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Verfahren und -Vorrichtung zur Einstellung von Auswuchtmaschinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung von Auswuchtmaschinen auf Prüflinge
verschiedener Abmessungen oder Gattungen und eine Auswuchtmaschine zur Durcllführung
des Verfahrens.
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Es ist beim dynamischen Auswuchten von Prüflingen bekannt, die Beeinflussung
des elektromechanischen Wandlers der einen Meßebene durch Unwuchtkräfte in der anderen
Meßebene, und umgekehrt, mittels eines sogenannten elektrischen Rahmens zu beseitigen.
Dabei werden im wesentlichen von dem elektromechanischen Wandler in der einen Meßebene
oder von einem Kompensationsgeber entsprechende Wechselströme abgenommen und über
einstellbare Widerstände vorzeichen richtig dem in der anderen Meßebene angeordneten
elektromechanischen Wandler zugeführt, und umgekehrt, so daß Restmomentenfreiheit
in beiden Meßebenen erzielt wird. Der elektrische Rahmen der Maschine muß vor Beginn
des Auswuchtens einer Serie von Prüflingen auf die besondere Abmessung oder Gattung
der Prüflinge eingestellt werden. Weiterhin muß die Unwuchtgrößenanzeige dem speziellen
Prüfling angepaßt werden.
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Letzteres gilt auch für Auswuchtmaschinen ohne elektrischen Rahmen,
also für sogenannte »Einebenenmaschinen« .
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Wenn Prüflinge verschiedener Art, z. B. Kraftfahrzeugräder verschiedener
Größe, serienmäßig in beliebiger Reihenfolge der Auswuchtmaschine zugeführt werden,
entstehen erhebliche Verzögerungen, da bei jedem Wechsel des Prüflings die Maschine
neu eingestellt werden muß. Da zudem die Einstellung der Auswuchtmaschine ungelernten
Arbeitern nicht zuzumuten ist, sind die bekannten Auswuchtmaschinen für eine Serienauswuchtung,
bei der die Gattung des Prüflings häufig wechselt, schlecht geeignet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diesen
Nachteil zu beseitigen und eine selbsttätige Ein- bzw. Umstellung der Auswuchtmaschine
auf Prüflinge verschiedener Gattungen zu ermöglichen.
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Das gemäß der Erfindung vorgeschlagene Verfahren zur Einstellung
von Auswuchtmaschinen besteht dabei im wesentlichen darin, daß der jeweilige Prüfling
vor dem Meßlauf auf eine charakteristische Größe abgetastet wird und daß auf Grund
dieser Abtastung aus einer an der Auswuchtmaschine selbst oder in einer Zusatzeinrichtung
vorgesehenen Vielzahl von Einstellschaltungen für die Unwuchtgrößenanzeige, die
Bearbeitungssteuerung oder den elektrischen Rahmen die für den betreffenden Prüfling
zutreffende Einstellschaltung selbsttätig ausgewählt und eingeschaltet wird.
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Als charakteristische Größe des Prüflings kann der Durchmesser, die
Breite, das Gewicht, eine Markierung, die Art und Anordnung von Warzen oder Höckern
für den Massenausgleich, die Art und die Anzahl von Einsenkungen oder Bohrungen,
z. B. der Befestigungslöcher bei Kraftfahrzeugrädern, dienen.
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Weiterhin können mehrere, z. B. zwei charakteristische Größen gleichzeitig
abgetastet werden. Eine Einstellung des elektrischen Rahmens erfolgt dann nur, wenn
sämtliche, z. B. beide charakteristischen Größen zutreffen. Andernfalls kann eine
Blockierung der Auswuchtmaschine vorgesehen werden, so daß Fehler vermieden werden.
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Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach
der Erfindung wird die Abtastung des Prüflings mittels mechanischer Fühler oder
Tasthebel vorgenommen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach
der Erfindung erfolgt die Abtastung des Prüflings fotoelektrisch. Selbstverständlich
können auch - wo dies praktisch durchführbar ist - andere Abtastverfahren, z. B.
eine magnetische Abtastung, angewendet werden.
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Gemäß der Erfindung wird weiterhin eine Auswuchtmaschine zur Durchführung
des angegebenen Verfahrens vorgeschlagen, bei welcher die wählbaren Einstellschaltungen
mindestens zweifach, vorzugsweise drei- bis fünffach vorhanden sind. Die Maschine
enthält Schaltmittel, die die verschiedenen Einstellschaltungen in Abhängigkeit
von der durch Abtastmittel festgestellten charakteristischen Größe des Prüflings
einschalten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Auswuchtmaschine gemäß
der Erfindung bestehen die Einstellschaltungen jeweils aus einem Satz von einstellbaren
Widerständen, wobei jeder Satz einen vollständigen
elektrischen
Rahmen für die Auswuchtmaschine bildet. Jeder Widerstandssatz ist mittels eines
ersten Doppelschalters mit den beiden- die Unwuchtschwingungen in den beiden Meßebenen
aufnehmenden elektromechanischen Wandlern der Maschine und mittels eines zweiten
Doppelschalters mit den den beiden Ausgleichsebenen zugeordneten Auswertemitteln
für die Unwuchtgröße und den Unwuchtwinkel verbunden. Die jedem Widerstandssatz
zugeordneten Doppelschalter können von einem gemeinsamen Relais betätigt werden.
Das Relais besitzt vorzugsweise einen Haltekontakt.
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Vorzugsweise ist jedes Relais mit einem Kontakt verbunden. Die Abtastmittel
für den Prüfling steuern ein Schaltorgan, welches in Abhängigkeit von der Zeitsteuereinrichtung
der Maschine den Kontakt vor Beginn des Meßlaufes des Prüflings an Masse oder Spannung
legt, so daß das zugeordnete Relais einen Haltekontakt anzieht. Nach Beendigung
des Meßlaufes des Prüflings wird der Haltekontakt des Relais von der Zeitsteuereinrichtung
der Maschine zum Abfall gebracht.
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Das Schaltorgan kann ein Schlepphebel sein, welcher von einem den
Prüfling abtastenden Fühler oder Hebel gesteuert wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Auswuchtmaschine gemäß
der Erfindung sind Greiferelemente vorgesehen, welche den Prüfling von einer Zubringereinrichtung
abnehmen und zu der Auswuchtmaschine befördern. In Abhängigkeit von der Öffnungsweite
der Greiferelemente werden Kontakte betätigt, über welche das dem entsprechenden
Widerstandssatz zugeordnete Relais zum Anziehen gebracht wird. Die Betätigung der
Greiferelemente kann über eine Drehwelle erfolgen, auf welcher Schaltnocken sitzen,
die entsprechende Schalter betätigen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Maschine gemäß
der Erfindung sind zu beiden Seiten der den Prüfling aufnehmenden Welle der Maschine
Schienen vorgesehen, welche einerseits Lampen und andererseits Fotozellen aufnehmen.
Die Lampen und die Fotozellen können so justiert werden, daß Prüflinge verschiedener
Abmessungen oder Gattungen keinen, einen oder mehrere Lichtstrahlen von den Lampen
zu den zugeordneten Fotozellen unterbrechen. Die Fotozellen steuern ihrerseits über
eine entsprechende Schalteinrichtung die Relais für die Widerstandssätze.
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Zusätzlich oder an Stelle der Abtastmittel für den Prüfling kann
ein Handschalter vorgesehen sein, mittels dessen die verschiedenen Widerstandssätze
zwischen die elektromechanischen Wandler und die den beiden Ausgleichsebenen zugeordneten
Auswertemittel für die Unwuchtgröße und den Unwuchtwinkel eingeschaltet werden können.
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In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsformen des Gegenstandes
der Erfindung dargestellt: Es zeigt Fig. 1 schematisch die Steuerung der Relais
durch einen Abtasthebel, Fig. 2 einen Schaltplan der Auswuchtmaschine, Fig. 3 schaubildlich
eine Steuerung der Kontakte durch die Betätigungswelle für eine Greiferzange, Fig.
4 schaubildlich die Abtastung eines Prüflings mittels fotoelektrischer Zellen.
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In Fig. 1 ist das der Erfindung zugrunde liegende Abtastprinzip an
Hand eines mechanischen Beispieles erläutert. Ein nicht dargestellter Abtasthebel,
der bei-
spielsweise den Durchmesser oder die Breite des Prüflings abtastet, steuert
einen Schlepphebel 1, der dabei über Kontakte 2 a, 2 b, 2 c streicht. Der Schlepphebel
1 liegt über einen Schalter 3 an Masse, der während des Abtastvorganges geöffnet
bleibt. Die Kontakte 2a, 2b und 2c sind mit Relais 4a, 4b bzw. 4c verbunden, welche
über eine gemeinsame Leitung 5 und über einen Schalter 6 an positiver Spannung liegen.
Jedes Relais 4 a, 4 b, 4c besitzt einen Haltekontakt 7 a, 7 b bzw. 7 c, wobei diese
Haltekontakte ebenfalls an Masse liegen.
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Wenn der Abtastvorgang des Prüflings beendet ist, also der Schlepphebel
1 über einem bestimmten Kontakt, z. B. über dem Kontakt 2a, stehenbleibt, werden
von der nicht dargestellten Zeitsteuereinrichtung der Auswuchtmaschine die Schalter
3 und 6 geschlossen.
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Dadurch bekommt das zugeordnete Relais - in der Darstellung der Fig.
1 das Relais 4a - Strom, so daß es seinen Haltekontakt7a anzieht. Nunmehr wird von
der Zeitsteuerschaltung der Auswuchtmaschine der Schalter 3 wieder geöffnet und
der Schlepphebell, beispielsweise mittels eines Motors 8, in seine Ruhelage zurückverschwenkt.
Durch diese Zurückverschwenkung des Schwenkhebels 1 wird auch der nicht dargestellte
Abtasthebel von dem Prüfling wieder entfernt, so daß dieser für die Durchführung
des Meßlaufes frei ist.
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Durch das Anziehen des zugeordneten Relais wurde, wie noch ausführlich
erläutert wird, der elektrische Rahmen und bzw. oder die Einstellung der Größenanzeige
der Maschine eingestellt, so daß die Auswuchtmaschine dem jeweiligen Prüfling angepaßt
ist. Wenn ein anderer Prüfling in die Maschine eingespannt wird, bleibt beispielsweise
der Schlepphebel 1 über dem Kontakt 2 c stehen, wodurch durch das Anziehen des Relais
4c andere Einstellwerte für den elektrischen Rahmen der Maschine vorgegeben werden.
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Nach Beendigung des Meßlaufes des Prüflings wird von der Zeitsteuereinrichtung
der Maschine der Schalter 6 geöffnet, wodurch der Haltekontakt 7 a, 7 b bzw. 7c
wieder zum Abfallen kommt. Die Maschine ist dann für die Aufnahme eines neuen Prüflings
bereit.
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In der Fig. 2 ist erläutert, wie durch das Anziehen eines der Relais
4 a, 4b oder 4c die Auswuchtmaschine auf den entsprechenden Prüfling eingestellt
wird.
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Bei dem dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält die
Auswuchtmaschine drei komplette sogenannte elektrische Rahmen, d. h., die Einstellschaltungen
für den elektrischen Rahmen sind bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
in drei Sätzen 10 a, 10b und 10 c vorhanden. Die Einstellschaltungen enthalten dabei
beispielsweise einen ersten einstellbaren Widerstand 11 a, 11 b bzw. 11 c, welcher
die Spannung eines in einer ersten Meßebene angeordneten elektromechanischen Wandlers
15 oder eines sogenannten Kompensationsgebers einem in einer zweiten Meßebene angeordneten
elektromechanischen Wandler 16 in solcher Größe zuleitet, daß die von der Unwuchtmasse
in der ersten Meßebene erzeugten Unwuchtschwingungen in der zweiten Meßebene kompensiert
werden. Ein zweiter Widerstand 12 a, 12 b bzw. 12 c leitet einen Teil der Spannung
des in der zweiten Meßebene liegenden elektromechanischen Wandlers 16 auf den elektromechanischen
Wandler 15 zurück, um so in der ersten
Meßebene von der Unwuchtmasse
in der zweiten Meßebene herrührende Unwuchtschwingungen zu kompensieren. Die Widerstände
11 und 12 sorgen also für die Restmomentenfreiheit in den beiden Meßebenen. Die
Widerstände 13 a, 13 b und 13 c ermöglichen die Einstellung des Größenanzeigeinstrumentes
für die eine Meßebene, die Widerstände 14a, 14 b, 14c die Einstellung des Größenanzeigeinstrumentes
für die andere Meßebene.
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An dem Eingang jedes der Widerstandssätze 10 a, 10 b bzw. 10 c liegt
ein Doppelschalter 17 a, 17 b bzw.
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17 c, welcher - wenn er geschlossen wird - den entsprechenden Widerstandssatz
mit den elektromechanischen Wandlern 15 und 16 verbindet. Am Ausgang jedes der Widerstandssätze
10 a, 10 b und 10 c liegt ein weiterer Doppelschalter 18 a, 18 b bzw.
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18 c, welcher - wenn er geschlossen wird - den entsprechenden Widerstandssatz
mit einem Größenanzeigeinstrument 19 und einem Winkelanzeigeinstrument 20 für die
dem elektromechanischen Wandler 15 zugeordnete erste Meßebene und mit einem Winkelanzeigeinstrument
22 für die dem elektromechanischen Wandler 16 zugeordnete zweite Meßebene verbindet.
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Die Steuerung der Doppeischalter 17 und 18 erfolgt nun über die bereits
im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Relais 4 a, 4b bzw. 4 c. Wenn also beispielsweise
das Relais 4 a seinen Haltekontakt 7 a anzieht, schließt es gleichzeitig die Doppelschalter
17 a und 18 a, so daß die elektromechanischen Wandler 15 und 16 über den durch die
Widerstände 11 a, 12 a, 13 a und 14 a gebildeten elektrischen Rahmen mit den Anzeigeinstrumenten
19 bis 22 verbunden werden. Wenn ein Prüfling einer anderen Gattung zum Auswuchten
kommt, bleibt der Schlepphebel 1 beispielsweise über dem Kontakt 2 c stehen, so
daß die elektromechanischen Wandler 15 und 16 nunmehr über den durch die Widerstände
11 c, 12 c, 13 c und 14c gebildeten elektrischen Rahmen mit den Anzeigeinstrumenten
19 bis 22 verbunden sind.
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Durch die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schaltanordnung können
dementsprechend dreierlei Prüflinge mittels ein und derselben Auswuchtmaschine ausgewuchtet
werden. Die Widerstandssätze 10 a, 10 b und 10 c wurden vorher auf die entsprechende
Gattung der Prüflinge eingestellt, wobei nunmehr die Prüflinge in beliebiger Reihenfloge
zum Auswuchten gelangen können, ohne daß der die Auswuchtmaschine Bedienende eine
Einstellung der Maschine vornehmen müßte. Es ist verständlich, daß an Stelle von
drei Relais 4 a, 4 b und 4 c und von drei Widerstandssätzen 10 a, 10b und 10c eine
beliebige Anzahl von Relais und Widerstands sätzen in der Auswuchtmaschine vorgesehen
werden können. Weiterhin ist verständlich, daß zwischen den Gebern 15 und 16 und
den Schaltern 17 a, 17 b und 17 c andere bekannte Einrichtungen, beispielsweise
Verstärker oder Umwandlungseinrichtungen, liegen können. Ebenso ist verständlich,
daß zwischen den Schaltern 18 a, 18 b und 18 c und den Anzeigeinstrumenten 19 bis
22 besondere Auswerteeinrichtungen oder Steuereinrichtungen liegen können. Diese
können beispielsweise den Zweck haben, daß das Meßergebnis an den Anzeigeinstrumenten
19 bis 22 auch nach Beendigung des Meßlaufes des Prüflinges stehenbleibt, oder sie
können den Zweck haben, daß die ermittelte Unwucht selbsttätig oder halbselbsttätig
beispielsweise mittels Bohrmaschinen entfernt wird.
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Es- ist auch nicht erforderlich, daß die in- Fig. 1 schematisch dargestellte
Abtast- und Wähleinrichtung an der Auswuchtmaschine selbst angeordnet wird.
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Die Prüflinge können bereits bei Zulauf zu der Auswuchtmaschine, beispielsweise
im Rahmen einer »Taktstraße«, abgetastet werden. Die Vorwahl des entsprechenden
elektrischen Rahmens der Maschine wird dann durch entsprechende Schaltmittel oder
magnetisch gespeichert.
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In Fig. 3 ist beispielsweise eine Greifereinrichtung dargestellt,
welche den Prüfling von einer Zubringereinrichtung, beispielsweise einem Förderband,
abnimmt und der Auswuchtmaschine zuführt. Durch -das Erfassen des Prüflings wird
gemäß der Erfindung ein entsprechender Widerstandssatz 10a, 10b oder 10 c und damit
ein entsprechender Rahmen für die Maschine vorgewählt.
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Die Greifereinrichtung soll beispielsweise zwei Backen 25 und 26
besitzen, welche von einer Drehwelle 27 gesteuert werden. Auf der Drehwelle 27 sitzen
Nocken 28 a, 28b und 28 c, die entsprechende Schalter 29 a, 29b und 29c betätigen.
Die Nocken 28 a, 28b und 28c sind auf der Welle 27 einstellbar, so daß sie entsprechenden
Maulweiten der Backen 25 und 26 angepaßt werden. Bei einer bestimmten Maulweite
der Backen 25 und 26 entsprechend der Breite oder dem Durchmesser eines bestimmten
Prüflings wird dementsprechend einer der Schalter 29 a, 29b oder 29c geschlossen,
wodurch das entsprechende Relais 4 a, 4b oder 4c für die Widerstandssätze 10a, lOb
oder 10c zum Ansprechen gebracht wird. Die Betätigungseinrichtung für die Welle
27 ist schematisch bei 30 angedeutet.
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In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zur fotoelektrischen Abtastung eines
Prüflings dargestellt.
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In einer Schiene 31 gleitet ein Schieber 32, der mittels einer Klemmschraube
33 feststellbar ist. Der Schieber 32 trägt Lampen 34 a, 34b und 34 c, welche mittels
einer Zuleitung 35 an eine geeignete Stromquelle angeschlossen sind. In einer weiteren
Schiene 36 gleitet ein Schieber 37, welcher Fotozellen 38 a, 38b und 38c trägt.
Der Schieber 37 ist ebenfalls mittels einer Klemmschraube 39 feststellbar. Die Schienen
31 und 36 können durch entsprechende Schrauben 40 bzw. 41 auch nach der Seite hin
verstellt und so Prüflingen verschiedener Größe angepaßt werden. Weiterhin können
selbstverständlich die Lampen 34 und die Fotozellen 38 einzeln in den Schienen 31
und 36 verschiebbar sein.
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Wenn nun ein Prüfling 42 mittels der Spanneinrichtung 43 auf die
Welle der nicht dargestellten Auswuchtmaschine aufgespannt wird, dann taucht er
je nach der Größe seines Durchmessers in den von der Lampe 34 a zu der Fotozelle
38 a verlaufenden Lichtstrahl oder auch in die von der Lampe 34 b zur Fotozelle
38 b oder von der Lampe 34 c zu der Fotozelle 38c verlaufenden Lichtstrahlen. Je
nach der Durchmessergröße des Prüflings 42 werden dementsprechend eine oder mehrere
Fotozellen 38 stromlos.
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Die Fotozellen 38 sind über eine mehradrige Leitung 44 mit einem entsprechenden
Verstärker verbunden, welcher je nach der Erregung der Fotozellen 38 bzw. je nach
der Unterbrechung der Lichtstrahlen das eine oder das andere der Relais 4 a, 4b
oder 4c betätigt.
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Der Erfindungsgedanke kann in verschiedener Hinsicht abgewandelt
werden. Zusätzlich zu der selbsttätigen Abtastung des Prüflings oder an Stelle desselben
kann ein Handschalter vorgesehen sein,
welcher eine Umstellung der
Auswuchtmaschine von Hand aus ermöglicht. Weiterhin kann eine Steuerung der den
elektrischen Rahmen für die Maschine bildenden Widerstände 10 a, 10 b und 10 c in
Abhängigkeit anderer charakteristischer Größen des Prüflings, z. B. in Abhängigkeit
des Gewichtes desselben, erfolgen. Bei so genannten »Einebenenmaschinen« genügt
im allgemeinen bei einem Wechsel des Prüflings eine Umstellung der Unwuchtgrößenanzeige.
Es wird dann dementsprechend mittels der Relais 4 a, 4 b, 4c ein entsprechend eingestellter
Widerstand an geeigneter Stelle in die Schaltung für das Größenanzeigeinstrument
eingeschaltet. Weiterhin können sowohl bei »Einebenenmaschinen« als auch bei »Zweiebenenmaschinen«
die Relais 4 a, 4b und 4 c entsprechende Bearbeitungsmaschinen, z. B. Bohrmaschinen,
im Zusammenwirken mit bekannten Steuerungseinrichtungen steuern, so daß nach dem
Unwuchtmeßvorgang die Unwucht selbsttätig beseitigt wird.