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Elektrische Meßeinrichtung zum Auswuchten umlaufender Körper (Wuchtkörper)
Zur Feststellung und zum Ausgleich der Unwucht umlaufender Körper(Wuchtkörper) dienen
Maschinenanlagen, die außer mit Meßgeräten für die Unwuchtgröße und -winkellage,
bezogen auf eine oder mehrere Ausgleichsebenen des Wuchtkörpers, auch mit Steuereinrichtungen
für die automatische, den Meßergebnissen gerechte Ausgleichsbearbeitung an einer
oder mehreren Wuchtkörperstellen versehen sind. Unter den Meßgeräten haben die leistungsmessenden
Wattmeter den Vorzug, weil sich ihr Meßwerk von anderen als den echten Unwuchtschwingungen
nicht beeinflussen läßt. Infolgedessen sind die für Spannungs-oder Stromstärken-Meßgeräte
benötigten Filtermittel gegen Schwingungen von unwuchtfremder Frequenz hierbei entbehrlich.
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Wattmetermeßwerke werden zum Zwecke der Unwuchtgrößenmessung bekanntlich
teils durch Spannungen oder Ströme eines Schwingungsaufnehmers, z. B. einer elektrodynamischen
Tauchspulvorrichtung, teils von einem synchron mit dem Wuchtkörper umlaufenden Hilfsstromgenerator
erregt, der als Unwuchtphasen- oder -winkellagengeber dient. Das Meßwerk multipliziert
die beiden Spannungen oder Ströme und gibt durch den Drehspulenausschlag die Unwuchtgröße
an. Durch Verstellung des Phasengeberstators erhält man eine Angabe über die Winkellage
der Unwucht. Dieses häufig gebrauchte, sogenannte polare Meßverfahren ist für die
automatische Ausgleichsbearbeitung erst nach Umwandlung der Meßwerte mit Hilfe foto-
oder kontaktelektrischer Elemente anwendbar. Vorschläge hierfür enthält z. B. das
Patent 925 255. Außer dem Einrichtungsaufwand fällt auch die beträchtliche Zeitspanne
störend ins Gewicht, die von den mechanischen Stellgliedern zur Verrichtung der
ihnen abgeforderten Arbeit benötigt wird.
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Für die automatische Steuerung der Ausgleichsbearbeitung eignete
sich beim bisherigen Stand der Technik das bekannte Komponentenmeßverfahren besser.
Hierbei werden dem Winkellagengeber zwei um den Meßkomponentenwinkel von meist 90"
versetzte Ströme entnommen und zu je einem Wattmeter geführt, die beide, wie beim
polaren Verfahren, mit Schwingungsaufnehmerspannung erregt werden. Ist der Wuchtkörper
außerdem für den sogenannten georteten Ausgleich (vgl. O s c h a t z, Geortetes
Auswuchten, Zeitschrift VDI, 1944, S. 357) vorbereitet, so kann jede Messung auf
diese Ausgleichsorte bezogen und der Ausgleich dort automatisch durchgeführt werden.
Vorschläge hierfür enthält z. B. das Patent 971 434.
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Die Erfindung löst die Aufgabe in der Auswucht-
technik, die mit polarer
Unwuchtmessung arbeiten möchte, die automatisch gesteuerte Ausgleichsbearbeitung
einzuführen. Ausgangspunkt hierfür ist die Tatsache, daß die Frequenzselektivität
des multiplikativ wirkenden Wattmetersystems neuerdings gewerblich verwertbar in
solchen Meßelementen enthalten ist, deren Wirkung auf der als »Halleffekt« bezeichneten
Erscheinung der Elektronenablenkung im Magnetfeld beruht. Ein nicht zum Stand der
Technik hinsichtlich des Erfindungsgegenstandes gehörender Vorschlag hat den Ersatz
der wattmetrischen Produktbildung durch Ausnutzung des Halleffektes für die Auswuchttechnik
empfohlen, weil man dabei kontaktlos und ohne Zeitverlust vorzugehen und infolgedessen
Fehlerquellen und die beträchtlichen Einstellzeiten der früheren Verfahrensweisen
auszuschalten vermag. Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf elektrische Meßeinrichtungen,
die aus mindestens einem Schwingungsaufnehmer, der während des Meßlaufes eines unwuchtigen
Körpers elektrische Spannungen oder Ströme erzeugt, die als Meßwerte für die Unwuchtgröße
verwendet werden, und aus mindestens einem mit dem Wuchtkörper während des Unwuchtmeßlaufes
phasentreu umlaufenden Winkellagengeber, dem in üblicher Weise zwei um einen Winkel
von vorzugsweise um 90" versetzte elektrische Ströme oder Spannungen entnommen werden,
sowie aus zwei Einrichtungen mit multiplikativem Charakter, mit deren Hilfe aus
Schwingungsaufnehmerspannung oder -strom und den zwei Winkellagengeberspannungen
oder -strömen zwei Produktspannungen hergestellt werden, bestehen.
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Erfindungsgemäß soll so vorgegangen werden,. daß zur Gewinnung eines
elektrischen Wertes für die Unwuchtgröße die Produktspannungen elektrisch quadriert
und die Quadratwerte addiert werden und daß zur Gewinnung eines elektrischen Wertes
für die Unwuchtwinkellage eine weitere Einrichtung vorgesehen
ist,
mit deren Hilfe aus den zwei während eines Meßlaufs auftretenden Produktspan nungen
Quotienten in gegeneinander winkelverschobenen Bezugssystemen desselben Ausgangspunktes
gebildet werden.
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Außerdem kann vorgesehen sein, die Summenwerte nach Radizierung zu
verwenden. Weitere Erfindungsmerkmale geben die Beschreibung der Abbildungen und
die Unteransprüche an.
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Als Grundlage sind gegeben: a) Die Größe einer Spannung U, die ein
Schwingungsaufnehmer, z.B. eine bekannte elektrodynamische Tauchspulenvorrichtung
an einem schwingfähigen Wuchtkörperlager, erzeugt, wenn der Wuchtkörper seinen Meßlauf
in der Aus-Wuchtmaschine vollführt, und b) die Größe zweier um einen Winkel (zweckmäßigerweise
wählt man dafür den 90°-Winkel) phasenverschobener Ströme I1 und I2, die einem mit
dem Wuchtkörper phasentreu umlaufenden Hilfsgenerator entnommen werden.
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Bei Wahl des 90°-Winkels hat die vertikale Unwuchtkomponente N1 den
Meßwert N1 = U # I1 # sin # (1) und die horizontale Unwuchtkomponente N2 den Meßwert
N2 = U # I2 # cos # (2) (vgl. A b b. 5b der Zeichnung).
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Die Quadrierung beider Werte und die Addition dieser Quadrate ergibt
den Meßwert für die resultierende Unwucht R als R2 = N12 + N22. (3) Setzt man für
N1 und N2 die Werte aus den Gleichungen (1) und (2) ein, so folgt, wenn Ii = 12
= I, R2 = U2 # I2 (sin2# + cos2#) = U2 # I2. (4) Die Richtung oder die Winkellage
der Unwucht hat also auf die Größenbestimmung keinen Einfluß.
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Die Unwuchtrichtung ergibt sich aus dem Quotienten der Meßwerte N1
und N2 als Winkel #: U # I1 # sin # N1/N2 = = I1/I2 # tg # ; (5) U # I2 # cos #
bei I1 = I2 = I folgt N1 tg # cp (6) N2 (vgl. A b b. 3 b der Zeichnung).
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Hierbei ist jedoch zu beachten, daß die Werte von Tangensfunktionen
zwischen Null und Unendlich variieren. Um stets endliche Werte zu erhalten, kann
man die Messungen auf einen Winkelbereich von 45 beschränken und für die Transformation
der Werte N1 und N2 zwei um 45° gegeneinander verdreht liegende Koordinatensysteme
mit demselben Ursprungspunkt als Bezugssysteme benutzen (vgl. A b b. 4b der Zeichnung).
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Bei Drehung eines der Koordinatensysteme um einen Winkel α
= 45° ergeben sich die neuen Koordinaten eines Punktes mit den Koordinaten x und
y im
ursprünglichen Koordinatensystem zu (vergleiche z.B.
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Taschenbuch Hütte, Bd. I. Abschnitt Mathematik): x = x' cos 45- -
y' sin 45-. (7) y = = x' sin 45 y' cos 45@. (8) Es betreffen x, y und x', @ die
Größen N2, N, bzw. N2, N1,. Damit ergeben sich N1 = N2, sin 45 - cos 45°. (9) N2
= N2' # cos 45° - N1' # sin 45°. (10) Da sin 45° = cos 45-, vereinfachen sich die
Gleichungen zu: N1 = (N2' + N1') # 0,707. (11) N2 = (N2' - N1') 0,707. (12) Die
Richtung der Unwucht im neuen, um 45° gedrehten Achsenkreuz findet man als Winkel
#' aus dem Quotienten der Meßwerte N1, und N2, nach Umformung der Gleichungen 11
und 12 zu: N1 N1' = - N2'. (13) 0,707 N2 N2' = + N1'. (14) 0,707 N1' = - - N1'.
(15) 0,707 0,707 2 N1, = N1 ~ N2 (16) 0,707 0,707 N2 N1 N2' = + - N2'. (17) 0,707
0,707 N2 N1 2 N@' + (18) 0,707 0,707 N1 ~ N2 2N1' 0,707 0,707 N1 - N2 tg #' = =
= 2N2' N2 N1 N1 + N2 0,707 0,707 (19) Es ist zweckmäßig, für das ursprüngliche Koordinatensystem
die den Winkelwerten # von 22,5 bis 67,5° entsprechenden Sektoren zu verwenden [Gleichung
(6)]. Sobald die Grenzwerte der Sektoren über-bzw. unterschritten werden, sorgt
eine Begrenzungseinrichtung dafür, daß das zweite Koordinatensystem eingeschaltet
wird [Gleichung (19)].
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Nach einer kurzen Beschreibung der schematischen Maschinenabbildung
1 a bis 2b wird die erfindungsgemäße Verwirklichung der automatischen Unwuchtmessung
und -ausgleichsbearbeitung nach dem polaren Verfahren an Hand der A b b. 3a, 3b,
4a und 4b eingehend geschildert.
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A b b. la und lb zeigen in Aufriß und Seitenriß nach Linie Ib-Ib
in A b b. I a eine Auswuchtmaschine für waagerechte Aufnahme eines langgestreckten
Wuchtkörpers in zwei Lagerböcken, A b b. 2a und 2b in gleicher Weise eine Auswuchtmaschine
mit lotrechter Aufnahme für beispielsweise scheibenförmige Wuchtkörper;
Abb.
3a, 4a und 5 geben Schaltschemata wieder; A b b. 3b und 4b veranschaulichen Koordinatensysteme
mit darin eingetragenen Meßgrößen.
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Es bedeutet in A b b. pa und lb: 1 = Auswuchtmaschine auf 1 a = Fundament,
2 = Gehäuse für den Wuchtmaschinenantrieb, 3 = Antriebsmotor, 4 = Antriebsvorgelege,
5 = Antriebswelle, 6 = Winkellagenanzeigescheibe auf der Welle 5, 7 = Gelenkwelle
zwischen dem einen Ende der Welle 5 und 8 = dem Wuchtkörper, 8a, 8b = Lagerzapfen
des Wuchtkörpers 8, 9 = flexibles Verbindungselement zwischen dem anderen Ende der
Welle 5 und 10 = Hilfsgenerator, der als Phasen- oder Winkellagengeber dient, 11a,
11b = die Lagerböcke der Auswuchtmaschine auf dem Fundament 1a, 12 a, 12 b = Rollenlager,
auf denen der Wuchtkörper 8 mit seinen Zapfen 8a, 8b liegt, 13 a, 13 b = Lagerbrücken,
auf denen die Rollenlager angeordnet sind, 13' = Anschlußorgan für den Schwingungsaufnehmer
15a an der Lagerbrücke 13a, 14a, 14a', 14b = Blattfedern, die den Lagerbrücken Schwingungen
in horizontaler Ebene zufolge Unwuchtwirkung während desWuchtkörpermeßlaufs gestatten,
15 = Schwingungsaufnehmer, 15a = Schwingungsaufnehmer an der Lagerbrücke 13a, z.
B. elektrodynamische Tauchspulenvorrichtung mit 15a' = Schwingungsübertragungsorgan,
15b = Schwingungsaufnehmer (nicht sichtbar) an der Lagerbrücke 13 b, 16 = Lagerbockschutzgehäuse,
17 = Meßeinrichtung mit 18a, 18b = Größenanzeigen sowie 19 a, 19b = Winkel- bzw.
Richtungsanzeigen; in A b b. 2a und 2b : 21 = Auswuchtmaschine auf 21a = Fundament,
22 = Auswuchtmaschinengehäuse, 23 = Auswuchtmaschinenantriebsmotor mit 24 = Vorgelege,
25 = lotrechte Auswuchtmaschinenspindel mit 25a = Wuchtkörperaufnahme, 26 = Gelenkwelle
zwischen Spindel 25 und 27 = Hilfsgenerator, der als Phasen- oder Winkellagengeber
dient, 28 = scheibenförmiger Wuchtkörper in der Aufnahme 25 a, 29 = Spindelhalter,
30a,30b
= Blattfederpaar, das dem Spindelhalter und damit der Spindel Schwingungen zufolge
Unwuchtwirkung während der Wuchtkörperrotation in horizontaler Ebene gestattet,
31 = Schwingungsaufnehmer, z. B. elektrodynamische Tauchspsule mit 31 a = Schwingungsübertragungsorgan,
40 = Aggregat zur Unwuchtausgleichsbearbeitung, z. B. mittels 41 = Bohrwerkzeug,
das exzentrisch zur gemeinsamen 42 = Mittelachse der Auswuchtmaschinenspindel 25
und des Werkzeugschwenkkreises angeordnet ist. Der Bohrer 41 kann bei festgelegtem
Bohrradius auf jede Winkel lage der Unwucht am Wuchtkörper 28 eingestellt werden,
43 = schwenkbarer Werkzeughalter in 44a, 44b = Führungen und mit 45 = Verstelleinrichtung,
z. B. Zahnrad, 46 = Verstellmotor mit 46a = Verstellritzel, das mit Zahnrad 45 kämmt,
46b = Motorantriebswelle, 47a-47b = ein Doppelpotentiometer als Sinus-Cosinus-Geber,
dessen Abgriff an dem Ritzel 46a auf der Antriebswelle 46b des Motors 46 angeordnet
ist; die Funktion des Sinus-Cosinus-Gebers (Doppelpotentiometers) wird bei der Beschreibung
der Schaltschemata näher erläutert, 48 = Meßeinrichtung mit 49 = Größenanzeige sowie
50 = Winkel- bzw. Richtungsanzeige, Winkellagengeberstrom mit 0 0-Phasenlage, I2
= Winkellagengeberstrom mit 90°-Phasenlage, N1, N1, = vertikale Unwuchtkomponente,
N2, N2, = horizontale Unwuchtkomponente, R, R' = resultierender Unwuchtvektor, U
= Schwingungsaufnehmerspannung, # = Winkel zwischen N2 und R, #' = Winkel zwischen
N2' und R, H1, H2 = Hilfsspannungen für 47a, 47b, Hx, Hy = Quotientenspannungen.
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Mit Hilfe der durch die Ab b. 3a, 3b, 4a, 4b und 5 beispielsweise
dargestellten Schemata wird die Erfindung im einzelnen erläutert: 1. Unwuchtgrößenmessung
Das Schema nach A b b. 3 a stellt die Schaltung für eine erfindungsgemäße Unwuchtgrößenmessung
dar.
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Wie in A b b. 1 oder 2 kennzeichnet 15 bzw. 31 eine Schwingungsaufnehmeranlage
elektrodynamischer Art (Tauchspulen) und 10 bzw. 27 die Hilfsgeneratoranlage für
die Erzeugung der Unwuchtkomponentenströme oder -spannungen.
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Die jeweiligen Schwingungsaufnehmerspannungen oder -ströme werden,
wenn erwünscht, über eine Verstärkungseinrichtung 51 durch die Leitungen54a, 55a
zwei multiplikativ wirkenden Elementen 52 bzw.
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53 zugeführt. Von den dem Hilfsgenerator in üblicher
Weise
phasenversetzt (als Repräsentanten für die vertikale bzw. horizontale Unwuchtkomponente)
entnommenen Sinus- bzw. Cosinusströmen (oder- spannungen) I fließt der eine, z.B.
der Sinusstrom i verstärkt oder unverstärkt, über die Leitungen 54b dem Element
52 und der andere, I2, über die Leitung 55b dem Element 53 zu. Dort entstehen die
Produkte U I1 und U 12. In den Ableitungen 56 bzw. 57 dieser Elemente herrschen
also zwei den Komponentengrößen der im Körper 8 bzw. 28 vorhandenen Unwucht entsprechende
Spannungen vom Wert N1 bzw. N2. Jede dieser beiden Spannungen wird einem zweiten,
ebenfalls multiplikativ wirkenden Element 58 bzw. 59 zugeleitet, jedoch teils in
verstärkter Form über eine diesbezügliche Einrichtung56a bzw. 57a, teils unmittelbar
in unverstärkter Form, wie das Schaltschema erkennen läßt.
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Die von den Elementen 58, 59 abgegebenen Spannungen oder Ströme stellen
eine Quadrierung der zugeführten Größen N1 und N2 dar. Durch die Leitungen 60, 61
ist eine Schaltung für die Addition der beiden, durch Multiplikation mit sich selbst
erhaltenen Größen N12 und N22 angedeutet. Das Ergebnis der Addition ist gemäß A
b b. 3b ein Spannungswert R2 für die Größenbestimmung der resultierenden Unwucht.
Damit ist die Aufgabe hinsichtlich der Unwuchtgrößenmessung grundsätzlich gelöst.
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Den jeweils ermittelten Wert R2 zu radizieren und den Wert R für die
Anzeige und/oder zweckmäßigerweise automatische Steuerung der Ausgleichsbearbeitung
aus einem Speicherelement 62' zur Verfügung zu stellen, gelingt, wenn noch radizierende
Elemente 62, 62a eingesetzt werden.
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Die resultierende Spannung kann in einem Element 151, das z.B. einen
Kondensator enthält, gespeichert werden, so daß sie für die anschließende Ausgleichsbearbeitung
zur Verfügung steht. An dem Ausgleichswerkzeug 41 ist in bekannter Weise ein Druckschalter
152 angebracht, der nach dem Auftreffen des Werkzeugs 41 auf dem Werkstück den Stromkreis
zu einem Kontaktgeber 153 schließt.
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157 deutet die Winkelverstelleinrichtung für das Werkzeug 41 an. Der
Kontaktgeber 153 besteht aus einem oder mehreren von Nocken 154c bzw. 154d gesteuerten
Unterbrechern 154a, 154b. Die Nocken werden vom Vorschuborgan 155 des Werkzeuges
41 (dessen Antrieb beliebig sein kann und nicht im einzelnen dargestellt ist) betätigt.
Die Werkzeugbewegung wird damit elektrisch gemessen und gesteuert, indem durch ein
Element, vorzugsweise einen Kondensator 156, unabhängig von der Form der Nocken
154c, 154d genau dosierte Elektrizitätsmengen bei jeder Umdrehung der Nockenwelle
154e von der im Element 151 gespeicherten Elektrizitätsmenge abgebaut werden, gleichgültig
ob die Bewegung des Werkzeugs schnell oder langsam erfolgt.
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Die Funktion der Einrichtung ist folgende: Die der Unwuchtgröße äquivalente
Elektrizitätsmenge ist nach dem Meßlauf im Element 151 gespeichert. Der Ausgleichsvorgang
wird manuell oder automatisch eingeleitet. Das Werkzeug 41 berührt das Werkstück
28 und schließt mit dem Schalter 152 den Steuerstromkreis zur Einrichtung 153. Damit
erhält der Unterbrecher 154a Spannung und gibt, solange er geschlossen ist, die
Spannung weiter an das Dosierelement 156, das, weil der Unterbrecher 154b offen
ist, aufgeladen wird. Sobald im weiteren Fortschritt der Arbeit der Unterbrecher
154 a sich geöffnet hat, wird der Unter-
brecher 154b geschlossen und gestattet dem
Element 156 sich zu entladen. Damit ist, abhängig von der Anzahl der Umdrehungen
der Nocken 154c, 154d und der Spannungsgröße im Element 151 mit dem Erreichen eines
vorbestimmten Potentials im Element 151, die Arbeit des Werkzeugs 41 bezüglich der
Bohrung 41 a genau begrenzt. Das bedeutet, daß der Vorschubmotor M mittels eines
spannungsempfindlichen Relais, das sich im Element 151 befinden kann, abgeschaltet
wird.
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2. Unwuchtwinkelmessung Das Schema nach A b b. 4a zeigt ein Beispiel
für die Bestimmung der Richtung des Unwuchtvektors.
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Die Spannungen oder Ströme der Schwingungsaufnehmeranlage 15 bzw.
31 gemäß A b b. 1 oder 2 gelangen, vorzugsweise nach Verstärkung in einer Einrichtung
63, durch die Leitungen 64a 65a, 66a und 67a zu vier multiplikativ wirkenden Elementen
84, 85, 86 und 87, die außerdem - als anderen Faktor teils Sinusspannung oder -stroml,,
teils Cosinusspannung oder -strom 12 aus dem als Phasen- oder Winkellagengeber dienenden
Hilfsgenerator 10 bzw. 27 gemäß A b b. 1 oder 2 erhalten. Die Elemente 84 und 86
werden über die Leitungen 64b, 66b mit 1l, die Elemente 85 und 87 über die Leitungen
65b, 67b mit 12 gespeist. Die Ableitungen 84a und 85a führen demgemäß die der Größe
der vertikalen bzw. horizontalen Unwuchtkomponente entsprechenden meßbaren Spannungen
N1 bzw. N2. Die Spannung N1 gelangt über den Verstärker 84b an ein zweites multiplikativ
wirkendes Element 89, die Spannung, ebendahin, jedoch in ihrem von der Apparatur
85b gebildeten Reziprokwert ( N ) . Infolgedessen überträgt die Lei-N1 tung 90 eine
dem Quotientenwert @@/N2 entsprechende Spannung in den Verstärker 91, der mit einer
Begrenzungseinrichtung versehen ist. Die Ausgangsspannung dieses Verstärkers läßt
sich in einem Kondensator 92 zwischen den Leitungen 91a speichern. Die Spannungsbegrenzung
ist notwendig, weil der Quotient N1/N2, wie in der Beschreibungseinleitung dargelegt
wurde, Werte zwischen »Null« und »Unendlich« haben kann.
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Zum Speicher sollen nur bestimmte Werte gelangen, die beispielsweise
einem Winkelbereich von 9 = 22,5 bis 67,5, d. h. den Funktionswerten 0,42 bis 2,42
entsprechen. Sobald eine der gesetzten Grenzen überschritten wird, sorgt die in
der Apparatur 91 ansprechende Begrenzungsvorrichtung von an sich bekannter Art dafür,
daß z. B. ein Relais 93-94 das System 84, 85 bis 89, 91 ab und dafür das System
86, 87 bis 97, das nunmehr beschrieben wird, an die Leitung 94a anschaltet. Dieses
System entspricht dem zweiten, um den Winkel von 45" verdrehten Bezugssystem, das
in der Beschreibungseinleitung erwähnt ist. Die multiplikativen Elemente 86, 87
liefern durch die Leitungen 86a bzw. 87a Spannungen vom Wert Nl bzw. N2 an ein Aggregat88'
bzw. 88", wo sie verstärkt, aber auch ihre SummeNl + N2 und ihre Differenz N1 -
N2 gebildet wird. Die Differenz gelangt über Leitung 88a' unmittelbar zum multiplikativen
Element 95. Die Summe wird über die Leitung96a dem Apparat 96 zugeführt, der den
reziproken Wert N)%N2 herstellt und an das multiplikative Element 95 abgibt. Dort
entsteht die dem Quotienten
der um 45° winkelverschobenen Spannungen
entsprechende Spannung N die im Apparat 97 verstärkt und im Kondensator 98 gespeichert
werden kann, bis sie vom Relaisschalter 94 angefordert wird. Die winkelverschobene
Spannung Nl, lSL' stets vorhanden, wenn sie wegen Grenzwertüberschreitung benötigt
wird.
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Zur Übertragung der gemessenen Werte für die Unwuchtrichtung oder
-winkellage auf die Winkeleinstellorgane 45, 46a des schwenkbaren Werkzeughalters
43 wird ein Vergleich der Quotienten N1 bzw. Ny mit N2 N2, dem Quotienten aus zwei
Hilfsspannungen angestellt.
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Zu diesem Zweck wird der am Umschalter 94 anliegende Quotientenwert
N1/N2 bzw. N1'/N2' einem Vergleichsgerät 100 zugeführt. Die Hilfsspannung H1, H2
kann man einem Netz 110 entnehmen. Der Sinus-Cosinus-Geber 47a, 47b, der in A b
b. 2a angedeutet und in A b b. 5 schematisch dargestellt ist und anschließend näher
erläutert wird, wandelt die Spannungen in Abhängigkeit von der Winkelstellung des
Ausgleichs werkzeuges 41. Die gewandelten Spannungen gelangen zu dividierenden Elementen
99 a und 99 b, aus denen die Quotientenspannungen Hx und Hy über eine Begrenzungseinrichtung
91' (gleich der Einrichtung 91) zum Vergleichsgerät 100 geführt werden. Dieses Gerät
unterbricht den Eindrehvorgang des Werkzeugs 41, den der Motor 46 über Zahnradgetriebe
46a-45 eingeleitet hatte, indem es z. B. über die Leitung 46c' einen Schaltmechanismus
46c veranlaßt, die Energiezufuhr zum Antriebsmotor 46 zu unterbrechen.
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Der in A b b. 5 als Beispiel schematisch dargestellte Sinus-Cosinus-Geber
47a-47b entspricht im wesentlichen einem handelsüblichen Drehmelder, lediglich die
beiden Rotoren 47ar und 47br sind, um 45° gegeneinander verstellt, auf der Welle46b
des Antriebsmotors 46 montiert. Auf der Welle 46b ist auch das Antriebszahnrad 46a
(vgl. A b b. 2a und 4a) für die Winkeleinstellung des Werkzeugs angebracht. Aus
dem Netz 110 werden beide Rotoren mit Wechselstrom gleicher Frequenz und Phasenlage
gespeist. Sie induzieren in den Statorspulen 47as und 47bs Spannungen, deren Größe
von der jeweiligen Stellung der Rotoren abhängig ist. Bei den gezeichneten Rotorstellungen
wird in der senkrechten Statorspule des Gebers 47a die maximale und in der waagerechten
Statorspule desselben Gebers die minimale Spannung induziert. Die Spannungen der
senkrechten und waagerechten Spule im Geber 47b hingegen sind zufolge der 45°-Stellung
des Rotors 47 br einander gleich. Die Spannung in jeder Statorspule ändert sich
nach der Sinusfunktion, wenn sich der zugehörige Rotor dreht.
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Dem Geber 47a können demnach die Spannungen H1 sinn und H1 cosf entnommen
werden, um sie einem dividierenden Element 99a zuzuführen, das den der Funktiontg
9 entsprechenden Spannungswert abgibt. Dieser Wert gelangt über eine Begrenzungseinrichtung
91' in das Vergleichsgerät 100, wo er mit der durch die Leitung 94a zugeführten
Meßspannung am Kondensator 98 verglichen wird. Sind die Werte im Element 99a unzulässig
hoch, so wird von der Begrenzungseinrichtung 91' das Element 99a ab- und das Element
99b, an dem die werte H2 # sin (# - 45°) und H2 # cos (# - 45°) anliegen, angeschaltet,
damit die von ihm abgegebenen, der Funk-
tion tg (Q - 45°) entsprechenden Spannungswerte
im Gerät 100 zum Vergleich mit der zugehörigen Meßspannung aus der Leitung 94a kommen.
Das Vergleichsgerät betätigt den Schaltmechanismus 46c, wenn die verglichenen Spannungen
gleich groß sind.
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Das Werkzeug 41 steht dann in der richtigen Winkellage vor dem Wuchtkörper
zur Ausgleichsbearbeitung bereit.
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A b b. 6 veranschaulicht schematisch, daß alle Meßwerte, ob sie erfindungsgemäß
oder auf andere Weise festgestellt sind, auch in Leuchtschrift sichtbar gemacht
oder akustisch angesagt oder durch Schrift oder Druck registriert werden. Die erfindungsgemäße
Messung der Unwuchtgröße nach A b b. 3a ist durch den Rahmen 161, die Winkel- oder
Richtungsmessung nach A b b. 4a durch den Rahmen 162 symbolisch angedeutet. Jede
Ausgangsspannung, also Spannung R in A b b. 3a bzw. Spannung tg # oder tg #' in
A b b. 4a, wird z. B. in bekannten Analog-Digital-Umsetzernl63, 164, durch Abzählung
von Impulsen gespeichert. Die gespeicherten Werte können nun mittels Leuchtziffern
165, 166 weithin sichtbar angezeigt oder mittels Magnettongerät 167 deutlich vernehmbar,
gegebenenfalls wiederholt angesagt oder/ und mittels Druckeinrichtung 168 od. dgl.
registriert werden.
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Aus dem Stand der Technik sind zwar Mittel für Messung und Hilfsmittel
für die Umformung von Unwuchtwerten bekannt. Alle diese Mittel und Hilfsmittel,
so vorteilhaft sie auch gewesen sein mögen, sind durch die Erfindung überwunden.
Nunmehr können alle Werte für die Ausgleichsbearbeitung von Unwuchten ohne besonderes
Zutun unmittelbar erhalten werden. Damit ist Fortschritt in der Auswuchttechnik
verbunden.