DE1108475B

DE1108475B - Method and device for determining the size and the phase position of an imbalance

Info

Publication number: DE1108475B
Application number: DEH27273A
Authority: DE
Inventors: Richard Mueller; Dr Phys Walter Schupp; Ludwig Preissmann
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1956-06-11
Filing date: 1956-06-11
Publication date: 1961-06-08

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Größe und der Phasenlage einer Unwucht Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Größe und der Phasenlage der Unwucht eines Prüflings, bei dem zwei Rechteckspannungen, deren Frequenz der Umlauffrequenz des Prüflings und deren Phasen zwei verschiedenen Radiusvektoren des Prüflings entsprechen, mit der Wechselspannung eines Gebers zur Erzielung einer Größen- und Winkelanzeige der Unwucht des Prüflings zusammenwirken. Method and device for determining the size and the phase position an imbalance The invention relates to a method for determining the size and the phase position of the unbalance of a test object, in which two square-wave voltages, whose Frequency of the rotational frequency of the test object and its phases two different radius vectors of the test object correspond to the alternating voltage of an encoder to achieve a The size and angle display of the imbalance of the test object interact.

Es sind elektrische Einrichtungen zur Bestimmung der Größe und der Phasenlage einer Unwucht bekannt, welche als Anzeigegerät ein Wattmeter verwenden. There are electrical devices for determining the size and the Phase position of an imbalance known, which use a wattmeter as a display device.

Der einen Spule des Wattmeters werden die Wechselspannungen des Gebers und der anderen Spule eine Rechteckspannung zugeführt. Unter einem Geber ist dabei eine Einrichtung, z. B. eine Tauchspule, zu verstehen, die die Lagerschwingungen des Prüflings in elektrische Wechselspannungen umsetzt. Die Rechteckspannung muß in ihrer Frequenz der Umlauffrequenz des Prüflings entsprechen. Durch Veränderung der Phasenlage der Rechteckspannung, z. B. durch Umschalten auf eine um 900 versetzte Phasenlage, können die Größen der einzelnen Unwuchtkomponenten des Prüflings in den vorbestimmten Winkeln bestimmt werden. Es ist auch bekannt, den Geberwechseistrom zu zerhacken, so daß jeweils 1500 seiner Periode unterdrückt werden. Die Rechteckspannung kann mittels einer mit dem Prüfling drehschlüssig verbundenen Kontaktscheibe oder Nockenscheibe oder mittels fotoelektrischer Mittel, die auf einen am Prüfling angebrachten Schwärzungsstreifen ansprechen, erzielt werden. Ebenfalls kann die Zerhackung des Geberwechselstromes mit derartigen Mitteln durchgeführt werden. Diese Verfahren haben den Vorteil, daß Störschwingungen unterdrückt werden.One of the coils of the wattmeter is fed by the alternating voltages of the transmitter and the other coil is supplied with a square wave voltage. There is one donor a facility, e.g. B. a moving coil, to understand the bearing vibrations of the test object is converted into electrical alternating voltages. The square wave voltage must correspond in their frequency to the rotational frequency of the test object. Through change the phase position of the square wave voltage, e.g. B. by switching to an offset by 900 Phase position, the sizes of the individual unbalance components of the test object can be in the predetermined angles can be determined. It is also known, the encoder exchange current to chop, so that each 1500 of its period are suppressed. The square wave voltage can by means of a contact disk connected to the test object in a rotationally locked manner or Cam disc or by means of photoelectric means attached to a on the test object Address blackening stripes, can be achieved. The chopping of the Alternating current encoder can be carried out with such means. These procedures have the advantage that spurious vibrations are suppressed.

Die bekannten Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß die erzielten Meßwerte nicht elektrisch gespeichert werden können. Man hat dementsprechend komplizierte mechanische Einrichtungen vorgeschlagen, die z. B. den Zeigerausschlag eines Wattmeters fixieren. Weiterhin ist die Wattmeteranzeige von Nebeneffekten, z. B. der Hysteresis des Eisenkemes, der Rückwirkung der Spulen od. dgl., abhängig, wodurch die Anzeige verfälscht werden kann. Besonders ins Gewicht fällt für die vorliegende Problemstellung, daß die komplexen Widerstände der beiden Spulen nicht bei allen in Betracht kommenden Frequenzen als identisch angesehen werden können. Dementsprechend tritt bei der Multiplikation bei den höheren Drehzahlen des Prüflings eine Phasenverschiebung auf, die das Winkelmaß erheblich verfälscht. However, the known methods have the disadvantage that the achieved Measured values cannot be stored electrically. Accordingly, you have complicated ones proposed mechanical devices, the z. B. the pointer deflection of a wattmeter fix. Furthermore, the wattmeter display is of side effects, e.g. B. hysteresis the iron core, the reaction of the coils or the like., Depending on what the display can be falsified. Particularly important for the problem at hand is that the complex resistances of the two coils are not considered in all Frequencies can be viewed as identical. Accordingly, the Multiplication at the higher speeds of the test object a phase shift on, which significantly falsifies the angle.

Das Wattmeterverfahren ist dementsprechend nur bedingt drehzahlunabhängig. Ein weiterer Nachteil des Wattmeterverfahrens liegt darin, daß die Amplitude der Rechteckspannung multiplikativ in das Meßergebnis mit eingeht. Die Rechteckspannung muß dementsprechend auch bei Netzspannungsschwan kungen od. dgl. exakt auf der gleichen Größe gehalten werden, wodurch das gesamte Verfahren schwieriger zu beherrschen ist. The wattmeter method is accordingly only Conditionally independent of the speed. Another disadvantage of the wattmeter method is that the amplitude of the Square-wave voltage is multiplicatively included in the measurement result. The square wave voltage must accordingly od with fluctuations in mains voltage. Like. Exactly on the same Size can be kept, making the entire procedure more difficult to master is.

Gemäß der Erfindung sollen nun die Nachteile der bekannten Verfahren beseitigt werden, insbesondere soll eine elektrische Speicherung von charakteristischen Größen ermöglicht werden, aus denen die Winkellage und die Größe der Unwucht beliebig oft und beliebig lange ermittelt werden können. According to the invention, the disadvantages of the known methods are now to be addressed be eliminated, in particular an electrical storage of characteristic Sizes are made possible from which the angular position and the size of the unbalance are arbitrary can be determined often and for any length of time.

Das Meßergebnis soll also mit anderen Worten nach Beendigung des eigentlichen Prüfvorganges auf den Meßinstrumenten stehenbleiben, so daß bei der Beseitigung der Unwucht die Meßwerte abgelesen werden können. Durch die Speicherung der Meßwerte wird auch ermöglicht, daß Arbeitsvorrichtungen zur Beseitigung der Unwucht, z. B. Bohrer oder Fräser, ohne besondere Schwierigkeiten gesteuert werden können. In other words, the measurement result should after completion of the actual test process stop on the measuring instruments, so that in the Elimination of the imbalance, the measured values can be read. By storing The readings will also enable working devices to eliminate the Imbalance, e.g. B. drills or milling cutters can be controlled without any particular difficulty can.

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht dabei im wesentlichen darin, daß die Wechselspannung des Gebers im Rhythmus jeder der beiden Rechteckspannungen zerhackt wird. Die beiden erzielten Zwischenspannungen werden je für sich mittels eines RC-Gliedes integriert. Aus den in den Kondensatoren der RC-Glieder gespeicherten Spannungen werden gegeneinander phasenverschobene Rechteckspannungen mit einer von der Drehzahl des Prüflings unabhängigen Frequenz gebildet, aus deren Mischspannung die Unwucht des Prüflings nach Größe und Phase ermittelt wird. The method according to the invention consists essentially in that the alternating voltage of the encoder in the rhythm of each of the two square-wave voltages is chopped up. The two intermediate voltages achieved are each by means of an RC element integrated. From the stored in the capacitors of the RC elements Voltages are phase-shifted square-wave voltages with one of independent of the speed of the test object Frequency formed, off whose mixed voltage the imbalance of the test object is determined according to size and phase.

Das Prinzip gemäß der Erfindung wird aus folgender Überlegung verständlich: Es sei angenommen, daß die Geberwechselspannung einmal bei den Nulldurchgängen und einmal bei den Maxima während 1800 Phase von den zugeordneten Rechteckspannungen unterdrückt wird. Der erste Kondensator wird, da er nur die positiven oder negativen Anteile der Geberwechselspannung erhält, sich mit einer bestimmten Spannung aufladen, die von der Amplitude der Geberwechselspannung abhängig ist. Der zweite Kondensator wird keine Spannung speichern, da sich die positiven und negativen Teile aufheben. Verändert man nun die Phase der ersten Rechteckspannung, wird die Spannung im ersten Kondensator nach einer Kosinusfunktion abnehmen. Die Spannung im zweiten Kondensator nimmt nach einer Sinusfunktion zu, also M1 = Ao cos a, M2 = Ao sin a. The principle according to the invention can be understood from the following consideration: It is assumed that the encoder alternating voltage once at the zero crossings and once at the maxima during 1800 phases of the associated square-wave voltages is suppressed. The first capacitor is as it only has the positive or negative Receives parts of the encoder alternating voltage, is charged with a certain voltage, which depends on the amplitude of the encoder alternating voltage. The second capacitor will not store any voltage as the positive and negative parts cancel each other out. If you now change the phase of the first square wave voltage, the voltage in the first Decrease capacitor according to a cosine function. The voltage in the second capacitor increases according to a sine function, i.e. M1 = Ao cos a, M2 = Ao sin a.

In den gespeicherten Meßwerten M1 und M2 sind also die für die Unwuchtgröße charakteristische Größen, und der für die Winkellage der Unwucht charakteristische Winkel : x enthalten und nach den Gleichungen Ao=l Ml2+M22, tga=M2/M1 auswertbar. The stored measured values M1 and M2 are therefore those for the unbalance size characteristic quantities, and that characteristic of the angular position of the unbalance Angle: contains x and can be evaluated according to the equations Ao = 1 Ml2 + M22, tga = M2 / M1.

Man könnte die SpannungenM, und M2 an die Steuerplatten einer Kathodenstrahlröhre anlegen und die Unwuchtgröße und den Unwuchtwinkel in Polarkoordination ablesen. Damit wäre die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe jedoch nur zur Hälfte gelöst, da auf diese Weise z. B. keine automatischen Bearbeitungsmaschinen oder Einrichtungen zum Eindrehen des Prüflings in eine bestimmte, der Unwuchtlage zugeordnete Winkellage von den Meßwerten gesteuert werden könnten. Weiterhin könnten sich die in den Kondensatoren gespeicherten Spannungen durch Verluste abbauen, so daß nach längeren Wucht-und Bearbeitungszeiten das angezeigte Ergebnis nicht mehr stimmen würde. One could apply the voltages M, and M2 to the control plates of a cathode ray tube and read off the unbalance size and the unbalance angle in polar coordination. This would, however, only half of the object on which the invention is based would be achieved, because in this way z. B. no automatic processing machines or facilities for turning the test item into a certain angular position assigned to the unbalance position could be controlled by the measured values. Furthermore, they could be in the capacitors Reduce stored tensions through losses, so that after long balancing and balancing Processing times the displayed result would no longer be correct.

Gemäß der Erfindung werden dementsprechend zwei weitere Rechteckspannungen mit einer Phasendifferenz von 900 gebildet, deren Amplituden je proportional den Meßwerten Ml und M2 sind, wobei für diese Rechteckspannungen eine beliebige, von der die mechanischen Schwingungen erzeugenden Rotationsbewegung unabhängige Frequenz gewählt werden kann. Aus den Sinusgrundwellen der Rechteckspannungen werden nach Mischung (Vektoraddition) die Größe der Unwuchtmasse durch Bestimmung der Größe der Amplitude und die Phasenlage der Unwuchtmasse durch Vergleich der Phase mit einem bestimmten Phasenpunkt einer der beiden Rechteckspannungen ermittelt. Zweckmäßigerweise kann die Mischung der Rechteckspannungen vor der Aussiebung der Sinusgrundwellen erfolgen. According to the invention, there are accordingly two further square-wave voltages formed with a phase difference of 900, the amplitudes of which are proportional to the Measured values Ml and M2 are, for these square-wave voltages any, from frequency independent of the rotational movement generating the mechanical vibrations can be chosen. The sine fundamental waves of the square-wave voltages become after Mixing (vector addition) the size of the unbalanced mass by determining the size the amplitude and the phase position of the unbalanced mass by comparing the phase with determined one of the two square-wave voltages at a specific phase point. Appropriately can be the mixing of the square-wave voltages before the filtering out of the fundamental sine waves take place.

Bei einer bevorzugten Schaltvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind einerseits mit dem Geber und andererseits mit zwei integrierenden Speichermitteln verbundene elektronische Schalteinheiten vorgesehen, die von einer Steuerspannung gesteuert werden, deren Frequenz der Umlauffrequenz des Prüflings entspricht. Diese Schalteinheiten öffnen in einem Bereich von 0 bis 1800 bzw. von 90 bis 270-, bezogen auf einen bestimmten Bezugsradius der den Prüfling tragenden Welle. Ferner sind weitere elektronische Schalteinheiten vorgesehen, die von der Netzspannung oder einer anderen von dem Umlauf des Prüflings unabhängigen Steuerspannung so gesteuert werden, daß sie den in den Speichermitteln gespeicherten Spannungen proportionale Rechteckspannungen liefern. Weiterhin ist ein auf die Frequenz der Netzspannung bzw. der Steuerspannung abgestimmter Resonanzkreis oder andere Siebmittel vorgesehen, mittels deren die Sinusgrundwellen aus den Rechteckspannungen ausgesiebt werden, bevor oder nachdem dieselben über gleiche Widerstände gemischt werden. In a preferred switching device for carrying out the method are on the one hand with the encoder and on the other hand with two integrating storage means connected electronic switching units provided by a control voltage are controlled, the frequency of which corresponds to the rotational frequency of the Test item corresponds. These Switching units open in a range from 0 to 1800 or from 90 to 270 to a certain reference radius of the shaft carrying the test object. Furthermore are further electronic switching units provided, which are from the mains voltage or controlled by another control voltage that is independent of the circulation of the test object that they are proportional to the voltages stored in the storage means Deliver square-wave voltages. Furthermore, one is based on the frequency of the mains voltage or the control voltage tuned resonance circuit or other filter means provided, by means of which the sine fundamental waves are sifted out of the square-wave voltages, before or after they are mixed through equal resistors.

Vorzugsweise werden die von dem Geber beaufschlagten Schalteinheiten je von Impulsen gesteuert, deren Wiederholungsfrequenz der Umlaufdrehzahl des Prüflings entspricht und die in an sich bekannter Weise von ortsfesten Wicklungen im Zusammen wirken mit mindestens einem mit der Welle des Prüflings umlaufenden Eisenstift oder durch auf eine umlaufende Marke ansprechende fotoelektrische Mittel erzeugt werden. The switching units acted upon by the transmitter are preferably each controlled by pulses, the repetition frequency of which corresponds to the rotational speed of the test object corresponds to and in a manner known per se of stationary windings together act with at least one iron pin rotating with the shaft of the test object or can be generated by photoelectric means responsive to a rotating mark.

Die die Schalteinheiten steuernden Impulse können von zwei Multivibratorschaltungen erzeugt werden. The pulses controlling the switching units can be supplied by two multivibrator circuits be generated.

Der Eingang der zweiten Multivibratorschaltung ist über eine Integrierschaltung mit dem Ausgang der ersten Multivibratorschaltung verbunden, so daß die von den beiden Multivibratorschaltungen gelieferten Rechteckspannungen um 900 phasenversetzt sind.The input of the second multivibrator circuit is via an integrating circuit connected to the output of the first multivibrator circuit, so that the both multivibrator circuits supplied square wave voltages by 900 out of phase are.

Die beiden vom Geber beaufschlagten Schalteinheiten und/oder die nachgeschalteten Schalteinheiten können je aus mindestens einem antiparallel geschalteten Elektronenröhrenpaar, vorzugsweise Trioden, bestehen. Die Kathode der ersten Röhre und die Anode der zweiten Röhre liegen gemeinsam an Masse. Das Gitter jeder Röhre wird je über einen Widerstand von der zugeordneten Rechteckspannung beaufschlagt. Die Anode der ersten Röhre sowie die Kathode der zweiten Röhre liegen zusammen am Ausgang und über einem hochohmigen Widerstand am Eingang der Schalteinheit, so daß sowohl negative als auch positive Eingangsspannungen im Takt der Steuerspannung über den Röhrenwiderstand an Masse gelegt werden. The two switching units acted upon by the encoder and / or the downstream switching units can each consist of at least one anti-parallel connected Electron tube pairs, preferably triodes, exist. The cathode of the first tube and the anode of the second tube are common to ground. The grid of each tube is acted upon by the associated square-wave voltage via a resistor. The anode of the first tube and the cathode of the second tube are together on Output and a high resistance at the input of the switching unit, so that both negative and positive input voltages in time with the control voltage be connected to ground via the tube resistor.

In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. In the drawings are preferred embodiments of the subject matter of the invention shown.

Es zeigt Fig. 1 schematisch zur Erläuterung eine Ausführungsform mit mechanischen Unterbrechern, Fig. 2 ein Diagramm einer aus der Geberspannung durch Unterbrechung gebildeten ersten Spannung, Fig. 3 ähnlich wie Fig. 2 eine zweite Spannung, Fig. 4 Spannungs-Zeit-Diagramme von Rechteckspannungen, Fig. 5 eine Mischanordnung, Fig. 6 ein Spannungs-Zeit-Diagramm einer Mischspannung, Fig. 7 einen Schaltplan einer zweiten Ausführungsform mit elektronischen Unterbrechmitteln, Fig. 8 einen Schaltplan einer elektronischen Unterbrecheranordnung, Fig. 9 schematisch eine Anordnung zur Erzielung einer Steuerspannung, Fig. 10 Spannungs-Zeit-Diagramme, Fig. 11 ein Vektordiagramm.It shows Fig. 1 schematically to explain an embodiment with mechanical breakers, Fig. 2 is a diagram of one of the encoder voltage through Interruption formed first voltage, FIG. 3 similar to FIG. 2 a second Voltage, FIG. 4 voltage-time diagrams of square-wave voltages, FIG. 5 a mixing arrangement, FIG. 6 shows a voltage-time diagram of a mixed voltage, FIG. 7 shows a circuit diagram a second embodiment with electronic interruption means, FIG. 8 a Circuit diagram of an electronic interrupter arrangement, FIG. 9 schematically an arrangement to achieve a control voltage, FIG. 10 voltage-time diagrams, FIG. 11 a Vector diagram.

Zum leichteren Verständnis der Erfindung soll zuerst eine Ausführungsform beschrieben werden, bei der mechanische Unterbrechermittel verwendet werden. To facilitate understanding of the invention, an embodiment is first intended using mechanical breaker means.

Das Verfahren und die Schaltungsanordnungen gemäß der Erfindung sind an und für sich auf beliebige Auswuchtvorrichtungen anwendbar, insofern bei diesen die durch den unwuchtbehafteten Prüfling erzeugten mechanischen Schwingungen in elektrische Schwingungen umgesetzt werden, deren Phasenlage in einer definierten Beziehung zu der Drehwinkellage der Unwucht und deren Amplituden in einem bestimmten Proportionalitätsverhältnis zu der Größe der Unwucht stehen. Da derartige Vorrichtungen allgemein bekannt sind, ist in Fig. 1 lediglich der schematische Aufbau einer derselben angedeutet. Ein Prüfling 2, dessen Unwuchtmasse 3 bestimmt werden soll, ist auf einer Welle 1 angeordnet, die durch geeignete, nicht dargestellte Antriebsmittel in Rotation versetzt werden kann. Die Welle 1 ist so gelagert, daß sie mit einem oder mit zwei Freiheitsgraden gegen die Wirkung von federnden Mitteln 4 schwingen kann. An einer bestimmten Stelle der Welle 1 ist ein Geber 5, beispielsweise eine Tauchspulenanordnung, vorgesehen, der die mechanischen Schwingungen der Welle 1 in elektrische Schwingungen umsetzt. Es können auch zwei in einem bestimmten Abstand in Längsrichtung der Welle 1 voneinander angeordnete Geber 5 verwendet werden. The method and circuit arrangements according to the invention are in and of itself applicable to any balancing devices, insofar as these the mechanical vibrations generated by the unbalanced test item in electrical vibrations are implemented, their phase position in a defined Relationship to the angular position of the unbalance and its amplitudes in a certain Proportionality to the size of the imbalance. Since such devices are well known, only the schematic structure of one of them is shown in FIG. 1 indicated. A test item 2, the unbalanced mass 3 of which is to be determined, is on a shaft 1 arranged by suitable drive means, not shown can be set in rotation. The shaft 1 is mounted so that it is with a or swing with two degrees of freedom against the action of resilient means 4 can. At a certain point on the shaft 1 is a transmitter 5, for example a Plunger coil arrangement, provided that the mechanical vibrations of the shaft 1 converts it into electrical vibrations. There can also be two at a certain distance transducers 5 arranged from one another in the longitudinal direction of the shaft 1 are used.

Die von dem Geber 5 abgegebene Wechselspannung ist, wie in Fig. 2 dargestellt, abgesehen von den Störschwingungen sinusförmig, wobei die Amplitude Ao proportional der Größe der Unwucht ist und der Phasenwinkel a der Drehwinkellage der Unwucht, bezogen auf einen bestimmten Bezugsradius, entspricht. Die Geberspannung wird nun nach Verstärkung durch einen Verstärker 6 mit dem Umlauf der Welle 1 synchron schaltenden Unterbrecheranordnungen zugeleitet, die die Geberspannung zerhacken. The alternating voltage output by the transmitter 5 is as in FIG. 2 shown, apart from the parasitic oscillations sinusoidal, with the amplitude Ao is proportional to the size of the unbalance and the phase angle a is the rotational angle position corresponds to the imbalance, based on a certain reference radius. The encoder voltage is now synchronized with the rotation of the shaft 1 after amplification by an amplifier 6 switching interrupter arrangements fed to the chopping the encoder voltage.

Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, können die Unterbrecheranordnungen aus zwei unmittelbar an der Wellel befestigten Schaltscheiben 7 und 8 bestehen, die je ein Kontaktsegment 9 bzw. 10, das sich über einen Drehwinkel von 1800 erstreckt, enthalten. As shown schematically in Fig. 1, the interrupter arrangements consist of two switching disks 7 and 8 attached directly to the corrugation, each one contact segment 9 or 10, which extends over an angle of rotation of 1800, contain.

Die Kontaktsegmente 9 und 10 sind dabei entsprechend um den Winkel von 900 gegeneinander versetzt. An den Schaltscheiben 9 und 10 liegen stationäre Abtastkontakte 11 und 12 an. Je eines der beiden Kontaktelemente, also entweder das Kontaktsegment 9, 10. oder der Abtastkontakt 11, 12, ist mit einer Ausgangsklemme des Verstärkers 6 verbunden, während das andere Kontaktelement mit je einem Widerstand 13 bzw. 14 verbunden ist. Die andere Ausgangsklemme des Verstärkers 6 liegt an Masse.The contact segments 9 and 10 are accordingly at the angle offset from each other by 900. On the switching disks 9 and 10 are stationary Sensing contacts 11 and 12 on. One of the two contact elements, either the contact segment 9, 10. or the sensing contact 11, 12 is connected to an output terminal of the amplifier 6 connected, while the other contact element each with a resistor 13 or 14 is connected. The other output terminal of the amplifier 6 is connected to ground.

Da die Kontaktscheiben die Geberspannung je während 1800 der Umlaufperiode des Prüflings unterbrechen und gegeneinander um 900 phasenversetzt sind, werden den Widerständen 13 und 14 die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Spannungen zugeführt.Since the contact disks the encoder voltage each during 1800 of the orbital period of the test object and are phase shifted by 900 to each other the resistors 13 and 14 are supplied with the voltages shown in FIGS.

Die Unterdrückung der Geberspannung während 1800 der Periode ist bekannt. Insoweit dienen die Ausführungen nur der Erläuterung. The suppression of the encoder voltage during 1800 of the period is known. In this respect, the explanations are only given.

Den Widerständen 13 und 14 sind Kondensatoren 15 bzw. 16 nachgeschaltet, so daß durch die RC-Schaltung die von den Unterbrechern aus der Geber wechselspannung gebildeten Spannungen (Fig. 2 und 3) integriert werden. Die in den Kondensatoren 15 und 16 gespeicherten Ladungssummen Ml und M. sind also in jedem Augenblick proportional einer Spannung, die sich durch Integration der Flächen im Spannungs-Zeit-Diagramm ergibt. The resistors 13 and 14 are followed by capacitors 15 and 16, respectively. so that through the RC circuit the alternating voltage from the interrupters from the encoder formed voltages (Fig. 2 and 3) are integrated. The ones in the capacitors 15th and 16 stored charge sums Ml and M. are therefore proportional at each instant a stress, which is determined by integrating the areas in the stress-time diagram results.

Die in den Kondensatoren 15 und 16 gespeicherten SpeicherspannungenM, und M2 können nun unabhängig von dem Ermittlungsvorgang der Unwucht ausgewertet werden. Zu diesem Zweck sind Schalter 17 und 18 vorgesehen, mittels deren die Kondensatoren 15 und 16 von den zugehörigen Widerständen 13 und 14 getrennt werden können. Die Schalter 17, 18 können dabei selbsttätig in Abhängigkeit von einem bestimmten Betriebszustand der Vorrichtung arbeiten. The storage voltages M stored in capacitors 15 and 16, and M2 can now be evaluated independently of the process of determining the imbalance will. For this purpose switches 17 and 18 are provided, by means of which the capacitors 15 and 16 can be separated from the associated resistors 13 and 14. the Switches 17, 18 can be activated automatically as a function of a certain operating state the device work.

Aus den Speicherspannungen M1 und M2 werden nun gemäß der Erfindung mittels weiterer geeigneter Unterbrechermittel zwei Rechteckspannungen gebildet, deren Amplituden proportional den Speicherspannungen Ml bzw. M2 sind. Die Rechteckspannungen sind jedoch wieder um den Phasenwinkel B, insbesondere um 900, gegeneinander phasenverschoben. According to the invention, the storage voltages M1 and M2 now become two square-wave voltages formed by means of further suitable interrupter means, whose amplitudes are proportional to the storage voltages Ml and M2. The square wave voltages however, are again phase-shifted by the phase angle B, in particular by 900, with respect to one another.

Die Frequenz dieser Rechteckspannungen ist völlig unabhängig von der Umlaufdrehzahl des Prüflings und kann beliebig gewählt werden. Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Anordnung sind auf einer von einem Motor 21 angetriebenen Welle 22 drei Schaltscheiben 23, 24 und 25 angeordnet, die ähnlich wie die Schaltscheiben 7 und 8 je ein sich über 1800 ihrer Peripherie erstreckendes Kontaktsegment aufweisen. An den Schaltscheiben 23, 24 und 25 liegen Abtastkontakte 26, 27 und 28 an. Die Schaltzeiten der Abtastkontakte 26 und 27 sind um den Winkel p, insbesondere 900, gegeneinander versetzt. Eines der Kontaktelemente 23 oder 26 ist mit dem Ausgang des ersten RC-Schaltgliedes 13, 15, das andere mit dem Gitter einer Trennröhre 26' verbunden. Ebenso ist eines der beiden Kontaktelemente 24 oder 27 mit dem Ausgang des zweiten RC-Schaltgliedes 14, 16 verbunden, während das andere mit dem Gitter einer Trennröhre 27' verbunden ist.The frequency of these square wave voltages is completely independent of the Rotational speed of the test object and can be selected as desired. In the case of the in Fig. 1 The arrangement shown schematically are on one driven by a motor 21 Shaft 22 arranged three indexing disks 23, 24 and 25, which are similar to the indexing disks 7 and 8 each have a contact segment extending over 1800 of their periphery. Sensing contacts 26, 27 and 28 are applied to switching disks 23, 24 and 25. the Switching times of the scanning contacts 26 and 27 are by the angle p, in particular 900, offset against each other. One of the contact elements 23 or 26 is connected to the output of the first RC switching element 13, 15, the other with the grid of a separating tube 26 ' tied together. Likewise, one of the two contact elements 24 or 27 is connected to the output of the second RC switching element 14, 16, while the other is connected to the grid a separation tube 27 'is connected.

Die von den Unterbrechern 23 bis 28 erzeugten Rechteckspannungen (Fig. 4) werden nun über Widerstände 29 und 29' gleicher Größe miteinander gemischt (Fig. 5) und anschließend einem Filter30 zugeleitet, das auf die Umlauffrequenz der Welle 22 scharf abgestimmt ist. Durch die Mischung entsteht, wie in Fig. 6 dargestellt, eine treppenförmige Spannung. Das Filter30 siebt aus dieser Spannung die Sinusgrundwelle aus, die gleich ist den Summen der Sinusgrundwelle (Vektoraddition) der beiden Rechteckspannungen, vor der Mischung durch die Widerstände 29, 29'. The square-wave voltages generated by the breakers 23 to 28 (Fig. 4) are now mixed with one another via resistors 29 and 29 'of the same size (Fig. 5) and then fed to a filter 30, which is based on the rotational frequency the shaft 22 is sharply tuned. As shown in Fig. 6, the mixture creates a staircase tension. The filter 30 sifts the fundamental sine wave from this voltage which is equal to the sums of the fundamental sine wave (vector addition) of the two square-wave voltages, before mixing by the resistors 29, 29 '.

Die Ausgangsspannung des Filters 30 wird auf ein Spannungsmeßgerät 31 aufgeschaltet, das vorzugsweise unmittelbar in Größeneinheiten der zu ermittelnden Unwucht des Prüflings 2 geeicht ist. Durch die Mischung in den Widerständen 29, 29' wurde an den Sinusgrundwellen eine Vektoraddition JHM2+ M2.2 durchgeführt (s. Fig. 11). Die Spannung am Ausgang des Filters 90 ist nach den eingangs angeführten Ableitungen proportional der Unwuchtgröße. The output voltage of the filter 30 is measured on a voltmeter 31 switched on, preferably directly in size units of the to be determined Unbalance of the test item 2 is calibrated. By mixing in the resistors 29, 29 'a vector addition JHM2 + M2.2 was carried out on the sine fundamental waves (see Sect. Fig. 11). The voltage at the output of the filter 90 is according to the above mentioned Derivatives proportional to the size of the unbalance.

Die auf der Welle 22 mitlaufende Kontaktscheibe 25 dient nun der Ermittlung des Phasenwinkels a. The contact disk 25 running along on the shaft 22 is now used Determination of the phase angle a.

Zu diesem Zweck wird eines der beiden Kontaktelemente 28 mit einer eine konstante Spannung liefernden Batterie 32 verbunden, während das andere Kontaktelement mit einem die Winkellage der Unwucht anzeigenden Meßgerät33 verbunden ist, das zum Phasenvergleich die Ausgangsspannung des Filters 30 über die Leitung 34 erhält. Das Meßgerät 33 kann beispielsweise die in Fig. 7 dargestellte Schaltung 170 bis 184 haben. Die Phase der über die Leitung 34 zugeführten Spannung ist tg y = M2/M1, wie die Ableitung im Vektordiagramm zeigt (s. Fig. 11), wobei die die Winkellage zwischen der der Spannung M, zugeordneten Sinusgrundwelle und der Mischspannung aus beiden Sinusgrundwellen ist. Da M,IM, = tg a (a = Unwuchtwinkel), ergibt sich aus dem Phasenvergleich eine eindeutige Beziehung zu dem gesuchten Unwuchtwinkel.For this purpose, one of the two contact elements 28 with a a constant voltage supplying battery 32 connected while the other contact element with one the angular position of the unbalance indicating measuring device33 connected is that for phase comparison, the output voltage of the filter 30 across the line 34 receives. The measuring device 33 can, for example, have the circuit shown in FIG 170 to 184 have. The phase of the voltage supplied via line 34 is tg y = M2 / M1, as the derivative in the vector diagram shows (see FIG. 11), where the Angular position between the fundamental sine wave assigned to the voltage M, and the mixed voltage from both sine fundamental waves. Since M, IM, = tg a (a = unbalance angle), it results a clear relationship to the imbalance angle sought from the phase comparison.

Das Winkelmeßgerät33 kann durch eine oszillographische Phasen anzeige ersetzt werden, wie diese bei Wuchtmaschinen allgemein bekannt sind. Während jedoch bei den bekannten Vorrichtungen die oszillographischen Anzeigen bei niederen Drehzahlen der den Prüfling tragenden Welle 1 wegen Flimmern des Bildes am Oszillographenschirm versagen, ist bei der angegebenen Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung die Anzeige vollkommen unabhängig von der Drehzahl der Welle 1, so daß dieser Nachteil nicht auftritt. Die Drehzahl der Welle 22 kann jeweils so eingestellt werden, daß ein scharfes Bild am Oszillographen entsteht. The Winkelmeßgerät33 can display by an oscillographic phase be replaced, as these are generally known in balancing machines. While however in the known devices, the oscillographic displays at low speeds of the wave 1 carrying the test object due to flickering of the image on the oscilloscope screen fail, is the display in the specified switching device according to the invention completely independent of the speed of the shaft 1, so that this disadvantage is not occurs. The speed of the shaft 22 can be adjusted so that a sharp image is created on the oscilloscope.

Bei Wuchtmaschinen mit zwei Ausgleichsebenen kann man entweder die beiden Geber nacheinander auf die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung schalten. Es kann selbstverständlich auch für jeden Geber eine gesonderte Schaltanordnung vorgesehen werden. In diesem Fall ergeben sich jedoch gewisse Vereinfachungen, da ein Teil der Einrichtungen nur einmal benötigt wird. For balancing machines with two compensation levels, you can either use the switch both transmitters one after the other to the circuit arrangement according to the invention. It goes without saying that a separate switching arrangement can also be used for each transmitter are provided. In this case, however, there are certain simplifications because some of the facilities are only required once.

Gemäß der Erfindung werden in der Praxis an Stelle der mechanischen Unterbrecher elektronische verwendet, wie einer in Fig. 8 dargestellt ist. Die vom Geber her stammende verstärkte Wechselspannung wird über einen Widerstand 35 an die Anode einer ersten Triode 36 und die Kathode einer zweiten Triode 37 gelegt. Die beiden Röhren 36 und die Anode der Röhre 37 liegen an Masse. Wenn die Trioden 36 und 37 beide gesperrt sind, bleibt die Geberspannung unbeeinflußt. Wenn eine der beiden Röhren leitend ist, wird jedoch die Geberspannung über den Röhrenwiderstand auf Masse abgeleitet. According to the invention, in practice, instead of mechanical Breaker electronic used as one shown in Fig. 8. The ones from The amplified AC voltage coming from the encoder is applied via a resistor 35 the anode of a first triode 36 and the cathode of a second triode 37 are placed. The two tubes 36 and the anode of the tube 37 are connected to ground. When the triodes 36 and 37 are both blocked, the encoder voltage remains unaffected. When a of the two tubes is conductive, the transducer voltage is passed through the tube resistor derived to ground.

Das Öffnen und Schließen der Schalteinrichtung wird nun durch eine entsprechende Steuerspannung bewirkt. die über die Widerstände 38 und 39 an die Gitter der Röhren gelegt wird.The opening and closing of the switching device is now controlled by a causes corresponding control voltage. via the resistors 38 and 39 to the Grid of tubes is laid.

Die Steuerspannung kann von der in Fig. 9 dargestellten Anordnung abgeleitet werden. Mit der den Prüfling 2 tragenden Welle 1 läuft ein Eisenstift St um, der in geringem Abstand an den Polen zweier stationärer, diametral einander gegenüberliegenden Magnete M, und M., vorbeiläuft. Der MagnetM, trägt eine Wicklung 90, der Magnet M. eine Wicklung 91. The control voltage can be of the arrangement shown in FIG be derived. An iron pin runs with the shaft 1 carrying the test object 2 St um, which is at a small distance at the poles of two stationary, diametrically opposed to each other opposing magnets M, and M., passes by. The MagnetM has a winding 90, the magnet M. a winding 91.

Bei Annäherung des EisenstiftesSt entsteht in den Wicklungen je z. B. eine positive Spannungsspitze, die bei Durchlauf des Stiftes in eine negative Spannungsspitze umschlägt und danach wieder auf Null zurückkehrt. Die an den Wicklungen 90 und 91 auftretenden Impulse sind unter a bzw. b in Fig. 10 dargestellt. Die beiden Spannungen werden nach Unterdrückung der negativen bzw. positiven Spannungsspitzen gemischt und einer Multivibratorschaltung zugeleitet, die eine entsprechende Rechteckspannung liefert, wie sie unter d in Fig. 10 dargestellt ist. Diese Rechteckspannung kann unmittelbar zur Steuerung der Schalteinheit gemäß Fig. 8 verwendet werden.When the iron pin St approaches, z. B. a positive voltage spike that turns into a negative when the pen passes through Voltage peak reverses and then returns to zero. The ones on the windings 90 and 91 occurring pulses are shown under a and b in FIG. The two Tensions are generated after the negative or positive voltage peaks have been suppressed mixed and fed to a multivibrator circuit that generates a corresponding square-wave voltage supplies, as shown under d in FIG. These Square wave voltage can can be used directly to control the switching unit according to FIG.

Auf diese Weise treten an Stelle der Unterbrechermittel 7 bis 12 und 23 bis 28 in Fig. 1 je eine Schalteinheit gemäß Fig. 8. Die Steuerspannung für die Unterbrechermittel 23 bis 28 werden jedoch nicht von der in Fig. 9 dargestellten Schaltung erzeugt, sondern von einem Frequenznormal, beispielsweise von der Netzspannung, abgeleitet. Ein vollständiger Schaltplan einer derartigen elektronischen Schaltungsanordnung ist in Fig. 7 dargestellt. In this way, the interrupter means 7 to 12 take the place of them and 23 to 28 in FIG. 1 each have a switching unit according to FIG. 8. The control voltage for however, the interruption means 23 to 28 are not different from that shown in FIG Circuit generated, but from a frequency standard, for example from the mains voltage, derived. A complete circuit diagram of such an electronic circuit arrangement is shown in FIG.

Die von einer Geberwicklung 41, beispielsweise einer an ein Schwinglager der den Prüfling tragenden Welle 1 angesetzten Tauchspulenanordnung, abgegebene Wechselspannung wird einem Empfindlichkeitsregler 42, beispielsweise einem Potentiometer, zugeführt, dessen Schleifer mit dem Steuergitter einer Pentode 50 verbunden ist. Die Pentode 50 ist als Kathodenbasisverstärker mit in bekannter Weise dimensionierten Widerständen 51, 52 und 54 und Kondensatoren 53 und 55 geschaltet. In der Kathodenleitung liegt zusätzlich ein Potentiometer 56. The one from a transmitter winding 41, for example one to a swing bearing of the moving coil arrangement attached to the shaft 1 carrying the test specimen AC voltage is fed to a sensitivity regulator 42, for example a potentiometer, fed, whose grinder is connected to the control grid of a pentode 50. As a cathode base amplifier, the pentode 50 is dimensioned in a known manner Resistors 51, 52 and 54 and capacitors 53 and 55 are connected. In the cathode lead there is also a potentiometer 56.

Die verstärkte Wechselspannung der Geberwicklung 41 wird über einen Abblockkondensator 57 auf das Steuergitter einer weiteren Pentode 58 aufgeschaltet.The amplified AC voltage of the encoder winding 41 is a Blocking capacitor 57 is connected to the control grid of a further pentode 58.

Das Steuergitter dieser Pentode ist über einen Widerstand 59 an Masse gelegt. Die Röhre 58 dient ebenfalls als Verstärker und ist in üblicher Kathodenbasisschaltung geschaltet. Die an der Anode der Röhre 58 auftretende verstärkte Wechselspannung wird am Verzweigungspunkt 62 abgegriffen und über einen Kondensator 60 und einen Abschwächwiderstand 61 auf den Schleifer des Potentiometers 56 als Gegenkopplung geleitet.The control grid of this pentode is connected to ground via a resistor 59 placed. The tube 58 also serves as an amplifier and is in the usual cathode base circuit switched. The increased alternating voltage appearing at the anode of the tube 58 is tapped at branch point 62 and via a capacitor 60 and a Attenuation resistor 61 on the wiper of the potentiometer 56 as negative feedback directed.

Die verstärkte Wechselspannung wird vom Verzweigungspunkt 62 über Kondensatoren 70 und 80 auf je eine elektronische Schalteinrichtung gemäß Fig. 8 aufgeschaltet und über Widerstände 71 und 81 gegen Masse stabilisiert. An dem Widerstand 71 bzw. The amplified AC voltage is from branch point 62 via Capacitors 70 and 80 each on an electronic switching device according to FIG. 8 switched on and stabilized against ground via resistors 71 and 81. At the resistance 71 or

81 wird also die verstärkte Geberwechselspannung abgegriffen und über einen hochohmigen Widerstand 72 bzw. 82 der Anode einer Röhre 74 bzw. 84 und der Kathode einer Röhre 75 bzw. 85 zugeleitet. Da die Widerstände 72 und 82 hochohmig gegenüber den Innenwiderständen der Röhren 74, 75 und 84, 85 sind, bricht die Spannung hinter den Widerständen 72 und 82 zusammen, wenn eine der Röhren 74 oder 75 bzw. 84 oder 85 leitend ist, d. h. Anodenstrom führt. Bei offenen Röhren liegt die Wechselspannung unbehindert über einem Ausgangswiderstand 73 bzw.81 the amplified encoder alternating voltage is tapped and over a high resistance 72 or 82 of the anode of a tube 74 or 84 and the Cathode of a tube 75 or 85 fed. Since the resistors 72 and 82 have a high resistance are opposite the internal resistances of the tubes 74, 75 and 84, 85, the voltage breaks behind the resistors 72 and 82, if one of the tubes 74 or 75 or 84 or 85 is conductive, i.e. H. Anode current leads. When the tubes are open, the alternating voltage is present unhindered over an output resistance 73 resp.

83 an einem Schalter 78 bzw. 88. Hinter den Schaltem 78 oder 88 liegt je ein Kondensator 79 bzw. 89 an Masse, der zusammen mit dem Widerstand 73 bzw. 83 je eine Integriereinheit bildet.83 on a switch 78 or 88. Behind the switch 78 or 88 is located a capacitor 79 or 89 to ground, which together with the resistor 73 or 83 each forms an integrating unit.

Die Röhrenpaare 74 und 75 bzw. 84 und 85 werden von je einer Rechteckspannung gesteuert, die über Widerstände 76, 77 bzw. 86, 87 auf die Gitter der Röhren aufgeschaltet werden. Die beiden Rechteckspannungen sind gegeneinander um 90 phasenverschoben. Die Frequenz der Spannungen entspricht der Umlauffrequenz der Welle. Die Impulsbreite jedes Rechteckimpulses ist etwa 180. The tube pairs 74 and 75 or 84 and 85 are each of a square wave voltage controlled, which are connected to the grid of the tubes via resistors 76, 77 or 86, 87 will. The two square-wave voltages are phase-shifted by 90 with respect to each other. The frequency of the voltages corresponds to the rotational frequency of the shaft. The pulse width each square pulse is about 180.

Zur Erzeugung der Rechtecksteuerspannung wird aus den von den Magnetwicklungen 90 und 91 der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 9 abgegebenen Impulsen, wie sie in Fig. 10 unter a und b dargestellt sind, durch Dioden 92 und 93 jeweils der negative oder positive Anteil des Doppelimpulses unterdrückt. To generate the square-wave control voltage, the magnet windings 90 and 91 of the circuit arrangement according to FIG. 9 emitted pulses, as shown in Fig. 10 under a and b are shown by diodes 92 and 93 each the negative or positive part of the double pulse suppressed.

Anschließend werden die beiden Impulse über die Widerstände 94 und 95 gemischt (s. Fig. 10c) und dem Gitter einer Triode 100 zugeleitet.The two pulses are then passed through resistors 94 and 95 mixed (see FIG. 10c) and fed to the grid of a triode 100.

Die Röhre 100 bildet zusammen mit der Röhre 101 eine kathodengekoppelte Multivibratorschaltung. An der Anode der Röhre 101 tritt dementsprechend eine Rechteckspannung auf, wie sie unter d in Fig. 10 dargestellt ist. Diese Rechteckspannung wird unmittelbar über einen Kondensator 103 und die Widerstände 76 und 77 auf die Gitter der die elektronischen Schalteinheit bildenden Röhren 74 und 75 geleitet, nachdem sie im Abzweigpunkt 104 durch einen Widerstand 105 gegen Masse stabilisiert wurde. The tube 100 forms together with the tube 101 a cathode-coupled one Multivibrator circuit. Correspondingly, a square-wave voltage occurs at the anode of the tube 101 as shown under d in FIG. This square wave voltage becomes immediate Via a capacitor 103 and resistors 76 and 77 to the grid of the die electronic switching unit forming tubes 74 and 75 passed after they are in Branch point 104 was stabilized by a resistor 105 to ground.

Die um 900 phasenversetzte Steuerspannung für die zweite elektronische Schalteinheit (Röhren 84 und 85) wird gebildet, indem die an der Anode der Röhre 101 auftretenden Rechteckspannung am Verzweigungspunkt 102 abgegriffen und über einen Kondensator 110 einem Integrationsglied zugeleitet wird, das aus einer von einem Widerstand 111 und einem Kondensator 112 gebildeten RC-Schaltung besteht. Durch die Integration ergibt sich der in Fig. 3 unter e dargestellte dreieckförmige Spannungsverlauf. Die Nulldurchgänge der Dreieckimpulse sind, wie aus der Darstellung ersichtlich, infolge der Integration bereits um 900 gegenüber den Nulldurchgängen der Rechteckimpulse d verschoben. Diese Dreieckimpulse werden nun dazu verwendet, eine aus zwei Röhren 113 und 114 bestehende kathodengekoppelte zweite Multivibratorschaltung zu steuern. Die Multivibratorschaltung ist so eingestellt, daß sie auf die Nulldurchgänge der Dreieckimpulsfolge anspricht. An der Anode der Röhre 114 tritt dementsprechend eine Rechteckspannung auf, wie sie unter f in Fig. 3 dargestellt ist. Die Impulsflanken dieser Rechteckspannung eilen dabei den Flanken der unter d dargestellten Rechteckimpulse um 900 nach. Die zweiten Rechteckimpulse werden nun über einen Kondensator 115 und über die Widerstände 86 und 87 an die Gitter der Röhren 84 und 85 gelegt, nachdem sie im Verzweigungspunkt 116 durch einen Widerstand 117 gegen Masse stabilisiert wurden. The 900 phase shifted control voltage for the second electronic Switching unit (tubes 84 and 85) is formed by attaching to the anode of the tube 101 occurring square wave voltage is tapped at branch point 102 and over a capacitor 110 is fed to an integrator consisting of one of an RC circuit formed by a resistor 111 and a capacitor 112. The integration results in the triangular shape shown in FIG. 3 under e Stress curve. The zero crossings of the triangular pulses are as shown in the illustration can be seen, as a result of the integration already at 900 compared to the zero crossings of the square-wave pulses d shifted. These triangular pulses are now used to a cathode-coupled second multivibrator circuit consisting of two tubes 113 and 114 to control. The multivibrator circuit is set so that it hits the zero crossings the triangular pulse train responds. At the anode of the tube 114 occurs accordingly a square wave voltage, as shown under f in FIG. The pulse edges This square-wave voltage rush the edges of the square-wave pulses shown under d around 900 after. The second square-wave pulses are now through a capacitor 115 and placed across resistors 86 and 87 to the grids of tubes 84 and 85 after it is stabilized at branch point 116 by a resistor 117 to ground became.

Die die Widerstände 73 und 83 mit den Kondensatoren 79 bzw. 89 verbindenden Schalter 78 und 88 können nach Beendigung der Ermittlung der Unwucht des Prüflings geöffnet werden. Die in den Kondensatoren 79 und 89 gespeicherten Spannungen werden je an die Gitter von Kathodenverstärkerröhren 118 bzw. 119 entladungsfrei angelegt. Da die gespeicherten Spannungen sowohl positiv als auch negativ sein können, sind die Kathodenverstärker so dimensioniert, daß sie Spannungen beider Polaritäten übertragen können. The connecting resistors 73 and 83 to capacitors 79 and 89, respectively Switches 78 and 88 can be used after the determination of the unbalance of the test object be opened. The voltages stored in capacitors 79 and 89 become each applied to the grid of cathode amplifier tubes 118 and 119 in a discharge-free manner. Since the stored voltages can be both positive and negative, are the cathode amplifiers are dimensioned so that they transmit voltages of both polarities can.

Die an den Kathoden der Röhren 118 und 119 auftretenden Gleichspannungen werden nun in Rechteckspannungen zerlegt, wobei wieder elektronische Schaltmittel verwendet werden. Eine der Schalteinrichtungen wird dabei von einem Röhrenpaar 120 und 121, die andere von einem Röhrenpaar 130 und 131 gebildet. Die Steuerspannnungen für diese Röhren bestehen wiederum aus Rechteckspannungen, die gegeneinander um 900 phasenversetzt sind. Bei der dargestellten Ausführungsform wird zur Erzeugung dieser Rechteckspannungen als Frequenznormal die Netzspannung wie folgt verwendet: Aus der Sekundärwicklung eines mit seiner Primärwicklung 151 an das Lichtnetz angeschlossenen Netztransformators 150 mit an Masse gelegter Mittel- anzapfung 153 werden an den Klemmen 152 und 154 zwei gegenphasige Wechselspannungen entnommen. The DC voltages appearing at the cathodes of the tubes 118 and 119 are now broken down into square-wave voltages, with again electronic switching means be used. One of the switching devices is in this case a pair of tubes 120 and 121, the other formed by a pair of tubes 130 and 131. The control voltages for these tubes in turn consist of square-wave voltages, which act against each other 900 are out of phase. In the illustrated embodiment, the generation of these square-wave voltages, the mains voltage is used as the frequency standard as follows: From the secondary winding one with its primary winding 151 connected to the lighting network Mains transformer 150 with grounded center tap 153 are sent to the Terminals 152 and 154 taken two alternating voltages in phase opposition.

Die eine Wechselspannung wird über einen hochohmigen Widerstand 155 auf ein vorgespanntes Diodenpaar 156, 157 geleitet und durch dieses Diodenpaar so begrenzt, daß über eine Leitung 158 und Widerstände 122, 123 an den Gittern des Röhrenpaares 120, 121 eine trapezförmige Steuerspannung anliegt. Die beiden Ausgangsklemmen 152 und 154 der Sekundärwicklung des Netztransformators 150 sind durch einen regelbaren Widerstand 161 und einen Kondensator 160 überbrückt. Zwischen dem Kondensator 160 und dem Widerstand 161 kann nun eine um 900 phasenverschobene Wechselspannung abgenommen werden, die über den Widerstand 165 einem vorgespannten Diodenpaar 166, 167 zugeleitet wird. Das Diodenpaar 166, 167 begrenzt die Wechselspannung auf eine Trapezspannung, die nun über die Leitung 168 und die Widerstände 132, 133 den Gittern der Röhren 130, 131 zugeführt wird.One alternating voltage is generated via a high-resistance resistor 155 passed to a biased pair of diodes 156, 157 and through this pair of diodes so limited that via a line 158 and resistors 122, 123 on the grids of the Tube pair 120, 121 is applied a trapezoidal control voltage. The two output terminals 152 and 154 of the secondary winding of the mains transformer 150 can be regulated by a Resistor 161 and a capacitor 160 bridged. Between the capacitor 160 and an alternating voltage which is phase-shifted by 900 can now be tapped from resistor 161 which are fed to a biased pair of diodes 166, 167 via resistor 165 will. The diode pair 166, 167 limits the alternating voltage to a trapezoidal voltage, which now via the line 168 and the resistors 132, 133 to the grids of the tubes 130, 131 is supplied.

Hinter den Ausgangswiderständen 124 und 134 der aus den Röhrenpaarenl20, 121 und 130, 131 gebildeten elektronischen Schalteinheiten treten Rechteckimpulse auf, die sich im wesentlichen von der Nullinie her aufbauen und je nach dem Vorzeichen der in den Kondensatoren 79 und 89 gespeicherten Ladungssummen negativ oder positiv sind. Die Amplituden der Impulse sind den in den Kondensatoren 79 und 89 gespeicherten Ladungssummen mit und M2 proportional, da die als Kathodenverstärker geschalteten Röhren 118, 119 die Spannung der Kondensatoren 79, 89 vorzeichenrichtig übertragen, so daß an den Kathodenwiderständen der Röhren 118, 119 eine entsprechende vorzeichenrichtige und proportionale Spannung abgegriffen werden kann. Behind the output resistors 124 and 134 of the tube pairs 120, 121 and 130, 131 formed electronic switching units occur square-wave pulses which build up essentially from the zero line and depending on the sign the charge sums stored in the capacitors 79 and 89 are negative or positive are. The amplitudes of the pulses are those stored in capacitors 79 and 89 Charge sums with and M2 proportional, since they are connected as cathode amplifiers Tubes 118, 119 transmit the voltage of the capacitors 79, 89 with the correct sign, so that at the cathode resistances of the tubes 118, 119 a corresponding sign with the correct sign and proportional voltage can be tapped.

Ist die hinter dem Eingangswiderstand 124' liegende Spannung negativ, wird sie im Takte der über den Widerstand 123 an dem Gitter der Röhre 121 liegenden Steuerspannung an Masse kurzgeschlossen oder bei sperrender Röhre ungehindert über den Widerstand 124 übertragen. Ist sie hinter dem Eingangswiderstand 124' positiv, wird sie in ähnlicher Weise im Takte der über den Widerstand 122 am Gitter der Röhre 120 liegenden Steuerspannung an Masse kurzgeschlossen oder über den Widerstand 124 ungehindert übertragen. Dieses Ergebnis läßt sich ohne weiteres erreichen, wenn die entsprechenden Schaltelemente aufeinander abgestimmt sind. Dasselbe gilt natürlich für die zweite von den Röhren 130 und 131 gebildete Schalteinheit. Von den beiden hinter den Widerständenl24 und 134 auftretenden Rechteckspannungen werden nun durch Kondensatoren 125 und 135 die Gleichspannungsanteile unterdrückt. Anschließend werden beide Impulsfolgen miteinander gemischt. Da die beiden Impulsfolgen entsprechend der Phasenverschiebung der von den Leitungen 158 und 168 übertragenen Steuerspannungen ebenfalls um 900 phasenverschoben sind, ergibt sich eine treppenförmige Impulsfolge. If the voltage behind the input resistor 124 'is negative, it becomes in the cycle of lying on the grid of the tube 121 via the resistor 123 Control voltage short-circuited to ground or, if the tube is blocked, over unhindered transfer resistor 124. If it is positive behind the input resistance 124 ', it is similarly in time with the resistor 122 on the grid of the tube 120 lying control voltage short-circuited to ground or via the resistor 124 transmitted unhindered. This result can easily be achieved if the corresponding switching elements are matched to one another. The same is true of course for the second switching unit formed by the tubes 130 and 131. Of the two Square-wave voltages occurring behind the resistors 24 and 134 are now through Capacitors 125 and 135 suppressed the DC voltage components. Then be both pulse trains mixed together. Since the two pulse trains accordingly the phase shift of the control voltages carried by lines 158 and 168 are also phase shifted by 900, the result is a stepped pulse sequence.

Die Grundschwingung dieser Treppenimpulsfolge ist, wie eine Fourieranalyse zeigen würde, eine Sinusspannung von 50 Hz, deren Amplitude in einem bestimmten Verhältnis zu der Größe der Unwucht des Prüflings steht und aus deren Phase relativ zu der Netzspannung unmittelbar die Drehwinkellage der Unwucht des Prüflings ermittelt werden kann.The fundamental oscillation of this staircase pulse sequence is like a Fourier analysis would show a sinusoidal voltage of 50 Hz whose amplitude is in a given Relative to the size of the imbalance of the test object and its phase relative the rotational angle position of the imbalance of the test object is determined directly in addition to the mains voltage can be.

Diese Grundschwingung wird nun mittels eines aus Röhren 140 und 141 bestehenden selektiven Verstärkers aus der treppen artigen Impulsfolge ausgesiebt. This fundamental oscillation is now made up of tubes 140 and 141 existing selective amplifier screened out of the staircase-like pulse train.

Die Kopplung beider Stufen des Verstärkers erfolgt über einen Vorwiderstand 142 und einen auf 50 Hz abgestimmten Resonanzkreis 143. Die Röhre 141 ist dabei als Kathodenstufe geschaltet, um ein über einen Kondensator 144 angekoppeltes Größenanzeigeinstrument 145 von dem Schwingkreis 143 zu trennen.Both stages of the amplifier are coupled via a series resistor 142 and a resonance circuit 143 tuned to 50 Hz. The tube 141 is included connected as a cathode stage to a size display instrument coupled via a capacitor 144 145 to be separated from the resonant circuit 143.

Das Größenanzeigeinstrument 145 kann nun in bekannter Weise so geeicht werden, daß es unmittelbar die Größe der Unwucht des Prüflings anzeigt. Da bei geöffneten Schaltern 78 und 88 die zwischen den Kondensatoren 79 und 89 und dem Größenanzeigeinstrument 145 liegenden Schaltelemente vollkommen unabhängig von dem Ermittlungsvorgang der Unwucht des Prüflings sind und da sich die Kondensatoren 79 und 89 kaum entladen, bleibt die Anzeige des Größenanzeigeinstrumentes 145 auch noch bestehen, wenn die den Prüfling tragende Welle 1 bereits wieder stillsteht. Damit wird jedoch das Auswuchten des Prüflings wesentlich erleichtert, da der die Vorrichtung bedienende Arbeiter sich keinerlei Vormerkungen machen muß. Besonders wesentlich ist dieser Umstand auch, wenn aus irgendwelchen mechanischen Gründen der Prüfling nur an bestimmten Stellen ausgewuchtet werden kann. In diesem Fall muß nämlich die ermittelte Größe der Unwucht beispielsweise unter Zuhilfenahme von Tabellen od. dgl. in zwei Vektoren zerlegt werden. The size display instrument 145 can now be calibrated in a known manner that it immediately indicates the size of the unbalance of the test object. Since when open Switches 78 and 88 between capacitors 79 and 89 and the size indicator 145 lying switching elements completely independent of the determination process of the The device under test is out of balance and since the capacitors 79 and 89 hardly discharge, the display of the size display instrument 145 remains even if the The shaft 1 carrying the test specimen is already at a standstill again. However, this does the balancing of the test specimen is made much easier by the worker operating the device does not have to make any reservations. This fact is particularly important even if, for some mechanical reason, the test item is only used on certain Places can be balanced. In this case the determined size must be the imbalance, for example, with the aid of tables or the like in two vectors be disassembled.

Da die Winkellagen der Vektoren nur bei stehendem Prüfling ermittelt werden können, bedeutet es eine wesentliche Erleichterung, daß das Anzeigeinstrument 145 auch zu diesem Zeitpunkt noch die entsprechende Anzeige liefert.Since the angular positions of the vectors are only determined when the test object is stationary it means a substantial relief that the display instrument 145 still delivers the corresponding display at this point in time.

Ebenso wie die Größe der Unwucht kann die Phasenlage der Unwucht noch nach Beendigung des Auswuchtvorganges abgelesen werden. Dabei wird die Phasenlage folgendermaßen ermittelt: Die vom Kondensator übertragene Wechselspannung wird einer Röhren 170 und 171 enthaltenden Multivibratorschaltung als Steuerspannung zugeleitet. Just like the size of the unbalance, the phase position of the unbalance can be can still be read after the balancing process has been completed. Thereby the phase position determined as follows: The alternating voltage transmitted by the capacitor becomes one Tubes 170 and 171 containing multivibrator circuit supplied as a control voltage.

An der Anode der Röhre 171 tritt dementsprechend eine zu der Wechselspannung phasengleiche Rechteckspannung auf, die mittels eines Kondensators 172 kleiner Kapazität einem Widerstand 173 zugeleitet wird. Hierbei findet eine Differenzierung statt, d. h., aus den Rechteckflanken entstehen kurze Impulse abwechselnder Polarität. Von diesen Impulsen wird mittels einer Diode 174 jeweils der positive Anteil unterdrückt. Die negativen Impulse gelangen über einen Widerstand 173' an das Gitter einer Röhre 175 und sperren diese.Correspondingly, an alternating voltage occurs at the anode of the tube 171 in-phase square-wave voltage, which by means of a capacitor 172 small capacitance a resistor 173 is fed. A differentiation takes place here, d. That is, short pulses of alternating polarity arise from the rectangular flanks. The positive portion of these pulses is suppressed by means of a diode 174. The negative pulses arrive at the grid of a tube through a resistor 173 ' 175 and lock them.

Der Röhre 175 ist eine Röhre 176 in Flip-Flop-Schaltung zugeordnet, so daß in dem Moment, wo die Röhre 175 sperrt, die Röhre 176 leitend wird. The tube 175 is assigned a tube 176 in a flip-flop circuit, so that the moment the tube 175 blocks, the tube 176 becomes conductive.

Dieser Zustand hält so lange an, bis auf das Gitter der Röhre 176 ein negativer Impuls gelangt, der die Flip-Flop-Schaltung umsteuert. Diese weiteren Impulse werden aus dem Netz gewonnen, indem die Klemme 154 der Sekundärwicklung des Netztransformators 150 über einen Phasenwendeschalter 177 und einen hochohmigen Widerstand 178 an das Gitter einer Röhre 179 gelegt wird. Da diese Röhre stark übersteuert ist, führt ihre Anode Rechteckspannungen.This state continues until the grid of the tube 176 a negative pulse arrives, which reverses the flip-flop circuit. These further Pulses are obtained from the mains by connecting terminal 154 of the secondary winding of the network transformer 150 via a phase reversing switch 177 and a high-resistance Resistor 178 is placed on the grid of a tube 179. Because this tube is heavily overdriven its anode carries square wave voltages.

Diese Rechteckspannungen werden mittels eines Kondensators 180 und eines Widerstandes 181 differenziert, d. h. in Doppelimpulse verwandelt. Die posi- tiven Impulse werden von einer Diode 182 an Masse kurzgeschlossen. These square wave voltages are by means of a capacitor 180 and a resistor 181 differentiated, d. H. transformed into double impulses. The posi- tive Pulses are short-circuited to ground by a diode 182.

In den Anodenkreis der Röhre 175 ist nun ein Gleichstrommeßinstrument 183 eingeschaltet. Die Trägheit des Instrumentes 183 wird durch einen Kondensator 184 noch unterstützt, so daß das Instrument 183 den schnellen Stromschwankungen mit einer Frequenz von 50 Hz nicht folgen kann und dementsprechend den mittleren Wert der von der Röhre 175 abgegebenen Stromimpulse anzeigt. Dieser mittlere Wert ist jedoch dem Zeitabstand der beiden negativen Impulse proportional und stellt dementsprechend ein unmittelbares Maß für die Winkellage der Unwucht des Prüflings dar. An Stelle des Größenanzeigeinstrumentes 145 und des Phasenwinkelanzeigeinstrumentes 183 oder zusätzlich zu diesen können Steuermittel für selbsttätige Einrichtungen zur Beseitigung der Unwucht des Prüflings vorgesehen werden. Derartige Einrichtungen sind allgemein bekannt. Sie können beispielsweise einen Fräser enthalten, der an der entsprechenden Stelle des Prüflings eine entsprechende Massenmenge abfräst. A direct current measuring instrument is now in the anode circuit of the tube 175 183 switched on. The inertia of the instrument 183 is provided by a capacitor 184 still supports, so that the instrument 183 can handle the rapid current fluctuations with a frequency of 50 Hz can not follow and, accordingly, the middle one The value of the current pulses emitted by the tube 175. This mean value is however proportional to the time interval between the two negative pulses and represents accordingly a direct measure of the angular position of the imbalance of the test object instead of the size indicator 145 and the phase angle indicator 183 or in addition to these may control funds for automatic devices to eliminate the imbalance of the test item. Such facilities are well known. For example, they can include a router bit that attaches to the corresponding point of the test object mills off a corresponding mass amount.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for determining the size and the Phase position of the unbalance of a test object with two square-wave voltages, their frequency the rotational frequency of the test object and its phases are two different radius vectors of the test object correspond to the alternating voltage of an encoder to achieve a The size and angle display of the imbalance of the test object interact, characterized in that that the alternating voltage of the encoder chops in the rhythm of each of the square-wave voltages and that the two intermediate voltages achieved each by means of an RC element be integrated, also that proportional to that in the capacitors of the RC elements stored voltages further, mutually phase-shifted square-wave voltages be formed with a frequency that is independent of the rotational frequency of the test object, The imbalance of the test object is determined from their mixed voltage according to size and phase will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the The frequency of rotation of the test object corresponds to square-wave voltages in a known manner are phase shifted by 90 with respect to each other and that also that of the rotational frequency of the test object independent square wave voltages with respect to each other by 903 phase-shifted are.

3. Process according to Claims 1 and 2, characterized in that from the square-wave voltages that are independent of the rotational frequency of the test object or after mixing them, the sine fundamental wave is screened out.

4. Switching device for performing the method according to claims 1 to 3, characterized in that on the one hand with the encoder (5) and on the other hand electronic switching units connected to two integrating storage means (74, 75 and 84, 85) are provided and that the switching units (74, 75 and 84, 85) are controlled by a control voltage, the frequency of which corresponds to the rotational frequency of the test item and that the switching units are in a range from 0 until 1800 or from 90 to 2700, based on a certain reference radius of the test object (2) supporting shaft (1), open, furthermore that further electronic switching units (120, 121 and 130, 131) are provided that are supplied by the mains voltage or by a controlled by other control voltage independent of the circulation of the test object (2) that they are proportional to the voltages stored in the storage means Supply square wave voltages, and that one on the frequency of the mains voltage or the Control voltage tuned resonance circuit (143) or other filter means provided are, by means of which the sine fundamental waves are sifted out of the square-wave voltages, before or after they are mixed via equal resistors (124, 134).

5. Switching device according to claim 4, characterized in that the switching units (74, 75, 84, 85) acted upon by the transmitter (5) each with pulses whose repetition frequency corresponds to the rotational speed of the test object (2) corresponds and which in a known manner of stationary windings (90, 91) in conjunction with at least one rotating with the shaft (1) of the test object (2) Iron pin (St) or a photoelectric one that responds to a circulating mark Funds are generated.

6. Switching device according to claims 4 and 5, characterized in that that the switching units (74, 75, 84, 85) control pulses from two multivibrator circuits (100, 101, 113, 114) are generated and that the input of the second multivibrator circuit (113, 114) via an integrating circuit (100, 101) to the output of the first multivibrator circuit is connected, so that the square-wave voltages supplied by the two multivibrator circuits are out of phase by 900.

7. Switching device according to claims 4 to 6, characterized in that that the two switching units (74, 75, 84, 85) and / or the downstream switching units (120, 121, 130, 131) each consist of at least one In anti-parallel connected electron tube pairs, preferably triodes, exist and that the cathode of the first tube (74, 84, 120, 130) and the anode of the second tube (75, 85, 121, 131) are connected to earth, the grid of each tube over one each Resistance (76, 77, 86, 87, 122, 123, 132, 135) from the assigned square wave voltage is applied and the anode of the first tube (74, 84, 120, 130) and the cathode of the second tube (75, 85, 121, 131) together at the output and above a high resistance Resistance at the input of the switching unit, so that both negative and positive input voltages in the cycle of the control voltage via the tube resistor to be grounded.

Considered publications: German Patent Specifications No. 668 683, 697 640, 757 777, 843314.