DE1159183B - Verfahren und Vorrichtung zur Wuchtzentrierung von Werkstuecken - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Wuchtzentrierung von Werkstuecken

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DE1159183B
DE1159183B DEH44105A DEH0044105A DE1159183B DE 1159183 B DE1159183 B DE 1159183B DE H44105 A DEH44105 A DE H44105A DE H0044105 A DEH0044105 A DE H0044105A DE 1159183 B DE1159183 B DE 1159183B
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Ludwig Preissmann
Klaus Van De Loo
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Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
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Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/02Details of balancing machines or devices
    • G01M1/04Adaptation of bearing support assemblies for receiving the body to be tested

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Wuchtzentrierung von Werkstücken Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wuchtzentrierung von Werkstücken unter Verwendung eines in Umlauf versetzbaren Aufnahmekorbes, in welchem eine der Halterung des Werkstückes dienende Werkstückaufnahme radial verlagerbar angeordnet ist.
  • Unter Wuchtzentrieren versteht man einen Arbeitsvorgang, bei welchem einem bearbeiteten oder unbearbeiteten, zu einer Rotation bestimmten Werkstück oder Maschinenteil eine derartige Zentrierung, z. B. eine Zentrierbohrung, ein Zentrierrezeß od. ä., gegeben wird, daß eine durch den Schwerpunkt verlaufende Hauptträgheitsachse des Werkstückes mit der Drehachse des Werkstückes zusammenfällt.
  • In der einschlägigen Praxis sind bisher hauptsächlich zwei Wuchtzentrierverfahren bekanntgeworden.
  • Das erste Verfahren ist das sogenannte Anschlagverfahren. Dieses Verfahren besteht darin, auf bekannte Weise eine Hauptträgheitsachse des zu zentrierenden Objektes aufzusuchen und dann entweder das zu zentrierende Objekt oder die zum Zentrieren benutzte Werkzeugmaschine oder deren Spindelstock so zu verschieben, daß die Zentrierung in der Hauptträgheitsachse angebracht werden kann. Dieses Verfahren ist jedoch wegen der erforderlichen Verschiebung von Werkzeug oder Werkstück ungenau und zeitraubend. Es gestattet weiterhin nicht, Werkstücke innerhalb einer geforderten Toleranz zu zentrieren, wenn die Entfernung von Hauptträgheitsachse zur Drehachse einen bestimmten Wert überschreitet.
  • Das zweite bisher angewandte Verfahren ist das sogenannte Nullverfahren. Bei diesem Verfahren wird das zu zentrierende Werkstück während des Meßlaufes so lange innerhalb einer Aufnahme verschoben, bis die Hauptträgheitsachse des Werkstückes in der vorgegebenen Drehachse liegt, d. h. bis der auf Unwucht ansprechende Meßteil einer Auswuchtmaschine die Anzeige Null ergibt. Hierauf kann mit Hilfe eines mit der Drehachse fluchtenden Werkzeuges die Zentrierung angebracht werden. Die Durchführung dieses Verfahrens erfordert also eine Verstelleinrichtung, bei deren Betätigung nicht nur die Masse des Werkstückes selbst, sondern auch die Massen der Verstelleinrichtungen verschoben werden. Es ist deshalb erforderlich, an einer nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtung eine entsprechende Massenkompensation anzubringen. Die nach diesem Verfahren arbeitenden Wuchtzentriermaschinen sind infolgedessen außerordentlich aufwendig, und eine Wuchtzentrierung ist mit ihnen nur unter erheblichem Arbeits- und Zeitaufwand durchzuführen. Weiterhin birgt der der Verlagerung des Werkstückes dienende Verstellmechanismus unkontrollierbare Fehlerquellen, welche die Genauigkeit des Verfahrens herabsetzen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Mängeln bisher verwendeter Wuchtzentrierverfahren abzuhelfen und ein neues Verfahren sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, welche einfach und schnell zu handhaben sind und eine genauere Zentrierung gestatten.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Werkstückaufnahme mit einer derartigen künstlichen Unwucht versehen wird, daß der Schwerpunkt der Werkstück aufnahme in einen Punkt mit derselben Exzentrizität und Winkellage, wie sie der Schwerpunkt des Werkstückes hat, verlagert wird; hierauf wird der durch das Anbringen der Unwucht entsprechend verschobene Schwerpunkt der Werkstückaufnahme zusammen mit dem Schwerpunkt des Werkstückes durch Rotation der ganzen Anordnung mit überkritischer Drehzahl automatisch zum Einschwingen in die Drehachse des umlaufenden Aufnahmekorbes gebracht; anschließend wird die Werkstückaufnahme in dem Aufnahmekorb in dieser Lage festgestellt und das Werkstück zentriert.
  • Das Anbringen der künstlichen Unwucht kann sowohl von Hand, halb automatisch oder vollautomatisch vorgenommen werden.
  • Eine zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignete Vorrichtung enthält einen auf einer Spindel befestigten, drehbaren Aufnahmekorb und eine in dem Aufnahmekorb angeordnete, das zu zentrierende Werkstück halternde Werkstückauf- nahme, welche schwingfähig in dem Aufnahmekorb gelagert und mit dem Aufnahmekorb kraftschlüssig verbindbar ist; ferner sind an der Werkstückaufnahme Einrichtungen vorgesehen, welche es durch Anbringen, Wegnahme oder Verschieben von Massen gestatten, den Schwerpunkt der Werkstückaufnahme zu verschieben, so daß der Gesamtschwerpunkt des aus Werkstückaufnahme und Werkstück bestehenden Systems in einen Punkt verlegbar ist, welcher die gleiche Exzentrizität und Winkellage wie der Schwerpunkt des Werkstückes besitzt.
  • Vorzugsweise ist die Werkstückaufnahme mittels Federn in dem Aufnahmekorb gelagert und mit Bolzen versehen, auf welche das Werkstück starr einzuspannen ist.
  • Die Vorrichtung gemäß der Erfindung enthält ferner zweckmäßigerweise ein Magnetspannfutter, mit welchem die Werkstückaufnahme kraftschlüssig mit dem Aufnahmekorb verbindbar ist.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an dem Umfang der Werkstückaufnahme Massen angeordnet, welche durch Mikrometerschrauben verschieblich sind.
  • An dem Aufnahmekorb kann ein Zentrierungsring vorgesehen sein, mit welchem die Werkstückaufnahme zentrisch zur Drehachse des Aufnahmekorbes festgestellt werden kann. Zur Betätigung des Zentrierungsringes kann eine Zugstange vorgesehen sein, welche in einer hohlen Spindel des Aufnahmekorbes verläuft.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stützt sich die mit Federn schwingfähig gelagerteWerkstückaufnahme auf Kugeln ab. An der Werkstückaufnahme ist vorzugsweise ein Massenausgleichsring vorgesehen, welcher über Hebelanordnungen derart verschieblich ist, daß die Lage des Schwerpunktes der Werkstückaufnahme verändert werden kann.
  • Der Massenausgleichsring kann durch Magnetspannfutter festgestellt werden. Zur Verschiebung des Massenausgleichsnnges über die Hebelanordnung können hydraulisch betätigte Kolben vorgesehen sein.
  • Die der Betätigung der hydraulischen Kolben dienenden Steuerleitungen können durch die hohle Spindel des Aufnahmekorbes herausgeführt sein.
  • Zweckmäßigerweise ist in der Drehachse des Aufnahmekorbes eine Zentriereinrichtung angeordnet, mit weIcher das Werkstück zum Abschluß des Verfahrens zentriert werden kann.
  • Die nachfolgende Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen dient der weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen Fig. 1 bis 4 schematische Darstellungen zur Erläuterung der Grundzüge des Verfahrens gemäß der Erfindung, Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung und Fig. 6 eine andere bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.
  • Zunächst solIen an Hand der Fig. 1 bis 4 die Grundzüge des Verfahrens gemäß der Erfindung beschrieben werden. In Eig. 1 ist ein an einer Seite offener Aufnahmekorb 1 dargestellt, welcher auf einer hart gelagerten Spindel 2 befestigt ist. Die Spindel 2 und mit ihr der Aufnahmekorb 1 können durch nicht eigens dargestellte Mittel in Umlauf versetzt werden.
  • In dem Aufnahmekorb 1 ist beispielsweise über Federn 3 eine Werkstückaufnahme 4 schwingfähig gelagert. Mit der Werkstückaufnahme 4 ist ein zu zentrierendes Werkstück 5 starr verbunden. Ferner kann, beispielsweise durch ein nicht dargestelltes magnetisches Spannfutter, die Werkstückaufnahme 4 kraftschlüssig mit dem Aufnahmekorb 1 zusammengeschlossen werden, so daß die Werkstück aufnahme 4 zusammen mit dem Aufnahmekorb 1 in Umlauf versetzt werden kann.
  • Die Werkstückaufnahme 4 hat einen Schwerpunkt SA, welcher genau in der Drehachse 6 des Aufnahmekorbes 1 liegt, während das Werkstück 5 einen zur Drehachse 6 exzentrischen Schwerpunkt Sw besitzt.
  • Unter der vereinfachenden Annahme, daß die Massen von Werkstückaufnahme 4 und Werkstück 5 einander gleich sind, liegt der GesamtschwerpunktSG des aus Werkstückaufnahme 4 und Werkstück 5 bestehenden Systems in der Mitte der die beiden Punkte SA und Sw verbindenden Strecke.
  • Würde man nun den Aufnahmekorb 1 mit einer Drehzahl in Umlauf versetzen, welche oberhalb der Resonanzfrequenz des aus Werkstückaufnahme 4 und Werkstück 5 bestehenden Systems liegt, und würde man nach Erreichen dieser Drehzahl die kraftschlüssige Verbindung zwischen Aufnahmekorb 1 und Werkstückaufnahme 4 lösen, so würde nach dem bekannten Lavaleffekt die Werkstückaufnahme 4 zusammen mit dem Werkstück 5 so im Bereich des Aufnahmekorbes 1 einschwimmen, daß der gemeinsame SchwerpunktSG in die Drehachse 6 zu liegen käme. Diese Stellung ist in Fig. 2 dargestellt.
  • Da das Ziel des Verfahrens jedoch darin besteht, den Schwerpunkt Sw des Werkstückes 5 in die Drehachse 6 einschwimmen zu lassen, um sodann mit Hilfe eines mit der Drehachse 6 fluchtenden Werkzeuges z. B. durch die Öffnung 7 in dem Aufnahmekorb 1 eine Zentrierbohrung oder einen Zentrierrezeß am Werkstück 5 anzubringen, ist es erforderlich, den Gesamtschwerpunkt 5G in der Weise zu verlagern, daß er dieselbe Exzentrizität zur Drehachse 6 aufweist wie der Schwerpunkt Sw des Werkstückes 5 und außerdem die gleiche Winkellage einnimmt wie der Schwerpunkt Sw. Eine derartige Verlagerung des Gesamtschwerpunktes SÜ ist möglich, wenn der Schwerpunkt SA der Werkstückaufnahme 4 durch Anbringen einer künstlichen Unwucht 8 (Fig. 3) so verschoben wird, daß er die gleiche Exzentrizität und Winkellage wie der Schwerpunkt Sw besitzt. Damit liegt zwangläufig der Gesamtschwerpunkt SG ebenfalls gleichexzentrisch und winkelgleich mit dem Schwerpunkt Sw.
  • Wird nun nach Anbringen der künstlichen Unwucht 8 der Aufnahmekorb 1 erneut in Umlauf versetzt und die kraftschlüssige Verbindung zwischen Aufnahmekorb 1 und Werkstückaufnahme 4 gelöst, so schwingt die Werkstückaufnahme 4 zusammen mit dem Werkstück 5 in der Weise ein, daß der Schwerpunkt Sw in die Drehachse 6 zu liegen kommt. Wird nun in dieser Stellung (Fig. 4) noch während der Rotation des Aufnahmekorbes t die Werkstückaufnahme 4 wieder kraftschlüssig mit dem Aufnahmekorb t verbunden, so kann der Aufnahmekorb 1 stillgesetzt und die Zentrierung am Werkstück 5 angebracht werden.
  • Die Größe der künstlichen Unwucht 8, weiche an der Werkstückaufnahme 4 angebracht (oder entnommen) werden muß, kann durch bekannte wucht technische Meßmethoden in einfacher Weise bestimmt werden. Die Größe dieser Unwucht hängt - dabei einmal von der Exzentrizität des Schwerpunktes des zu wuchtenden Werkstückes ab, zum anderen richtet sie sich nach dem Massenverhältnis von Werkstück zu Werkstückaufnahme.
  • Es ist also bei dem oben geschilderten Verfahren möglich, das Werkstück 5 zu zentrieren, ohne eine Zentriereinrichtung quer zur Drehachse zu verschieben und ohne die Lage des Werkstückes in der Werkstückaufnahme 4 verstellen zu müssen. Die besonderen Vorteile des Verfahrens gemäß der Erfindung bestehen in folgendem: Das Verfahren ist außerordentlich einfach und erfordert zu seiner Durchführung keine aufwendigen Vorrichtungen. Die stetig formschlüssige Kombination Werkstück-Werkstückaufnahme gestattet es in einwandfreier Weise, den Gesamtschwerpunkt SG des aus Werkstück und Werkstückaufnahme gebildeten Systems in Übereinstimmung mit dem Schwerpunkt Sw des Werkstückes zu bringen.
  • Die Zentriergenauigkeit kann auf Grund des frei wählbaren Abstimmverhältnisses zwischen Drehzahl des Aufnahmekorbes 1 und Resonanzfrequenz des schwingfähigen Systems den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden. Die Genauigkeit der Zentrierung ist von weiteren, unkontrollierbaren Einflüssen unabhängig.
  • Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung beruht schließlich auf folgendem: In manchen in der Praxis auftretenden Fällen besitzt das zu zentrierende Werkstück (beispielsweise eine Kurbelwelle) eine Restunwucht, welche nur an vorgegebenen Korrekturstellen innerhalb eines bestimmten Sektors ausgeglichen werden kann. In diesen Fällen muß das Werkstück mit Rücksicht auf diesen vorgegebenen Korrektursektor mit einer Vorgabeunwucht wuchtzentriert werden. Diese Forderung kann nach dem vorliegenden Verfahren dadurch erfüllt werden, daß die Werkstückaufnahme die erforderliche Vorgabeunwucht erhält, und zwar in einem Sektor, welcher demjenigen bei der Fertigwuchtung des Werkstückes in Frage kommenden Sektor entspricht. Diese Vorgabeunwucht an der Werkstückaufnahme würde zwar bei dem Meßlauf zur Festlegung des Gesamtschwerpunktes stören. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, mit an sich bekannten Mitteln, z. B. mit Hilfe der sogenannten elektrischen Nullung, die Vorgabeunwucht meßtechnisch zu eliminieren.
  • Im nachstehenden werden an Hand der Fig. 5 und 6 zwei bevorzugte Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung beschrieben.
  • In Fig. 5 ist ein an einer hohlen Spindel 52 befestigter, an einer Seite offener Aufnahmekorb 51 dargestellt, in welchen über Federn 53 eine Werkstückaufnahme 54 eingehängt ist. In der Werkstückaufnahme 54 ist vermittels Bolzen 9 ein Werkstück 55 starr eingespannt. Die Werkstückaufnahme 54 besitzt an ihrem Umfang in Winkelabständen von jeweils 90° Einsparungen, in welchen verschiebliche Ausgleichs massen 58 angeordnet sind. Die Ausgleichsmassen 58 können durch Mikrometerschrauben 10 in der Einsparung mit großer Genauigkeit verschoben werden.
  • Der äußere Umfang des Aufnahmekorbes 51 trägt ebenfalls in Winkelabständen von 900 gegeneinander versetzte Einkerbungen, durch welche die Köpfe der Mikrometerschrauben 10 zum Zwecke einer Betätig gung derselben hindurchragen.
  • An dem Aufnahmekorb 51 ist weiterhin ein an sich bekanntes magnetisches Spannfutter 11 vorgesehen, mit dessen Hilfe die Werkstückaufnahme 54 kraftschlüssig mit dem Aufnahmekorb 51 verbunden werden kann. In dem Aufnahmekorb 51 ist ferner ein Zentrierungsring 12 angeordnet, mit welchem die Werkstückaufnahme 54 zentrisch zur Drehachse 56 des Aufnahmekorbes 51 festgestellt werden kann. Der Zentrierungsring 12 kann mit Hilfe einer durch die hohle Spindel 52 geführten Zugstange 13 von der Werkstückaufnahme 54 abgezogen werden, so daß nach Lösen des magnetischen Spannfutters 11 die Werkstück aufnahme 54 frei schwingen kann.
  • Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 5 ist an Hand der oben gegebenen Schilderung des erfindungsgemäßen Zentrierverfahrens ohne weiteres einzusehen. Zunächst wird der Aufnahmekorb 51 bei kraftschlüssig mit ihm verbundener Werkstückaufnahme 54 in Umlauf versetzt und in bekannter Weise die Exzentrizität und Winkellage des Schwerpunktes des Werkstückes 55 gemessen. Unter Berücksichtigung eines entsprechenden Umrechnungsfaktors, welcher sich aus dem Massenverhälmis von Werkstückaufnahme 54 und Werkstück 55 ergibt, wird bestimmt, in welcher Weise der Schwerpunkt der Werkstück aufnahme 54 verschoben werden muß. Diese Verschiebung des Schwerpunktes der Werkstückaufnahme erfolgt durch Verschieben der Ausgleichsmassen 58 über die Mikrometerschrauben 10. Hierauf wird der Aufnahmekorb 51 erneut in Umlauf versetzt. Nach Erreichen der entsprechenden Drehzahl wird der Zentrierungsring 12 zurückgezogen und das magnetische Spannfutter 11 gelöst. Nunmehr schwingt der gemeinsame Schwerpunkt von Werkstück aufnahme 54 und Werkstück 55 in die Drehachse 56 ein. Der gemeinsame Schwerpunkt weist aber durch die vorher erfolgte Verschiebung der Ausgieichsmassen 58 die gleiche Exzentrizität und Winkellage wie der Schwerpunkt des Werkstückes 55 auf, so daß auch dieser in die Drehachse 56 einschwingt.
  • Noch während der Rotation des Aufnahmekorbes 51 wird nach Beendigung des Einschwingvorganges das magnetische Spannfutter 11 wieder betätigt, wodurch Werkstückaufnahme 54 und Werkstück 55 in der erreichten Lage fixiert werden. Hierauf wird der Aufnahmekorb 51 bis zum Stillstand abgebremst und die Zentrierung am Werkstück 55 angebracht.
  • Die beschriebene Vorrichtung läßt sich ohne weiteres auch bei teil- oder vollautomatisierter Arbeitsweise einsetzen. So lassen sich beispielsweise die Ausgleichsmassen 58 durch Stellmotore verschieben, welche durch eine Meßelektronik entsprechend gesteuert werden.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet weiterhin die Möglichkeit, auf die Zuhilfenahme einer Wuchtmaschine mit entsprechenden Meßeinrichtungen ganz zu verzichten, wenn die Verstellung der Ausgleichsmassen zur Verschiebung des Schwerpunktes der Werkstück aufnahme in zwangläufiger Weise erfolgt. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses modifizierten Verfahrens gemäß der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. An einer hart gelagerten hohlen Spindel 62 ist ein Aufnahmekorb 61 befestigt.
  • Im Innern des Aufnahmekorbes 61 ist eine der Halterung eines Werkstückes 65 dienende Werkstückaufnahme 64 vorgesehen. Die Werkstückaufnahme 64 ist mit seitlichen Stegen 14 versehen, welche über Federn 63 mit dem Aufnahmekorb 61 verbunden sind, so daß die Werkstückaufnahme 64 schwingen kann.
  • Zwischen Aufnahmekorb 61 und Werkstückaufnahme 64 sind in einem Käfig gefaßte Kugeln 15 vorgesehen, auf welchen sich die Werkstückaufnahme 64 gleitend abstützt. Die Werkstückaufnahme 64 kann schließlich über ein gegebenenfalls ringförmig ausgebildetes Magnetspannfutter 11 kraftschlüssig mit dem Aufnahmekorb 61 verbunden werden. Das Magnetspannfutter kann dabei vertikal verschiebbar ausgebildet sein, so daß es sich bei seiner Erregung nach oben hebt und so eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen den Teilen 61 und 64 herstellt.
  • An den Stegen 14 der Werkstückaufnahme 64 ist ein Massenausgleichsring 68 exzentrisch verschieblich angeordnet. Der Massenausgleichsring 68 kann über ein weiteres, zweckmäßigerweise ebenfalls ringförmiges Magnetspannfutter 16 an den Stegen 14 in beliebiger Lage bezüglich der Werkstückaufnahme 64 festgestellt werden.
  • Der Massenausgleichsring 68 ist vorzugsweise über drei Gestänge 17 mit Vorsprüngen 18 verbunden, welche an der Werkstückaufnahme 64 nach oben abstehen. Die Gestänge 17 bestehen aus drei Gliedern 23, 24, 25. Das mittlere Glied 24 ist an den Gliedern 23, 25 über eine allseitig bewegliche Verbindung, zweckmäßigerweise ein Kugelgelenk, angelenkt. Ferner ist das mittlere Glied 24 jedes Gestänges 17 in seiner Längsausdehnung variabel, was beispielsweise durch eine teleskopartige Ausbildung des Gliedes 24 erreicht werden kann. Die Längenänderung des Gliedes 24 muß deshalb vorgesehen sein, um eine Verschiebung des Massenausgleichsringes 68 auf den Stegen 14 relativ zu der Werkstückaufnahme 64 zu ermöglichen.
  • An dem Aufnahmekorb 61 sind, jeweils den Gestängen 17 gegenüberliegend, hydraulische Zylinder mit Kolben 19 vorgesehen, welche über Steuerleitungen 21 betätigt werden können. Die Steuerleitungen 21 sind durch eine Mittelbohrung 22 in der Spindel 62 herausgeführt. An der Vorderseite jedes Kolbens 19 ist eine Stange 20 befestigt, welche durch eine justierbare Platte 26 hindurchgeführt und an dem Glied 24 der Gestänge 17 angreift. An der Rückseite jedes Kolbens 19 greift eine Feder 27 an, welche bei Wegnahme des hydraulischen Druckes den Kolben 19 an die Platte 26 andrückt. Die Platten 26 sind dabei so eingestellt, daß bei Anlage der Kolben 19 an ihnen die Stangen 20 den Massenausgleichsring 68 über die Gestänge 17 konzentrisch zur zentrierten Werkstückaufnahme 64 einstellen. Diese Einstellung kann mit Hilfe der Magnetspannfutter 16 fixiert werden.
  • Die Durchführung der Wuchtzentrierung mit der Vorrichtung gemäß Fig. 6 geschieht auf folgender Weise: Zunächst werden die Magnetspannfutter 11 und 16 erregt, so daß eine unverrückbare Verbindung zwischen den Teilen 61, 64 und 68 hergestellt wird.
  • Dabei werden diese drei Teile im allgemeinen eine beliebige exzentrische Lage zueinander und zur Achse 6 einnehmen. Nun wird das Magnetspannfutter 11 geöffnet, worauf die Werkstückaufnahme 64 unter der Wirkung der Federn 63 eine in etwa konzentrische Lage zur Achse 6 einnehmen wird. Falls durch die Wirkung der Federn 63 allein eine genaue Zentrierung nicht möglich ist, können zwischen Werkstückaufnahme 64 und Aufnahmekorb 61 entsprechende Paß stifte eingebracht werden, welche eine konzen- trische Einstellung der Werkstückaufnahme zur Achse 6 erzwingen. Hierauf wird das Magnetspannfutter 11 wieder geschlossen, die Paßstifte werden entfernt.
  • Nun wird das Magnetspannfutter 16 geöffnet und der Druck in den hydraulischen Zylindern weggenommen. Dadurch werden die Kolben 19 von der Feder 27 in Anschlag mit der Platte 26 gebracht, die Stangen 20 greifen an den mittleren Gliedern 24 der Gestänge 17 an und zwingen den Massenausgleichsring 68 eine zur Achse 6 konzentrische Lage einzunehmen. Diese Lage wird über das Magnetspannfutter 16 fixiert, worauf die Stangen 20 durch Anlegen des hydraulischen Druckes wieder zurückgezogen werden.
  • Nunmehr wird das zu zentrierende Werkstück 65 in die Werkstückaufnahme 64 eingespannt und der Aufnahmekorb 16 mit einer Drehzahl in Umlauf versetzt, welche oberhalb der Resonanzfrequenz des durch die Federn 63 aufgehängten, schwingenden Systems liegt. Das Magnetspannfutter 11 wird geöffnet, und Werkstückaufnahme 64 und Werkstück 65 schwingen auf ihren gemeinsamen Schwerpunkt SG in der Weise ein, daß dieser in die Drehachse 6 zu liegen kommt. In dieser Stellung wird das Magnetspannfutter 11 wieder eingeschaltet, wodurch Werkstückaufnahme 64 und Werkstück 65 in dieser Lage fixiert werden. Hierauf wird das Magnetspannfutter 16 gelöst, so daß der Ausgleichsring 68 verschoben werden kann. Dies geschieht nach Wegnahme des hydraulischen Druckes mit Hilfe der Stangen 20, die nun durch die Wirkung der Federn 27 den Ausgleichsring 68 über die Gestänge 17 exzentrisch zur geometrischen Achse der Werkstückaufnahme 64 verschieben.
  • Diese Verschiebung ist selbstverständlich der vorher erfolgten und inzwischen fixierten Verschiebung der Werkstückaufnahme 64 entgegengesetzt. Die Stangen 20 treffen nacheinander auf die einzelnen Glieder 24 der Gestänge 17 auf und schieben diese Teile und damit den Massenausgleichsring 68 vor sich her. Der Betrag dieser Verschiebung hängt dabei einmal von der fixierten Exzentrizität der Werkstückaufnahme 64 und zum anderen von der Höhe des Angriffspunktes der Stange 20 an dem Glied 24 ab.
  • Durch die Höhe des Angriffspunktes der Stange 20 an dem Glied 24 ist ein Obersetzungsverhältnis der Verschiebung der Stange 20 zur Verschiebung des Massenausgleichsringes 68 definiert, welches sich durch Veränderung der Höhe des erwähnten Angriffspunktes einstellen läßt. Es läßt sich zeigen, daß es stets ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis gibt, welches eine solche Verschiebung des Massenausgleichsringes 68 bewirkt, daß der gemeinsame Schwerpunkt mit dem Werkstückschwerpunkt 5w in der gewünschten Weise zusammenfällt. Dieses Übersetzungsverhältnis hängt lediglich von den einzelnen an dem Wuchtzentriervorgang beteiligten Massen ab und läßt sich leicht einstellen.
  • Wenn so unter Ausnutzung des passend gewählten Übersetzungsverhältnisses die Verschiebung des Massenausgleichsringes 68 beendet ist, wird das Magnetspannfutter 16 wieder eingeschaltet, so daß der Ausgleichsring 68 in der erreichten Stellung fixiert ist. Die Stangen 20 werden durch Anlegen eines hydraulischen Druckes wieder zurückgenommen, das Magnetspannfutter 11 wird gelöst, so daß Werkstückaufnahme und Werkstück nunmehr gemeinsam auf den Schwerpunkt Sw einschwingen können. Bei Erreichen dieser Stellung wird das Magnetspannfutter 11 wieder eingeschaltet und der Aufnahmekorb 61 stillgesetzt. Das Werkstück befindet sich nun in der zum Zentrieren geeigneten Stellung, d. h. sein Schwerpunkt Sw liegt in der Drehachse 6. Es ist also nunmehr lediglich erforderlich, ein mit der Drehachse des Aufnahmekorbes 61 ausgefluchtetes Zentrierwerkzeug heranzuführen und die Zentrierung vorzunehmen.

Claims (15)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Wuchtzentrierung von Werkstücken unter Verwendung eines in Umlauf versetzbaren Aufnahmekorbes, in welchem eine der Halterung des Werkstückes dienende Werkstückaufnahme radial verlagerbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahme mit einer derartigen künstlichen Unwucht versehen wird, daß der Schwerpunkt (Sq) der Werkstückaufnahme in einen Punkt mit derselben Exzentrizität und Winkellage, wie sie der Schwerpunkt (Sw) des Werkstückes hat, verlagert wird, daß hierauf der durch das Anbringen der Unwucht entsprechend verschobene Schwerpunkt (SA) der Werkstückaufnahme zusammen mit dem Schwerpunkt (Sw) des Werkstückes durch Rotation der ganzen Anordnung mit überkritischer Drehzahl automatisch zum Einschwingen in die Drehachse des umlaufenden Aufnahmekorbes gebracht wird und daß anschließend die Werkstückaufnahme in dem Aufnahmekorb in dieser Lage festgestellt und das Werkstück zentriert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbringung der künstlichen Unwucht von Hand, halbautomatisch oder vollautomatisch vorgenommen wird.
  3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem auf einer Spindel befestigten drehbaren Aufnahmekorb und mit einer in dem Aufnahmekorb angeordneten, das zu zentrierende Werkstück halternden Werkstückaufnahme, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahme (4) schwingfähig in dem Aufnahmekorb (1) gelagert und mit dem Aufnahmekorb (1) kraftschlüssig verbindbar ist, ferner daß an der Werkstückaufnahme (4) Einrichtungen (8, 58, 68) vorgesehen sind, welche es durch Anbringen, Wegnahme oder Verschieben von Massen gestatten, den Schwerpunkt (SA) der Werkstückaufnahme (4) zu verschieben, so daß der Gesamtschwerpunkt (SG) des aus Werkstückaufnahme (4) und Werkstück (5) bestehenden Systems in einen Punkt verlegbar ist, welcher die gleiche Exzentrizität und Winkellage wie der Schwerpunkt (Sw) des Werkstückes (5) besitzt.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahme (4) mittels Federn (3) in dem Aufnahmekorb (1) schwingfähig gelagert ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Werkstückaufnahme (54) Bolzen (9) vorgesehen sind, auf welchen das Werkstück (55) starr eingespannt ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetspannfutter (11) vorgesehen ist, mit welchem die Werkstückaufnahme (54, 64) kraftschlüssig mit dem Aufnahmekorb (51, 61) verbindbar ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Umfang der Werkstückaufnahme (54) Massen (58) angeordnet sind, welche durch Mikrometerschrauben (10) verschieblich sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Aufnahmekorb (51) ein Zentrierungsring (12) vorgesehen ist, mit welchem die Werkstückaufnahme (54) zentrisch zur Drehachse (6) des Aufnahmekorbes (51) festgestellt werden kann.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Zentrierungsringes (12) eine Zugstange (13) vorgesehen ist, welche in einer hohlen Spindel (52) des Aufnahmekorbes (51) verläuft.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die über Federn (63) schwingfähig gelagerte Werkstückaufnahme (64) auf Kugeln (15) abstützt.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Werkstückaufnahme (64) ein Massenausgleichsring (68) vorgesehen ist, welcher über Hebelanordnungen (17) derart verschieblich ist, daß die Lage des Schwerpunktes der Werkstückaufnahme (64) verändert werden kann.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenausgleichsring (68) durch Magnetspannfutter (16) feststellbar ist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des Massenausgleichsringes (68) über die Hebelanordnung (17) hydraulisch betätigte Kolben (19) vorgesehen sind.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die der Betätigung der hydraulischen Kolben (19) dienenden Steuerleitungen (21) durch die hohle Spindel (62) des Aufnahmekorbes (61) herausgeführt sind.
  15. 15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Drehachse (6) des Aufnahmekorbes (1) eine Zentriereinrichtung vorgesehen ist, mit welcher das Werkstück zum Abschluß des Verfahrens zentriert wird.
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