DE102008031105A1 - Automatic balancing device i.e. balancing element, for rotating machine part i.e. grinding disk, of angular grinder, has imbalance compensating disk comprising two semi shells made of fiber-reinforced plastic - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Auswuchten eines sich drehenden Maschinenteils, bei dem innerhalb einer eine Rotationsachse des Maschinenteils umgebenden Unwuchtausgleichscheibe in einem ringförmigen Hohlraum frei bewegliche Auswuchtmassen angeordnet sind, die eine vorhandene Unwucht durch Einnahme einer Gegenlage ausgleichen, wobei die Unwuchtausgleichscheibe aus einer ersten und aus einer zweiten Halbschale besteht, und der ringförmige Hohlraum durch die erste und die zweite Halbschale gebildet wird.The The invention relates to a device for automatic balancing a rotating machine part, in which within a Rotation axis of the machine part surrounding imbalance compensation disc freely movable balancing masses in an annular cavity arranged, which is an existing imbalance by taking a counter compensate, wherein the balancing wheel from a first and a second half-shell, and the annular one Cavity is formed by the first and second half-shell.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Sich drehende Maschinenteile weisen fertigungsbedingt sowie unter Umständen auch betriebsbedingt mehr oder weniger große Unwuchten auf. Bei Rotation dieser Maschinenteile entstehen daher Vibrationen in den Vorrichtungen, in denen diese Maschinenteile gelagert sind. So ist beispielsweise bei Waschmaschinen im Schleudergang deren Hüpfen bestens bekannt, was hauptsächlich aus einer betriebsbedingten Unwucht, nämlich der ungleichmäßigen Verteilung der Wäsche, resultiert. Derart hervorgerufene Vibrationen sind einerseits problematisch für die Lagerstellen der sich drehenden Maschinenteile. So können bei falscher Auslegung Lagerschäden entstehen. Andererseits können Vibrationen von in der Hand aufzunehmenden Maschinen, beispielsweise Handschleifmaschinen, im Extremfall sogar zu körperlichen Schäden des Benutzers führen.Yourself rotating machine parts are manufacturing-related and under certain circumstances also operationally more or less large imbalances on. With rotation of these machine parts, therefore, vibrations in the devices in which these machine parts are stored. For example, in washing machines in the spin cycle their Hop well known, mainly from an operational imbalance, namely the uneven Distribution of the laundry results. Thus caused On the one hand, vibrations are problematic for the bearings the rotating machine parts. So can wrong Design bearing damage occurs. On the other hand Vibrations of hand-picking machines, for example Hand grinders, in extreme cases even to physical Cause damage to the user.
Es ist bekannt, derartige Unwuchtprobleme durch Auswuchtmassen zu lösen. Solche frei auf einer Kreisbahn beweglichen Auswuchtmassen werden axial in der Nähe einer Unwucht auf einer Welle angeordnet. Bei Rotation der Welle streben die Auswuchtmassen automatisch Positionen an, die gegenüber der Unwucht liegen. Damit bilden sie eine Kraft, durch die die Unwucht ausgeglichen wird.It It is known to solve such imbalance problems by balancing masses. Such free on a circular path movable balancing masses arranged axially in the vicinity of an imbalance on a shaft. As the shaft rotates, the balancing masses automatically seek positions on, which are opposite to the imbalance. With that they form a force that balances the imbalance.
Eine
derartige Auswuchtvorrichtung ist z. B. aus der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum selbsttätigen Auswuchten der Eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, die gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ein geringes Gewicht aufweist und einfach und kostengünstig herzustellen ist. Darüber hinaus soll die Geräuschentwicklung im Betrieb vermindert werden.task The present invention is an apparatus for automatic Balancing the input described type to provide the opposite the known from the prior art solutions a low weight has and is easy and inexpensive to manufacture. In addition, the noise in the Operation be reduced.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum selbsttätigen Auswuchten eines sich drehenden Maschinenteils gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind innerhalb einer eine Rotationsachse des Maschinenteils umgebenden Unwuchtausgleichscheibe in einem ringförmigen Hohlraum frei bewegliche Auswuchtmassen angeordnet sind, die eine vorhandene Unwucht durch Einnahme einer Gegenlage ausgleichen, wobei die Unwuchtausgleichscheibe aus einer ersten und aus einer zweiten Halbschale besteht, und der ringförmige Hohlraum durch die erste und die zweite Halbschale gebildet wird, wobei die erste und/oder die zweite Halbschale aus Kunststoff besteht bzw. bestehen.According to the invention this object by a device for automatic Balancing a rotating machine part according to the features of the independent claim 1 solved. In the inventive Device are within a surrounding an axis of rotation of the machine part Unbalance compensation disc in an annular cavity freely movable balancing masses are arranged, which are an existing Balance the imbalance by taking a counter bearing, with the imbalance compensation disc consists of a first and a second half-shell, and the annular cavity through the first and the second half-shell is formed, wherein the first and / or the second half-shell made Plastic is or exist.
Der Kontakt der üblicherweise metallischen Auswuchtkörper mit der nun aus Kunststoff bestehenden Halbschale trägt zu einer deutlichen Geräuschreduzierung bei. Weiterhin lässt sich durch die Erfindung das Gesamtgewicht der Vorrichtung erheblich reduzieren, was insbesondere wichtig ist, wenn das Maschinenteil Bestandteil einer tragbaren Maschine ist. Die aus Kunststoff bestehende Halbschale kann auch wesentlich einfacher und kostengünstiger hergestellt werden, insbesondere kann z. B. auf eine Korrosionsbeschichtung verzichtet werden. Vor allem die Ausgestaltung als Spritzgussbauteil erzielt bei höheren Stückzahlen einen weiteren Kostenvorteil. Vorteilhaft ist auch, dass diese Halbschale kostengünstig nach Kundenwünschen eingefärbt werden kann.Of the Contact of the usually metallic balancing body with the now made of plastic half shell to a significant noise reduction. Farther can be achieved by the invention, the total weight of the device significantly reduce what is especially important when the machine part Part of a portable machine is. The plastic Half shell can also be made much easier and cheaper be, in particular, z. B. on a corrosion coating be waived. Especially the design as injection molded component achieves another with higher quantities Cost advantage. It is also advantageous that this half-shell cost can be colored according to customer requirements.
Denkbar ist, dass beide Halbschalen komplette Ringelemente bilden, die die Rotationsachse des Maschinenteils vollständig umschließen, insbesondere bezüglich dieser Achse rotationssymmetrisch sind. Der Hohlraum wird in diesem Fall durch das Zusammenfügen beider Halbschalen gebildet, wobei die Halbschalen mit zumindest einer die Rotationsachse des Maschinenteils vollständig umschließenden Kontaktfläche miteinander verbunden sind. Denkbar ist auch, dass beide Halbschalen jeweils ein rohrförmiges Halbringelement ausbilden, wobei jedes Halbringelement die Rotationsachse nur um z. B. 180 Grad umschließt. Beide Halbringelemente zusammengesetzt bilden ein komplettes Ringelement aus, welches die Rotationsachse des Maschinenteils dann vollständig umschließt. In diesem Fall wird der Hohlraum durch das Zusammenfügen der Enden der Halbringelemente gebildet. Selbstverständlich könnten auch mehr als zwei Halbringelemente verwendet werden, um den Hohlkörper zu bilden.It is conceivable that both half shells form complete ring elements which completely surround the axis of rotation of the machine part, in particular with respect to this axis are rotationally symmetrical. The cavity is formed in this case by the joining of the two half-shells, wherein the half-shells are connected to each other with at least one axis of rotation of the machine part completely enclosing contact surface. It is also conceivable that both half shells each form a tubular half-ring element, wherein each half-ring element, the rotation axis only to z. B. 180 degrees encloses. Both half-ring elements composed form a complete ring element, which then completely encloses the axis of rotation of the machine part. In this case, the Cavity formed by the joining of the ends of the half-ring elements. Of course, more than two half-ring elements could be used to form the hollow body.
Um das Gesamtgewicht und die Kosten weiter zu reduzieren, bestehen gemäß einer Ausführungsform beide Halbschalen aus Kunststoff. Diese können durch eine stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden werden, wobei hier von Vorteil ist, dass durch die stoffschlüssige Verbindung gleichzeitig eine dichtende Verbindung bzw. eine dichtende Fügestelle entsteht. Dies wird gemäß einer Ausführungsform dahingehend ausgenutzt, dass der ringförmige Hohlraum durch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Halbschale gebildet wird. Der ringförmige Hohlraum wird dadurch hermetisch abgeschlossen und es wird verhindert, dass eine sich im Hohlraum gegebenenfalls befindende Dämpfungsflüssigkeit austreten kann. Separate Dichtungen, wie aus dem Stand der Technik bekannt, sind dann nicht mehr notwendig, so dass auch die Bauteilanzahl reduziert wird. Insbesondere kann nach einer Ausführungsform die stoffschlüssige Verbindung durch Ultraschallschweißen oder Kleben gebildet werden. Eine Schweißverbindung kann bei zwei Halbschalen aus Kunststoff relativ einfach bewerkstelligt werden, da im Gegensatz zu einer Schweißverbindung zweier metallischer Halbschalen eine geringere Bearbeitungstemperatur nötig ist.Around to further reduce the total weight and costs according to one embodiment, both half-shells made of plastic. These can be made by a cohesive Connection are connected, which is advantageous here, that by the cohesive connection simultaneously a sealing connection or a sealing joint arises. This will be according to one embodiment exploited to the effect that the annular cavity through a cohesive connection between the first and the second half-shell is formed. The annular cavity is thereby hermetically sealed and it prevents an optionally located in the cavity damping fluid can escape. Separate seals, as known in the art, are then no longer necessary, so that also reduces the number of components becomes. In particular, according to one embodiment, the cohesive connection by ultrasonic welding or sticking. A welded connection can with two half shells made of plastic relatively easy be, as opposed to a welded joint of two Metallic half shells require a lower processing temperature is.
Gemäß einer Ausführungsform wird der ringförmige Hohlraum durch eine formschlüssige Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Halbschale gebildet. Eine Abdichtung kann hier entweder durch separate Dichtungselemente oder durch eine entsprechende Kontaktfläche zwischen den beiden Halbschalen bewirkt werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die erste und die zweite Halbschale durch Rast- oder Schnapphaken miteinander verbunden werden. Die Rast- oder Schnapphaken können auf einer oder beiden Halbschalen ausgebildet sein oder aber durch separate Elemente gebildet werden. Die Rast- oder Schnapphaken greifen in Hinterschneidungen bzw. Öffnungen einer oder beider Halbschalen ein.According to one Embodiment is the annular cavity by a positive connection between the first and the second half shell formed. A seal can be done here either by separate sealing elements or by a corresponding contact surface be effected between the two half-shells. According to one Embodiment, the first and second half-shell by Snap or snap hooks are connected. The rest- or snap hooks can on one or both half shells be formed or formed by separate elements. The Snap-in or snap hooks engage in undercuts or openings one or both half shells.
Gemäß einer Ausführungsform weist mindestens eine Halbschale Mittel zum drehfesten Verbinden mit dem Maschinenteil auf. Hierbei kann es sich z. B. um eine Bohrung handeln, deren Innendurchmesser geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser des Maschinenteils, so dass eine drehfeste Verbindung durch eine Presspassung, also kraftschlüssig, möglich wird. Vorteilhafterweise werden die Mittel zum drehfesten Verbinden jedoch durch einen oder mehrere axiale Vorsprünge oder Vertiefungen an einer Stirnseite der ersten und/oder der zweiten Halbschale gebildet. Diese Vorsprünge oder Vertiefungen einer Halbschale wirken mit einem oder mehreren korrespondierenden Vorsprüngen oder Vertiefungen des Maschinenteils zusammen. Die drehfeste Verbindung wird hierbei formschlüssig ermöglicht.According to one Embodiment has at least one half-shell means for non-rotatable connection with the machine part. Here can it is z. B. act around a hole whose inner diameter is slightly smaller than the outer diameter of the machine part, so that a rotationally fixed connection by an interference fit, ie non-positively, becomes possible. Advantageously, the means for However, rotationally fixed connect by one or more axial projections or depressions on one end face of the first and / or the second Half shell formed. These projections or depressions a half-shell act with one or more corresponding Projections or depressions of the machine part together. The rotatable connection is made possible form-fitting.
Die erfindungsgemäße Unwuchtausgleichsscheibe kann ein Werkzeug aufnehmen bzw. abstützen. Vorzugsweise ist eine Halbschale ausgebildet, um ein Werkzeug axial und/oder radial abzustützen. Dabei kann es sich bei dem abzustützenden Werkzeug beispielsweise um eine Schleif- oder Trennscheibe handeln. Gemäß einer Ausführungsform weist eine Halbschale dazu eine senkrecht zu der Rotationsachse des Maschinenteils verlaufende Mitnahmeflache zum Kontaktieren einer axialen Stirnseite eines Werkzeugs auf. Diese Mitnahmefläche ist vorzugsweise rotationssymmetrisch zur Rotationsachse des Maschinenteils ausgebildet und weist eine Kreisringform auf. Sie wird z. B. durch eine axiale Stirnseite einer Halbschale gebildet. Durch die Mitnahmefläche können axial auf das Werkzeug in Richtung der Mitnahmefläche wirkende Kräfte in die erfindungsgemäße Vorrichtung geleitet werden. Um eine radiale Abstützung des Werkzeugs zu gewährleisten, weist diese Halbschale vorzugsweise einen axial über die Mitnahmefläche herausragenden Bund auf, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des kreisringförmigen Werkzeuges entspricht. Das Werkzeug kann somit auf diesen Bund aufgeschoben werden. Vorzugsweise werden sowohl die Mitnahmefläche für das Werkzeug als auch die Mittel zum drehfesten Verbinden mit dem Maschinenteil an ein und derselben Halbschale ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass nur diese Halbschale konstruktiv derart ausgelegt werden muss, dass die zwischen dem Werkzeug und dem Maschinenteil zu übertragenden Kräfte aufgenommen werden können. Die andere Halbschale kann in diesem Fall hingegen wesentlich einfacher aufgebaut sein, z. B. eine deckelförmige Gestalt aufweisen. Auch wird in diesem Fall eine Kraftübertragung über die Fügestelle zwischen den zwei Halbschalen vermieden.The Unbalance compensation disc according to the invention can pick up or support a tool. Preferably a half-shell formed to a tool axially and / or radially support. It may be in the supported For example, act tool to a grinding or cutting disc. According to one embodiment, a Half shell to one perpendicular to the axis of rotation of the machine part extending driving surface for contacting an axial end face of a tool. This driving surface is preferred formed rotationally symmetrical to the axis of rotation of the machine part and has a circular ring shape. It is z. B. by an axial end face a half shell formed. Through the driving surface can axially acting on the tool in the direction of the driving surface Forces in the device according to the invention be directed. To a radial support of the tool to ensure this half-shell preferably has a axially over the driving surface outstanding collar on, whose outer diameter is substantially the inner diameter corresponds to the annular tool. The tool can thus be postponed to this alliance. Preferably both the driving surface for the tool as well as the Means for non-rotatable connection with the machine part to one and formed the same half-shell. This has the advantage that only this half shell must be constructively designed such that to be transferred between the tool and the machine part Forces can be absorbed. The other half shell can be much simpler in this case, however, z. B. have a lid-shaped shape. Also will be in In this case, a power transmission via the joint avoided between the two half-shells.
Um die Festigkeit einer aus Kunststoff bestehenden Halbschale zu erhöhen, kann diese radial verlaufende Rippen aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform ist eine aus Kunststoff bestehende Halbschale durch Spritzgießen hergestellt, so dass sich ein derartiger Aufbau leicht ermöglichen lässt. Erfindungsgemäß können die aus Kunststoff bestehenden Halbschalen grundsätzlich aus jeglichem Kunststoffmaterial bestehen, das den zu übertragenden Kräften standhält. Insbesondere kann es sich dabei um faserverstärkten Kunststoff handeln, z. B. glasfaserverstärkten Kunststoff. Denkbar ist auch, beide Halbschalen aus unterschiedlichen Kunststoffen zu fertigen, z. B. faserverstärkten Kunststoff für die Halbschale, die für die Kraftüberleitung zwischen Werkzeug und Maschinenteil verantwortlich ist, und ein unverstärkter Kunststoff für die deckelförmige Halbschale.In order to increase the strength of a half shell made of plastic, this may have radially extending ribs. According to one embodiment, a half-shell made of plastic is produced by injection molding, so that such a structure can be easily made possible. According to the invention, the plastic shells can basically consist of any plastic material that withstands the forces to be transmitted. In particular, it may be fiber reinforced plastic, z. B. glass fiber reinforced plastic. It is also conceivable to produce both half shells of different plastics, z. As fiber-reinforced plastic for the half-shell, which is responsible for the power transmission between the tool and machine part, and an unreinforced plastic for the lid-shaped Half-shell.
Für die Ausbildung der Auswuchtmassen, gilt, dass diese vorzugsweise eine möglichst große Masse in dem zu Verfügung stehenden Bauraum bilden sollen. Daher sind die Auswuchtmassen vorzugsweise aus Metall, z. B. Stahl oder Blei gefertigt. Typischerweise werden dabei Kugeln verwendet. Um das Verhältnis von Masse zu Bauraum weiter zu erhöhen, können auch Kugelrollen oder Zylinderrollen verwendet werden.For the formation of the balancing masses, this applies preferably as large a mass in the available to form standing space. Therefore, the balancing masses are preferred made of metal, z. As steel or lead. Typically while using balls. To the ratio of mass to Space to increase further, can also be castors or cylindrical rollers are used.
Eine Erhöhung der Masse bei gleichbleibendem axialen Bauraum kann auch dadurch erreicht werden, dass der Hohlraum einen radial inneren und einen radial äußeren Teilraum aufweist, wobei in jedem Teilraum Auswuchtmassen angeordnet sind. Beide Teilräume sind konzentrisch zueinander angeordnet. Typischerweise befindet sich in dem Hohlraum eine Dämpfungsflüssigkeit, die den Hohlraum zumindest teilweise füllt.A Increase in mass with constant axial space can also be achieved in that the cavity has a radial has inner and a radially outer subspace, wherein balancing masses are arranged in each subspace. Both subspaces are arranged concentrically to each other. Typically located a damping fluid in the cavity, which at least partially fills the cavity.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum selbsttätigen Auswuchten eines sich drehenden Maschinenteils kann prinzipiell in größeren, stationären Maschinen genauso eingesetzt werden wie in Handgeräten. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung als Ausgleichselement bei Winkelschleifern zum Einsatz kommen.The Inventive device for automatic Balancing a rotating machine part can in principle in larger, stationary machines as well be used as in handheld devices. In particular, can the device according to the invention as a compensation element used with angle grinders.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren dargestellt, dabei zeigenin the Below, embodiments of the invention are based on the attached figures, show it
Detaillierte Beschreibung der FigurenDetailed description the figures
Die
Halbschalen
Die
erste Halbschale
Die
zweite Halbschale
Sowohl
die erste Halbschale
Das
zweite Ausführungsbeispiel gemäß
In
- 11
- UnwuchtausgleichscheibeBalancing wheel
- 22
- erste Halbschalefirst half shell
- 33
- zweite Halbschalesecond half shell
- 44
- ringförmiger Hohlraumannular cavity
- 55
- Kugelnroll
- 66
- Begrenzungsflächeboundary surface
- 77
- Fügestellejoint
- 88th
- Fügestellejoint
- 99
- Mitnahmeflächedrive surface
- 1010
- axiale Begrenzungsflächeaxial boundary surface
- 1111
- Vorsprunghead Start
- 1212
- Rippenribs
- 1313
- zusätzlicher Hohlraumadditional cavity
- 1414
- Kugelrollenball rolling
- 1515
- BundFederation
- 1616
- radial innenliegendes Enderadial inside end
- 1717
- Rotationsachseaxis of rotation
- 1818
- Bohrungdrilling
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 102006030163 A1 [0004] DE 102006030163 A1 [0004]
- - EP 1174537 B1 [0004] - EP 1174537 B1 [0004]
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200810031105 DE102008031105A1 (en) | 2008-07-01 | 2008-07-01 | Automatic balancing device i.e. balancing element, for rotating machine part i.e. grinding disk, of angular grinder, has imbalance compensating disk comprising two semi shells made of fiber-reinforced plastic |
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Publications (1)
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- 2008-07-01 DE DE200810031105 patent/DE102008031105A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 H, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120823 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120823 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140214 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140214 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150223 |
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Effective date: 20150203 |