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Maschinenanlage zum Messen, Ausgleichen und Kontrollieren der Unwucht
von Umlaufkörpern Die Erfindung betrifft eine Maschinenalllage zum Messen, Ausgleichen
und Kontrollieren der Unwucht von Umauf-oder Wuchtkörpern, die aus einer Ausausgleichsbearbeitungseinrichtung
und Unwuchtmeßausgleichsbearbeitungseinrichtung und Unwuchtmeß-und -anzeigeinstrumenten
mit Meßergebnisarretierung besteht, wobei die Unwudanzeige zweckmäßigerweise nahe
bei der Ausgleichseinrichtung angeordnet ist.
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Nian kann die Wuchtkörper nach dem Vermessen auf einer Auswuchtmaschine
entweder dort oder an einem zweiten Arbeitsplatz durch entsprechende Bearbeitung
ausgleichen. Das erstgenannte Verfahren ist bei der Einzelwuchtung oder bei Serienwuchtung
von Körpern mit schnell vollziehbarer Ausgleichsbearbeitung angebracht, das andere
Verfahren alter bei Serienwuchtung mit solchen Ausgleichsbearbeitungszeiten vorzuziehen,
die gestatten, unterdessen eine neue Unwuchtmessung durchzuführen. Dabei ist die
genaue Ubertragung der Anweisung zur Ausgleichsbearbeitung nach den auf der Auswuchtmaschine
festgestellten Unwuchtwerten an die Ausgleichseinrichtung von ausschlaggebender
Bedeutung.
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Um solche Genauigkeit und auch schnelles Arbeiten bei getrennten Arbeitsplätzen
zu gewährleisten, ist die Maschinenanlage nach der Erfindung so eingerichtet, daß
automatische Schaltmittel die Unwuchtmeß-und -anzeigeinstrumente abwechselnd auf
Messung und Arretierung des Meßergebnisses oder auf deutlich sichtbare Anzeige des
Meßergebnisses für den in der Unwuchtausgleichsbearbeitungseinrichtung befindlichen
Wuchtkörper betätigen. Es ist ferner dafür Sorge getragen. daß der Wuchtkörper in
der Ausgleichseinrichtung, ehe die Ausgleichsbearbeitung beginnt, die richtige Winkellage
einnimmt und die Unwuchtanzeigen erst dann endgültig gelöscht werden, wenn die entsprechende
Ausgleichsbearbeitung ausgeführt worden ist. In der erfindungsgemäßen Maschinenanlage
können also zur selben Zeit ein Wucht körper auf Unwucht vermessen und ein anderer
zwecks Ausgleichs seiner Unwucht - auch in zwei Ebenen, wenn erforderlich - bearbeitet
werden, ohne daß Verwechslungen vorkommen. Der Ausgleichsbearbeitungsvorgang läßt
sich mit Hilfe einer vom Anzeigegerät ausgehenden elektrischen Impulssteuerung selbsttätig
vollziehen. Hierfür gibt es Vorbilder in der Auswuchttechnik.
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Die Ausgleichsbearbeitungseinrichtung ist ferner erfindungsgemäß
mit Vorrichtungen versehen, die die winkel richtige Aufnahme des vermessenen Wuchtkörpers
sichern und einen leichten Zweiebenenausgleich an ihm ermöglichen. Zwischen Auswucht-und
Ausgleichseinrichtung des Aggregates besteht zweckmäßigerweise eine, z. B. zweiteilige,
Wuchtkörpertransportverbindung. Auf der einen gelangt
der Wuchtkörper nach dem Vermessen
der Unwucht zur Ausgleichseinrichtung und auf der anderen zurück zur Auswuchtmaschine,
um dort kontrolliert zu werden.
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Die Abbildungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße
Maschinenanlagen, und zwar zeigt schematisch Abb. 1 eine Anlage im Aufriß, Abb.
2 die Bearbeitungseinrichtung gemäß Abb. 1 und Abb. 3 eine andere Bearbeitungseinrichtung,
beide in größerer, perspektivischer Darstellung, Abb. 4 einen elektrischen Schaltplan
für die Maschinenanlage und Abb. 5 bis 7 ein Anzeigegerät mit Anzeigearretierung
und Steuerungseinrichtung.
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Gleichartige Teile sind mit denselben Bezugszeichen kenntlich gemacht.
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An der Maschinenanlage nach Abb. 1 sind zwei Behandlungsplätze vorgesehen,
einer für das Messen und Kontrollieren der Unwucht auf der Auswuchtmaschine 1 mld
der andere zum Ausgleichen der Unwucht in der Einrichtung 3. Der Wuchtkörper 17,
beispielsweise ein Elektromotorenläufer, liegt in der Auswuchtmaschine 1 auf den
schwingfähigen Lagern der Böcke 13, die auf einem Bett 12 stehen. 15 ist der Antriebsmotor
und 14 der Schrank, in dem sich ein Vorschaltgetriebe und der bekannte Hilfsgenerator
befinden, der als Winkellagengeber benutzt wird. 16 deutet eine Gelenkkupplung zwischen
Wuchtkörper 17 und Antrieb 15 an. Wenn der Antrieb eingeschaltet ist, erscheinen
alsbald Unwuchtanzeigen bezogen auf die beiden Ausgleichsebenen E1 und E2 des Körpers
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in der Anzeigeeinrichtung 2, die sich unmittelbar neben der Ausgleichseinrichtung
3 befindet. Die Anzeigeeinrichtung besteht aus den beiden Geräten 21 und 22 mit
je zwei elektrisch gekuppelten Lichtpunktanzeigewerken, deren Anzeigetafeln mit
21 a, 21 b, 22a und 22b bezeichnet sind. Nachdem der Anzeigemechanismus jedes Gerätes
seine Einspiellage erreicht hat. wird der Auswuchtmaschinenantrieb, z. B. selbsttätig,
von einem beim Meßlaufbeginn geschalteten (nicht dargestellten) Zeitrelais abgeschaltet,
nachdem vorher der Anzeigemechanismus in der Einspiellage arretiert worden war,
wodurch die Anzeige aufrechterhalten bleibt. Danach nimmt der Wuchter den Körper
17 aus der Auswuchtmaschine, legt ihn in die Rutsche 18 und läßt ihn darin zur Ausgleichseinrichtung
3 gelangen. Dort wird der Wuchtkörper 17 wieder eingespannt. Das gesamte Aggregat
steht auf einem Sockel oder Tisch ja in bequemer Bedienhöhe für Wuchter wie Ausgleicher.
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Gemäß Abb. 2 besteht die Ausgleichseinrichtung 3 aus einem Stativ
mit Grundplatte 31 a und Werkzeughalter 31 b, an dem als Ausgleichseinrichtung ein
beispielsweise pneumatisch betätigter Preßstempel 32 befestigt ist. Die Ausführungsform
nach Abb. 3 besitzt dafür eine Handbohrmaschine 32a. In der Grundplatte befindet
sich ein Zapfen mit der Achse 33, um die eine mit einer Skala 34a versehene Drehscheibe
34 einstellbar ist. Auf der Scheibe ist die Tragplatte 35 und an dieser die Wuchtkörperaufnahme
befestigt.
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Letztere besteht aus der etwa kreisrunden Nutenscheibe 36, die um
den Bolzen 37 (Abb. 4) in der Tragplatte 35 verschwenkt werden kann, sowie aus den
Klemmbacken 38 a und 38 b, die in der Nut 38 c der Scheibe 36 in bekannter Weise
mit Hilfe der Gewindespindel 39 und des Handgriffes39u aufeinander zu oder voneinander
weg bewegt werden können.
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Zwischen den Klemmbacken ist der Wuchtkörper 17 gefaßt, und zwar in
einer vorbestimmten Lage, auf die die Unwuchtwinkellagenmessung zurückbezogen wird.
Um die bestimmte Lage einzuhalten, kann beispielsweise ein Riegel 40 gewählt werden,
der federnd an der Tragplatte 35 befestigt ist und in eine am Wuchtkörperende bei
der Ausgleichsebene E1 vorgesehene Keilnut od. dgl. von selbst einfällt, wenn der
Wuchtkörper beim Einsetzen zwischen die Klemmbacken entsprechend gedreht wird. An
der Grundplatte 31 a ist eine feste Marke 41 vorgesehen, vor die der für den auszugleichenden
Wuchtkörper festgestellte Unwuchtwinkelgrad 34a auf der Skalenscheibe34 eingestellt
wird. Auf diese Weise nimmt der Wuchtkörper gegenüber dem Bearbeitungswerkzeug 32
oder 32a die bei der Unwuchtmessung gefundene richtige Winkellage ein.
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Gemäß Abb. 2 wird der Ausgleich am Wuchtkörper 17 durch Hinzufügung
eines Ringes od. dgl. vollzogen, der aus einer der Taschen 42 der Grundplatte 31
a, wo die Ringe nach Gewicht sortiert dem Wuchter zur Hand liegen, genommen wird.
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Die Arbeit mit dem erfindungsgemäßen Maschinenaggregat verläuft in
folgender Weise: Der Wuchtkörper 17 wird in die Aufnahmelager der Auswuchtmaschine
1 eingelegt, mit dem Antrieb 15 gekuppelt und durch Einschalten des Antriebes in
Umdrehung versetzt. Gleichzeitig mit der Antriebseinschaltung am Schaltknopf 15a
(Abb. 4) wird eines der Geräte 21 oder 22 der Meßeinrichtung 2 auf die Schwingungsaufnehmer
13a, 13 b an den schwingfähigen Lagern 13 und auf den Phasen- oder Winkellagengeber
25 geschaltet, der synchron mit dem Wuchtkörper 17 umläuft. Alsbald erfolgt eine
An-
zeige, beispielsweise am Gerät 21, und zwar sei angenommen, für die zuerst mit
Hilfe des bekannten elektrischen Rahmens 26 eingeschaltete Ausgleichsebene E1 am
zugehörigen Meßinstrument mit der Anzeigetafel 21 a. Die vorgeschlagenen Meß instrumente
mit Anzeigearretierung werden an Hand der Abb. 5 näher erläutert. Sie geben Größe
wie auch Winkellage der Unwucht in jeder Ausgleichsebene selbsttätig an. Eine nähere
Beschreibung des in der Auswuchttechnik allgemein bekannten elektrischen Rahmens,
dessen Bedienknöpfe od. dgl. hintcr dem Deckel 21c bzw. 22 c (Abb. 1) in den Meßgerätgehäusen
angeordnet zu werden pflegen, ist hier nicht erforderlich. Der in der Rutsche 18a
zur Ausgleichseinrichtung 3 gekommene Wuchtkörper wird vom Ausgleicher in die Aufnahme
38 a, 38 b in vorgeschriebener Lage, wie hereits angegeben, eingespannt. Die Größen-
und Winkellagenanzeige hat der Ausgleicher direkt vor sich. Er braucht also danach
nur den der angezeigten Winkellage entsprechenden Skalenstrich auf der Scheibe 34
vor die Marke 41 zu drehen, einen der in »g« angezeigten Unwuchtgröße entsprechenden
Ausgleichsring aus einem der Taschen 42 zu nehmen, ihn über den obenstehenden Zapfen
des Körpers 17 zu schieben und denjenigen Schaltknopf 32' oder 32" der Preßvorrichtung
32 zu betätigen, der beweglich ist. Die beiden Schalter sind nämlich miteinander
derart gekoppelt, daß immer nur einer eingeschaltet sein kann. Vorher hatte ein
Nocken 36a an der Scheibe 36 (nur in Abb. 4 eingezeichnet) den Schalter 36 n eingelegt,
der die Lampe Pa für die Beleuchtung der Anzeigetafel 22a einschaltet. Der Preßstempel
32 drückt daraufhin den Ring fest in eine vorgesehene Zapfennut und kehrt dann selbsttätig
in seine Ausgangslage zurück.
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Nach dem in der Ebene E1 vollzogenen Ausgleich wird die Nutenscheibe
36 mitsamt dem Wuchtkörper um 1800 geschwenkt, wodurch die Lampe l''l, vom Nocken
36a über den Schalter360 Strom erhält. Der Ausgleich in der Ebene E2., die nunmehr
vor dem Werkzeug 32 steht, vollzieht sich el>enso wie beschrieben. Dabei ist
gleichzeitig automatisch die Anzeige auf dem Schirm 22a gelöscht worden. Das Gerät,
mit dem die Unwucht bezogen auf die Ebene Æ2 gemessen wird, trägt eine Winkelskala
21 b bzw.
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22 b, die um 1800 zur Skala des anderen Gerätes versetzt ist.
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In der Zwischenzeit war das Gerät 21 vom Schalter 32' und dem von
dort, wie aus Abb. 4 ersichtlich ist, betätigten Wechsel schalter 1V auf Unwuchtmessung
geschaltet, also mit der elektrischen Rahmenschaltung 26 verbunden. Der Wuchter
gibt nun den neu vermessenen Körper 17 über Rutsche 18 a an die Ausgleichseinrichtung
3 und der Ausgleicher den ausgewuchteten Körper 17 über Rutsche 18b an die Auswuchtmaschine
1 zwecks Kontrolle ab. Jedes der Meß geräte 21 und 22 schaltet sich nach Aufnahme
einer Messung automatisch auf zunächst unsichtbare Daueranzeige des Meßergebnisses
in den Ebene E1 und E2.
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Wenn der Ausgleicher den Schalter 32" betätigt, spielt sich alles
ebenso wie beschrieben ab, nur der Wechselschalter W hat seine andere Lage eingenommen.
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Die Ausfiihrungsform der Ausgleichseinrichtung nach Abb. 3 unterscheidet
sich von der nach Abb. 2 lediglich durch das Ausgleichswerkzeug. Die Bohrmaschine32a
ist in der Stirnplatte 31 c des Trägers 31 b horizontal verstellbar, um die Bohrerstellung
der Lage des Ausgleichsortes am Körper 17 anpassen zu können. Am Zapfen 32 b, mit
dem durch Betätigung des Handhebels 32c der Bohrer vor- und zurückgeführt
wird,
ist eine Bohrtiefenskala 32 d und am Bohrergehäuse eine feste Marke 32e angebracht,
damit der Ausgleicher die angezeigte Bohrtiefe genau einhalten kann.
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Für den Kontrollauf der WuchtLörper 17 auf der Auswuchtmaschine 1
kann eine weitere Schaltverbindung von dort zu den Beleuchtungsvorrichtungen der
Anzeigetafel 21 a, 21 b und 22 a, 22 b vorgesehen sein.
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Die Schaltung der Meßgeräte auf »NIessen« oder »Anzeigen« und die
Schaltung der Sichtbarmachung bzw. Löschung der arretierten Anzeigen läßt sich automatisieren,
indem man z. B. die Transportvorrichtungen 18 a, 18 b mit den Schaltern 32', 32"
und die Scke:be 36 (wie beschrieben) mit den Schaltern 360 und 36 it koppelt.
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Abb. 5, 6 und 7 veranschaulichen die an sich bekannte Meßeinrichtung
innerhalb eines der Geräte 21 oder 22. 72 a und 72b sind zwei wattmetrische Meßwerke,
die als Triebwerk eine bewegliche Spule 74a bzw. 74b und eine feststehende Spule
75 b besitzen.
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Mit den Triebkörpern der beweglichen Spulen sind bügelartig gestaltete
Anzeigemittel verbunden, die als feine Leuchtröhren 73 a und 73b ausgebildet und
in Gegenlagern 733 a bzw. 733 b geführt sein können.
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Die Anzeige der auf einer Auswuchtmaschine festgestellten Unwuchtwerte
erfolgt an der Netzlinientafel 76 durch den jeweiligen Kreuzungspunkt 77 der beiden
Bügel. Die Bügelzeiger und die Tafel 76 sind vorteilhafterweise konzentrisch zueinander
gekrümmt, damit sich die Kreuzungspunkte der Zeiger stets scharf abzeichnen. Die
Achsen72aa und 72 bb der Meßwerke 72 a und 72 b liegen abbildungsgemäß in einem,
dem Unwuchtkomponentenwinkel entsprechenden Winkel von beispielsweise 900 zueinander.
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Die Meßwerkspulen74a und 74b werden in bekannter Weise mit Strömen
oder Spalmungen gespeist, die von den (nicht gezeichneten) Schwingungsaufnehmern
der Auswuchtmaschine 1 während des Prüflaufs vom Körper 17 ausgehen. Die Feldspulen
75 a und 75b hingegen sind, wie ebenfalls in der Wuchttechnik bekannt ist, mit den
Leitungen 75 c bzw. 75 d an die Stromabgabeklemmen eines (nicht gezeichneten) Hilfsgenerators
angeschlossen, dessen Rotor synchron mit dem Wuchtkörper 17 auf der Auswuchtmaschine
umläuft. Von derartigen Winkellagengebern wird Strom für die Feldspulen in zwei
vorzugsweise um 900 phasenversetzten Lagen (Sinusstrom und Cosinusstrom) abgenommen.
Dies geschieht für das Unwuchtmeßverfahren dieses Beispiels derart, daß das eine
Meßwerk (beispielsweise 72a), in seine Feldspule nur Sinusstrom, das andere Meßwerk
(72 b) nur Cosinusstrom erhält.
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Die ausgezogenen Bügelzeigerstellungen entsprechen der Nullage der
Meßeinrichtung. Bei Anzeige einer Unwucht möge der Zeiger 73 a um den Betrag - q
und der Zeiger 73 b um den Betrag + p ausgeschlagen sein. Im Kreuzungspunkt 77 beider
Zeiger, wo sie stillstehen, ist dem Wuchter sofort die Größe der Unwucht mit 28g
und deren Lage, nämlich bei 1320, ersichtlich, sofern die Tafel 76 mit entsprechenden
Gewichts- und Winkelgradlinien versehen ist.
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Die Forderung, daß jede Anzeige solange, wie erwünscht sein kann,
automatisch festgehalten wird, ist im abgebildeten Ausführungsbeispiel dadurch erfüllt,
daß an den Bügelzeigern elektromagnetische Festhaltevorrichtungen vorgesehen sind,
die in der Zeichnung nur für den Bügel schenkel oberhalb des Gegenlagers 733 a schematisch
angedeutet wurden. Am Bügelschenkel ist eine Feder 102 od. dgl. einseitig befestigt,
deren
metallische Auflage 106 am freien Federende von einem nach der Bügelbewegung gekrümmten
Elektromagnet 103 angezogen und festgehalten werden kann.
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Wenn die Bügel in einer Meßstellung zur Ruhe gekommen sind, werden
die zugehörigen Magnete, vorzugsweise selbsttätig, z. B. mittels Zeitrelais, erregt,
damit sie die Bügel in der Meßstellung festhalten.
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Infolgedessen steht die Anzeige auch nach Beendigung des eigentlichen
Meßvorganges, also z. B. nach Abschaltung der Auswuchtmaschine und der Meßströme,
solange wie erwünscht, zur Verfügung. Die Federn 102 können Zeiger 102a erhalten,
die vor Skalen 101 mit Winkelteilstrichen stehen.
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Die Festhaltung der Anzeige läßt sich mit fachmännischem Können den
jeweiligen gegebenen Unwuchtmeßverfahren und dazu benutzten Meßgeräten ohne weiteres
anpassen.
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Wenn die Anzeigen etwa für eine automatische Unwuchtausgleichsbearbeitung
benutzt werden sollen, so kann an der Feder 102 außer dem metallischen Teil 106
gemäß Abb. 7 noch eine Kontaktbrücke 107 angebracht werden, die nach Betätigung
des Elektromagneten 103 eine Kontaktbahn 108 mit Kontakten 109, 110 berührt, von
der aus elektrische Impulse für die Steuerung der notwendigen Bearbeitungsorgane
ausgehen, wozu auch die Abschaltung des Auswuchtmaschinenantriebes gehört. Wie eine
Ausgleichsbearbeitung elektrisch mit Schrittschaltwerken und dergleichen Hilfsmitteln
zu steuern ist, gibt das Patent 862 634 an.
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PATENTANSPRtJCHE 1. Maschinenanlage, bestehend aus einer Auswuchtmaschine
für Umlaufkörper, einer Unwuchtausgleichsbearbeitungseinrichtung und Unwuchtmeß-
sowie -anzeigeinstrumenten mit Meßergebnisarretierung, wobei die Unwuchtanzeige
zweckmäßigerweise nahe bei der Ausgleichseinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß Schaltmittel (32', 32") vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Unwuchtmeß- und
-anzeigeinstrumente (21a, 21 b, 22 a, 22b) abwechselnd auf Messung und Arretierung
des Meßergebnisses oder auf deutlich sichtbare Anzeige des Meßergebnisses für den
in der Unwuchtausgleichsbearbeitungseinrichtung (3in) befindlichen Wuchtkörper (17)
selbsttätig geschaltet werden.