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Elektrische Einrichtung für Auswuchtmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Einrichtung für Auswuchtmaschinen zur Feststellung der in Prüfkörpern enthaltenen Unwucht nach Grösse und Lage mittels Umwandlung der Unwuchtschwingungen in elektrische Ströme oder Spannungen, die einem oder mehreren Messinstrumenten zugeführt werden (Messstromkreis). Man kann dafür Schwingungsaufnehmer, z. B. elektrodynamische Tauchspulen, einen mechanischen Gleichrichter und ein Milliamperemeter, das die vorhandene Unwucht anzeigt, verwenden. Eine solche Einrichtung gestattet es, die Winkellage der Unwucht ohne grosse Mühe zu finden, u. zw. durch Verdrehung des Gleichrichterstators, bis das Milliamperemeter eine Maximalanzeige bringt. Gleichzeitig ist dann auch die Unwuchtgrösse bekannt, weil sie dem am Milliamperemeter abgelesenen Maximalausschlag entspricht.
Allerdings haben solche Einrichtungen auch Nachteile. Der Gleichrichter muss mit dem Rotor, der ausgewuchtet werden soll, genau synchron laufen, anderseits aber auch, wegen der Statorverstellung zur Ermittlung der Unwuchtwinkellage, für den Wuchter bequem zugänglich sein. Daraus ergeben sich für Auswuchtmaschinen mit vertikaler Achse der Rotoraufnahme im allgemeinen erhebliche konstruktive Schwierigkeiten. Schliesslich darf auch nicht übersehen werden, dass für Messströme, die vom Schwingungsaufnehmer zum Messinstrument über den rotierenden Gleichrichter zu führen sind, unvermeidliche Kontaktschwierigkeiten entstehen, die in Anbetracht der verhältnismässig niedrigen Messspannung die Betriebssicherheit und Anzeigegenauigkeit herabmindern.
Die neue Einrichtung ist nicht nur frei von diesen Nachteilen, sondern bringt auch noch den Vorteil, dass die Rotorunwucht während des Messlaufs gleichzeitig, bezogen auf zwei oder mehr beliebig auswählbare Rotorausgleichsebenen oder-stellen, nach Grösse und Lage einwandfrei festgestellt werden kann.
Die Erfindung löst die Aufgabe, Grösse und Winkellage einer Unwucht in einem einzigen Messlauf, bezogen auf eine oder mehrere Ausgleichsebenen oder-stellen fehlerfrei festzustellen.
Kennzeichnend für die erfindungsgemässe Einrichtung ist eine aus zwei elektrisch verbundenen Schaltern bestehende Doppelschalteinrichtung, die in einem aus beliebiger Quelle gespeisten Hilfsstromkreis liegen und von denen der eine Schalter mit einem stillstehenden, aber einstellbaren Schalterarm versehen ist, wohingegen der Arm des andern Schalters beim Unwuchtmesslauf synchron mit dem Prüfkörper umläuft und dabei die Betätigung von im Hilfsstromkreis liegenden Schaltelementen und im Messstromkreis liegenden weiteren Schaltelementen veranlasst.
Vorteilhaft ist es, sich zur Lösung der gestellten Aufgabe, wie an sich bekannt, kontaktloser Schaltelemente (Transistoren od. dgl. ) zu bedienen, deren Ein- und Ausschaltung von der Doppelschalteinrichtung während des Unwuchtmesslaufes bewerkstelligt wird.
Zur eingehenden Erläuterung der Erfindung dient das dargestellte Ausführungsbeispiel. Fig. l zeigt in schematischem Aufriss eine erfindungsgemässe Auswuchtmaschine, insbesondere für Kraftwagenräder.
Fig. 2 ist ein Schaltschema für den Betrieb gewisser elektrischer Einrichtungsteile der Auswuchtmaschine.
Fig. 1. Auf einem Fundament F steht die Auswuchtmaschine 1 mit dem Gehäuse 2. Sie hat eine Prüfkörperaufnahme 3 auf der lotrechten Welle 4 eines Elektromotors 5, der samt der Aufnahme 3 durch drei oder mehr Federn 3 a auf dem Gehäuse 2 schwingfähig gelagert ist. In der Aufnahme liegt, als auszuwuchtender Rotor oder Prüfkörper, eine bereifte Kraftwagenradfelge 7. Auf dem Seitenarm 2 a des Gehäuses 2 befinden sich die Teile der elektrischen Mess- und Anzeigeeinrichtung M, die an Hand der Fig. 2
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Messinstrumente (Milliamperemeter) für die Unwucht, bezogen auf die Ausgleichsebenen Ea bzw. Eb des Prüfkörpers 7. Die Betätigungsgriffe 45, 46 dienen der Einstellung des in der Auswuchttechnik allgemein bekannten elektrischen Rahmens. 47 ist der Hauptschalter der Auswuchtmaschine.
Am unteren Wellenende des Motors 5 sind rotierende Stromabnehmer 24 a, 25 a, 25 bund 26 a an stillstehenden Ringen 24, 25 und 26 vorgesehen.
Die Schwingungsaufnehmer 21 a und 21 b (21 bb ist das Abfühlorgan des Aufnehmers 21 b) speisen den Messstromkreis 21 (Fig. 2) mit einer Wechselspannung, deren Amplitude proportional zur Unwucht ist und deren Frequenz der Prüfkörperdrehzahl während des Messlaufs entspricht. Die erzeugten Wechselspannungen fliessen in bekannter Weise Unwuchtmessgeräten 22, z. B. Triebkörpern 22 a von Milliamperemeter 22 Ea bzw. 22 Eb mit Zeigern 22 b zu. In den Messkreis 21 ist zweckmässig als Schalteinrichtung 38 d
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ein Transistor oder ein funktionsgleiches Bauelement eingebaut, das von der aus den elektrisch verbundenen Schaltern M und S bestehenden Doppelschalteinrichtung gesteuert wird. Im dargestellten Schaltbild ist der Einfachheit halber diese im Messkreis 21 liegende Schalteinrichtung durch einen Relaiskontakt symbolisiert.
Die Schalteinrichtung S besteht aus einem mit der Welle 4, durch die der Motor 5 den Prüfkörper 7 antreibt, rotierenden Schalter mit zwei am Schalterarm 51 um 180 auseinander liegenden und gegeneinander isolierten Stromabnehmern 25 a und 25 b, z. B. Kohlebürsten. Beide Stromabnehmer rotieren auf einem kollektorartig ausgebildeten Ring 25, dessen stromleitende Teile gegeneinander isoliert sind.
Mittels weiterer Stromabnehmer 24 a, 26 a, z. B. Kohlebürsten od. dgl., erfolgt die Stromzufuhr zu den Stromabnehmer 25 a und 25 b aus den durch die Leitungen 37 a bzw. 38 a mit einer Stromquelle x (Fig. 2) verbundenen Schleifringen 24 bzw. 26. Jede Kollektorlamelle des Ringes 25 ist durch Leitungen 35 a mit einer bestimmten Lamelle eines gleichartigen Ringes 35 im Schalteinrichtungsteil M elektrisch verbunden. Zur Schalteinrichtung M gehört mindestens ein einstellbarer Kontaktschalter 41 mit Skala 40
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auf den Lamellen des Ringes 35.
Für Mehr-Ebenen-Messung ist vorteilhafterweise für jede Ebene eine besondere, gleichartige Schalt- einrichtung mit Einstellknöpfen 43 Ea, 43 Eb usw. (Fig. 1) vorzusehen, damit die Unwucht sofort in beiden Ausgleichsebenen Ea und Eb vermessen werden kann. Die Betätigung der Einstellknöpfe 43 Ea und 43 Eb kann von Hand oder in einer dem Fachmann geläufigen Weise automatisch geschehen.
Der Stromabnehmer 25 b und damit die jeweils von ihm berührte Lamelle im Ring 25 sind über die Leitung 37 a, Relais 37 und Leitung 37 b mit dem Pluspol der beliebigen Stromquelle x von beispielsweise 24 V Spannung verbunden. Der Stromabnehmer 25 a und damit die jeweils von ihm berührte Lamelle im Ring 25 sind über die Leitung 38 a, Relais 38, Leitung 38 b ebenfalls mit dem Pluspol der Stromquelle x und über Leitung 38 c des Haltestromkreises 38 f mit dem Ruhekontakt 37 c des Relais 37 verbunden.
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schaltmittel in der Leitung 21 des Messstromkreises, der Kontakt 38 e hingegen im Haltestromkreis 38. f des Relais 38 liegt. Der Minuspol der Stromquelle x ist mit dem Schleifring 42 im Teil M verbunden.
Wirkungsweise der erfindungsgemässen Einrichtung :
Bei umlaufendem Prüfkörper 7 schleifen die Stromabnehmer 25 a und 25 b phasengleich und synchron mit dem Prüfkörper auf dem Lamellenring 25. Der Pluspol der Stromquelle x liegt zufolge seiner Kopplung mit den Ringen 24 und 26 ständig an zwei einander gegenüberliegenden Lamellen des Ringes 25. Infolgedessen wandert er nach Massgabe der Drehrichtung und Frequenz der Stromabnehmer 25 25b über sämtliche Lamellen des Ringes 25.
Jedesmal nach einer 180"-Umdrehung schliesst sich der Stromkreis
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geht bei geschlossenem Kontakt 37 c über die Leitung 38 c in Selbsthaltung, d. h. die Spannung der Tauchspule 21 a (21 b) bleibt bis auf weiteres über die Leitung 21 und den Kontakt 38 d an der Spule 22 a des Messgerätes 22 Ea bzw. 22 Eb. Nach der nächsten 180 -Umdrehung wird über den Stromabnehmer 25 b und die Leitungen 37 a-37 b das Relais 37 erregt. Es öffnet den Kontakt 37 c. Dadurch ist der Haltestromkreis des Relais 38 unterbrochen und die Kontakte 38 d, 38 c öffnen sich. Die Spannung der Tauchspule 21 a (21 b) wird von der Messgerätspule 22 a getrennt.
Der oder jeder Schalter 41 im Teil M erhält eine Skala 40 und eine Nullagenmarke 39 (Fig. 1). Durch Drehen des Schalters wird der Maximalausschlag des Messgerätzeigers 22 b während eines Prüfkörpermesslaufes eingestellt. An der Skala 40 gegenüber der Marke 39 liest der Wuchter die Unwuchtwinkellage in z. B. Winkelgraden, an der Messgerätskala 22 c (Fig. 2) die Unwuchtgrösse, z. B. in cmg, ab.
Zu beachten ist, dass der Messstrom aus den Schwingungsaufnehmern 21 a, 21 b nirgendwo an eine sich drehende Schalteinrichtung gelangt. Die Grösse der Unwucht und ihre Winkellage am Prüfkörper ist, bezogen auf beliebige, im allgemeinen zwei Prüfkörperausgleichsebenen oder-stellen, in einem einzigen Messlauf mittels Fernbedienung und gegebenenfalls vollautomatisch genau feststellbar, weil das Messgerät bei jedem Prüfkörperumlauf während 180 in den Messstromkreis eingeschaltet und während der folgenden 180 aus dem Messstromkreis ausgeschaltet ist.
Sofern es für die Durchführung des Unwuchtausgleichs nach den erhaltenen Messergebnissen nützlich und wünschenswert ist, können die Anzeigen des oder der Messinstrumente 22 Ea, 22 Eb beliebig lange aufrechterhalten werden. Vorschläge, wie dies zweckmässigerweise geschehen kann, sind in der Auswuchttechnik bekannt.
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Electrical equipment for balancing machines
The invention relates to an electrical device for balancing machines for determining the unbalance contained in test specimens according to size and position by converting the unbalance vibrations into electrical currents or voltages that are fed to one or more measuring instruments (measuring circuit). You can use vibration transducers such. B. electrodynamic plunger coils, a mechanical rectifier and a milliammeter that shows the existing imbalance, use. Such a device makes it possible to find the angular position of the unbalance without much effort, u. by turning the rectifier stator until the milliammeter shows a maximum reading. At the same time, the size of the unbalance is also known because it corresponds to the maximum deflection read on the milliammeter.
However, such facilities also have disadvantages. The rectifier must run exactly synchronously with the rotor that is to be balanced, but on the other hand it must also be easily accessible for the balancer because of the stator adjustment for determining the unbalance angle position. This generally results in considerable structural difficulties for balancing machines with a vertical axis of the rotor mount. Finally, it should not be overlooked that for measuring currents that are to be routed from the vibration sensor to the measuring instrument via the rotating rectifier, unavoidable contact difficulties arise which, in view of the relatively low measuring voltage, reduce the operational reliability and display accuracy.
The new device is not only free of these disadvantages, but also has the advantage that the rotor imbalance can be determined correctly according to size and position during the measurement run at the same time, based on two or more freely selectable rotor compensation planes or locations.
The invention solves the problem of correctly determining the size and angular position of an imbalance in a single measurement run based on one or more compensation planes or points.
Characteristic for the device according to the invention is a double switching device consisting of two electrically connected switches, which are located in an auxiliary circuit fed from any source and of which one switch is provided with a stationary but adjustable switch arm, whereas the arm of the other switch synchronizes with the unbalance measurement run revolves around the test body, thereby causing the actuation of switching elements in the auxiliary circuit and further switching elements in the measuring circuit.
It is advantageous, as is known per se, to use contactless switching elements (transistors or the like), the switching on and off of which is accomplished by the double switching device during the unbalance measurement run, to solve the problem.
The illustrated embodiment is used to explain the invention in detail. FIG. 1 shows a schematic elevation of a balancing machine according to the invention, in particular for motor vehicle wheels.
Figure 2 is a circuit diagram for the operation of certain electrical components of the balancing machine.
1. The balancing machine 1 with the housing 2 stands on a foundation F. It has a test body mount 3 on the vertical shaft 4 of an electric motor 5, which, together with the mount 3, is supported on the housing 2 by three or more springs 3a . In the receptacle, as a rotor or test body to be balanced, lies a motor vehicle wheel rim 7 with tires. On the side arm 2a of the housing 2 are the parts of the electrical measuring and display device M, which are shown on the basis of FIG
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Measuring instruments (milliammeters) for the imbalance, based on the compensation planes Ea and Eb of the test body 7. The actuating handles 45, 46 are used to set the electrical frame, which is generally known in balancing technology. 47 is the main switch of the balancing machine.
At the lower end of the shaft of the motor 5 rotating current collectors 24 a, 25 a, 25 and 26 a are provided on stationary rings 24, 25 and 26.
The vibration sensors 21 a and 21 b (21 bb is the sensing element of the sensor 21 b) feed the measuring circuit 21 (Fig. 2) with an alternating voltage, the amplitude of which is proportional to the imbalance and the frequency of which corresponds to the test body speed during the measurement run. The alternating voltages generated flow in a known manner unbalance measuring devices 22, z. B. drive bodies 22 a of milliammers 22 Ea and 22 Eb with pointers 22 b to. In the measuring circuit 21 is expediently as a switching device 38 d
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a transistor or a functionally equivalent component installed, which is controlled by the double switching device consisting of the electrically connected switches M and S. In the circuit diagram shown, this switching device located in the measuring circuit 21 is symbolized by a relay contact for the sake of simplicity.
The switching device S consists of a with the shaft 4, through which the motor 5 drives the test body 7, rotating switch with two on the switch arm 51 180 apart and mutually insulated current collectors 25 a and 25 b, z. B. carbon brushes. Both current collectors rotate on a collector-like ring 25, the current-conducting parts of which are isolated from one another.
By means of further pantographs 24 a, 26 a, z. B. carbon brushes. The like., The power is supplied to the current collectors 25 a and 25 b from the slip rings 24 and 26 connected to a power source x (FIG. 2) through the lines 37 a and 38 a. Each collector lamella of the ring 25 is electrically connected by lines 35 a to a specific lamella of a similar ring 35 in the switching device part M. At least one adjustable contact switch 41 with a scale 40 belongs to the switching device M
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on the lamellae of the ring 35.
For multi-level measurements, a special, similar switching device with setting buttons 43 Ea, 43 Eb etc. (FIG. 1) is advantageously provided for each level so that the imbalance can be measured immediately in both compensation levels Ea and Eb. The setting buttons 43 Ea and 43 Eb can be actuated manually or automatically in a manner familiar to a person skilled in the art.
The current collector 25 b and thus the lamella in the ring 25 that it touches are connected via the line 37 a, relay 37 and line 37 b to the positive pole of any power source x of, for example, 24 V voltage. The current collector 25 a and thus the lamella it touches in the ring 25 are also connected via the line 38 a, relay 38, line 38 b to the positive pole of the power source x and via line 38 c of the holding circuit 38 f to the normally closed contact 37 c of the Relay 37 connected.
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switching means in the line 21 of the measuring circuit, the contact 38 e, however, in the holding circuit 38 f of the relay 38 is located. The negative pole of the power source x is connected to the slip ring 42 in part M.
Mode of operation of the device according to the invention:
With the test body 7 rotating, the current collectors 25 a and 25 b grind in phase and synchronously with the test body on the lamellar ring 25. The positive pole of the power source x, due to its coupling with the rings 24 and 26, is constantly on two opposing lamellae of the ring 25. As a result, it migrates according to the direction of rotation and frequency of the pantograph 25 25b over all the slats of the ring 25.
Each time after a 180 "turn the circuit closes
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goes with closed contact 37 c via line 38 c in self-holding, d. H. the voltage of the plunger coil 21 a (21 b) remains until further notice via the line 21 and the contact 38 d on the coil 22 a of the measuring device 22 Ea or 22 Eb. After the next 180 turn, the relay 37 is energized via the pantograph 25 b and the lines 37 a-37 b. It opens contact 37 c. As a result, the holding circuit of the relay 38 is interrupted and the contacts 38 d, 38 c open. The voltage of the plunger coil 21 a (21 b) is separated from the measuring device coil 22 a.
The or each switch 41 in part M has a scale 40 and a zero position mark 39 (FIG. 1). By turning the switch, the maximum deflection of the measuring device pointer 22 b is set during a test specimen measurement run. On the scale 40 opposite the mark 39, the balancer reads the unbalance angle position in z. B. degrees, on the measuring device scale 22 c (Fig. 2) the unbalance size, z. B. in cmg.
It should be noted that the measurement current from the vibration sensors 21 a, 21 b does not reach a rotating switching device anywhere. The size of the unbalance and its angular position on the test body, based on any, generally two test body compensation planes or locations, can be precisely determined in a single measurement run by means of remote control and, if necessary, fully automatically, because the measuring device is switched into the measuring circuit during 180 times and during the following 180 is switched off from the measuring circuit.
If it is useful and desirable for carrying out the unbalance compensation according to the measurement results obtained, the displays of the measuring instrument (s) 22 Ea, 22 Eb can be maintained for any length of time. Proposals for how this can be done conveniently are known in balancing technology.
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