo las otras dos etapas de trabajo siguientes:

determinar momentos flectores o una curva de momentos flectores en el tren de ejes sobre la base del valor medido o de las curvas de valores medidos de la medición de fuerza;

determinar una línea de flexión del tren de ejes sobre la base de los momentos flectores determinados o de la curva de momentos flectores, siendo determinados los valores objetivo mediante la línea de flexión; y

emitir los valores objetivo.

Un segundo aspecto de la invención se refiere a un banco de pruebas de tren de accionamiento según la reivindicación 14, que presenta:

una máquina de carga que puede ser conectada a un tren de ejes que va a ser probado;

al menos un sensor de fuerza piezoeléctrico que está dispuesto en una trayectoria de fuerza, a través de la cual es transmitido un flujo de fuerza mediante el tren de ejes durante una transmisión de potencia desde la máquina de carga del banco de pruebas, y está configurado para una medición de fuerza en un plano y/o perpendicularmente al plano que es intersecado por un eje de rotación del tren de ejes y preferentemente se sitúa al menos sustancialmente normal al eje de rotación; y

un dispositivo de procesamiento de señales con medios configurados para realizar la medición de fuerza;

medios configurados para analizar un valor medido o una curva de valores medidos de la medición de fuerza para detectar una desalineación del tren de ejes;

medios para determinar valores objetivo para la corrección de la posición de la máquina de carga o de la máquina de accionamiento para minimizar la desalineación;

en el que los valores objetivo indican una dirección y una magnitud en la que debe ser desplazado y/o girado un componente a alinear, o un valor absoluto de una dirección y una posición a la que debe ser desplazado y/o girado el componente a alinear;

en el que para determinar los valores objetivo, el dispositivo de procesamiento de señales está diseñado además para: determinar momentos flectores o una curva de momentos flectores en el tren de ejes basándose en el valor medido o las curvas de valores medidos de la medición de fuerza;

determinar una línea de flexión del tren de ejes sobre la base de los momentos flectores determinados o de la curva de momentos flectores, siendo determinados los valores objetivo mediante la línea de flexión; y

medios para emitir los valores objetivo.

Otros aspectos de la invención se refieren a un programa informático y a un medio legible por ordenador. Por consiguiente, el procedimiento según el primer aspecto de la invención puede ser implementado por ordenador.

Un valor objetivo en el sentido de la invención indica preferiblemente una dirección y una magnitud en la que se debe desplazado y/o girado un componente a alinear. Además, un valor objetivo también puede indicar un valor absoluto de una dirección y una posición a la que debe ser desplazado y/o girado el componente a alinear.

Un tren de ejes en el sentido de la invención presenta uno o varios ejes unidos de forma giratoria.

"Transferible" en el contexto de la invención significa preferiblemente "puede ser transferido" o "es transferido".

Un flujo de fuerza en el sentido de la invención es preferentemente un camino de una fuerza y/o de un momento de giro en un sistema mecánico desde un punto de aplicación, en particular un punto de introducción, hasta un punto o varios puntos en los que la fuerza y/o el momento de giro son absorbidos por una fuerza de reacción y/o un momento de reacción. El flujo de fuerza se compone preferentemente de una fuerza, en particular una fuerza transversal al sentido de rotación del eje, y un momento de giro, en particular alrededor del eje de rotación.

Un flujo de potencia en el sentido de la invención es preferentemente un camino para la transmisión de potencia en un sistema mecánico desde un punto de introducción hasta un punto o varios puntos en los que es tomada la potencia.

Un elemento de medición piezoeléctrico en el sentido de la invención presenta preferentemente un cristal piezoeléctrico y una disipación de carga o un circuito eléctrico.

Una máquina en el sentido de la invención está configurada para convertir energía, preferiblemente energía cinética, en particular una rotación, en energía eléctrica o viceversa, o energía química en energía cinética. Una máquina en el sentido de la invención presenta preferentemente una carcasa.

Un dispositivo de soporte en el sentido de la invención es preferentemente un dispositivo para soportar un elemento contra una fuerza que actúa sobre este elemento y/o un momento de giro que actúa sobre este elemento. Preferiblemente, un dispositivo de soporte está configurado para proporcionar la denominada fuerza de reacción o fuerza de reacción de apoyo. Un dispositivo de soporte en el sentido de la invención sirve preferiblemente para soportar el dispositivo de apoyo. El dispositivo de soporte es preferentemente una campana de caja de cambios, una carcasa del tren de accionamiento o también una placa de base.

Detectar en el sentido de la invención es preferentemente determinar y/o cuantificar y/o localizar y/o analizar.

Unos medios en el sentido de la invención puede estar realizados como hardware y/o software, en particular una unidad de procesamiento (CPU), en particular de microprocesador, preferiblemente conectada en cuanto a datos o señales, preferiblemente digitales, con un sistema de memoria y/o bus, y/o pueden presentar uno o varios programas o módulos de programa. La CPU puede estar realizada para procesar instrucciones que están implementadas como un programa almacenado en un sistema de memoria, para detectar señales de entrada desde un bus de datos y/o para emitir señales de salida a un bus de datos. Un sistema de memoria puede presentar uno o varios medios de memoria, en particular diferentes, en particular medios ópticos, magnéticos, de estado sólido y/u otros no volátiles. El programa puede estar diseñado de tal manera que represente o pueda ejecutar los procedimientos aquí descritos, que la CPU pueda ejecutar las etapas de tales procedimientos y, por lo tanto, pueda detectar en particular un desequilibrio y/o una desalineación.

Un codificador incremental en el sentido de la invención puede determinar preferiblemente segmentos angulares individuales y/o revoluciones completas. En particular, el codificador incremental proporciona al menos un pulso por revolución.

La invención se basa en particular en el enfoque de alinear una desalineación de un tren de ejes de un tren de accionamiento en un banco de pruebas mediante sensores de fuerza, en particular sensores de fuerza que están previstos para la determinación de momentos de giro durante el funcionamiento de prueba en el banco de pruebas. Por el uso de la invención no son necesarios otros procedimientos de medición o instrumentos de medición, en particular los procedimientos ópticos comúnmente utilizados en el estado de la técnica.

En particular, un tren de ejes no tiene que ser alineado externamente por separado, es decir, no en el banco de pruebas. La desalineación es detectada más bien estableciendo una unión positiva de fuerza entre la máquina de carga, de un llamado banco de pruebas, y la máquina de accionamiento directamente en el banco de pruebas. Por lo tanto, por la invención un tren de ejes puede ser alineado en el estado montado, con todas las incertidumbres de montaje, como pesos de tornillos desiguales, errores de alineación, holguras de ajuste y errores de fabricación, tales como errores de excentricidad, asimetría, densidad, etc.

Según la invención, para las mediciones de fuerza necesarias para la corrección se utilizan preferentemente elementos de medición piezoeléctricos que permiten una medición especialmente fiable y que, debido a su rigidez, sólo añaden ligeras elasticidades al sistema oscilatorio del tren de accionamiento. Los elementos de medición piezoeléctricos están montados preferiblemente de forma fija en el banco de pruebas, de modo que la señal de medición puede ser detectada físicamente sin alteraciones. En particular, los elementos de medición pueden ser soportados por una placa intermedia o placa de base.

Dado que la magnitud física "fuerza" es detectada directamente, se puede sacar la conclusión acerca del efecto perjudicial sobre los componentes mecánicos. No es necesario un enfoque empírico para evaluar el estado de las máquinas. Por lo tanto, basándose en la determinación de errores de alineación según la invención, podrían ser elaboradas nuevas normas para la seguridad de la máquina. Las desalineaciones provocan, además de las fuerzas gravitacionales, otras fuerzas o momentos de giro fijos en el espacio, es decir que no giran con la velocidad de rotación. La invención permite determinar desalineaciones sin análisis de vibraciones adicional.

Si durante el funcionamiento la alineación del tren de ejes cambia, esto puede ser detectado ya en el banco de pruebas con el uso de la invención y pueden ser introducidas contramedidas, por ejemplo una parada de emergencia o una reducción de la carga, para evitar daños permanentes en el tren de accionamiento o incluso en el banco de pruebas.

Además, para corregir la desalineación son determinados valores objetivo según la invención. Sobre la base de estos valores objetivo se puede realizar una corrección, en particular automatizada, de la posición de la máquina de carga y/o de la máquina de accionamiento. Esto permite reducir o incluso eliminar la desalineación directamente en el banco de pruebas. La determinación de los valores objetivo simplifica enormemente la configuración o calibración de una disposición de medición, que hasta ahora se realiza en general de forma manual empleando métodos ópticos. En particular, el tiempo necesario para ello puede reducirse en órdenes de magnitud. La posibilidad de automatización también implica que se puede prescindir del uso de personal altamente cualificado para estas tareas.

En otra realización ventajosa, el procedimiento tiene además las siguientes etapas de trabajo:

comprobar si un momento flector o una curva de momentos flectores en el tren de ejes supera un valor umbral; y

repetir iterativamente el procedimiento si se excede el valor umbral, o finalizar el procedimiento si no se excede el valor umbral.

Un proceso iterativo para optimizar la alineación del tren de ejes sobre la base de los momentos flectores determinados o de las curvas de momentos flectores permite una determinación especialmente precisa de valores objetivo.

En otra realización ventajosa, el procedimiento tiene además las siguientes etapas de trabajo: separación de una unión positiva de fuerza entre la máquina de carga y la máquina de accionamiento, en particular por apertura de un acoplamiento del tren de ejes.

Por separación de la unión positiva de fuerza se puede cambiar de forma especialmente sencilla la posición de la máquina de carga y/o de la máquina de accionamiento.

En otra realización ventajosa, el procedimiento tiene además las siguientes etapas de trabajo: cambiar una posición de la máquina de carga y/o de la máquina de accionamiento en el banco de pruebas sobre la base de los valores objetivo emitidos.

Este cambio de posición se realiza preferentemente de forma automatizada. Además, preferentemente el banco de pruebas presenta para ello un dispositivo de ajuste, configurado para modificar por traslación y/o rotación una posición de la máquina de carga o de la máquina de accionamiento.

En otra realización ventajosa, el procedimiento tiene además las siguientes etapas de trabajo: establecer una unión positiva de fuerza entre la máquina de carga y la máquina de accionamiento.

Preferiblemente, la unión positiva de fuerza es restablecida después de cambiar la posición de la máquina de carga y/o de la máquina de accionamiento.

En otra realización ventajosa del procedimiento es determinada una constante específica para el banco de pruebas, en particular el producto del módulo de elasticidad y el momento de resistencia, del tren de ejes para el cálculo de las líneas de flexión, mediante dos mediciones de fuerza, con posiciones diferentes respectivas de la máquina de accionamiento o de la máquina de carga.

De esta manera, una disposición de medición puede ser calibrada sin que se conozcan las propiedades del material del tren de ejes, en particular su rigidez.

En otra realización ventajosa del procedimiento, el eje de rotación del tren de ejes es un eje de rotación de aquel eje del tren de ejes en el que es realizada la medición de fuerza.

Preferiblemente, el plano en el que son realizadas las mediciones de fuerza está definido por los puntos de apoyo del tren de ejes en la máquina en la que están montados los sensores de fuerza. Más preferiblemente, el plano está definido por los puntos en los que están dispuestos los sensores de fuerza.

En otra realización ventajosa del procedimiento, la medición de la fuerza se realiza en un estado estacionario o en un estado casi estacionario del tren de ejes.

Preferentemente se produce un estado estacionario del tren de ejes en el sentido de la invención cuando el tren de ejes no gira.

Un estado casi estacionario del tren de ejes en el sentido de la invención se produce preferentemente cuando el tren de ejes gira con una velocidad angular, en la que el tiempo de reacción del sensor de fuerza es relativamente pequeño en relación con la velocidad de cambio de una posición de giro del tren de ejes. En particular, las fuerzas pueden ser medidas de tal manera que no se vean influenciadas por la dinámica. Preferiblemente, una magnitud de velocidad angular es tan baja que su masa inerte tiene poca o ninguna influencia, en particular que el tren de ejes para la parada necesite un rango de ángulo de rotación de menos de aproximadamente 90°, preferiblemente de aproximadamente 70°, de forma aún más preferida de aproximadamente 15°, incluso más preferiblemente de alrededor de 10°, y con la mayor preferencia de aproximadamente 5°. Preferiblemente, el tren de ejes no presenta vibraciones en el estado casi estacionario.

Esto permite también detectar una desalineación en un estado estacionario o casi estacionario del tren de ejes. Esto permite determinar la desalineación antes de una operación de prueba propiamente dicha en el banco de pruebas. De esta manera se pueden evitar daños en la máquina de accionamiento que se está probando o en el banco de pruebas.

En otra realización ventajosa del procedimiento, la medición de la fuerza es monitorizada comparando el valor medido o los valores medidos con un valor umbral que caracteriza una carga crítica del tren de ejes, de modo que si se excede el valor umbral, se detiene una rotación del tren de ejes o no se realiza ninguna rotación.

Por ello también se pueden evitar daños en la máquina de accionamiento que se está probando o en el banco de pruebas.

En otra realización ventajosa del procedimiento, en la trayectoria de fuerza existen varios sensores piezoeléctricos y es monitorizada cada una de las mediciones de fuerza de los sensores piezoeléctricos.

En otra realización ventajosa del procedimiento se distingue en el análisis entre un desplazamiento paralelo y/o un desplazamiento angular del tren de ejes con respecto a la desalineación.

Las características y ventajas descritas a continuación en relación con el primer aspecto de la invención se aplican en consecuencia a los otros aspectos adicionales de la invención y viceversa.

En una realización ventajosa, el banco de pruebas del tren de accionamiento presenta además un dispositivo de ajuste, configurado para cambiar una posición de la máquina de carga por traslación y/o rotación, de modo que el banco de pruebas del tren de accionamiento, en particular el dispositivo de procesamiento de señales, comprenda además: medios configurados para controlar el dispositivo de ajuste sobre la base de los valores objetivo emitidos.

Otras ventajas y características se desprenden de la siguiente descripción de ejemplos de realización preferidos con referencia a las figuras. Las figuras muestran al menos parcialmente de forma esquemática:

Fig. 1a: una vista en planta desde arriba de un lado frontal de una máquina de carga, sobre la cual emerge un eje de la máquina de carga;

Fig. 1b: una vista lateral de la máquina de carga según la Fig. 1a;

Fig. 1c: dos vistas en planta desde arriba de un dispositivo de medición con un primer ejemplo de realización de un banco de pruebas de tren de accionamiento y una máquina de carga según las Fig. 1a y 1b, con los cuales puede ser ejecutado un procedimiento para corregir una desalineación;

Fig. 2: un ejemplo de realización de un procedimiento para corregir una desalineación;

Fig. 3: cuatro diagramas que muestran fuerzas, momentos flectores, una línea de flexión para un desplazamiento angular y una línea de flexión para un desplazamiento paralelo de un tren de ejes en un banco de pruebas;

Fig. 4: un diagrama con líneas de flexión para desplazamiento paralelo y líneas de flexión para un desplazamiento angular en la dirección axial de un tren de ejes;

Fig. 5: una vista en planta desde arriba de una disposición de medición con un segundo ejemplo de realización de un banco de pruebas de tren de accionamiento;

Fig. 6: una vista en planta desde arriba de una disposición de medición con un tercer ejemplo de realización de un banco de pruebas de tren de transmisión;

Fig. 7: una vista en planta desde arriba de un cuarto ejemplo de realización de un banco de pruebas de tren de accionamiento; y

Fig. 8 un detalle de los bancos de pruebas de tren de accionamiento según las Fig. 1, 5, 6 y 7.

Las figuras 1a, 1b y 1c muestran tres vistas diferentes de un primer ejemplo de realización de un banco de pruebas de tren de accionamiento 1. Las vistas de las figuras 1a y 1b muestran cada una exclusivamente una máquina de carga 14 del banco de pruebas de tren de accionamiento 1, la Fig. 1c muestra dos vistas de una disposición de medición con una máquina de carga 14 según las figuras 1a y 1b y una máquina de accionamiento 2 a ser probada.

La orientación de las vistas individuales de las Fig. 1a, 1b y 1c entre sí resulta de los ejes de coordenadas x, y, c representados de un sistema de referencia .

La Fig. 1a muestra una vista en planta desde arriba en dirección opuesta al eje z de una cara frontal de una máquina de carga 14, sobre la que emerge un eje 5b de la máquina de carga 14. La Fig. 1b muestra una vista lateral a lo largo del eje x de la máquina de carga según la Fig. 1a. La máquina de carga 14 está soportada sobre una placa de base o placa intermedia 10 mediante elementos de medición 4a, 4b, 4c, 4d de un sensor de fuerza. Preferiblemente, la placa de base o placa intermedia 10 también soporta los elementos de medición 4a, 4b, 4c, 4d en dirección horizontal. Preferiblemente, en la placa de base o placa intermedia 10 está previsto un dispositivo de ajuste 12a, 12, 12c. Este tiene preferentemente un primer actuador 12a, un segundo actuador 12b y un tercer actuador 12c para cambiar una orientación de la placa de base o placa intermedia 10 y por tanto también una orientación de la máquina de carga 14 en la dirección del eje x y/o el eje y, así como bascular en torno al eje x y/o al eje y.

En la Fig. 1c, la máquina de accionamiento 2 y la máquina de carga 14 están unidas o pueden ser unidas, respectivamente, a un tren de ejes de manera que se transmita el momento de giro. Para mayor claridad, en esta figura este tren de ejes no está representado por completo.

La vista izquierda de la Fig. 1c muestra una disposición de medición en la que la desalineación es un desplazamiento paralelo puro de un eje de rotación D de un eje 5b de la máquina de carga 14 y un eje de rotación D' de un eje 5a de la máquina de accionamiento 2 en la dirección x. La vista derecha de la Fig. 1c muestra una disposición de medición en la que la desalineación es un desplazamiento angular puro de un eje de rotación D de un eje 5b de la máquina de carga 14 y un eje de rotación D' de un eje 5a de la máquina de accionamiento 2 en torno al eje y. Sin embargo, en general las desalineaciones se producen como una superposición de desplazamiento angular y desplazamiento paralelo. Además, la máquina de accionamiento 2 podría estar desplazada adicional o alternativamente también en la dirección y, y/o girada alrededor del eje x. Además, los elementos de medición también podrían estar dispuestos en la máquina de accionamiento 2 o en el tren de ejes, como se describe más adelante con referencia a las figuras 5, 6 y 7.

Además, en la Fig. 1c están dibujados diferentes planos A, B, F, G, H. El plano A es un plano que está orientado perpendicular al eje de giro D de la máquina de carga 14 y en el que se sitúan dos elementos de medición 4a, 4d que están dispuestos en el extremo del lado inferior de la máquina de carga 14 más alejado del eje 5b de la máquina de carga 14. El plano B es un plano que también está orientado perpendicularmente al eje de giro D de la máquina de carga 14 y en el que se encuentran dos elementos de medición 4b, 4c que están dispuestos en el extremo del lado inferior de la máquina de carga 14 orientado hacia el eje 5b de la máquina de carga 14.

El plano G es un plano que está orientado perpendicular al eje de giro D' de la máquina de accionamiento 2 y en el que se sitúa un primer cojinete del eje 5a de la máquina de accionamiento 2, que está dispuesto en el extremo de la máquina de accionamiento 2 que da al eje 5b de la máquina de carga 14. El plano H es un plano que también está orientado perpendicular al eje de giro D' de la máquina de accionamiento 2 y en el que está situado un segundo cojinete del eje 5a de la máquina de accionamiento 2, que está dispuesto en el extremo de la máquina de accionamiento 2 más alejado del eje 5b de la máquina de carga 14.

En la parte derecha de la Fig. 1c se muestran las fuerzas causadas por las desalineaciones mostradas en los planos A, B y F. En los planos A y B actúan las fuerzasA,Bsobre los elementos de medición 4a, 4b, 4c, 4d que soportan la máquina de carga 14. En el plano F actúa la fuerzaFsobre el tren de ejes (no representado).

Mediante el procedimiento pueden ser detectadas desalineaciones tanto en el plano XZ como en el plano YZ, en particular simultáneamente, y luego ser corregidas.

Además, el banco de pruebas 1 presenta preferentemente un dispositivo de procesamiento de señales 7 (no representado). Este se describirá a continuación con referencia a la Fig. 8.

La figura 2 muestra un ejemplo de realización de un procedimiento para corregir una desalineación, que se puede utilizar en una disposición de medición según las figuras 1a a 1c.

Después de la instalación de la disposición de medición, en primer lugar está es preferentemente calibrada. Para ello es determinado en particular un factor de escala o una constante, en particular el producto del módulo de elasticidad y el momento de resistencia, preferiblemente una constante de rigidez, del tren de ejes 5; 5a, 5b. Este factor de escala o esta constante de material se utiliza preferiblemente para calcular la línea de flexión, como se explicará a continuación con referencia a la Fig. 3. Más preferiblemente, el factor de escala o la constante de material es determinada mediante dos mediciones de fuerza, con posiciones relativas respectivas diferentes entre sí de la máquina de accionamiento 2 y de la máquina de carga 14.

En una primera etapa de trabajo 101 del procedimiento 100 se lleva a cabo una medición de fuerza en los planos A, B y/o perpendicularmente a los planos A, B. Los planos A, B son intersecados por el eje de rotación D del eje 5b del tren de ejes 5; 5a, 5b, que es el eje de la máquina de carga 14. Preferiblemente, los planos A, B están alineados al menos sustancialmente normales al eje de rotación D. El eje de rotación D es preferentemente, como está representado en la Fig. 1c, el eje de rotación de aquel eje 5b del tren de ejes 5; 5a, 5b, en el que se realiza la medición de fuerza, es decir, con respecto al cual se miden las fuerzas.

Más preferentemente, la medición de la fuerza se realiza en estados estacionarios o casi estacionarios del tren de ejes 5; 5a, 5b. De esta manera, como ya se ha explicado, se pueden evitar daños en la disposición de medición. Más preferiblemente, la medición de la fuerza es monitorizada continuamente. En particular, para ello el valor medido en último lugar es comparado con un valor umbral que representa una carga crítica del tren de ejes 5; 5a, 5b. Si se supera este valor umbral, se detiene una rotación del tren de ejes 5; 5a, 5b o no se realiza ninguna rotación. Además, entonces preferiblemente el procedimiento 100 termina. Preferiblemente, como está representado en la Fig. 7, en la trayectoria de fuerza existen varios sensores de fuerza 4, 11, en este caso preferiblemente es monitorizada cada una de las mediciones de fuerza de los sensores de fuerza 4, 11.

Cualquier fuerza transversal que gira constantemente indica un desplazamiento angular en el tren de ejes y, por lo tanto, se puede diferenciar de las desalineaciones mediante el procedimiento según la invención.

En una segunda etapa de trabajo 102 es analizado un valor medido o una curva de valores medidos de la medición de fuerza para detectar una desalineación del tren de ejes 5; 5a, 5b. Preferiblemente, se distingue aquí entre el desplazamiento paralelo y/o el desplazamiento angular del tren de ejes 5; 5a, 5b en cuanto a la desalineación.

En una tercera etapa de trabajo 103 son determinados valores objetivo para una corrección de la posición de la máquina de carga 14 o de la máquina de accionamiento 2 para minimizar la desalineación. Para ello, en una primera subetapa 103-1 son determinados momentos flectores o una curva de momentos flectores en el tren de ejes 5; 5a, 5b basándose en el valor medido o en las curvas de valores medidos de la medición de fuerza. En una segunda subetapa de trabajo 103-2 es determinada entonces una línea de flexión del tren de ejes 5; 5a, 5b teniendo en cuenta las condiciones de contorno sobre la base de los momentos flectores determinados o la curva de momentos flectores. Mediante esta línea de flexión son determinados los valores objetivo de la corrección de la posición. Preferiblemente, la desalineación es mínima cuando la línea de flexiónwx(z)es idéntica al eje de rotación D.

En una cuarta etapa de trabajo 104 se comprueba si un momento flector o una curva de momentos flectores en el tren de ejes 5; 5a, 5b supera un valor umbral. Si se excede el valor umbral, el procedimiento 100 continúa y se repite. Para ello son emitidos los valores objetivo en una quinta etapa de trabajo 105. Esta emisión se realiza preferentemente a través de una interfaz de datos 10 en la siguiente etapa de trabajo. Alternativa o adicionalmente, los valores objetivo también pueden ser emitidos a un usuario a través de una interfaz de usuario 10.

Si ya no se supera el valor umbral, el procedimiento 100 finaliza preferentemente en una novena y última etapa 109.

Cuando se continúa con el procedimiento 100, la unión positiva de fuerza entre la máquina de carga 14 y la máquina de accionamiento 2 es interrumpida preferiblemente en una sexta etapa de trabajo 106, en particular por apertura de un acoplamiento (no representado) del tren de ejes 5; 5a, 5b. De este modo se puede cambiar la posición relativa de las dos máquinas 2, 14 entre sí sin fuerzas contrarias.

En una séptima etapa de trabajo 107 es modificada una posición de la máquina de carga 14 y/o de la máquina de accionamiento 2 en el banco de pruebas sobre la base de los valores objetivo emitidos. Esto debería dar como resultado una reducción de la desalineación.

En una octava etapa 108 se restablece entonces preferentemente la unión positiva de fuerza entre la máquina de carga 14 y la máquina de accionamiento 2. Preferiblemente, el procedimiento 100 comienza a continuación de nuevo en la primera etapa de trabajo 101. Alternativamente, el procedimiento 100 también puede comenzar de nuevo desde el principio después de una etapa de trabajo anterior.

A continuación se explicará un ejemplo de cálculo de valores objetivo sobre la base de las fuerzas medidas en los planos A y B o en el plano F con referencia a las figuras 3 y 4.

Si la máquina de accionamiento 2 montada fija y la máquina de carga 14 están unidas mecánicamente a través del tren de ejes, entonces se produce una unión positiva de fuerza, que puede considerarse de forma simplificada como una viga de flexión (suponiendo una disposición de eje de cojinete con apoyo fijo-libre, como está representado en las figuras 1c y 3).

Dependiendo del lugar de la medición del flujo de fuerza, en el caso representado en los planos A y B o en el plano F, a partir del equilibrio de momentos formado pueden ser calculadas las fuerzas de apoyoA y Bo una fuerza de desalineación F.

Los componentes de fuerza.FxyFyy el componente de fuerzaFz,así como los componentes de momentoMbxyMbypara la determinación de una desalineación pueden obtenerse de manera en sí conocida mediante la disposición selectiva de direcciones preferidas de los elementos de medición individuales 4a, 4b, 4c o de sus elementos piezoeléctricos.

También se pueden utilizar otros procedimientos para determinar estos parámetros. Por ejemplo, una descomposición, en particular una descomposición ortogonal, de las señales de medición de los elementos de medición individuales 4a, 4b, 4c o de las fuerzas F<1>,.., Fi derivadas de las señales de medición, es decir medidas.

En este caso por ejemplo los parámetros a determinar M<z>, F<x>, F<y>son la solución de un sistema de ecuaciones, de modo que para cada señal de medición se tiene una ecuación como sigue:

SN =<a m>• Mz ...

S1, S2, ...Si, ..., SN son aquí las señales de medición de los elementos de medición individuales 4a, 4b, 4c, ...2, N. Cada coeficiente a depende de varios factores, como por ejemplo la posición respectiva del elemento de medición 4a, 4b, 4c,...4i, 4N y la orientación de la dirección preferida respectiva en el sistema de referencia, una sensibilidad del elemento de medición respectivo 4a, 4b, 4c,..., 4i,... ,N y una posible pérdida de señal debido a una derivación de fuerza a través de unos medios de fijación.

Para resolver tal sistema de ecuaciones para el momento de giro M<z>, un primer componente de fuerza perpendicular F<x>y un segundo componente de fuerza perpendicular F<y>son necesarias señales de medición de al menos tres elementos de medición 4a, 4b, 4c, cuyas direcciones preferidas estén orientadas de tal manera que se sitúen en un único plano. Además, al menos dos de las direcciones preferidas no deben estar alineadas ni paralelas ni antiparalelas.

Para este caso general descrito con N = 3, es decir con tres elementos de medición 4a, 4b, 4c, la solución del sistema de ecuaciones representado arriba es única. Si se añaden otros elementos de medición al sistema de medición 1, entonces el sistema de ecuaciones con tres parámetros es M<z>, F<x>, F<y>a calcular es indeterminado, pero la precisión de la medición puede ser mejorada otra vez.

En el caso de N = 4 se pueden plantear cuatro sistemas diferentes de ecuaciones F (S1, S2, S3), F (S1, S2, S4), F (S1, S3, S4), F (S2, S3, S4). Los valores determinados para los parámetros M<z>, F<x>, F<y>individuales a determinar pueden luego ser sumados y promediados, es decir, en el caso de cuatro elementos de medición 4a, 4b, 4c, ..., 4i, ..., 4N se dividen entre cuatro. De manera similar, puede ser planteado un sistema de ecuaciones F (S1, S2..., SN) indeterminado, que se resuelve mediante un problema de minimización.

Una vez encontrada una solución general para el sistema de ecuaciones, el cálculo de los parámetros M<z>, F<x>, F<y>se puede reducir a una multiplicación de matrices. Esta tiene tres filas y tantas columnas como señales de medición S1, S2, S3, ... SN estén disponibles. Los elementos o coeficientes de la matriz forman las contribuciones respectivas de los sensores individuales a los parámetros M<z>, F<x>, F<y>a determinar.

Utilizando dicha descomposición, también pueden ser determinados los momentos flectoresMbxyMby.

Para la descomposición de las señales de medición S1, S2, ...Si, ..., SN en componentes que contribuyen a los respectivos parámetros M<z>, F<x>, F<y>a determinar, es necesario que se conozca la posición de los elementos de medición 4a, 4b, 4c,..., 4i,..., 4N y la orientación de las direcciones preferidas.

Los parámetros geométricos pueden ser determinados o bien a partir de un dibujo de construcción del banco de pruebas de tren de accionamiento 1, o bien del conocimiento de las direcciones preferidas de los elementos de medición 4a, 4b, 4c,..., 2i,..., 2N.

Sin embargo, la orientación de las direcciones preferidas de los elementos de medición 4a, 4b, 4c,..., 4i,..., 4N también puede ser determinada por medición de las direcciones preferidas mediante una medición de calibración. Para ello, el sensor de fuerza 4, 11 se sujeta preferentemente entre dos placas planas. En una etapa siguiente son aplicadas fuerzas transversales externas con una dirección conocida. A partir del tamaño de las señales de medición individuales S1, S2,...Si,..., SN con respecto a la magnitud y la dirección de las fuerzas transversales introducidas, puede ser determinada la dirección preferida de los elementos de medición 4a, 4b, 4c,..., 4i,... 4N en el plano que es abarcado por la dirección preferida de los elementos de medición 4a, 4b, 4c,..., 4i,...,4N.

Mediante tal descomposición por la aplicación de un momento de giro M<z>definido y la medición de las señales de medición individuales S1, S2,...Si,..., Sn puede ser determinada una distancia de los elementos de medición 4a, 4b, 4c,..., 4i,...,4N desde el eje de rotación D si son conocidas las direcciones preferidas de los elementos de medición individuales 4a, 4b, 4c,..., 4i,...,4N.

Como está representado en la Fig. 3, sobre la base de las fuerzasA,B,Fdeterminadas puede ser encontrado el momento flectorMby(z)en función de la ubicación en la dirección del eje de rotación D de la máquina de carga 14, en el sistema de referencia mostrado en la dirección del eje z.

La relación entre la línea de flexiónwx(z)y el momento flectorMby(z)obedece a la siguiente ecuación diferencial

donde F es el módulo de elasticidad yJyes el momento de resistencia de la disposición de medición. Ambos juntos forman el llamado factor de escala que es constante para un determinado tren de ejes o para una determinada disposición de medición. El factor de escala tiene en cuenta una rigidez y una constante de material del respectivo tren de ejes o ramal de ejes o de la respectiva disposición de medición.

La ecuación diferencial se puede resolver mediante una función polinómicawx(z).Esta función polinómica wx(z) indica la línea de flexión. Si existen varios ramales de eje 5a, 5b del tren de ejes, se puede utilizar un número correspondiente de polinomios wx(z) incluyendo las respectivas condiciones de conexión al resolver el sistema de ecuaciones diferenciales acopladas wx(z)".

El factor de escala puede ser determinado experimentalmente especificando las condiciones de contorno para la línea de flexión wx(z).

En el caso representado en las figuras 1c y 3, por ejemplo, se tienen las condiciones de contorno wx(0) = 0 y wx(a) = 0. Además, la derivada de la línea de flexión para el desplazamiento angular en cualquier caso es cero en el punto z = a b, es decirw'x(a+ b) = 0. El factor de escala se puede calcular entonces mediante dos mediciones de las fuerzas en diferentes orientaciones relativas entre sí de la máquina de accionamiento 2 y la máquina de carga 14. Alternativamente, el factor de escala también se puede estimar mediante una simulación FEM del tren de ejes o de la disposición de medición.

La figura 4 muestra dos líneas de flexión diferentes wx(z) para un desplazamiento angular puro de los ejes de rotación D, D' de la Fig. 1c (Fig. 4 arriba) y un desplazamiento paralelo puro de los ejes de rotación D, D' de la Fig. 1c (Fig. 4 abajo), que son determinados mediante el procedimiento de cálculo presentado. La línea de puntos y guiones indica la línea de flexión con un desplazamiento angular y un desplazamiento paralelo mayor que la línea discontinua.

Naturalmente también pueden producirse desplazamientos paralelos separados en la dirección y, así como desplazamientos angulares debido a la rotación alrededor del eje x, lo que provoca líneas de flexión wy(z). Su línea de flexión wxy(z) bidimensional puede ser calculada entones por superposición. Esta superposición es preferentemente una suma de las líneas de flexión, que debido a su orientación son vectores, es decir, una suma de vectores.

Las figuras 5 a 7 muestran otros ejemplos de realización de bancos de pruebas de tren de accionamiento 1. Aunque la disposición del o de los sensores de fuerza en estos ejemplos de realización difiere en parte considerablemente de la disposición representada en relación con el primer ejemplo de realización en la Fig. 1, un cálculo de los momentos de flexión y de las líneas de flexión del tren de accionamiento se puede atribuir a aquel método de cálculo que fue explicado anteriormente con referencia a las figuras 3 y 4.

La Fig. 5 muestra un segundo ejemplo de realización de un banco de pruebas de accionamiento 1, en el que además de pruebas de calibración o de aplicación es posible una detección de desalineaciones. En particular, una desalineación puede ser detectada independientemente del funcionamiento del banco de pruebas.

El banco de pruebas de tren de accionamiento 1 presenta, entre otras cosas, máquinas de carga o bancos de pruebas 14a, 14b, que pueden ser conectados solidarios en rotación con una salida de un tren de accionamiento, como se muestra en la Fig. 1.

Además, el banco de pruebas de tren de accionamiento 1 presenta preferiblemente un codificador incremental 6, que está configurado para medir un ángulo de rotación del tren de ejes 5a, 5b. La función de un codificador incremental 6 es conocida por el estado de la técnica, en particular este puede determinar el ángulo de giro del tren de ejes 5a, 5b o una modificación y/o dirección del ángulo de giro de forma fotoeléctrica, magnética y/o con contactos deslizantes.

Además, el tren de accionamiento 1 tiene preferentemente un sensor de fuerza 4, que a su vez tiene preferentemente varios elementos de medición piezoeléctricos, en la Fig. 1 tres elementos de medición piezoeléctricos 4a, 4b, 4c. En el ejemplo de realización según la Fig. 1, los elementos de medición 4a, 4b, 4c están dispuestos sobre una brida de medición 12, que puede formar parte del banco de pruebas de accionamiento 1 o del tren de accionamiento 3. Como elementos de medición 4a, 4b, 4c también se pueden utilizar más preferentemente galgas extensométricas.

La brida de medición une un primer ramal de eje 5a con un segundo ramal de eje 5b del tren de ejes 3. El tren de ejes 5a, 5b gira alrededor de un eje de rotación D, que en la Fig. 5 está indicado con líneas de puntos y guiones.

La máquina de accionamiento 2 puede ser tanto un componente del banco de pruebas de tren de accionamiento 1 o del tren de accionamiento 3, dependiendo de qué componentes de un tren de accionamiento 3 deban ser comprobados en el banco de pruebas de tren de accionamiento 1.

En el ejemplo de realización mostrado en la Fig. 5, el tren de accionamiento 3 tiene la máquina de accionamiento 2, el tren de ejes 5a, 5b, un diferencial 13 y ramales de eje (sin números de referencia). Desde la máquina de accionamiento 2 puede ser transmitido un flujo de potencia a las máquinas de carga 14a, 14b a través del primer ramal de ejes 5a, la brida de medición 12, el primer sensor de fuerza piezoeléctrico, el diferencial 13 y los ramales de eje.

El banco de pruebas 1 presenta además un dispositivo de soporte 10, en el que están montados el banco de pruebas de accionamiento en su conjunto, así como elementos individuales del banco de pruebas del tren de accionamiento 1 y/o también del tren de accionamiento 3. El dispositivo de soporte 10 puede presentar estructuras mecánicas para almacenar los elementos individuales, por ejemplo en el suelo de una sala de bancos de pruebas. Más preferentemente, el dispositivo de soporte 10 puede presentar una placa de base o estar realizado como tal.

En el ejemplo de realización mostrado en la Fig. 1, al menos la máquina de accionamiento 2 y las máquinas de potencia 14a, 14b están soportadas por el dispositivo de soporte 10.

Por el flujo de potencia, que es generado preferentemente por la máquina de accionamiento 2, es provocado un flujo de fuerza que en el ejemplo de realización mostrado en la Fig. 1 se extiende desde el dispositivo de soporte 10 a través de la máquina de accionamiento 2 y el tren de accionamiento 3, las máquinas de carga 14a, 14b de nuevo hasta el dispositivo de soporte 10. El dispositivo de soporte 10 proporciona en cada caso las fuerzas de reacción para soportar la máquina de accionamiento 2 y la máquina de carga 14a, 14b.

Los elementos de medición 4a, 4b, 4c están configurados y realizados preferiblemente de tal manera que midan fuerzas en el plano F, es decir, en un plano paralelo al plano XY del sistema de referencia representado. El primer sensor de fuerza 4 presenta preferentemente elementos piezoeléctricos 4a, 4b, 4c, que aprovechan el efecto de cizallamiento piezoeléctrico. En el ejemplo de realización mostrado son introducidas fuerzas o momentos de giro sobre la brida de medición 12 en los elementos piezoeléctricos 4a, 4b, 4c a través de las superficies frontales de los elementos de medición 4a, 4b, 4c. Las superficies frontales de los elementos piezoeléctricos 4a, 4b, 4c están unidas preferentemente con unión positiva de fricción a una superficie de la brida de medición 12.

Si es aplicada una fuerza en la dirección X y/o una fuerza en la dirección Y del sistema de referencia en la brida de medición 12, entonces los elementos de medición piezoeléctricos 4a, 4b, 4c generan señales de medición correspondientes mediante el efecto de cizallamiento piezoeléctrico. Lo mismo es válido si se aplica un momento de giro que actúa en la dirección del eje Z sobre la brida de medición 12.

Alternativa o adicionalmente, los elementos de medición 4a, 4b, 4c pueden realizar una medición de fuerza perpendicular al primer plano F. Para ello, los elementos de medición 4a, 4b, 4c utilizan preferentemente el efecto piezoeléctrico longitudinal o el efecto piezoeléctrico transversal. Si son medidas fuerzas tanto en el primer plano F, como también perpendicularmente al mismo, entonces existen preferentemente tanto elementos de medición que miden en la dirección Z como también elementos de medición que pueden medir fuerzas en el plano X o XY. Más preferentemente, cada uno de los elementos de medición 4a, 4b, 4c tiene al menos dos elementos piezoeléctricos que están conectados en serie con respecto al flujo de fuerza, aprovechando un primer elemento piezoeléctrico el efecto de cizalladura piezoeléctrico y un segundo elemento piezoeléctrico el efecto piezoeléctrico transversal o longitudinal.

La Fig. 6 muestra un tercer ejemplo de realización de un banco de pruebas 1, mediante el cual puede ser detectada una desalineación de un tren de ejes durante el funcionamiento del banco de pruebas.

El banco de pruebas 1 del segundo ejemplo de realización de la Fig. 6 se diferencia del segundo ejemplo de realización de la Fig. 5 esencialmente en que un sensor de fuerza 11 no está dispuesto en el flujo de potencia entre la máquina de accionamiento 2 y las máquinas de carga 14a, 14b, sino entre el dispositivo de soporte 10 y la máquina de accionamiento 2.

Con esta disposición, el primer sensor de fuerza 4 mide la fuerza de reacción que es ejercida por el dispositivo de soporte 10 sobre la máquina de accionamiento 2 cuando existe un momento de giro entre el tren de ejes 5 y la máquina de accionamiento 2.

El sensor de fuerza 11 puede ser montado preferentemente en la dirección axial del eje de giro D, como está representado en la Fig. 6. De la misma manera, la máquina de accionamiento 2 también podría estar montada lateralmente por arriba o por debajo del sensor de fuerza 11, como se muestra en la vista en planta desde arriba según la Fig. 1a, la Fig. 1b o la Fig. 7. Dependiendo de cómo se aplican los elementos de medición piezoeléctricos 11a, 11b, 11c a la máquina de accionamiento 2, se utilizan entonces elementos con efecto de cizallamiento piezoeléctrico, efecto piezoeléctrico longitudinal o transversal, o como ya se explicó con referencia a la Fig. 5, con dos efectos diferentes.

También en el ejemplo de realización según la Fig. 6 son medidas fuerzas preferentemente en un plano C; D y/o perpendicularmente al plano G; H.

También es posible combinar el segundo ejemplo de realización según la Fig. 5 con el tercer ejemplo de realización según la Fig. 6: así el segundo ejemplo de realización podría presentar también por ejemplo una brida de medición 12, en la que estaría dispuesto otro sensor de fuerza piezoeléctrico. Este segundo sensor de fuerza piezoeléctrico podría definir entonces un segundo plano F para medir fuerzas y/o momentos.

Además, podrían estar presentes otros sensores de fuerza piezoeléctricos para medir las fuerzas de reacción en las máquinas de carga 14a, 14b y estos otros sensores de fuerza piezoeléctricos también podrían soportar preferiblemente la respectiva máquina de carga 14a, 14b con respecto al dispositivo de soporte, en particular con respecto a una placa de base o fondo 10, de modo que también aquí se podrían medir las fuerzas de reacción entre las máquinas de carga 14a, 14b y el dispositivo de soporte 10.

La medición de fuerzas de reacción según la Fig. 6 tiene la ventaja frente a la medición directa de fuerzas en el tren de ejes 5 de que el respectivo sensor de fuerza 4 no influye en el momento de inercia ni en el desequilibrio del tren de ejes 5.

En la Fig. 7 se muestra un cuarto ejemplo de realización de un banco de pruebas de tren de accionamiento, mediante el cual se puede detectar una desalineación de un tren de ejes.

El tren de accionamiento 3 presenta únicamente un tren de ejes 5 y eventualmente una máquina de accionamiento 2. A diferencia del primer ejemplo de realización de un banco de pruebas según la Fig. 1, tanto las fuerzas de reacción de la máquina de carga 14 como de la máquina de accionamiento 2 son medidas con respecto al dispositivo de soporte 10, preferentemente con respecto al por lo menos un plano de medición A, B en la máquina de carga 14 y con respecto a por lo menos un plano de medición G, H en la máquina de accionamiento 2.

De igual modo que en los ejemplos de realización según las Fig. 5 y 6, los trenes de accionamiento 1 según el primer ejemplo de realización o según el segundo ejemplo de realización también pueden presentar otros elementos, en particular una caja de cambios o diferencial, ramales de eje, etc.

Sin embargo, en este ejemplo de realización también podría estar previsto que el respectivo sensor de fuerza 4, 11 presente dos elementos conectados en serie con respecto al flujo de fuerza, de modo que sean posibles dos direcciones de medición diferentes, en particular dos direcciones de medición ortogonales entre sí. En particular, estas direcciones de medición podrían estar orientadas en las direcciones del eje X y del eje Y. Una fuerza en la dirección Z también podría medirse mediante un tercer elemento piezoeléctrico en los elementos de medición de los sensores de fuerza 4, 11.

La figura 8 muestra un detalle de un banco de pruebas de tren de accionamiento 1 según las figuras 1,5, 6 o 7 o una unidad de control separada que está configurada para controlar el banco de pruebas de tren de accionamiento 1. Un dispositivo de procesamiento de señales 7 tiene medios 8, configurados para analizar un valor medido o una curva de valores medidos de la medición de fuerza para detectar una desalineación del tren de ejes 5; 5a, 5b, medios 9 para determinar valores objetivo para una corrección de posición de la máquina de carga o de la máquina de accionamiento para minimizar la desalineación y medios 10, en particular una interfaz para emitir los valores objetivo. Más preferiblemente, el dispositivo de procesamiento de señales 7 tiene medios 15 que controlan el dispositivo de ajuste 12a, 12, 12c sobre la base de los valores objetivo emitidos. El dispositivo de procesamiento de señales 7 está conectado mediante señales tanto a los elementos de medición 4a, 4b, 4c del sensor de fuerza como al dispositivo de ajuste 12a, 12, 12c.

En cuanto a los ejemplos de realización descritos anteriormente se trata simplemente de ejemplos que no deben limitar el alcance de protección ni la aplicación ni la estructura de ninguna manera. Más bien, la descripción anterior proporciona al experto en la materia una directriz para la implementación de al menos un ejemplo de realización, pudiendo realizarse diferentes modificaciones, en particular en lo que respecta a la función y la disposición de los componentes descritos, sin salirse del alcance de protección tal como se define en las reivindicaciones de esta combinación y combinaciones equivalentes de características. En particular, en el marco de la invención definida en las reivindicaciones pueden ser combinados entre sí ejemplos de realización individuales, en particular en lo que se refiere al banco de pruebas de tren de accionamiento o a la disposición de medición. En particular, también los ejemplos de realización del banco de pruebas de tren de accionamiento de las figuras 5, 6 y 7 pueden presentar un dispositivo de ajuste 12a, 12b, 12c. También la secuencia de las etapas de trabajo del procedimiento 100 descrito puede diferir de la representada. Asimismo, la medición de fuerza, especialmente en el eje, puede ser realizada por sensores basados en galgas extensométricas.

Lista de símbolos de referencia

1 banco de pruebas de tren de accionamiento

2 máquina de accionamiento

3 tren de accionamiento

4 primer sensor de fuerza piezoeléctrico

4a, 4b, 4c elementos de medición piezoeléctricos

5, 5a, 5b tren de ejes

6 codificador incremental

7 dispositivo de procesamiento de señales

8, 9, 10, 15 medios del dispositivo de procesamiento de señales.

11 segundo sensor de fuerza piezoeléctrico

12 brida de medición

13 diferencial/caja de cambios

14, 14a, 14b máquina de carga

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento (100) para corregir una desalineación de al menos un tren de ejes (5, 5a, 5b) de un tren de accionamiento (3) en un banco de pruebas (1), en el que al menos un sensor de fuerza piezoeléctrico (4a, 4b, 4c, 4d) está dispuesto en una trayectoria de fuerza a través de la cual puede ser transmitido un flujo de fuerza por medio del tren de ejes (5; 5a, 5b) durante una transmisión de potencia entre una máquina de carga (14; 14a, 14b) del banco de pruebas (1) y una máquina de accionamiento (2) del tren de accionamiento (3) o del banco de pruebas (1), que presenta las siguientes etapas de trabajo:

realizar (101) una medición de fuerza en al menos un plano (A, B; F) y/o perpendicularmente al por lo menos un plano (A, B; F) que es intersecado por un eje de rotación (D) del tren de ejes (5; 5a, 5b) y está situado preferiblemente al menos sustancialmente normal al eje de rotación (D);

analizar (102) un valor medido o una curva de valores medidos de la medición de fuerza para detectar una desalineación del tren de ejes (5; 5a, 5b);

determinar (103) valores objetivo para una corrección de la posición de la máquina de carga (14; 14a, 14b) o de la máquina de accionamiento (2) para minimizar la desalineación; en el que los valores objetivo indican una dirección y una magnitud en la que debe ser desplazado y/o girado un componente a alinear, o indican un valor absoluto de una dirección y de una posición hacia la que debe ser desplazado y/o girado el componente a alinear; en el que para determinar los valores objetivo (103) son realizadas las otras dos etapas de trabajo siguientes:

determinar (103-1) momentos flectores o una curva de momentos flectores en el tren de ejes (5; 5a, 5b) basándose en el valor medido o la curva de valores medidos de la medición de fuerza;

determinar (103-2) una línea de flexión del tren de ejes (5; 5a, 5b) basándose en los momentos de flexión determinados o en la curva de momentos de flexión, siendo determinados los valores objetivo por medio de la línea de flexión; y

emitir (105) los valores objetivo.

2. Procedimiento (100) según la reivindicación 1, que presenta además las siguientes etapas de trabajo:

comprobar (104) si un momento flector o una curva de momentos flectores en el tren de ejes (5; 5a, 5b) supera un valor umbral; y

repetir iterativamente el procedimiento (100) si es excedido el valor umbral, o terminar (109) el procedimiento (100) si no es excedido el valor umbral.

3. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 o 2, que presenta además la siguiente etapa de trabajo:

liberar (106) una unión positiva de fuerza entre la máquina de carga (14) y la máquina de accionamiento (2), en particular por apertura de un acoplamiento del tren de ejes (5; 5a, 5b).

4. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, que presenta además la siguiente etapa de trabajo:

cambiar (107) una posición de la máquina de carga (14) y/o de la máquina de accionamiento (2) en el banco de pruebas basándose en los valores objetivo emitidos.

5. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, que presenta además la siguiente etapa de trabajo:

establecer (108) una unión positiva de fuerza entre la máquina de carga (14) y la máquina de accionamiento (2). 6. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, en el que para calcular las líneas de flexión es determinada una constante, en particular el producto del módulo de elasticidad y el momento de resistencia, del tren de ejes (5; 5a, 5b) mediante dos mediciones de fuerza con respecto a posiciones respectivas diferentes de la máquina de accionamiento (2) o de la máquina de carga (14).

7. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, en el que el eje de rotación (D) del tren de ejes (5; 5a, 5b) es un eje de rotación de aquel eje del tren de ejes (5; 5a, 5b) en el que es realizada la medición de fuerza.

8. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 7, en el que la medición de la fuerza se realiza en un estado estacionario o un estado casi estacionario del tren de ejes (5; 5a, 5b).

9. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 8, en el que la medición de la fuerza es monitorizada comparando el valor medido o los valores medidos con un valor umbral que caracteriza una carga crítica del tren de ejes (5; 5a, 5b), en el que si se supera el valor umbral, se detiene una rotación del tren de ejes (5; 5a, 5b) o no se realiza ninguna rotación.

10. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, en el que existen varios sensores de fuerza (4, 11) en la trayectoria de fuerza, y en el que es monitorizada cada una de las mediciones de fuerza de los sensores de fuerza (4, 11).

11. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, en el que al analizar se distingue entre desplazamiento paralelo y/o desplazamiento angular del tren de ejes (5; 5a, 5b) con respecto a la desalineación.

12. Programa informático que comprende instrucciones que, cuando son ejecutadas por un ordenador, hacen que este realice las etapas de un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11.

13. Medio legible por ordenador, que comprende instrucciones que cuando son ejecutadas por un ordenador hacen que este ejecute las etapas de un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11.

14. Banco de pruebas de tren de accionamiento (1) que presenta:

una máquina de carga (14a, 14b) que puede ser conectada a un tren de ejes (5; 5a, 5b) a ser probado; al menos un sensor de fuerza piezoeléctrico (4a, 4b, 4c, 4d) que está dispuesto en una trayectoria de fuerza, a través de la cual es transmitido un flujo de fuerza a través del tren de ejes (5; 5a, 5b) durante una transmisión de potencia desde la máquina de carga (14a, 14b) del banco de pruebas (1), y que está configurado para realizar una medición de fuerza en un plano (A, B; F) y/o perpendicularmente a dicho plano (A, B; F) que es intersecado por un eje de rotación (D) del tren de ejes (5; 5a, 5b) y está situado preferiblemente al menos sustancialmente normal al eje de rotación (D); y

un dispositivo de procesamiento de señales (7) con

- medios (8) configurados para analizar un valor medido o una curva de valores medidos de la medición de fuerza para detectar una desalineación del tren de ejes (5; 5a, 5b);

- medios (9) para determinar valores objetivo para una corrección de la posición de la máquina de carga o de la máquina de accionamiento con el fin de minimizar la desalineación, indicando los valores objetivo una dirección y una magnitud en la que debe ser desplazado y/o girado un componente a alinear, o un valor absoluto de una dirección y una posición a la cual el componente a alinear debe ser desplazado y/o girado, en el que para determinar los valores objetivo (103) el dispositivo de procesamiento de señales (7) está diseñado además para:

■ determinar (103-1) momentos flectores o una curva de momentos flectores en el tren de ejes (5; 5a, 5b) basándose en el valor medido o en las curvas de valores medidos de la medición de fuerza; y

■ determinar (103-2) una línea de flexión del tren de ejes (5; 5a, 5b) basándose en los momentos flectores determinados o la curva de momentos flectores, siendo determinados los valores objetivo mediante la línea de flexión; y

- medios (10) para emitir los valores objetivo.

15. Banco de pruebas de tren de accionamiento (1) según la reivindicación 14, en el que el banco de pruebas de tren de accionamiento (1) presenta adicionalmente un dispositivo de ajuste (12a, 12b, 12c), configurado para cambiar una posición de la máquina de carga (14a, 14b) o de la máquina de accionamiento (2) por traslación y/o rotación, en el que el banco de pruebas de tren de accionamiento (1), en particular el dispositivo de procesamiento de señales (7), presenta además:

- medios (15) configurados para controlar el dispositivo de ajuste (12) sobre la base de los valores objetivo emitidos.