DE1573639A1 - Auswuchtmaschine mit Analogrechnerschaltung zur elektrischen Umrechnung von den Lagerreaktionen auf die Unwuchten in den Ausgleichsebenen - Google Patents

Description

Patentanmeldung

Losenhaaseniverk - Düsseldorfer Maschinenbau 4 Düsseldorf-Grafenberg, Schlüter St« 19

Auswuchtmaschine mit Analogrechnerschaltung zur elektrischen Umrechnung von den Lar.erreaktionen. auf die ünwuchten in den Ausgleichsebenen.

Die Erfindung "betrifft eine Auswuchtmaschine, "bei welcher die elektrischen Signale von in den Lagerebenen des Wuchtkörpers angeordneten Gebern einer Analogreebnenachaltung zugeführt wird**/ zur Bildung vvn Meßspannungen entsprechend den auf vorgegebene Ausgleichsebenen "bezogenen Unwuchteu. *.<

Bei Auswuchtmaachinen für den Unwuchtausgleich in verschiedenen' Ausgleichsebenen eines 'Tuchtkörpers ergeben sich in den hiervon verschiedenen Lagerebenen bei der Rotation eines unwuchtbehafteten Körpers "bestirnte Lagerreaktionen, als die man je nach der Art der Lagerung des 'Yuchtkörpers die Schwinggeschwindigkeiten der Lagerstellen oder die in ihnen auftretenden Lagerkräfte ansehen kann»

Bei den neuzeitliche! messenden Auswuchtinasehineri befinden sich in den Laßerständern elektrische Wandlereleiaeßtej» iie iiest I Reaktionen in zu ihnen propotional© elektrische Sf©nnwngett oäex ■' Styilm® nmwanäela ims deren örehzahlfrequent©

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Wuchtkörpera bilden. Bei dieser Ermittlung korant es "darauf an, solche Elementarunwucbten auszuweisen, deren dynamische Wirkungen denen der Körperunwucht äquivalent aind und deren axiale Lage durch die von den Bearbeitun^sbedindungen her getroffene Wahl der AusgJ.eichsebenen von vornherein festgelegt ist» Die Berücksichtigung dieser Festsetzung geschieht mittels einer analogen Umrechnungseinrichtung, der sog» Rahmenanordnung oder kurz Rahmenο .

Eine solche Einrichtung muß der jeweiligen Wahl der Lage Ausgleichsebenen und u.U. auch den entsprechenden dynaraiecben Kenngrößen der Wuchtkörper anzupassen aein,doho ein solcher Rahmen muß zuvor eingestellt werden. Wie dem Fachmann bekannt ist, bedarf es hierzu mindestens vier unabhängiger Einstellelemente, die einsein oder in Kombination, auf die jeweilige Wuchtaufgnbe abgestimmt werden müssen. Durchweg sind diese Einst ellelemente ala kontinuierlich veränderliche ohmsche Spannungsteiler, in der Regel als Drfhpotentiometer auagebildet, deren Einstellung von der Frontseite des ßerätea mittels geeigneter DrehlÄpfe erfolgt, die mit einer oder mehreren Einstellskalen versehen sind, um entweder die eingestellten Lagen der Spannungsabgriffe an den Spannungateilerna protokollieren oder die Einstellung selbst nach zeicbnun£;aartigen Daten vornehmen zu können. Die Konzeption and Ausführung einer solchen Rahmenanordnung hat dabei einen de:a zu erwartenden technischen Belangen genügenden. Spielraum aller Parameter zu eröffnen und innerhalb dieses Bereiches eine ausreichende Reproduzierbarfceit bzw. Einstellgenauigkeit sicherzustellen. . " *

Zur Erfüllung dieser beiden Forderungen bedarf ea eines nicht unerheblichen Aufwandes an. Bauteilen, darunter solchen mit kostspielig engen Soleri'er ungen, ·ζ*Β··.. an Potentiometern mit geriii«*· gea-St?©wimg©a.iö@a Ansofc-lußwid erstatte"®© vtnä !bestimmtest Pos'i euerer' cm <üJä<3 Soiräosiaität sowie mn Sinetellslcaleia fsS/ß gerinijen-^eifwQsc«

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fehlem und Exzentrizitäten,, Diese Anforderungen wachsen sehr stark an und erfordern einen hohen Aufwand an teuren Bauteilen und tfustierarbeiten, wenn eine solche Bahmonanordnung im Sinne einer Verringerung des noch* einstellbaren Abstandes zweier Ausgleichsebene Λ ausgelegt werden soll. Häufig ist daher die für einen gezielten und rationellen Unwuchtausgleich erforderliche Genauigkeit der Anordnung nicht mehr für den gesamten Eins teil-» bereich oder nur mit einen Mehrfachen den üblichen Aufwandes zu erreichen. Andererseits ist es eine durch die Mehrzahl der Fälle erwiesene ffßteache, daß eine eigentliche Universalität der Einst ellmögliehkeit nur im Bereiche der leichter zu beherrschenden Auswuchtaufgaben genutzt wird, während es sich bei öenjenigen Aufgaben, die eine hohe Präzision der !Einstellmittel erforderlich machen, in der Regel um das Auswuchten von Körpern nur eines oder weniger fester Typen hajadelt, die namentlich in größeren Stückzahlen über längere Proäuktioneabachnitte hin gefertigt werden«.

Der Erfindung liegt die Aufgrbe zugrunde, eine Analogrechnersohaltung bei geringem Aufwand mit hoher Präzision aufzubauen und die Maschine unter Ausschluß von Bedienunga—und EinstellfehlermSglichkeiten für verschiedene Wucbtkörpertypeneinrichtbar zu machen· ,

Die Erfindung besteht darin, daß die Analogreehnerecb.altung mit festen Widerständen als herausnehmbare a.B« ateckbare Baueinheit aiisgebilclet iat, so daß für Jede von mehreren atiftrefenden Wuchtkörpertypen eine entsprechend fes^HSlecte Analogrechnerschaltung einsetzbar ist.

Mir jede^ihfrage^kommendeHWuchtkörpertyp^ und das sind oft nur wenige verschiedene Typen, wird einnal eine AnalogrechBerechal^ tuög fest, mit festen Widerständen aufgebaut. Es ist einleuchtenä, daS dies mit höherer Präzision geschehen kann, als wenn die ver-

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scbiedenen Teilspannunßsyerhältnisoe an Potentiometern eingestellt werden müssen» Beim Wechsel von einem'Yuchtkörpertyp^ anderen braucht man nur die eine Analogreehnerschaltung herauszuziehen und durch eine vorbereitete andere, entsprechend ausgelegte zu eroetzen. Es versteht sich von selbst, daß das auch von angelernten Hilfskräften schnell und praktisch ohne Fehlermöglichkeiten bewerkstelligt werden kann»

Zwei Anelogrec! nerschaltungen nach der Erfindung sind in den Abbildungen als Schaltbilder dargestellt und im folgenden beschrieben?

Fig. 1 zeigt eine Analogrechnerscbaltung für Messung und Ausgleich in jeweils zwei Ebenen.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Schaltung für Messung und Ausgleich in jeweils drei Ebenen, wie sie etwa bei geteilten ÄöFfeei.wellen benutzt wird«,

Die Analogreehnerschaltung von Fig. 1 hat drei Eingangsanschlüsse, 1 für das Gebersignal von der einen und 3 für das Gebersignal von der anderen lagorebene und 2 für ein B«ferenzpoten±ial. Sie hat drei Ausgangsanschlüsse,/nämlich 4 für das Referenzpotential, 5 für das erste und 6 für das zweite Ausgleichsignal. Die Anschlüsse können in geeigneter Weise als Steckverbindungen ausgebildet werden. Für #ede .Ausgleichsebene ist eine Schaltung bestehend aüe jeweils drei im Stern geschalteten Widerständen **..-,R«« ,R13 bzw. ^R12'^S22^{f S}23 ^vö*gesehen. An den drei Endpunkten der Sternschaltungen liegen das erste Bebersi^näl, das aweite Gr_ebersignal und das R_eferenzpatential, respektive. Die Sternpunkte sind mit dsm Ausgängen 5 und 6 verbunden. An ihnen werden die Ausgleicheignale abgegriffen.

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BÄDORißtNÄt

bei kraftmeäsenden Unwuchtmaschinen ,

i'lir die Bemessung der Widerstände ergibt siCh/folgendes:

Es bezeichnet a den Abstand der ersten Ausgleicheebene von der benachbarten ersten Lagerebene, b den Abstand der Iiagerebenen voneinander und c den Abstand der zweiten Ausgleiclisebene von der benachbarten zweiten Legerebene. E3 wird a.+b.+c~ 1 gesetzt und mit b gleichsinnig als positive Größe gezählt*

Die mit Rj^ bezeichneten Bauelemente stellen Impedanzen gleicher Winkellage bei der Meßfrequenz dar, vorzugsweise Wirkwiderstände. Man wähle nunmehr drei. Größen k,R_t« und R₀* nach Maßgabe der folgenden Bedingungen: .

a) k ist eine positive Zahl, kleiner als b/lf wenn a und c positiv sinci (dies sei eine Voraussetzung des Ausführung sbeispielea) ."'■■-

b) Man bestimme R-,, so daß

_{t >} Jo _{n i} . b^ ^ ₁ kl _t · _t %£
a +b b-k(a+b) k

sich zum Innenwiderstand der an 1 angeschlossenen Quelle mindestens wie die Einheit zum zugelassenen relativen Fehler verhält. ,

c) Man bestimme B23 entsprechend im Hinblick auf die an 3 angeschlossene Spannungsquelle mit Bezug auf

h . b - kl . ^R23

a 0 — Ki ^:

- Sie :übrigen- Impedanzen wähle man dann si?s

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kl- Ψ ß. ■

¹¹ Έ a + b ¹³

R₁₂ β 1_# . b - kl . R._J3

R₀₁ β 1' ν b - kl .Rr₁,

21 £ — *3

R₀₀ β 1 . b - kl . R₀,

²² 1? b + c ²³

An de:a Abschluß 5 gewinnt man hiermit eine der Unwucht in der ersten .Ausgleichsebene proprotionale Spannung, die von hier aus in bekannter Weise einer Anzeigevorrichtung zugeführt werden kann; am Ausgang 6 ;tritt die entsprechende Spannung £$lr die zweite Ausgleichsebene auf. Das so festgelegte Netzwerk wird nun erfindungsgeriäß entweder auf ainero geeigneten Riuteileträger mit einem beispielsweise fünfpoligen Steck/uS aufgebaut und mit einer den Wu'chtkörpertyp chafakteriaiexenden Bezeichnung versehen; oder man verwendet einen Drebmesserscbalter mit vier Zungen und ebensowiel Reatstellungen, wie Y/uchtkörpertypen zum Auswuchten vorkommen sollen. '

Der Seigerknopf eines solcher Schalters kann dam entsprechend der jeweiligen 'suchtaufgäbe each der Beschriftung auf der Frontplatte des Gerätes eingestellt werden.

Der relative Fehler eines mittels einer solchen Anordnung realisierten und zur Über! agerung gelangenden Spannungsteiles f ergibt eich hiernach gemäß dem Fehlerfortj»flanzungsgesetz au

;! / f-1 i -κ-

wobei dB enterhalb der Toieranzgrekze der verwendeten liegt; für größere f liegt also/der *_eiative -An teilsfehler

l i f.ά ei ω η BAD i

unter dem 1,4-fachen des relativen Bauteilefehlers^entnimmt man daher beispielsweise die Wirkwiderstände den Reihen E 24 oder H 40, so sind die ^nteilsfehler mit weniger als 7 # wesentlich niedriger als sich bei nur annähernd vergleichbarem Aufwand mit dem Stande dei Technik entsprechenden Mitteln je erreichen läßt; die mit Widerständen von einor Toleranz von 0,5 # erreichbaren Genauigkeiten- sind selbst mit EräzisionsPotentiometern kaum zu erreichen, weil alsdann bereits der Uinstellvorgang eich mit einer üblichen Knopfskala nicht mehr genau genug reproduzieren läßt; demgegenüber ist der Aufwand für sechs tolerierte Widerstände und einen Stecker oder Schalter vörschwindend gering und die erreichte Genauigkeit von Bedienung und Betrieb unabhängig.

Eine solche Anaiogrechnerachaltungist für alle Wuchtkörper * brauchbar, die c?e ja 'Yuehtkörper, für den sie ausgelegt wurde, geometrisch ähnlich sind. Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Auswuchtmaschinen mit kraftmessenden Signalgebern beschränkt, bei denen die Spßnnungateije den bekannten einfachen Gesetzen genügen. Die Erfindung läßt sich auch nach uU^' dem Ausführungsbeispiel zugrundeliegenden Überlegungen auf Äsuwuchtmaschinen mit schwingwegmessenden Gebern übertragen; denn die hierbei auftre^· tenden öpanrmngsanteile werden zwar in-der Regel empirisch bestimmt, sie sind aber nichtsdestoweniger auf Grund der mechanischen ISigenschaiten des Körpers wohldefinierte Größen, die sich th eroe ti ach euch ohne T.^rucht lauf nach bekannten Gesetzen aus den beispielsweise zeichnungsgemäßen Daten des V/uchtkörpera ermitteln iiafl in eine Dimensionierungsbeziehung dor angegebenen Art übertragen lassen.

Erfindung ist mit besonderem Vorteil auch zum Ausgleich von Wucht kör pern vom Typ einer geteilten Gelenkwelle brauchbar.. Bei solchen Wuchtkörpern werden drei Gebersignale gemessen und

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der AUBgleich erfolgt in drei Ebenen. Heben dera Umstände, daß es eich hierbei um einen typischen Massemartikel aus einem sonst

hr weit gespannten Fertigungsprogramm handelt, für das die volle Universalität einer Auswuchtmaschine nach dem Stande der Technik gar nicht zum Zuge kommen kann, ergeben sich hierbei durch den angestrebten restmomentenfreien Unwuchtausgleich in drei Ausgleicheebenen für eine kraftmesaende Auswuchtmaschine völlig neue und mit bisher bekannten Mitteln nicht zu lösende Aufgaben, weil die Spannungsanteile nunmehr nicht nur einfachen Abstandsverhältnissen, sondern Produkten von solchen entsprechen

Hierfür wäre bei Verwendung einstellbarer Analogrechnerschaltungen eine sehr aufwendige und in der Bedienung schwerfällige Einrichtung solcher Quotientenprodukte erforderlich. Die Erfindung gestattet die Lösung dieser Aufgabe auf sehr einfache V/eise. Fig.2 zeig? Hierfür verwendetes Netzwerk.

Ea ist dort eine einsetzbare Analogrechnerschaltung mit drei Gebereingängen 7,8,9 und einem Eingang 10 für das Referenzpotential vorgesehen. Ss werden drei Ausgleiohsignale an Ausgängen 11,12,13 abgenommen. Mit H ist der Referenzpotentialausgang bezeichnet. "

Sie Verknüpfung erfolgt wieder durch ein Netzwerk von diemal drei "Sternschaltungen", wobei in den Sternpunkten 15»16,17 jeweils eine Ausgleichespannung abgegriffen wird uid^der Sternpunkt über jeweils drei Widerstände 18»1<)«.2O; 21,22,23 bew. 24,?5,26 mit jedem der Eingänge 7,8 und 9 verbunden ist. Über Widerstände 27, 28 bzw. 29 ist jeder Sternpunkt 15,16,17 mit dem Referenepotentlal verbunden; Eie Ausgangssignale sind lineare Funktionen der Eingangeaignale, wobei die Koeffizienten durch geeignete Bemessung -der Widerstände 18 bis 29 In der für den jeweiligen Wuchtkürρtr erforderlichen Weise gewählt werden können.

OQ 9 8 U?037 S ^C0PY

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Claims (1)

1. Patentanapruch

   Auswuchtmaschine, bei welcher die elektrischen Signale von in den Lagerebenen des Wuchtkörper angeordneten Gabern einer Analogrechnerschaltung zugeführt, wtrdcjaur Bildung von Meßapan» nungen entsprechend den auf vorgegebene Ausgleichaebenen bezogenen Unwuchten, dadurch gekennzeichnet, daß die Analogrecbnerschaltung mit. festen Widerständen ala herausnehmbare, z.B. steckbare Baueinheit ausgebildet ist, so daß flir jede^von mehreren auftretenden Wuchtkörpartypen eine entsprechend fest ausgelegte Analo&rechnerachaltung einaetzbar iat,

   COPY
   BAD ORIGINAL

   0098 U/037 i