<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zum Messen der Unwucht umlaufender Körper
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen der Unwucht nach Grösse und Phasenlage mittels Einrichtungen zur Schwingungsaufnahme und Phasenlagefeststellung von in schwingfähiger Lagerung umlaufenden Wuchtkörpern.
Auswuchtmaschinen, auf denen die Unwucht bei überkritischen Drehzahlen gemessen wird, liefern Anzeigewerte, die von der gesamten, während des Messlaufes mit dem Unwuchtkörper schwingenden Masse abhängig sind. Wenn man die Masse der mitschwingenden Teile einer Auswuchtmaschine bei der Prüfung verschiedenartiger Wuchtkörper unberücksichtigt lässt, so wird der zufolge einer Unwucht U gemessene Ausschlag a der schwingfähigen Wuchtkörperaufnahme, welche meistens als schwingende La-
EMI1.1
Es bedarf also, sobald ein andersartiger Wuchtkörper in die Auswuchtmaschine aufgenommen wird, eines Eichlaufes, der gleichbedeutend mit einer Wägung des Wuchtkörpers ist. Beim Eichlauf bringt man eine bekannte Unwucht am Wuchtkörper an und bestimmt deren Wirkung, um diese dann mit der im Masslauf beobachteten Wirkung der unbekannten Unwucht zu vergleichen.
Dabei sind Eichlauf und Messlauf notwendig. Der Eichlauf lässt sich jedoch einsparen, sofern man den stillstehendenWuchtkörper gemäss einem älteren Vorschlag durch eine wechselnde Kraft erregt und dabei Messungen vornimmt. Neuerdings wurde gefunden, dass man zu gleichen Ergebnissen kommt, wenn während des Wuchtkörpermesslaufes hilfsweise eine Schwingungserregung E von bekannter Kraft bzw. der Wirkung einer bekannten Unwucht U", die gleichzeitig und gleichphasig mit der gesuchten Unwucht U umläuft, auf die schwingende Umlaufkörperaufnahme der Auswuchtmaschine einwirkt. Dabei erhält man auf Grund der Umlaufkörperun- wucht U einen messbaren Ausschlag a und einen messbaren Ausschlag a", hervorgerufen durch die bekannte Unwucht U".
Es ergibt sich daraus
EMI1.2
Ungestrichene Grössen bezeichnen Unwuchten bzw. Kräfte, wohingegen einfach gestrichene Grössen die Wirkungen der Unwuchten, d. s. Schwingungsausschläge oder entsprechende elektrische Spannungen, bedeuten und zweifach gestrichene Grössen sich auf die Hilfserregung beziehen.
EMI1.3
Das heisst, dass durch Quotientenbildung aus'den durch Messung. gefundenen Werten a und a" der Wert der Wuchtkörperunwucht unabhängig vom Wuchtkörpergewicht festgestellt werden kann. Wird die Hilfserregung nicht durch eine Unwucht erzeugt, so kann man die Erregung doch so bemessen, dass ihre Wirkung der der bekannten Hilfsunwucht gleich ist.
<Desc/Clms Page number 2>
Weiterhin ist bei der bisher üblichen Mehrebenenauswuchtung die Gewichtsverteilung im Wuchtkörpe für die Grösse der Lagerausschläge von Einfluss, so dass nicht nur mehrere Wuchtkörperläufe für die Eichung notwendig sind, sondern es muss auch die gemessene Gesamtunwucht richtig auf die zugehörigen Ausgleichsebenen verteilt werden. Man bedient sich dazu im allgemeinen des sogenannten elektrischen Rah- mens. Hier greift nun ein anderer, jedoch noch nicht zum Stand der Technik gehöriger Vorschlag verbessernd ein. Er besagt, dass an jeder Wuchtkörpermessebene oder-stelle eine bekannte Hilfserregung E mittels elektromechanischer Schwingungswandler vorgenommen werden soll.
Mit diesem Verfahren wirc der Einfluss UL' einer Unwucht UL an der einen Messebene oder -stelle auf eine Unwuchtmessung ar einer andern Messebene oder-stelle durch Vergleich der Einflüsse einer bekannten Erregung EL in de] einen Messebene oder-stelle mit dem Einfluss EL'dieser Erregung auf eine andere Messebene oder - stelle gefunden, nämlich UL/UL* = EL/EL'.
Dasselbe gilt für den Einfluö UR@ einer Unwucht UR in der andern Messebene oder-stelle : UR/UR'= ER/ER'.
Daraus folgt : (2a) UL = UL'EL/EL'und (2b) UR = UR'ER/ER'
Bei beiden Vorschlägen mit Hilfserregung sollen, zur Feststellung der von der Unwucht und der vom Hilfserreger herrührenden Reaktionen der Wuchtkörperaufnahme je für sich in der - oder den - Messebenen bzw. -stellen zwei winkelversetzte Schwingungsaufnehmer benutzt werden. Dazu muss aber jede Wuchtkörperaufnahme in zwei Richtungen schwingfähig sein, und dieverschiedenen Wuchtkörperaufnahmen eine ! Maschine müssen möglichst gleichgrosse Masse haben. Durch Verarbeitung von zwei Messwerten je Ebene wird die Unwucht ermittelt.
Gegenstand der Erfindung ist eine vorteilhafte Weiterbildung der von schwingender Masse und deren Verteilung unabhängigen Unwuchtmessung. Dazu wird vorgeschlagen, den oder die Erreger für die hilfsweise Schwingungserregung an beliebigerstelle so an. einem mit derUnwuchtfrequenz schwingenden Auswuchtmaschinenteil anzusetzen, dass die hilfsweise Schwingungserregung eine Konstante in jener Richtung hat. in der die Lager schwingen können, und die Schwingungserregung mit einer Frequenz zu betreiben, die von der Umlauffrequenz des Wuchtkörpers während des Unwuchtmesslaufes verschieden ist.
Dadurch können aus den Wuchtkörperschwingungen elektrische, von der Unwucht und der zusätzlichen Schwingungs- erregung abhängige Signale erhalten werden, die sich mit Hilfe einer Rechenschaltung, die hier nicht im einzelnen bestimmt werden muss, automatisch aufgliedern und verarbeiten lassen, so dass sie dann mit einen Messebene oder -stelle wie Wattmeter, Hallgeneratoren u. ähnl. wenmässig erkennbar gemacht werden können und ein Mass für die Grösse der Unwucht abgeben.
EMI2.1
oder kleiner als 1 sein kann. Zur Feststellung von Unwuchttoleranzen auf Grund irgendwelcher Eigenschaften des Wuchtkörpers, z. B. verschieden grosser Wuchtkörperdurchmesser, lässt sich die Erregung in Abhängigkeit von der veränderlichenGrösse ebenfalls variieren.
Damit ist erreicht, dass dem Wuchtkörper zugestandene Unwuchttoleranzen automatisch berücksichtigt werden können.
Die Erläuterung der Erfindungseinzelheiten geschieht an Hand zweier Ausführungsbeispiele, die durch die schematischen Darstellungen veranschaulicht sind. Fig. l zeig in schematischem Aufriss eine A uswucht- vorrichtung mit lotrechter Wuchtkörperaufnahme für Unwuchtausgleich in einer Ebene, anwendbai unter anderem für die Klassifizierung von Kraftfahrzeugreifen. Solche Reifen prüft man, wenn sie aus der Presse kommen, üblicherweise auf Unwucht, dabei werden sie nach Güteklassen markiert und schliesslich demgemäss sortiert. Die Erregungsvorrichtung lässt sich hiebei beispielsweise so beeinflussen, dass sie sich auf dem jeweiligen Durchmesser des in der Wuchtkörperaufnahme befindlichen Reifens einstellt.
Fig. 2 veranschaulicht in gleicher Weise eine Auswuchtvorrichtung mit horizontaler Wuchtkörperaufnahme für Unwuchtmessung und-ausgleich in mehr als einer Ebene und Fig. 3 ein Schaltschema für die Vorrichtung nach Fig. 2.
In Fig. l ist der Wuchtkörper 1" auf dem lotrechten, oberen Wellenstumpf 2a'des Antriebsmotors 3'aufgesetzt, der an der von den Federn 5 und 6 im Gehäuse 7 in einer Richtung
<Desc/Clms Page number 3>
schwingfähig abgestützten Brücke 4 befestigt ist. An diesem Gehäuse sind ein Erreger 8 und eine Schwingungsaufnahmeeinrichtung, beispielsweise eine Tauchspule 9, einander z. B. diametral gegen- überliegend angebracht und jeder durch eineStange 10 bzw. 11 mit der Lagerbrücke 4 in Berührung.
AmandernWellenende 2b des Motors 3'ist ein Hilfsgenerator 12 als Phasen- oder Winkellagengeber angeschlossen, der die Spule 13 einesHallgenerators 14 über die Leitungen 15 speist. Wenn dem Hallgenerator über die Leitung 17 die Tauchspulenspannung zugeführt wird, kann bekanntlich in den Ausgangsleitungen 19 und 20 eine der Unwucht des Wuchtkörpers 1 proportionale Spannung gemessen werden. Gleichzeitig wird dem Erreger 8 aus einer Stromquelle 21 über die Leitungen 22 und 23 sowie einen regelbaren Widerstand 24 Spannung zugeführt. Dieselbe Spannung wie am Erreger 8 liegt über die Leitung 25 an der Wicklung 27 des zweiten Hallgenerators 28, der über die. Leitung 29 ebenfalls mit Tauchspulenspannung gespeist wird. Dadurch kann zwischen den Leitungen 31 und 32 eine dem Gewicht des Wuchtkörpers umgekehrt proportionale Spannung gemessen werden.
Wenn nun die beiden Spannungen in einem Quotientenmesser, z. B. einem Kreuzspulengerät 33,
EMI3.1
Bei dieser Auswuchtvorrichtung entfällt die Einstellung der Messeinrichtung auf eine Ausgleichsebene. Der Wuchtkörper wird auf die Wuchtspindel 2a aufgebracht und der Antriebsmotor 3'eingeschaltet.
Nach dem Hochlauf wird von dem Instrument 33 die Unwucht mit dem durch die Hilfserregung gegebenen Massstabfaktor unmittelbar angezeigt. Auch beim Auswechseln des Wuchtkörpers ist eine Justierung der Vorrichtung nicht erforderlich.
Der für die Schwingungserregungseinrichtung 8 vorgesehene Energiezufuhrregler 24 wird von einem nicht gezeichneten Abfühlorgan, das z. B. die äusseren Konturen des Wuchtkörpers abtastet, eingestellt. Damit ist die Erregung nicht konstant, sondern abhängig von der betreffenden Wuchtkörperform, so dass sich Toleranzen, die abhängig von einer Wuchtkörpereigenschaft sind, automatisch einstellen lassen. So sind z. B. beim Sortieren von Kraftwagenreifen nach Unwuchtgrösse Toleranzen vorgeschrieben, die für 0, 5 vH des Reifengewichtes, bezogen auf den Reifendurchmesser, eine andere Kennzeichnung als für 0, 7 vH verlangen. Durch die automatische Einstellung der Erregung ist der Messwert direkt abhängig vom Durchmesser des Reifens und kann deshalb zur Klassifizierung herangezogen werden.
Daraus folgt, dass, wenn eine Toleranz von z. B. zwei Teilstrichen des Zeigeranschlages am Messinstrument 33 bei einem bestimmten Wuchtkörpergewicht festgelegt ist, diese"Zwei-Teilstriche-Toleranz"auch für Wuchtkörper mit anderem Gewicht oder anderem Durchmesser oder beiden massgebend ist.
EMI3.2
der Auswuchtmaschine für Mehrebenenausgleich nach Fig. 2 läuft der Wuchtkörperam Maschinenbett 55. Mittels Konsolen 56c bzw. 57c sind die an den Lagerbrücken 52a und 52b abtastenden Schwingungsaufnehmer 56,57 auf dem Maschinenbett 55 abgestützt. Jeder Aufnehmer ist mit doppelter Wicklung 56a, 56aa bzw. 57a, 57aa (Fig. 3) versehen. Der Antrieb des Wuchtkörpers 51 erfolgt vom Motor 59 über eine Gelenkwelle 58, die mit einer Skalenscheibe 58a ver- sehen sein kann.
Am andern Motorwellenende sind zwei Phasengeber 59a und 59b mit verdrehbarem Stator angeschlossen. Das Schaltschema für die Messeinrichtung dieser Maschine ist in Fig. 3 dargestellt.
Die Wicklungen 56a und 57a der Schwingungsaufnehmer 56 und 57 werden gemeinsam mit den Wicklungen 103,104 derHallgeneratoren 113,114 aus dem Stromnetz 100 über die Leitungen 101 mit Wechselspannung erregt (Hilfserregung). Die Wicklungen 56aa, 57aa setzen dieSchwingungen der zugeordneten Lagerbrücken 52a, 52b in elektrische Spannung um, die über die Leitungen 105 und 107 sowie die Stichleitungen 109 bzw. 111 ebenfalls den Hallgeneratoren 113, 114 zufliessen. Die Ausgangsleitungen 115,117 der Hallgeneratoren sind durch die Leitung 119 miteinander und über den Gleichrichter 127 mit dem Netz 100 verbunden. Von den Ausgangsklemmen des Hallgenerators 113 her entsteht in der Leitung 115 eine von der Gesamtreaktion der Ebene der lin-
EMI3.3
herrührende, von der Masse und Massenverteilung abhängige Spannung.
Gleichermassen ist in der Leitung 117 eine von der Gesamtreaktion der rechten Lagerbrücke 52b und der Einflussgrösse der Hilfs- erregung an der linken Lagerbrücke 52a herrührende, von Masse und Massenverteilung des schwingenden Systems abhängige Spannung vorhanden. Subtrahiert man von den beiden Spannungsgrössen die der Hilfserregung entsprechende Spannung des Gleichrichters 127 über die Leitung 119, so verbleibt an den Anschlüssen 121 und 123 der mit Gleichstrom über die Leitungen 128 gespeistenDivisionseinhei- ten 125,126 je eine Spannung, die allein den Einflussgrössen ER'und EL'entspricht.
Über die Leitung 128 wird, wie bereits erwähnt, den Divisionseinheiten 125 und 126 die
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
- ERerhalten. Die durch die Leitungen 105 und 107 derHallgeneratoren 134 bzw. 135 zugeführtenSpan- nungen geben Auskunft über die Unwucht in der Wuchtkörperfrequenz, u. Z\1. in der Leitung 105 über die Unwucht UL sowie die Einflussgrösse der Unwucht von der rechten Seite UR', die dem Hallgenerator 134 zugeführt wird, in der Leitung 107 über die Unwucht auf der rechten Seite UR sowie den Einfluss von der linken Seite UL'her.
Durch die Multiplikation dieser Spannungen mit den Spannungen der Phasengeber 59a und 59b, die über die Leitungen 136 und 138 zufliessen, werden in den Hallgeneratoren 134, 135 die Werte UL und UR'sowie UR und UL'aus dem Frequenzgemisch ausgesiebt.
Über die Leitung 140 wird die Grösse UL von der aus dem Hallgenerator 134 kommenden Grösse UL + UL'subtrahiert. Gleichartiges geschieht mit der Grösse UR + UL'aus dem Hallgenerator 135, von der über die Leitung 142 die Grösse UR subtrahiert wird. So verbleibt die Grösse
ER
EMI4.2
Eine bei überkritischen Drehzahlen messendeAuswuchtmaschine hat als Charakteristikum die Messung desSchwingungsausschlages, die mit ziemlich einfachen Mitteln durchführbar ist. In vielen Fällen ist eine Verstärkung unnötig. Dieses Prinzip hat deshalb allgemein Eingang in die Auswuchttechnik gefunden. Vor längerer Zeit schon wurden aber Vorschläge gemacht, die Unwuchtkräfte in Auswuchtmaschinen, die mit unterkritischen Drehzahlen arbeiten, zu messen.
Diesem Verfahren wurde erneut Aufmerksamkeit unter der Begründung gewidmet, dass damit die Unwucht in einer von der schwingenden Masse und deren Verteilung unabhängigen Weise festgestellt werden könnte und für die Eliminierung der Einflüsse von der linken auf die rechteAusgleichsebene und umgekehrt kein Messlauf mehr erforderlich sei, weil sich die nötigen Maschineneinstellungen auf Grund der geometrischen Wuchtkörperabmessungen durchführen liessen.
Dieses Prinzip der Unwuchtbestimmung hat jedoch beachtliche Nachteile. Die Beanspruchungen der Wuchtkörperaufnahmelager während des Wuchtkörpermesslaufes bewirken in der Auswuchtmaschine elastische Verformungen am Widerlager des Messwertgebers, die den Messwert fälschen. Da ausserdem die von der Unwucht herrührende, der Messung zugrunde gelegte Fliehkraft von der Drehzahl im Quadrat abhängig ist, bleibt man für jede Eichung gezwungen, die Drehzahl in sehr engen Grenzen konstant zu halten. Das Kraftmessprinzip ist also für die Auswuchtung mit veränderlicher Drehzahl, die z. B. für Auswuchtprogramme mit verschiedenartigen Körpern benötigt wird, unvorteilhaft.
Durch die erfindungsgemässe Entwicklung sollten deshalb ein Auswuchtverfahren und Auswuchtvorrichtungen geschaffen werden, in denen die Vorteile des einen wie des andern Prinzips vereint und die Nachteile ausgeschlossen sind. Das Ergebnis ist eineAuswuchtvorrichtung, die unabhängig von der Auswuchtfrequenz arbeiten kann, und die Feststellung der gesuchten Unwucht durchautomatischen Messwertvergleich mit einer hilfs\1 eÏsen Schwingungs - erregung v. on.. bestimmbarer Kraft bewirkt. Damit ist sowohl der Einfluss des Wuchtkörpergewichtes wie auch der Gewichtsverteilung aus der Messung ausgeschaltet, und vorbereitende Eichläufe entfallen.
Dabei kann, wenn die Kraft der hilfsweisen Schwingungserregung oder eine ihrer Wirkung entsprechende Grösse regelbar gemacht ist, in oben dargelegter Weise auf Wuchtkörpereigenschaften, die mit Toleranzen in Zusammenhang stehen, Rücksicht genommen werden. Die Vorteilhaftigkeit aller dieser neuen Massnahmen für die Auswuchttechnik ist offensichtlich. Ausserdem sei darauf hingewiesen, dass die Verwirklichung der Erfindung wesentlich einfachere Konstruktionen für die Wuchtkörperaufnahme zulässt.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.