DE1573639C3 - Auswuchtmaschine mit Analogrechnerschaltung zur elektrischen Umrechnung von den Lagerreaktionen auf die Unwuchten in denAusgleichsebenen - Google Patents

Description

gen Größen, die als feste Werte die Argumente dieses Algorithmus bilden. Diese festen Werte werden bei den vorbekannten Analogrechnern gesondert über Potentiometer od. dgl. vorgegeben.

Bei Auswuchtmaschinen liegt das »Programm« des Analogrechners fest: Es werden die Geberspannungen mit je einem Faktor multipliziert, und die erhaltenen Produkte werden addiert. Bei vorbekannten Auswuchtmaschinen werden die Faktoren genauso wie die festen Werte im Programm der vorbekannten Analogrechner durch Potentiometer gesondert eingestellt.

Zwei Analogrechnerschaltungen nach der Erfindung sind in den Abbildungen als Schaltbilder dargestellt und im folgenden beschrieben. *5

F i g. 1 zeigt eine Analogrechnerschaltung für Messung und Ausgleich in jeweils zwei Ebenen;

F i g. 2 zeigt eine ähnliche Schaltung für Messung und Ausgleich in jeweils drei Ebenen, wie sie etwa bei geteilten Gelenkwellen benutzt wird. so

Die Analogrechnerschaltung von F i g. 1 hat drei Eingangsanschlüsse, 1 für das Gebersignal von der einen und 3 für das Gebersignal von der anderen Lagerebene und 2 für ein Referenzpotential. Sie hat drei Ausgangsanschlüsse, nämlich 4 für das Refe- as renzpotential, 5 für das erste und 6 für das zweite Ausgleichsignal. Die Anschlüsse können in geeigneter Weise als Steckverbindungen ausgebildet werden. Für jede Ausgleichsebene ist eine Schaltung, bestehend aus jeweils drei im Stern geschalteten Widerständen A₁₁, R₂₁, R₁₃ bzw. A₁₂, R₂₂, R₂₃ vorgesehen. An den drei Endpunkten der Sternschaltungen liegen das. erste Gebersignal, das zweite Gebersignal und das Referenzpotential, respektive. Die Sternpunkte sind mit den Ausgängen S und 6 verbunden. An ihnen werden die Ausgleichsignale abgegriffen.

Für die Bemessung der Widerstände ergibt sich bei kraftmessenden Unwuchtmaschinen folgendes: Es bezeichnet α den Abstand der ersten Ausgleichsebene von der benachbarten ersten Lagerebene, b den Abstand der Lagerebenen voneinander undc den Abstand der zweiten Ausgleichsebene von der benachbarten zweiten Lagerebene. Es wird a + b + c = / gesetzt und mit b gleichsinnig als positive Größe gezählt.

Die mit R_ik bezeichneten Bauelemente stellen Impedanzen gleicher Winkellage bei der Meßfrequenz dar, vorzugsweise Wirkwiderstände. Man wähle nunmehr drei Größen k, R₁₃ und R₂₃ nach Maßgabe der folgenden Bedingungen:

a) k ist eine positive Zahl, kleiner als bll, wenn a und c positiv sind (dies sei eine Voraussetzung des Ausführungsbeispieles).

b) Man bestimme R₁₃, so daß

__b b - kl R₁₃

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 R₂₃ entsprechend im Hinblick auf die an 3 angeschlossene Spannungsquelle mit Bezug auf

^kl $n

Die übrigen Impedanzen wähle man dann zu:

R -¹

¹¹T

a + b
_ 1 b-kl

k c
_ 1 b-kl

k a _R _1 b-kl

13

²³

An dem Abschluß 5 gewinnt man hiermit eine der Unwucht in der ersten Ausgleichsebene proportionale Spannung, die von hier aus in bekannter Weise einer Anzeigevorrichtung zugeführt werden kann; am Ausgang 6 tritt die entsprechende Spannung für die zweite Ausgleichsebene auf. Das so festgelegte Netzwerk wird nun erfindungsgemäß entweder auf einem geeigneten Bauteileträger mit einem beispielsweise fünfpoligen Steckfuß aufgebaut und mit einer den Wuchtkörpertyp charakterisierenden Bezeichnung versehen; oder man verwendet einen Drehmesserschalter mit vier Zungen und ebensoviel Raststellungen, wie Wuchtkörpertypen zum Auswuchten vorkommen sollen.

Der Zeigerknopf eines solchen Schalters kann dann entsprechend der jeweiligen Wuchtaufgabe nach der Beschriftung auf der Frontplatte des Gerätes eingestellt werden.

Der relative Fehler eines mittels einer solchen Anordnung realisierten und zur Überlagerung gelangenden Spannungsteiles/ ergibt sich hiernach gemäß dem Fehlerfortpflanzungsgesetz zu

dfjf<]fi

dR

/-1 R

A . ^b . $n

α b — ka k

wobei dR unterhalb der Toleranzgrenze der verwendeten Impedanzen liegt; für größere/ liegt also der relative Anteilsfehler noch unter dem l,4fachen des relativen Bauteilefehlers; entnimmt man daher beispielsweise die Wirkwiderstände den Reihen £24 oder R 40, so sind die Anteilsfehler mit weniger als 7 % wesentlich niedriger als sich bei nur annähernd vergleichbarem Aufwand mit dem Stande der Technik entsprechenden Mitteln je erreichen läßt; die mit Widerständen von einer Toleranz von 0,5 % erreichbaren Genauigkeiten sind selbst mit Präzisionspotentiometern kaum zu erreichen, weil alsdann bereits der Einstellvorgang sich mit einer üblichen Knopfskala nicht mehr genau genug reproduzieren läßt; demgegenüber ist der Aufwand für sechs tolerierte Widerstände und einen Stecker oder Schalter verschwindend gering und die erreichte Genauigkeit von Bedienung und Betrieb unabhängig.

Eine solche Analogrechnerschaltung ist für alle Wuchtkörper brauchbar, die dem Wuchtkörper, für den sie ausgelegt wurde, geometrisch ähnlich sind. Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Auswuchtmaschinen mit kraftmessenden Signalgebern beschränkt, bei denen die Spannungsteile den bekannten einfachen Gesetzen genügen. Die Erfindung läßt sich auch nach den dem Ausführungsbeispiel zugrunde liegenden Überlegungen auf Auswuchtmaschinen mit schwingwegmessenden Gebern übertragen; denn die hierbei auftretenden Spannungsanteile

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werden zwar in der Regel empirisch bestimmt, sie Hierfür wäre bei Verwendung einstellbarer Analogsind aber nichtsdestoweniger auf Grund der mecha- rechnerschaltungen eine sehr aufwendige und in der nischen Eigenschaften des Körpers wohldefinierte Bedienung schwerfällige Einrichtung solcher Quo-Größen, die sich theoretisch auch ohne Wuchtlauf tientenprodukte erforderlich. Die Erfindung gestattet nach bekannten Gesetzen aus den beispielsweise 5 die Lösung dieser Aufgabe auf sehr einfache Weise, zeichnungsgemäßen Daten des Wuchtkörpers ermit- F i g. 2 zeigt ein hierfür verwendetes Netzwerk,
teln und in eine Dimensionierungsbeziehung der an- Es ist dort eine einsetzbare Analogrechnerschalgegebenen Art übertragen lassen. tung mit drei Gebereingängen 7, 8,9 und einem Ein-Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil auch gang 10 für das Referenzpotential vorgesehen. Es zum Ausgleich von Wuchtkörpern vom Typ einer ge- ίο werden drei Ausgleichsignale an Ausgängen 11, 12, teilten Gelenkwelle brauchbar. Bei solchen Wucht- 13 abgenommen. Mit 14 ist der Referenzpotentialkörpern werden drei Gebersignale gemessen, und der ausgang bezeichnet.

Ausgleich erfolgt in drei Ebenen. Neben dem Um- Die Verknüpfung erfolgt wieder durch ein Netzstande, daß es sich hierbei um einen typischen Mas- werk von diesmal drei »Sternschaltungen«, wobei in senartikel aus einem sonst nicht sehr weit gespannten 15 den Sternpunkten 15, 16, 17 jeweils eine Ausgleichs-Fertigungsprogramm handelt, für das die volle Uni- spannung abgegriffen wird und jeder Sternpunkt versalität einer Auswuchtmaschine nach dem Stande über jeweils drei Widerstände 18, 19, 20; 21, 22, 23 der Technik gar nicht zum Zuge kommen kann, erge- bzw. 24, 25, 26 mit jedem der Eingänge 7,8 und 9 ben sich hierbei durch den angestrebten restmomen- verbunden ist. Über Widerstände 27, 28 bzw. 29 ist tenfreien Unwuchtausgleich in drei Ausgleichsebenen 20 jeder Sternpunkt 15, 16, 17 mit dem Referenzpotenfür eine kraftmessende Auswuchtmaschine völlig tial verbunden. Die Ausgangssignale sind lineare neue und mit bisher bekannten Mitteln nicht zu lö- Funktionen der Eingangssignale, wobei die Koeffisende Aufgaben, weil die Spannungsanteile nunmehr zienten durch geeignete Bemessung der Widerstände nicht nur einfachen Abstandsverhältnissen, sondern 18 bis 29 in der für den jeweiligen Wuchtkörper erProdukten von solchen entsprechen. 25 forderlichen Weise gewählt werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

der Spannungsabgriffe an den Spannungsteilern proPatentanspruch: tokollieren oder die Einstellung selbst nach zeichnungsartigen Daten vornehmen zu können. Die Kon-Auswuchtmaschine, bei welcher die elektri- zeption und Ausführung einer solchen Rahmenanschen Signale von in den Lagerebenen des 5 Ordnung hat dabei einen den zu erwartenden techni-Wuchtkörpers angeordneten Gebern einer Analog- sehen Belangen genügenden Spielraum aller Paramerechnerschaltung zugeführt werden zur Bildung ter zu eröffnen und innerhalb dieses Bereiches eine von Meßspannungen entsprechend den auf vorge- ausreichende Reproduzierbarkeit bzw. Einstellgenaugebene Ausgleichsebenen bezogenen Unwuchten, igkeit sicherzustellen.

dadurch gekennzeichnet, daß die Ana- io Zur Erfüllung dieser beiden Forderungen bedarf logrechnerschaltung mit festen Widerständen als es eines nicht unerheblichen Aufwandes an Bauteiherausnehmbare, z.B. steckbare Baueinheit aus- len, darunter solchen mit kostspielig engen Toleriegebildet ist, so daß für jeden von mehreren auf τ rangen, z. B. an Potentiometern mit geringen Streutretenden Wuchtkörpertypen eine entsprechend ungen des Anschlußwiderstandes und bestimmten fest ausgelegte Analogrechnerschaltung einsetz- 15 Forderungen an die Konformität sowie an Einstellbar ist. skalen mit geringen Teilungsfehlern und Exzentrizitäten. Diese Anforderungen wachsen sehr stark an und

. erfordern einen hohen Aufwand an teuren Bauteilen

und Justierarbeiten, wenn eine solche Rahmenanord-20 nung im Sinne einer Verringerung des noch einstellbaren Abstandes zweier Ausgleichsebenen ausgelegt werden soll. Häufig ist daher die für einen gezielten

Die Erfindung betrifft eine Auswuchtmaschine, bei und rationellen Unwuchtausgleich erforderliche Geweicher die elektrischen Signale von in den Lager- nauigkeit der Anordnung nicht mehr für den gesamebenen des Wuchtkörpers angeordneten Gebern einer 25 ten Einstellbereich oder nur mit einem Mehrfachen Analogrechnerschaltung zugeführt werden zur BiI- des üblichen Aufwandes zu erreichen. Andererseits dung von Meßspannungen entsprechend den auf vor- ist es eine durch die Mehrzahl der Fälle erwiesene gegebene Ausgleichsebenen bezogenen Unwuchten. Tatsache, daß eine eigentliche Universalität der Ein-

Bei Auswuchtmaschinen für den Unwuchtaus- Stellmöglichkeit nur im Bereiche der leichter zu begleich in verschiedenen Ausgleichsebenen eines 30 herrschenden Auswuchtaufgaben genutzt wird, wäh-Wuchtkörpers ergeben sich in den hiervon verschie- rend es sich bei denjenigen Aufgaben, die eine hohe denen Lagerebenen bei der Rotation eines unwucht- Präzision der Einstellmittel erforderlich machen, in behafteten Körpers bestimmte Lagerreaktionen, als der Regel um das Auswuchten von Körpern nur die man je nach der Art der Lagerung des Wuchtkör- eines oder weniger fester Typen handelt, die namentpers die Schwinggeschwindigkeiten der Lagerstellen 35 lieh in größeren Stückzahlen über längere Produk- oder die in ihnen auftretenden Lagerkräfte ansehen tionsabschnitte hin gefertigt werden,
kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Bei den neuzeitlichen messenden Auswuchtma- Analogrechnerschaltung bei geringem Aufwand mit schinen befinden sich in den Lagerständern elektri- hoher Präzision aufzubauen und die Maschine unter sehe Wandlerelemente, die diese Reaktionen in zu ih- 40 Ausschluß von Bedienungs- und Einstellfehlermögnen proportionale elektrische Spannungen oder lichkeiten für verschiedene Wuchtkörpertypen ein-Ströme umwandeln und deren drehzahlfrequente An- richtbar zu machen.

teile die Ausgangsinformationen für die Ermittlung Die Erfindung besteht darin, daß die Analogrech-

der Unwucht des umlaufenden Wuchtkörpers bilden. nerschaltung mit festen Widerständen als heraus-Bei dieser Ermittlung kommt es darauf an, solche 45 nehmbare, z.B. steckbare Baueinheit ausgebildet ist, Elementarunwuchten auszuweisen, deren dynamische so daß für jede von mehreren auftretenden Wucht-Wirkungen denen der Körperunwucht äquivalent körpertypen eine entsprechend festausgelegte Analogsind und deren axiale Lage durch die von den Bear- rechnerschaltung einsetzbar ist.
beitungsbedingungen her getroffene Wahl der Aus- Für jede, in Frage kommende Wuchtkörpertype,

gleichsebenen von vornherein festgelegt ist. Die Be- 50 und das sind oft nur wenige verschiedene Typen, rücksichtigung dieser Festsetzung geschieht mittels wird einmal eine Analogrechnerschaltung fest, mit einer analogen Umrechnungseinrichtung, der söge- festen Widerständen aufgebaut. Es ist einleuchtend,

nannten Rahmenanordnung oder kurz Rahmen. daß dies mit höherer Präzision-geschehen-kann, als

Eine solche Einrichtung muß der jeweiligen Wahl wenn die verschiedenen Teilspannungsverhältnisse der Lage der Ausgleichsebenen und unter Umstän- 55 an Potentiometern eingestellt werden müssen. Beim den auch den entsprechenden dynamischen Kenngrö- Wechsel von einem Wuchtkörpertyp zum anderen ßen der Wuchtkörper anzupassen sein, d.h., ein sol- braucht man nur die eine Analogrechnerschaltung eher Rahmen muß zuvor eingestellt werden. Wie herauszuziehen und durch eine vorbereitete andere, dem Fachmann bekannt ist, bedarf es hierzu minde- entsprechend ausgelegte zu ersetzen. Es versteht sich stens vier unabhängiger Einstellelemente, die einzeln 60 von selbst, daß das auch von angelernten Hilfskräf- oder in Kombination auf die jeweilige Wuchtaufgabe ten schnell und praktisch ohne Fehlermöglichkeiten abgestimmt werden müssen. Durchweg sind diese bewerkstelligt werden kann.

Einstellelemente als kontinuierlich veränderliche Es ist bekannt, bei Analogrechnern das Programm

ohmsche Spannungsteiler, in der Regel als Drehpo- durch Steckeinheiten einzugeben (Dietrich Ernst, tentiometer ausgebildet, deren Einstellung von der 65 »Elektronische Analogrechner«, S. 95, 96, 251). Bei Frontseite des Gerätes mittels geeigneter Drehknöpfe dieser Programmierung von Analogrechnern über erfolgt, die mit einer oder mehreren Einstellskalen Steckeinheiten wird jeweils nur der Algorithmus der versehen sind, um entweder die eingestellten Lagen Rechnung festgelegt, nicht jedoch die Wahl derjeni-