DE1142524B - Vorrichtung zum statischen und dynamischen Auswuchten von Schleifscheiben auf mit einem Schwingungsanzeiger ausgeruesteten Schleifmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

F 29635 Ib/67a

ANMELDITA«:

BEKANNTMACHUNO DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT:

17. OKTOBER 1959

17. JANUAR 1963

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum statischen und dynamischen Auswuchten von Schleifscheiben auf Schleifmaschinen, die mit einem Schwingungsanzeiger ausgerüstet sind und bei denen innerhalb der Schleifscheibenaufnahme mittels durch die hohle Schleifspindel geführter Steuerglieder in ihrer Lage zur Drehachse verstellbare Unwuchtgewichte angeordnet sind.

Bekannt sind Vorrichtungen, bei denen das Auswuchten mit Hilfe von zwei oder drei sich selbst einstellenden und dann festklemmbaren Unwuchtgewichten, z. B. Kugeln oder Rollen, erfolgt. Die Einstellung dieser Gewichte erfolgt jedoch von Reibung, Unebenheiten der Führungsbahnen usw. nicht mit der erforderlichen Genauigkeit; außerdem handelt es sich nur um ein statisches Auswuchten.

Es sind weiter bekannt Vorrichtungen, bei denen ein oder zwei Unwuchtgewichte so lange radial verschoben und/oder verdreht werden, bis ein Schwingungsanzeiger ein Minimum oder gar Null anzeigt. Auch mit diesen Vorrichtungen ist nur ein statisches Auswuchten möglich.

Es ist ferner bekannt, an Umlaufkörpern in bestimmten zur Drehachse senkrechten Ebenen Ausgleichsgewichte anzuordnen sowie bei wellenelastischen, rasch umlaufenden Körpern an den Stellen, an denen sich diese infolge von Unwuchten durchbiegen, in Hohlräumen Ausgleichsstücke anzuordnen, die auf einem Dom aufgeschraubt sind. Das Einstellen kann bei dieser Anordnung nur im Ruhezustand erfolgen, wobei man aber keinerlei Meßmöglichkeiten hat, die genaue Größe, radiale Phase und axiale Lage zu ermitteln. Es bleibt bei einem meist erfolglosen Versuch, ein Ausgleichsgewicht von richtiger Größe, im richtigen Abstand von der Drehachse und im richtigen Winkel in die Unwuchtebene zu bringen, vor allem dann, wenn bei wellenelastischen Drehkörpern mehrere Stellen mit Amplitudenbäuchen behaftet werden.

Ein weiterer Versuch ist im Vorschlag zu sehen, zunächst mittels zweier aufeinander drehbarer Ausgleichsgewichte ein statisches Auswuchten zu erzielen und dann diese Ausgleichsgewichte so zu verschieben, daß deren Schwerpunkt in die Rotationsebene des Schleifscheibenschwerpunktes gelangt. Offensichtlich wird jedoch dieses Einstellen und Verschieben im Ruhezustand vorgenommen, in dem keine Unwuchtkräfte auftreten, so daß das System immer erst in Umlauf gesetzt werden muß, um zu erkennen, welche Wirkung die Einstellung oder Verschiebung gehabt hat.

In allen diesen Vorrichtungen ist wohl die Erkennt-Vorrichtung

zum statischen und dynamischen Auswuchten von Schleifscheiben auf mit einem

Schwingungsanzeiger ausgerüsteten

Schleifmaschinen

Anmelder:

Fortuna -Werke Spezialmaschinenf abrik

Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Bad Cannstatt, Pragstr. 140

Rudolf Benz, Hegnach (Kr. Waiblingen),

und Dipl.-Ing. Rolf Völler,

Dagersheim (Kr. Böblingen),

sind als Erfinder genannt worden

nis des Naturgesetzes zu spüren, daß die beste Auswuchtung gegeben ist, wenn die Schwerpunkte der Ausgleichskörper und der auszuwuchtenden Rotationskörper in einer Rotationsebene liegen; die Methoden der Ausnutzung dieser Erkenntnis sind jedoch unvollständig. In keiner der Veröffentlichungen ist davon die Rede, wie der Schwerpunkt der Ausgleichsmasse während des vollen Betriebes in diese Eebene verschoben werden soll, falls er nach dem statischen Ausgleich nicht in dieser Rotationsebene liegt.

Es ist schließlich eine Vorrichtung bekannt, bei der zusätzlich zu einem mittels Stoßstangen durch die hohle Schleifspindel in zwei zueinander senkrecht stehenden Ebenen um einen Pol schwenkbaren Unwuchtgewicht zum statischen Auswuchten die Schleifscheibe auf einer Kugelführung feststellbar gelagert ist zum dynamischen Auswuchten.

Abgesehen davon, daß es schwierig ist, die für die Bewegung des Unwuchtgewichtes erforderlichen Steuerungs-, Führungs- und Befestigungsteile in dem engen zur Verfügung stehenden Hohlraum im Innern der hohlen Schleifspindel bzw. der Schleifscheibenaufnahme unterzubringen, muß bezweifelt werden, ob wiederum mit Rücksicht auf Reibung in der Kugelführung das Eintaumeln der Schleifscheibe mit genügender Genauigkeit möglich ist. Aber selbst wenn

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dies der Fall wäre, müßte die jetzt zwar dynamisch ausgewuchtete, aber nunmehr taumelnde oder flatternde Schleifscheibe nicht nur an ihrer Arbeitsfläche am Umfang, sondern auch an den Seitenflächen abgerichtet werden, damit beim Einetechschleifen auch Schultern sauber geschliffen werden können.

Das auf den beiden Seiten der Schleifscheibe erforderliche ungleichmäßige Wegnehmen von Scheibenwerkstoff macht die Schleifscheiben nicht nur unnötig

Bei Verwendung von Satzscheiben, die bei festgelegtem Abstand auch eine bestimmte Scheibenbreite haben müssen, ist die letztgenannte Vorrichtung daher grundsätzlich unbrauchbar.

Es besteht somit die Forderung, eine Vorrichtung zum statischen und dynamischen Auswuchten zu schaffen, bei der das Auswuchten ohne Veränderung der mit ihren Seitenflächen in einer senkrecht zur

nehmerringes, der über von Hand oder automatisch betätigte Schraubspindeln axial verschoben werden kann.

Eine ähnliche Anordnung einer mitlaufenden Mutter mit Steilgewinde, Gewinde auf der Welle und die Mutter axial verschiebendem Mitnehmerring mit Kuppelgliedern ist zur Relativbewegung der Welle gegenüber der Büchse vorhanden.

Das Ende der Welle sowie die zur axialen Verschmäler, sondern bringt aufs neue dynamische, viel- io Schiebung der Mitnehmerringe dienenden Schraubleicht auch statische Unwucht in die Scheibe. spindeln sind axial unverschiebbar, aber drehbar in

einer gemeinsamen Steuerplatte gelagert. Diese Steuerplatte ist axial verschiebbar und gegen Drehung durch die Schraubspindeln gesichert am Gehäuse des Spindelstocks angeordnet.

Wird die Steuerplatte axial verschoben, so werden sämtliche Teile des Verstellmechanismus, die Steuerglieder in der Hohlspindel und schließlich die Ausgleichsmassen axial verschoben, derart, daß der Drehachse liegenden Ebene ausgerichteten Schleif- 20 Massenschwerpunkt der Ausgleichsmassen in die Unscheiben möglich ist. Außerdem sollen in der Schleif- wuchtebene des Massenschwerpunktes der Schleifscheibenaufnahme außer den Unwuchtmassen nur scheibe gebracht werden kann,
eine geringsrmögliche Zahl von Verstellgliedern an- Die Ausführung der Unwuchtvorrichtung mit

geordnet sein. Doppelexzentern hat außer dem Vorteil der einwand-

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung einwand- 35 freien dynamischen Auswuchtung mit ruhig laufender frei gelöst. Schleifscheibe den weiteren Vorteil, daß infolge

Erfindungsgemäß befinden sich in der Aufnahme besserer Ausnutzung des Hohlraums in der Schleifnur die beiden aufeinander drehbaren, aus einem Scheibenaufnahme gegenüber der Ausführung mit Doppelexzenter mit gleicher Exzentrizität bestehen- Verschwenkung des Ausgleichsgewichtes um einen den Unwuchtmassen zum statischen Auswuchten, 30 Pol bei gleichen Größenverhältnissen bis zum deren Massenschwerpunkt zum dynamischen Aus- l,5fachen, unter Umständen sogar bis zum 1.7fachen wuchten axial in die Unwuchtebene des Massen- Wert dieser letztgenannten Ausführung ausgeglichen Schwerpunkts der Schleifscheibe verschoben werden werden kann.

kann. Die günstigsten Verhältnisse erhält man, wenn Infolgedessen kann für eine üblicherweise vor-

die Exzentrizität gleich einem Zwölftel des Durch- 35 kommende Unwuchtausgleichsleistung einer bestimmmessers des zur Verfügung stehenden zylindrischen ten Schleifscheibengröße die Vorrichtung kleiner ge-Raumes ist. Wenn die beiden Doppelexzenter gegeneinander verdreht werden, ändert sich die Größe der
Ausgleichswucht; wenn sie gemeinsam um die Achse
verdreht werden, ändert sich die Richtung der Aus- 40
gleichswucht.

Die gegenseitige Verstellung der Exzenter und
ebenfalls deren gemeinsame Verstellung gegenüber
der Schleifspindel wird mittels Verdrehen der durch
die Hohlspindel führenden, aus einer Büchse und 45
einer in dieser gelagerten Welle bestehenden Steuerglieder bewirkt. Es kann auf diese Weise der geringe
vorhandene Platz in der hohlen Schleifspindel und in
der Schleifscheibenaufnahme bestens ausgenutzt werden. Die eigentliche Verstellung erfolgt am Ende der 50 stelleinrichtung der Welle gegenüber der Büchse,
Spindel außerhalb des eigentlichen Spindelkörpers, Fig. 4 einen Querschnitt durch die Mutter der Ver-

d. h. an einer Stelle, an der genügend Platz ist, um stelleinrichtung der Büchse gegenüber der Hohlalle Einzelteile in fachlich richtiger Größe anordnen spindel,
zu können. Fig. 5 einen Längsschnitt durch das Schleif-

Um eine Relativbewegung der mit der Spindel um- 55 scheibenaufnahmeende der Spindel,
laufenden Büchse gegenüber dieser zu erreichen, ver- Fig. 6 einen Querschnitt durch das Schleifscheiben-

baut werden, so daß sie in die zugehörige genormte Schleifscheibenaufnahme eingebaut werden kann, was mit der bekannten Vorrichtung nicht möglich ist.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Horizontallängsschnitt durch die Verstelleinrichtung der Welle gegenüber der Büchse im Gehäuse der Vorrichtung,

Fig. 2 einen Vertikallängsschnitt durch die Verstelleinrichtung der Büchse gegenüber der Hohlspindel im Gehäuse der Vorrichtung (einzelne Teile in Ansicht),

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Mutter der Ver

bindet man beide Teile mit einem Kupplungsglied, das, axial verschoben, auf das eine Teil, z. B. die Spindel, ohne Einfluß ist, das andere Teil dagegen zu einer Drehung gegenüber dem ersten Teil zwingt.

Das Kupplungsglied kann z. B. aus einer Mutter mit mehrgängigem Steilgewinde bestehen, die gegenüber der Spindel unverdrehbar, aber axial verschiebbar ist. Bei einem axialen Verschieben der Mutter wird

aufnahmeende der Spindel.

Die Hohlspindel 1 ist in den Lagerstellen 2 und 3 im Gehäuse 4 der Maschine wie üblich gelagert. Sie wird mittels Treibriemen 5 über die Riemenscheiben 6 angetrieben. Am schleifscheibenseitigen Ende der Hohlspindel 1 befindet sich die Schleifscheibenaufnahme 7 (Fig. 5), auf der in üblicher Weise die Schleifscheibe oder ein Satz Schleifscheiben befestigt

die mit entsprechendem Gewinde versehene Büchse 65 wird. In der Aufnahme 7 ist ein Hohlraum 8 mit dem

gedreht. Das axiale Verschieben der Mutter erfolgt Durchmesser if, der mittels eingeschraubter Kappe 9

über Kupplungsglieder mittels eines die Drehungen der abgeschlossen ist. In der hohlen Schleifspindel 1 ist

Spindel nicht mitmachenden, also feststehenden Mit- drehbar und axial verschiebbar die Büchse 10 gela-

gert, in der die Welle 11 drehbar angeordnet ist. Das eine Ende der Welle 11 ist in einer Bohrung 12 der Kappe 9 axial verschiebbar und drehbar geführt. Damit ein Luftausgleich in der Bohrung 12 möglich ist, weist die Welle 11 an ihrem Ende eine Längsnut 16 auf.

Auf dem im Hohlraum 8 der Aufnahme 7 befindlichen Ende der Welle 11 ist zwischen Haltescheiben 13 der Grundexzenter 14 mit der Exzentrizität e befestigt, auf dem der Wuchtexzenter 15 ebenfalls mit der Exzentrizität e drehbar angeordnet ist. Am Ende der Büchse 10 ist ein Flansch 17 angeordnet mit einem in eine Radialnut 19 des Wuchtexzenters 15 eingreifenden und den Wuchtexzenter mitdrehenden Kupplungsstift 18. Wenn Welle 11 und *5 Büchse 10 — entsprechend Grundexzenter 14 und Wuchtexzenter 15 — zusammen verdreht werden, wandert der gemeinsame Massenschwerpunkt des Doppelexzenters auf einem Kreis um die Drehachse, wenn nur die Welle 11 allein verdreht wird, dann wandert der gemeinsame Massenschwerpunkt auf einer geschlossenen Kurvenbahn, deren einer Scheitelpunkt in der Drehachse liegt, so daß das Ausgleichsunwuchtmoment zu Null wird, und deren anderer Scheitelpunkt einem maximalen Ausgleichsunwucht- ^a5 moment entspricht.

Am Antriebsende der Hohlspindel 1 ist an das Maschinengehäuse ein Getriebegehäuse 20 angebaut, das an seinem einen Ende mit Gewinde 23 versehen ist und eine Schraubkappe 21 trägt. Von der ebenfalls mit Gewinde 23 versehenen Schraubkappe 21 wird eine unverdrehbare Steuerplatte 22 so gehalten, daß sich die Schraubkappe 21 drehen läßt und die Steuerplatte 22 dadurch axial verschoben werden kann. In der Steuerplatte 22 ist die Welle 11 axial unverschiebbar, aber drehbar gelagert, ebenfalls sind in der Steuerplatte axial unverschiebbar, aber drehbar zwei Paar Schraubspindeln 24, 25, 36, 37 gelagert.

Das erste Paar Schraubspindeln 24, 25 ist mittels Kettenrädern 26, 27 und Kette 28 miteinander gekuppelt. Die Schraubspindel 25 ist mit einem Handgriff 29 versehen. Beim Drehen des Handgriffs 29 wirken beide Schraubspindeln 24, 25 gemeinsam auf einen Mitnehmerring 30, der über als Kupplungsglieder dienende Gleitsteine 31 mit einer Mutter 32 mit Steilgewinde 33 gekuppelt ist. Mit der Büchse 10 fest und unverdrehbar verbunden ist eine Muffe 34, in der zur axialen Führung der Mutter 32 achsparallele Führungsstangen 35 befestigt sind, deren andere Enden in einem Stützring 49 gehalten sind.

Die Mutter 32 kann also gegenüber der Büchse 10 nur axial verschoben werden, wobei sich die Welle 11 relativ zur Büchse 10 dreht. Ein auf der Welle 11 angeordneter Stellring 48 verhindert eine gegenseitige axiale Verschiebung von Welle 11 und Büchse 10.

Das zweite Paar Schraubspindeln 36, 37 ist mittels Kettenrädern 38, 39 und Kette 40 miteinander gekuppelt. Die Schraubspindel 36 ist mit einem Handgriff 41 versehen. Beim Drehen des Handgriffs 41 wirken beide Schraubspindeln 36, 37 gemeinsam auf einen Mitnehmerring 42, der über als Kupplungsglieder dienende Gleitsteine 43 mit einer Mutter 44 mit Steilgewinde 45 gekuppelt ist. Mit der Hohlspindel 1 fest und unverdrehbar verbunden ist eine Muffe 46, in der zur axialen Führung der Mutter 44 Führungsstangen 47 befestigt sind. Die Mutter 44 kann also gegenüber der Hohlspindel 1 nur axial verschoben werden, wobei sich dann die Büchse 10 relativ zur Hohlspindel 1 dreht.

Das Auswuchten wird folgendermaßen vorgenommen:

Die Doppelexzenter 14, 15 befinden sich in beliebiger Lage, wie sie vom letzten Auswuchtvorgang stehengeblieben sind. Man dreht zunächst unter Beobachtung des Anzeigegeräts am Handgriff 41 zur relativen Verdrehung der Büchse 10 gegenüber der hohlen Schleifspindel 1, um die Richtung der neuen Unwucht einzustellen. Wenn die Büchse 10 gegenüber der Schleifspindel 1 verstellt wird, dreht sich auch die Welle 11 mit, da die zur Welle 11 gehörige Mutter 32 mit Steilgewinde gegenüber der Büchse 10 wohl axial verschiebbar, aber nicht verdrehbar ist und von außen keine axiale Verschiebung bewirkt wird. Das Verdrehen der Büchse 10 mit Welle 11 bewirkt, daß sich beide Exzenter 14, 15 zusammen verdrehen und der gemeinsame Massenschwerpunkt um die Drehachse wandert. Sobald er diametral gegenüber dem Massenschwerpunkt der Schleifscheibe angelangt ist, zeigt das Anzeigegerät ein Minimum an. Man hat auf diese Weise die Richtung der Unwucht eingestellt. Dann dreht man an Handgriff 29 zur relativen Verstellung der Welle 11 gegenüber der Büchse 10. Durch diese Relatiwerstellung verändert man die Gesamtexzentrizität der aus dem Grundexzenter 14 und dem Wuchtexzenter 15 bestehenden Ausgleichsmasse und vergrößert oder verkleinert damit die Größe der Ausgleichsunwucht. Der richtige Wert der Größenveränderung ist wiederum an einem Minimum des Zeigerausschlages am Anzeigegerät erkennbar. Da bei dieser Exzenterverstellung der Gesamtmassenschwerpunkt auf einer den vorhandenen Exzentern entsprechenden Kurvenbahn aus der Radialen auswandert, wobei diese Kurve noch durch die Art der Mitnahme des Wuchtexzenters 15 von der Büchse 10 beeinflußt wird, ist eine Korrektur der Richtung der Ausgleichsunwucht nochmals erforderlich.

Diese Korrektur wird durch eine Wiederholung des bis dahin vorgenommenen Auswuchtvorganges bewirkt. Nach dieser Wiederholung ist das statische Auswuchten beendet.

Wenn das Anzeigegerät trotzdem noch einen Unwuchtwert anzeigt, ist noch eine dynamische Unwucht vorhanden. Es wird dann mittels Schraubkappe 21 die Steuerplatte 22 axial so lange in der einen oder anderen Richtung verschoben, bis das Anzeigegerät einen dritten Minimumwert anzeigt, der im allgemeinen dicht bei Null liegen wird, womit dann die Schleifscheibe statisch und dynamisch fertig ausgewuchtet ist.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum statischen und dynamischen Auswuchten von Schleifscheiben in der Maschine unter Verwendung von in der Hohlspindel und im Scheibenbereich angeordneter, sowie von außen bei laufender Schleifscheibe verstellbarer Ausgleichsmassen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in an sich bekannter Weise in der unverschiebbaren Hohlspindel (1) angeordnete Exzenter (14, 15) von einer unverdrehbaren, axial verschiebbaren Steuerplatte (22) aus über Steuerglieder (21, 24, 25, 30, 32, 35, 36, 37, 42, 44, 47) und koaxiale Verstellwellen (10, 11) zum statischen Ausgleich gegeneinander verdrehbar und

zum dynamischen Ausgleich gemeinsam axial verschiebbar vorgesehen sind.

2. Auswuchtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmassen aus einem inneren, auf der Welle (11) sitzenden Grundexzenter (14) und einem auf dem Grundexzenter (14) drehbaren, durch die Hohlwelle (10) über die Kupplung (18) angetriebenen äußeren Wuchtexzenter (15) zusammengesetzten Doppelexzenter bestehen.

3. Auswuchtvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizitäten (e) jedes Exzenters (14, 15) etwa ein Zwölftel des Durchmessers (d) des zur Verfügung stehenden Raumes (8) innerhalb der Schleif-Scheibenaufnahme (7) beträgt.

4. Auswuchtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehverstellglieder in der Steuerplatte (22) unverschiebbar angeordnete, über unverdrehbare Mitnehmerringe (30, 42), Kuppelglieder (31, 43) und mit einem mehrgängigen Steilgewinde (33, 45) versehene Muttern (32, 44) auf die VerstellweUen (11, 10)

wirkende Schraubspindeln (24, 25, 36, 37) vorgesehen sind.

5. Auswuchtvorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (44) durch achsparallele Führungsstangen (47) gegenüber der Hohlspindel (1) und die Mutter (32) durch achsparallele Führungsstangen (35) gegenüber der Hohlwelle (10) drehfest angeordnet sind.

6. Auswuchtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Getriebegehäuse (20) angeordnete und die Steuerplatte (22) führende Schraubkappe (21) für die Axialverstellung vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 867 956, 585 457;

deutsche Auslegeschriften Nr. 1 049 264, 1 036 699;

britische Patentschriften Nr. 650 383, 577 826,
421108;

USA.-Patentschriften Nr. 2 882745, 2241637,
021, 1876527.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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