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Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Stelle des Ausgleichgewichtes für die dynamische Auswuchtung von umlaufenden Körpern.
Um einen umlaufenden Körper auswuchten zu können, muss jene Stelle ermittelt werden, an der sich der Körper bzw. da es sich in der Praxis stets um eine, irgendeinen Maschinenteil tragende Welle
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kanntlich bleibt die Stelle der grössten Ausbiegung in der Drehrichtung hinter der geometrischen Stelle des Schwerpunktes des Übergewichtes zurück. D ? r Nacheilwinkel wächst mit wachsender Unidrehungszahl, erreicht bei der kritischen Umlaufzahl den Wert von 90'und nähert sich bei weiterem Steigen der Umlaufzahl dem Höchstwert von 180 . Da der Zusammenhang zwischen Umlaufzahl und Naeheilwinkel einer Tangentenkurve ähnlich verläuft, so kann man diejenige Stelle, wo das Gegengewicht angebracht werden soll,
um einen ruhigen Gang der Maschine zu erzielen, dadurch finden, dass die Stelle der grössten Ausbiegung der Welle bei zwei verschiedenen Umlaufzahlen ermittelt wird. Kann die Maschine bei der kritischen Umlaufzahl beobachtet werden und ist diese verhältnismässig stark ausgeprägt, so genügt eine einzige Messung, da das Gegengewicht um einen Winkel von 900 hinter der bei der kritischen Umlaufzahl ermittelten Stelle der grössten Ausbiegung angebracht werden muss.
Bisher wurde meistens die Stelle der grössten Ausbiegung durch unmittelbares Ameissen bestimmt, was jedoch bei hohen Umlaufzahlen gefährlich werden kann, während die die unmittelbare Gegenwart des Beobachters erübrigenden'Verfahren verhältnismässig umständliche und kostspielige Einlichtungen fordern.
Die Erfindung gestattet nun die genaue Bestimmung der Stellen der grössten Ausbiegung der Wellen umlaufender Körper durch Fernbeobaehtung in einer einfachen Weise. Gemäss der Erfindung wird die Stelle der grössten Ausbiegung dadurch bestimmt, dass ein zwischen dem Umfang des auszu- wuchtenden Körpers und der Kante eines ortsfesten Körpers gebildeter Spalt durch eine mit solcher Geschwindigkeit laufende stroboskopische Vorrichtung betrachtet wird, dass die Frequenz der durch das Stroboskop beobachteten Änderung der Breite des Spaltes einen geringen Bruchteil der Umlaufzahl des auszuwuchtenden Körpers bildet.
Zweckmässig wird dabei am Umfang des auszuwuchtenden Körpers ein Zeichenkranz angebracht, denman durch das Stroboskop gleichzeitig mit dem Spalt betrachtet, so dass mittels der langsam durch das Gesichtsfeld schreitenden Zeichen jene Stelle des Umfanges abgelesen werden kann, an der der Spalt die geringste Breite, also die Ausbiegung der Welle den grössten Wert erreicht. Die zur Ausführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung besteht ans einem Fernrohr mit in der Bildebene angeordneter Abdeekkante und im Strahlengang des Fernrohres eingeschalteter strobo-
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rohres verschiebbar und um dessen optische Achse drehbar zu lagern. Auch ist es zweckmässig, das Fernrohr um die parallel mit der optischen Achse des Fernrohres angeordnete Drehachse der strobosko- pischen Scheibe schwenkbar zu lagern.
Endlich ist es zweckmässig, die stroboskopische Scheibe aus zwei übereinander gelagerten, gegeneinander verdrehbaren geschlitzten Scheiben zusammen zu stellen, deren Schlitze derart angeordnet sind, dass in den verschiedenen gegenseitigen Stellungen der beiden Scheiben die eine Scheibe eine geringere oder grössere Anzahl der Schlitze der andern Scheibe verdeckt, so dass das Scheibenpaar je nach der jeweiligen gegenseitigen Lage der beiden Scheiben eine geringere oder grössere Anzahl am Umfang gleichmässig verteilter Darehtrittsschlitze für das Lieht aufweist.
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stroboskopischen Scheibe, Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie 3-3 von Fig. 1. Fig. 4 ist ein Längsschnitt der zusammengesetzten stroboskopisehen Scheibe.
Fig. 5 ist eine Draufsicht der hinteren und Fig. 6 eine Draufsicht der vorderen stroboskopischen Scheibe. Fig. 7 zeigt das Gesichtsfeld des Fernrohres bei Beobachtung des auszuwachtenden Körpers.
Die Vorrichtung besteht aus einem Fernrohr a, dessen Objektiv b mittels des Triebes c eingestellt werden kann. Das Fernrohr ist mittels der Arme d, d im Schlitten e um die parallel zur optischen Achse des Fernrohres liegende Achse J-- drehbar gelagert und kann durch die Schraube x in jeder Lage festgestellt werden. Der Schlitten e ist am Tisch f in der Querrichtung verschiebbar. Der Schlitten e trägt ein Federtriebwerk g, das in an sich bekannter Weise mit einem blemsbaren Regler ausgerüstet ist. Das Triebwerk g treibt die in der Achse A-A liegende Welle i an, die die stroboskopische Scheibe h trägt. Letztere durchschneidet den Strahlengang des Fernrohres.
Das einstellbare Rohr 7c, in dem sich die vordere Linse i des Okulars befindet, ist in einem Fortsatz m des vorderen Armes d des Fernrohres drehbar gelagert. Im Okularrohr k befindet sich ein in der Bildebene des Fernrohres liegendes durchsichtiges Plättchen M, das mittels der Einstellschraube o und der Federn p senkrecht zur optischen Achse des Fernrohres eingestellt werden kann (Fig. 3). Ein Teil der durchsichtigen Plättchen ist undurchsichtig abgedeckt, so dass eine Blende entsteht, die einen Teil des Gesichtsfeldes abdeckt. Die Blende ist durch eine scharfe gerade Kante n2 begrenzt, die als Beobachtungskante des zu beobachtenden Spaltes bezeichnet werden soll (Fig. 7).
Das Plättchen nist ferner mit einer senkrecht zur Kante n2fortschreitenden Teilung n3 versehen (Fig. 7). Die Grundplatte fist im Gestell des Fernrohres um einen lotrechten Zapfen q drehbar gelagert.
Die stroboskopische Scheibe ist aus zwei Scheiben h1 und h2 zusammengesetzt (Fig. 4), die dicht aufeinanderliegen. Die Scheibe h2 ist fest mit der Welle i verbunden, während die Scheibe 711 drehbar auf der Welle gelagert ist. Eine Feder r drückt die Scheibe Ai gegen die Scheibe dz Die Scheibe h1 ist mit einem Kranz von z. B. zwölf gleichmässig verteilten Schlitzen s versehen (Fig. 6).
Die Scheibe h2 (Fig. 5) weist ausser zwölf gleichmässig verteilten Schlitzen 12 noch sechs am Umfang der Scheibe gleichmässig verteilte Schlitze 6 auf, die in bezug auf die Schlitze 12 um ein Sechstel des Winkelabstandes je zweier aufeinanderfolgender Schlitze 12 versetzt sind, ferner vier am Umfang der Scheibe gleichmässig verteilten Schlitze 4, die in bezug auf die Schlitze 12 um zwei Sechstel des gegenseitigen Abstandes der Schlitze 12 versetzt sind, drei am Umfang der Scheibe gleichmässig verteilte Schlitze 3 um drei Sechstel des gegenseitigen Abstandes der Schlitze 12 versetzt, zwei einander diametral angeordnete Schlitze 2, 2, die um vier Sechstel des gegenseitigen Abstandes der Schlitze 12 in bezug auf diese versetzt sind und endlich noch einen einzigen Schlitz 1,
der um fünf Sechstel des gegenseitigen Abstandes der Schlitze 12 gegenüber einen dieser Schlitze versetzt ist. Die Scheibe Abträgt einen Stift t, der in eine der am äusseren Ende jedes der Schlitze der Gruppe v angebrachten Bohrungen u eingreifen kann.
Befinden sieh die Scheiben h1 und h2 in einer solchen gegenseitigen Stellung, dass die Schlitze s
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tritt aus der Bohrung u des Schlitzes 12 heraus und schnappt in die Bohrung u des nächsten Schlitzes 6 ein. In dieser Stellung weist das Seheibenpaar nur sechs offene Schlitze der Schlitzreihe 6 auf. Je nach dem man nun die Scheibe ho in jene Stellung dreht, in welcher der Stift t in das Loch u des Schlitzes 4, 3, 2 oder 1 der Gruppe v eingreift, weist das Scheibenpaar vier, drei, zwei oder bloss einen offenen Schlitz auf.
Durch diese gegenseitige Einstellung der beiden Scheiben und durch Einstellen der auf den Regler des Uhrwerkes wirkenden Bremse kann man also die Frequenz des Stroboskops in innerhalb äusserst weiter
Grenzen einstellen.
Das Fernrohr wird auf einen Punkt des Umfanges des auszuwuchtenden in gleichmässigen Ab- ständen mit Ablesezeiehen versehenen Körpers gerichtet, hinter dem sich ein gut beleuchteter heller Hintergrund befinden soll. Die das Fernrohr a tragenden Arme d, d sind derart einzustellen, dass die Richtung der Arme d parallel zu demjenigen Halbmesser des umlaufenden Körpers gestellt ist, in dem die zu beobachtende Stelle des Umfanges liegt. Soll also z. B. der höchste oder tiefste Punkt des Umfanges des auszuwuchtenden Körpers betrachtet werden, so sind die Arme din die dargestellte lotrechte Lage zu stellen. Liegt der zu beobachtende Punkt aber z. B. im waagrechten Durchmesser des auszuwuchtenden Körpers, so werden die Arme d in die in Fig. 2 punktierte waagrechte Lage gedreht.
Man dreht nun das Rohr k im Lager m so, dass der verdunkelte Teil des Gesichtsfeldes des Fernrohres (Fig. 7) ausserhalb des Bildes z des auszuwuchtenden Körpers liegt. Hierauf wird mittels der Schraube o die Scheibe n derart eingestellt, dass zwischen der Beobachtungskante n2 der Blende Mi und dem Rand des Bildes z des auszu- wuchtenden Körpers ein heller Spalt von passender Breite entsteht. Man versetzt nun den auszu- wuchtenden Körper in Drehung und beobachtet ihn durch das Fernrohr, nachdem das Uhrwerk g in Gang gesetzt worden ist.
Die gemeinsame Schlitzzahl der Stroboskopseheiben hl ; h, wird nun so eingestellt und der Gang des Uhrwerkes derart geregelt, dass die am Umfang des auszuwuchtenden Körpers angebrachten Zeichen IS, 19, 20 usw. (Fig. 7) im Bildfeld des Fernrohres genügend langsam wandern, um ein bequemes Beobachten zu ermöglichen. Ist der umlaufende Körper nicht vollkommen ausge-
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und der Kante n2 entstehende helle Spalt ändert sieh dementsprechend periodisch.
Es kann also leicht ermittelt werden, bei welchem der am Umfang des auszuwuchtenden Körpers angebrachten Zeichen
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des übergewiehtes in bekannter Weise, vgl. z. B. "Hütte", Tasehenburh für Betriebsingenieure, zweite Auflage, Seite 1299 und die Zeitschrift Maschinenbau", Jahrgang 1923, Seite 995, ermitteln.
Obwohl sieh für die Ausführung des Verfahrens die beschriebene Vol'richtung am besten eignet, kann man das Verfahren im Notfalle auch ohne das beschriebene Beobarhtungsfernrohr dadurch ausführen, dass man den zu beobachtende Spalt unmittelbar zwischen dem auszuwuchtenden Körper und der Kante einer gegenüber demselben angeordneten Platte entstehen lässt und diesen Spalt aus der Ferne durch ein Stroboskop hindurch beobachtet.
Statt ein Scheibenstioboskop zu verwenden, kann man die gleiche stroboskopische Wirkung
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mittierenden Lichtquelle erzielen, dass das Aufleuchten der Lichtquelle mit einer Frequenz geschieht, die nur um ein geringes von der Frequenz abweicht, mit der die am Umfang des auszuwuchtenden Körpers angebrachten Zeichen an der beobachteten Stelle des Umfanges vorbeischreiten.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Verfahren zur Bestimmung der Stelle des Ausgleichgewiehtes für die dynamische Auswuchtung von umlaufenden Körpern durch stroboskopische Beobachtung, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Bestimmung der Stelle der grössten Ausbiegung der Welle des umlaufenden Körpers ein zwischen dem Umfang des auszuwuchtenden Körpers und der Kante eines ortsfesten Körpers gebildeter Spalt mittels einer mit solcher Frequenz laufenden stroboskopischen Vorrichtung betrachtet wird, dass die Frequenz der durch das Stroboskop beobachteten Änderung der Breite des Spaltes einen Bruchteil der Umlaufszahl des auszuwuchtenden Körpers bildet.