CH652960A5

CH652960A5 - Apparatus for balancing rotors, in particular grinding wheels, arranged fixedly on a revolving shaft

Info

Publication number: CH652960A5
Application number: CH6275/81A
Authority: CH
Inventors: Lennart Andreasson
Original assignee: Lennart Andreasson
Priority date: 1980-11-12
Filing date: 1981-09-29
Publication date: 1985-12-13
Also published as: IT1138680B; IT8124255A0; DE3042543A1; JPS57107772A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswuchten von fest auf einer umlaufenden Welle angeordneten Rotoren, insbesondere Schleifscheiben, mittels zweier in einer ringförmigen Ausnehmung eines radial zwischen einer Wellennase und einer Rotoraufnahme angeordneten ringförmigen Aufnahmekörpers drehbar gelagerter Wuchtmassen, die sich im wesentlichen in der Ebene des auszuwuchtenden Rotors befinden. The invention relates to a device for balancing rotors, in particular grinding wheels, arranged fixedly on a rotating shaft, by means of two balancing masses rotatably mounted in an annular recess of a ring-shaped receptacle arranged radially between a shaft nose and a rotor receptacle, which essentially lie in the plane of the rotor to be balanced are located.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (US-PS 3 371 450) sind die Wuchtmassen als Elektromotoren ausgebildet, die sich über Ritzel an einem Zahnkranz auf einer Kreisbahn fortbewegen und über eine Axialbohrung in der umlaufenden Welle gespeist werden. Diese Ausbildung ist hinsichtlich Lagerung und Stromzuführung zu den umlaufenden Wuchtmassen-Motoren kompliziert und störanfällig und bedingt vor allem in radialer Richtung viel Raum, wodurch entweder eine starke Schwächung des Aufnahmekörpers bedingt wird oder mehr Raum für diesen benötigt wird, als normalerweise zur Verfügung steht. Da die ringförmige Ausnehmung einseitig offen sein muss, um die Stromzuführung zu den Stellmotoren einigermassen einfach halten zu können, ist die Schwächung des Aufnahmekörpers besonders stark. Ferner versuchen die nach aussen wirkenden Fliehkräfte die Motoren und damit die an diesen befindlichen Ritzel von dem. innenliegenden Zahnkranz fortzubewegen, wodurch das Spiel im System vergrössert und die Positioniergenauigkeit der Wuchtmassen verringert wird. Schliesslich ist bei der bekannten Vorrichtung die Rotoraufnahme mit dem Aufnahmekörper verkeilt, so dass bei einem Wechsel des Rotors, wie dieser z.B. bei Schleifscheiben häufig notwendig ist, ein Lösen des betreffenden Rotors aus seiner Aufnahme erforderlich wird, was bei einer späteren Wiederaufnahme grossen Zeitaufwand erfordert, da zwischen der Bohrung beispielsweise einer Schleifscheibe und dem Aussendurchmesser der Aufnahme ein relativ grosses Spiel vorhanden ist, was eine sehr zeitaufwendige Ablichtung der Schleifscheibe bedingt, bis deren Aussendurchmesser wieder konzentrisch zur Rotationsachse der Schleifscheibe läuft. Eine statische Vorwuchtung ist dabei überhaupt nicht möglich. In a known device of this type (US Pat. No. 3,371,450), the balancing masses are designed as electric motors which travel on a ring gear on a circular path via pinions and are fed via an axial bore in the rotating shaft. This training is complicated in terms of storage and power supply to the rotating balancing mass motors and prone to failure and, especially in the radial direction, requires a lot of space, which either results in a strong weakening of the receiving body or requires more space for it than is normally available. Since the annular recess has to be open on one side in order to be able to keep the power supply to the servomotors reasonably simple, the weakening of the receiving body is particularly strong. Furthermore, the outward-acting centrifugal forces try the motors and thus the pinions on them. to move the internal ring gear, which increases the play in the system and reduces the positioning accuracy of the balancing masses. Finally, in the known device, the rotor receptacle is wedged with the receptacle body, so that when the rotor is changed, such as e.g. is often necessary with grinding wheels, a release of the rotor in question from its holder is required, which requires a lot of time in a later resumption, since there is a relatively large game between the bore, for example, a grinding wheel and the outside diameter of the holder, which is a very time-consuming imaging of the grinding wheel until its outer diameter again runs concentrically to the axis of rotation of the grinding wheel. Static pre-balancing is not possible at all.

Bekannt ist ferner eine Vorrichtung, bei der von zwei axial nebeneinander angeordneten Halbkreissegmenten gebildete Wuchtmassen sowie zwei diese antreibende elektrische Stellmotoren in einer zylinderförmigen stirnseitigen Ausnehmung der umlaufenden Welle angeordnet sind (DE-PS 2 148 832). Diese Ausbildung bedingt jedoch eine starke Schwächung des freien Wellenendes und eine Begrenzung der in der zylindrischen Ausnehmung derselben unterbringbaren Wuchtmassen bzw. eine Anordnung ausserhalb der Ebene des Rotors, was ungünstige Fliehkraft-Momente bedingt. Vor allem aber eignet sich eine derartige Vorrichtung nicht dazu, um nachträglich bei schon vorhandenen Schleifmaschinen od.dgl. eingesetzt werden zu können, wie dies in der Praxis häufig verlangt wird. Also known is a device in which balancing masses formed by two semicircle segments arranged axially next to one another and two electric servo motors driving them are arranged in a cylindrical end-side recess of the rotating shaft (DE-PS 2 148 832). However, this design requires a strong weakening of the free shaft end and a limitation of the balancing masses that can be accommodated in the cylindrical recess thereof, or an arrangement outside the plane of the rotor, which causes unfavorable centrifugal force moments. Above all, however, such a device is not suitable for retrofitting or the like in existing grinding machines. to be able to be used, as is often required in practice.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, die ohne Schwächung bzw. Änderung der umlaufenden Welle im Bereich der Wellennase auskommt und insgesamt so wenig Raum, insbesondere in radialer Richtung, erfordert, dass die zum Auswuchten erforderlichen Teile ohne Änderungen der Abmessungen von umlaufender Welle und an dieser anzuordnendem Rotor angebracht, d.h. diese Teile auch noch nachträglich bei bereits vorhandenen Maschinen eingebaut werden können, und zwar vorzugsweise derart, dass der Rotor mit seiner Aufnahme leicht abgenommen und später wieder montiert werden kann, ohne unbedingt ein erneutes Abrichten des Rotors gegenüber der Rotationsachse zu benötigen. The object of the invention is to provide a solution that does not weaken or change the rotating shaft in the area of the shaft nose and overall requires so little space, in particular in the radial direction, that the parts required for balancing without changing the dimensions of the rotating shaft and attached to this rotor to be arranged, ie these parts can also be retrofitted to already existing machines, preferably in such a way that the rotor can be easily removed with its mount and later reassembled without necessarily having to re-dress the rotor with respect to the axis of rotation.

Bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, dass die Wuchtmassen als axial nebeneinander angeordnete Halbkreissegmente ausgebildet und durch parallel zur umlaufenden Welle diametral einander gegenüberliegende Stellglieder drehbar sind, die in entsprechenden Bohrungen des Aufnahmekörpers angeordnet sind. In the case of a device of the type mentioned at the outset, this object is essentially achieved according to the invention in that the balancing masses are designed as semi-circular segments arranged axially next to one another and can be rotated by actuators diametrically opposite one another parallel to the rotating shaft and arranged in corresponding bores of the receiving body.

Aufgrund dieser Ausbildung wird für die Unterbringung der Wuchtmassen in radialer Richtung sehr wenig Raum benötigt, so dass dementsprechend auch die Schwächung des die Wuchtmassen aufnehmenden Aufnahmekörpers sehr gering ist, so dass dieser insgesamt in radialer Richtung relativ klein dimensioniert werden kann, derart, dass dieser leicht zwischen der umlaufenden Welle und dem Rotor bereits vorhandener Maschinen eingebaut werden kann. Ausserdem bleibt aufgrund dieser in radialer Richtung kompakten Bau2 Because of this design, very little space is required for accommodating the balancing masses in the radial direction, so that accordingly the weakening of the receiving body receiving the balancing masses is very small, so that it can be dimensioned relatively small overall in the radial direction, such that it is light existing machines can be installed between the rotating shaft and the rotor. In addition, due to this radial construction2 remains compact

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10 10th

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20 20th

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30 30th

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40 40

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3 3rd

652 960 652 960

weise genügend Raum vorhanden, um in Weiterbildung der Erfindung die Rotoraufnahme am Aufnahmekörper durch eine Mutter leicht lösbar befestigen zu können, so dass das Auswechseln von Rotoren, insbesondere von profilierten Schleifscheiben und bei Satz-Schleifscheiben, besonders schnell und einfach möglich ist. wise enough space to be able to fix the rotor receptacle to the receptacle body in a further detachable manner by means of a nut so that the replacement of rotors, in particular of profiled grinding wheels and in the case of set grinding wheels, is particularly quick and easy.

Ferner ermöglicht es die erfindungsgemässe Ausbildung, die ringförmige Ausnehmung in dem Aufnahmekörper durch einen ringförmigen Deckel zu schliessen, wodurch die Schwächung des Aufnahmekörpers durch die die Wuchtmassen aufnehmende Ausnehmung weiter wesentlich herabgesetzt werden kann. Furthermore, the design according to the invention makes it possible to close the annular recess in the receiving body by means of an annular cover, as a result of which the weakening of the receiving body can further be significantly reduced by the recess receiving the balancing masses.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn die die Stellglieder aufnehmenden Bohrungen im Aufnahmekörper einander diametral auf einem gemeinsamen Radius gegenüberliegen, der kleiner ist als der innere Radius der ringförmigen Ausnehmung. It is also advantageous if the bores in the receiving body that receive the actuators are diametrically opposite one another on a common radius that is smaller than the inner radius of the annular recess.

Von den Stellgliedern angetriebene, mit den Wuchtmassen in Antriebsverbindung stehende Ritzel können dann nämlich mit mehr als der Hälfte ihres Umfanges mit Gleitpassung in den Bohrungen des Aufnahmekörpers angeordnet sein, derart, dass die Fliehkräfte den Zahneingriff zwischen den Ritzeln und den mit diesen im Eingriff befindlichen Zahnkränzen an den halbkreissegmentartigen Wuchtmassen nicht beeinträchtigen und die die Ritzel tragenden Wellenenden nicht verbiegen können. Pinions driven by the actuators, which are in drive connection with the balancing masses, can then be arranged with more than half of their circumference with a sliding fit in the bores of the receiving body, in such a way that the centrifugal forces cause the tooth engagement between the pinions and the toothed rings which are in engagement therewith on the semi-circular segment-like balancing masses and cannot bend the shaft ends carrying the pinions.

Besonders günstig ist die Ausbildung, wenn die in den Bohrungen angeordneten Stellglieder als vom freien Ende der umlaufenden Welle gespeiste Elektromotoren ausgebildet sind, wie dies grundsätzlich bekannt ist, weil dann die umlaufende Welle völlig unverändert bleiben kann, was für die nachträgliche Umrüstung von bereits vorhandenen Maschinen von besonderem Vorteil ist. The design is particularly favorable if the actuators arranged in the bores are designed as electric motors fed by the free end of the rotating shaft, as is known in principle, because then the rotating shaft can remain completely unchanged, which makes it necessary to retrofit existing machines is of particular advantage.

Wenn jedoch die Stromzuführung zu elektrischen Stellmotoren vom freien Wellenende her vermieden werden soll, kann man in den Bohrungen des Aufnahmekörpers auch einfache Wellen lagern, die dann über Zahnräder und die umlaufende Welle durchsetzende Antriebswellen antreibbar sind. If, however, the power supply to electric servomotors is to be avoided from the free shaft end, simple shafts can also be stored in the bores of the receiving body, which can then be driven via gear wheels and drive shafts passing through the rotating shaft.

Der Antrieb der die umlaufende Welle durchsetzenden Antriebswellen kann dann wiederum durch Elektromotoren erfolgen, die im dem Rotor abgewandten Ende der umlaufenden Welle gelagert sind. The drive shafts passing through the rotating shaft can then again be driven by electric motors which are mounted in the end of the rotating shaft facing away from the rotor.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in The invention is explained below with reference to the drawing, for example. This shows in

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Schleifspindel mit Vorrichtung gemäss der Erfindung mit Stromzuführung vom freien Wellenende her und in Fig. 1 shows an axial section through a grinding spindle with a device according to the invention with power supply from the free shaft end and in

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform einer Schleifspindel mit Stromzuführung vom der Schleifscheibe abgewandten Ende der umlaufenden Welle her. Fig. 2 shows an axial section through a modified embodiment of a grinding spindle with power supply from the end of the rotating shaft facing away from the grinding wheel.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist ein Aufnahmekörper 1 mit einer ringförmigen Ausnehmung 2 und zwei diametral angeordneten Bohrungen 3 und 3a versehen. In der ringförmigen Ausnehmung 2 sind zwei Gewichtsträgerringe 4 und 4a drehbar gelagert, die mit einer Innenverzahnung 5 versehen sind. Der Gewichtsträgerring 4 steht mit einem Ritzel 6 und der Gewichtsträgerring 4a mit einem Ritzel 6a in Eingriff. Beide Gewichtsträgerringe können somit getrennt voneinander unbegrenzt gedreht werden. Die Ausnehmung 2 wird durch einen ringförmigen Deckel 7 verschlossen. An den Gewichtsträgerringen 4 und 4a befestigte halb-kreissegmentartige Wuchtmassen 8 und 8a können dem Bedarf entsprechend aus Material mit höherer oder niedrigerer Wichte hergestellt sowie auch in ihrem Volumen angepasst werden. In the embodiment according to FIG. 1, a receiving body 1 is provided with an annular recess 2 and two diametrically arranged bores 3 and 3a. In the annular recess 2, two weight carrier rings 4 and 4a are rotatably mounted, which are provided with an internal toothing 5. The weight carrier ring 4 is in engagement with a pinion 6 and the weight carrier ring 4a with a pinion 6a. Both weight carrier rings can thus be rotated indefinitely separately. The recess 2 is closed by an annular cover 7. Semi-circular segment-like balancing masses 8 and 8a fastened to the weight carrier rings 4 and 4a can be produced from material with higher or lower weights as well as their volume can be adjusted as required.

Die Vorrichtung wird durch eine Mutter 9, die am Aufnahmekörper 1 anliegt, auf einer umlaufenden Welle bzw. Schleifspindel 10 gehalten und bildet dann mit der Schleifspindel eine Einheit. The device is held on a rotating shaft or grinding spindle 10 by a nut 9 which bears against the receiving body 1 and then forms a unit with the grinding spindle.

Eine Schleifscheibe 11 wird in einer aus Hauptflansch 12 und Gegenflansch 13 gebildeten Aufnahme mittels Schrauben 14 geklemmt und mittels Mutter 15 auf der Vorrichtung gehalten. Dadurch wird erreicht, dass keinerlei Einschränkungen oder Erschwernisse beim Schleifscheibenwechsel mit Flansch eintreten und ein statisches Vorwuchten möglich ist. Auch die Abnahme der Schleifscheibe nach Lösen der Schrauben 14 und Abzug des Gegenflansches 13 ist ohne Lösender Mutter 15 ebenfalls durchführbar. A grinding wheel 11 is clamped in a receptacle formed by the main flange 12 and counter flange 13 by means of screws 14 and held on the device by means of nut 15. This ensures that there are no restrictions or difficulties when changing the grinding wheel with flange and that static balancing is possible. The grinding wheel can also be removed after loosening the screws 14 and pulling off the counter flange 13 without loosening the nut 15.

In den diametral angeordneten Bohrungen 3 und 3a ist je ein Elektromotor 16 und 16a aufgenommen, die ihrerseits die Ritzel 6 und 6a tragen. Die Energiezuführung zu den Motoren erfolgt in üblicher Weise über einen stationären Ring 17 und einen mit der Welle 10 umlaufenden Deckel 18. An electric motor 16 and 16a is accommodated in each of the diametrically arranged bores 3 and 3a, which in turn carry the pinions 6 and 6a. The energy is supplied to the motors in the usual way via a stationary ring 17 and a cover 18 which rotates with the shaft 10.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die gleichbleibenden Teile mit denselben Bezugszeichen wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bezeichnet bzw. nicht nochmals beziffert und beschrieben. In the embodiment according to FIG. 2, the parts that remain the same are designated with the same reference numerals as in the embodiment according to FIG. 1 or are not numbered and described again.

In den diametral angeordneten Bohrungen 3 und 3a des Aufnahmekörpers 1 ist je eine Welle 19 und 19a drehbar gelagert, die einerseits die Ritzel 6 und 6a tragen und im Eingriff mit der Innenverzahnung an den Gewichtsträgerringen 4 und 4a stehen und andererseits Zahnräder 20 und 20a aufnehmen. Auf Stehbolzen 21 und 21a sind Zwischenzahnräder 22 und 22a drehbar gelagert und stehen mit den Zahnrädern 20 und 20a und Zahnrädern 23 und 23a im Eingriff. Ein die Stehbolzen 21 und 21a tragender Deckel 24 ist mit dem Aufnahmekörper 1 mittels Schrauben 25 verbunden. In the diametrically arranged bores 3 and 3a of the receiving body 1, a shaft 19 and 19a is rotatably mounted, which on the one hand carry the pinions 6 and 6a and are in engagement with the internal toothing on the weight carrier rings 4 and 4a and on the other hand accommodate gears 20 and 20a. Intermediate gears 22 and 22a are rotatably mounted on stud bolts 21 and 21a and are in engagement with the gears 20 and 20a and gears 23 and 23a. A cover 24 supporting the stud bolts 21 and 21a is connected to the receiving body 1 by means of screws 25.

Eine in diesem Fall im Zentrum durchbohrte Schleifspindel 10a nimmt eine hohle, drehbar gelagerte Welle 26 und eine in dieser drehbar gelagerte Welle 27 auf. Einerseits werden von diesen Wellen die Zahnräder 23 und 23a und andererseits Zahnräder 28 und 28a aufgenommen. Die Verbindung zu den in entsprechenden Bohrungen im Gehäuse 29 angeordneten Elektromotoren 16 und 16a als Antrieb für die Drehbewegung der Wuchtmassen im Aufnahmekörper 1 wird durch Ritzel 32 und 32a hergestellt. Die Energiezuführung erfolgt über den Ring 17 und den Deckel 18. Das Gehäuse 29 ist mit Schrauben 30 an einem mit der Schleifspindel festverbundenen Maschinenbestandteil, z.B. einer Riemenscheibe 31, angeordnet. In this case, a grinding spindle 10a drilled through in the center receives a hollow, rotatably mounted shaft 26 and a shaft 27 rotatably supported therein. On the one hand the gears 23 and 23a are received by these shafts and on the other hand gears 28 and 28a. The connection to the electric motors 16 and 16a arranged in corresponding bores in the housing 29 as a drive for the rotational movement of the balancing masses in the receiving body 1 is established by pinions 32 and 32a. The energy is supplied via the ring 17 and the cover 18. The housing 29 is fastened with screws 30 to a machine component that is firmly connected to the grinding spindle, e.g. a pulley 31.

Bei beiden Ausführungsformen umschliessen die Bohrungen 3 und 3a im Aufnahmekörper 1 die Ritzel 6 und 6a an ihrem Umfang mit mehr als der Hälfte mit Gleitpassung. Dadurch wird verhindert, dass die beim Start der Schleifspindel und beim Lösen der Mutter 15 entstehenden Rückstellkräfte die Achsen der Motoren 16 und 16a oder die Wellen 19 und 19a verbiegen können. Die Ritzel 32 und 32a werden in der gleichen Weise von den entsprechenden Bohrungen im Gehäuse 29 umschlossen. In both embodiments, the bores 3 and 3a in the receiving body 1 enclose the pinions 6 and 6a on their circumference with more than half with a sliding fit. This prevents the restoring forces occurring when the grinding spindle is started and when the nut 15 is loosened from bending the axes of the motors 16 and 16a or the shafts 19 and 19a. The pinions 32 and 32a are enclosed in the same way by the corresponding bores in the housing 29.

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S S

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

652 960 PATENT CLAIMS

1.Device for balancing rotors, in particular grinding wheels, which are arranged fixedly on a rotating shaft, by means of two balancing masses rotatably mounted in an annular recess of a ring-shaped receiving body arranged radially between a shaft nose and a rotor receptacle, which are located essentially in the plane of the rotor to be balanced, characterized in that the balancing masses (8, 8a) are designed as semicircular segments arranged axially next to one another and can be rotated by actuators (16, 16a; 19, 19a) diametrically opposite each other parallel to the rotating shaft (10), which are located in corresponding bores (3, 3a ) of the receiving body (1) are arranged.

2. Device according to claim 1, characterized in that the rotor receptacle (12-13) on the receptacle body (1) by a nut (15) is easily releasably attached.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the annular recess (2) in the receiving body (1) by an annular lid (7) can be closed.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the actuators (16, 16a; 19, 19a) receiving bores (3, 3a) in the receiving body (1) diametrically opposite each other on a common radius which is smaller than the inner radius of the annular recess (2).

5. The device according to claim 4, characterized in that driven by the actuators (16,16a; 19,19a), with the balancing masses (8, 8a) in drive connection with the pinion (6, 6a) with more than half of their circumference Sliding fit in the bores (3, 3a) of the receiving body (1) are arranged.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the actuators (16, 16a) arranged in the bores (3, 3a) are designed as electric motors fed by the free end of the rotating shaft (10).

7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the bores (3, 3a) of the receiving body (1) shafts (19, 19a) are mounted, which via gears (20,20a; 22,22a) and drive shafts (26, 27) passing through the rotating shaft (10a) can be driven.

8. The device according to claim 7, characterized in that the drive of the drive shaft (26, 27) passing through the rotating shaft (10a) is carried out by electric motors (16, 16a) which are mounted in the end of the rotating shaft facing away from the rotor (11) .