DE1573644B2 - Method and device for balancing - Google Patents

Method and device for balancing

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DE1573644B2 DE19651573644 DE1573644A DE1573644B2 DE 1573644 B2 DE1573644 B2 DE 1573644B2 DE 19651573644 DE19651573644 DE 19651573644 DE 1573644 A DE1573644 A DE 1573644A DE 1573644 B2 DE1573644 B2 DE 1573644B2
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Description

6060

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auswuchten von Rotoren durch mehrmalige Meßläufe, bei denen die Unwucht nach Größe und Winkellage und zwischenzeitlichem Ausgleich der gemessenen Unwucht gemessen wird. Insbesondere ist die Erfindung geeignet für Auswuchtmaschinen zum automatischen Messen und Ausgleichen einer Unwucht.The invention relates to a method and a device for balancing rotors by multiple Measurement runs in which the unbalance according to size and angular position and interim compensation the measured unbalance is measured. In particular, the invention is suitable for balancing machines for the automatic measurement and compensation of an imbalance.

Bei aufeinanderfolgenden Meßvorgängen mit zwischenzeitlichem Ausgleich ergibt sich das Problem, daß die nach dem Ausgleich verbleibende Restunwucht an der gleichen oder fast der gleichen Stelle liegen kann wie die vor dem Ausgleich gemessene Unwucht, die durch den Ausgleich beseitigt werden sollte. Es müßte dann zum Ausgleich der Restunwucht Material an der gleichen oder fast der gleichen Stelle abgenommen werden, an welcher schon vorher Material abgenommen worden war. Das ist häufig nicht möglich, weil dann der auszuwuchtende Körper beschädigt würde. Wenn die Materialabnahme durch . Bohren erfolgt und die Menge des angenommenen Materials durch die Bohrtiefe des Bohrers bestimmt wird, dann kann es vorkommen, daß der Bohrer in ein schon vorhandenes Loch eintauchen oder ein solches Bohrloch anschneiden müßte. Dadurch würde natürlich die abgenommene Materialmenge in unkontrollierbarer Weise von der Bohrtiefe abhängig. Es kann auch eine Beschädigung von Werkzeug und Werkstück eintreten.In the case of successive measuring processes with intermediate compensation, the problem arises that the remaining unbalance after the compensation is in the same or almost the same place can lie like the unbalance measured before the compensation, which is eliminated by the compensation should. In order to compensate for the residual imbalance, the material would have to be the same or almost the same Can be removed from the point where material has already been removed. It is common not possible because this would damage the body to be balanced. When the material acceptance through. Drilling takes place and the amount of material accepted is determined by the drilling depth of the drill then it can happen that the drill plunges into an existing hole or into such a hole Would have to cut the borehole. This would of course mean that the amount of material removed would become uncontrollable Way depending on the drilling depth. It can also damage the tool and Enter workpiece.

Die geschilderten Probleme ergeben sich vor allem bei automatisch arbeitenden Auswuchtmaschinen. Eine Auswuchtmaschine »weiß« ja nicht, ob der Bohrer in ein schon vorher gebohrtes Bohrloch eintaucht oder die Bohrtiefe einer tatsächlich abgenommenen Materialmenge entspricht. Das ist einer der Gründe, weshalb die Auswuchtgenauigkeit bei automatischen Auswuchtmaschinen geringer ist als bei manueller Auswuchtung. Bei automatisch arbeitenden Auswuchtmaschinen ist man im allgemeinen auf einen einzigen Meß- und Ausgleichsvorgang beschränkt. Will man genauer auswuchten, so muß man üblicherweise noch einen manuellen Ausgleichsvorgang zur Beseitigung der Restunwucht nachschalten.The problems outlined arise above all in automatic balancing machines. A balancing machine does not "know" whether the drill is going into a previously drilled hole or the drilling depth corresponds to an actually removed amount of material. This is one of the Reasons why the balancing accuracy of automatic balancing machines is lower than that of manual balancing. In the case of automatically working balancing machines, one is generally up limited a single measurement and compensation process. If you want to balance more precisely, you have to usually a manual balancing process to remove the residual imbalance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Schwierigkeiten zu vermeiden.The invention is based on the object of avoiding the difficulties outlined.

Dies geschieht bei einem Verfahren der eingangs aufgeführten Art erfindungsgemäß dadurch, daß bei jedem Ausgleich die Unwucht stets an einer Stelle ausgeglichen wird, welche gegenüber der gemessenen Winkellage in einer einzigen vorgegebenen Richtung etwas versetzt ist.In a method of the type mentioned at the outset, this is done according to the invention in that at every compensation the imbalance is always compensated at a point which is opposite to the measured one Angular position is slightly offset in a single predetermined direction.

Die Erfindung nutzt dabei die Erscheinung' aus, daß bei einem der Größe nach im wesentlichen richtigen Ausgleich der Unwucht, der jedoch mit einem geringen Winkelfehler behaftet ist, die dann erhaltene Restunwucht um einen Winkel von annähernd 90° gegenüber der vorher vorhandenen Unwucht versetzt ist.The invention takes advantage of the fact that one of the size is essentially correct Compensation for the imbalance, which is, however, afflicted with a small angular error, is then obtained Remaining unbalance offset by an angle of approximately 90 ° compared to the previous unbalance is.

Wenn man daher erfindungsgemäß beim Ausgleich jedesmal willkürlich einen kleinen Winkelfehler in einer vorgegebenen und stets gleichen Richtung vorsieht, dann wandert die Unwucht bei den aufeinanderfolgenden Messungen in Sprüngen von annähernd 90° um den Umfang des Wuchtkörpers herum, so daß man bis zu vier Ausgleichsvorgängen vorsehen und doch den Ausgleich stets an verschiedenen Stellen des Umfanges vornehmen kann.If, therefore, according to the invention, every time one arbitrarily finds a small angle error in provides a predetermined and always the same direction, then the imbalance moves in the successive Measurements in jumps of approximately 90 ° around the circumference of the balancing body, see above that one can provide up to four equalization processes and yet the equalization always takes place in different places of the scope.

Es ist einleuchtend, daß die erhaltenen Restunwuchten in der Regel erheblich kleiner sein werden als die ursprünglich vorhandene Unwucht, so daß die gemessenen Unwuchten gegen Null konvergieren.It is evident that the residual imbalances obtained will usually be considerably smaller than the originally existing unbalance, so that the measured unbalances converge to zero.

Es ist ein Verfahren zum Auswuchten von Uhrunruhen bekannt, bei welchem die Materialentnahme an den Unruhreifen beim Unwuchtausgleich mit Sicherheit an voneinander verschiedenen Stellen erfolgt (deutsche Auslegeschrift 1052 914, PatentschriftA method for balancing watch balances is known in which the material is removed the balance tires are certainly carried out at different points when compensating for the unbalance (German Auslegeschrift 1052 914, patent specification

40041 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin). Dabei handelt es sich um eine statische Auswuchtung durch Einpendelnlassen der Unruh in ihre Schwerpunktlinie und Anbringung gleich großer fester Zusatzunwuchten. Es erfolgt dort weder eine Messung der Unwuchtgröße noch ein Ausgleich einer gemessenen'Unwucht.40041 of the Office for Inventions and Patents in East Berlin). This is a static balancing by allowing the balance wheel to settle in their center of gravity and the attachment of fixed additional imbalances of the same size. It doesn't happen there either a measurement of the unbalance size nor a compensation of a measured unbalance.

Die Erfindung ist, wie gesagt, mit besonderem Vorteil bei automatisch arbeitenden Auswuchtmaschinen anwendbar. Die Erfindung bezieht sich daher auch auf eine Auswuchtmaschine zum automatischen Messen und Ausgleichen einer Unwucht mit einer Meßvorrichtung für die Unwucht nach Größe und Win-, kellage, einem Größenspeicher für die gemessene Unwuchtgröße, einer Ausgleichsvorrichtung, welche von dem Größenspeicher steuerbar ist, einem Winkelspeicher für die Winkellage der Unwucht, Eindrehmitteln zum Eindrehen des Wuchtkörpers in eine von dem Winkelspeicher bestimmte Lage relativ zu der Ausgleichsvorrichtung1 und einem Programmwerk, durch welches nacheinander der Meß-, Eindreh- und Ausgleichsvorgang einsteuerbar ist, und besteht darin, daß die Eindrehung des Wuchtkörpers durch die Eindrehmittel in eine solche Lage zu der Ausgleichsvorrichtung bewirkt wird, daß der Ausgleich an einer zu der Lage der gemessenen Unwucht in einer vorgegebenen Richtung etwas versetzten Stelle erfolgt, und daß durch das Programmwerk mehrere aufeinanderfolgende Meß- und Ausgleichsvorgänge einsteuerbar sind.As said, the invention can be used with particular advantage in automatically operating balancing machines. The invention therefore also relates to a balancing machine for automatically measuring and compensating for an unbalance with a measuring device for the unbalance according to size and angular position, a size memory for the measured unbalance size, a compensation device which can be controlled by the size memory, an angle memory for the angular position of the unbalance, screwing means for screwing the balancing body into a position determined by the angular memory relative to the compensating device 1 and a program by which the measuring, screwing and compensating process can be controlled in succession, and consists in turning the balancing body through the screwing means is brought into such a position relative to the compensating device that the compensation takes place at a point slightly offset from the position of the measured unbalance in a predetermined direction, and that several successive measuring and compensating processes can be controlled by the program.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auswuchtmaschine eine automatische Meßbereichsumschaltung enthält, welche bei der Messung eine automatische Umschaltung auf den nächstempfindlicheren Meßbereich bewirkt, sofern der Meßwert einen vorgegebenen Prozentsatz des jeweils eingeschalteten Meßbereiches nicht erreicht.It is particularly advantageous if the balancing machine has an automatic measuring range switchover which automatically switches to the next more sensitive measuring range during the measurement causes the measured value to be a specified percentage of the respective activated measuring range not reached.

Es kann dann bei den verschiedenen aufeinanderfolgenden Auswuchtvorgängen mit immer empfindlicheren Meßbereichen gearbeitet werden in dem Maße, wie die ursprünglich vorhandene Unwucht schon teilweise ausgeglichen ist. Man kann auf diese Weise mit einer für automatische Auswuchtmaschinen ungewöhnlichen Genauigkeit auswuchten.It can then be used in the various successive balancing processes with increasingly sensitive ones Measuring ranges are worked to the same extent as the originally existing unbalance is already partially balanced. One can do this with one for automatic balancing machines balance unusual accuracy.

Vorteilhaft wird man die Anordnung so treffen, daß das Programmwerk keinen weiteren Meß- und Ausgleichsvorgang einsteuert, wenn beim vorange-. gangenen Meßvorgang im empfindlichsten Meßbereich gearbeitet wurde. Wenn bereits bei einem Meß- und Ausgleichsvorgang im empfindlichsten Meßbereich gearbeitet wurde, dann wäre es sinnlos, noch weitere Meß- oder Ausgleichsvorgänge folgen zu lassen. Da bei der Größe nach genau richtigem Ausgleich der gemessenen Unwucht und einem geringeren Winkelfehler die Lage der Unwucht um ungefähr 90° springt, ist es zweckmäßig, wenn das Programmschaltwerk maximal vier Meß- und Ausgleichsvorgänge einsteuert.The arrangement will advantageously be made in such a way that the program unit does not have any further measuring and Compensating process controls if at the forward. previous measuring process in the most sensitive measuring range was worked. If already during a measuring and compensation process in the most sensitive measuring range has been worked, then it would be pointless to have further measurement or compensation processes follow. Because with the size after exactly correct compensation of the measured unbalance and a smaller one Angular error the position of the unbalance by approximately 90 ° jumps, it is advisable if the program control unit has a maximum of four measurement and compensation processes taxed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben. An embodiment of the invention is described below with reference to the figures.

F i g. 1 veranschaulicht die Änderung der Winkellage der Unwucht bei einem mit Winkelfehler versehenen Ausgleich der gemessenen Unwucht;F i g. 1 illustrates the change in the angular position the imbalance in the case of a compensation of the measured imbalance provided with an angular error;

F i g. 2 zeigt schematisch eine automatische Aus-Wuchtmaschine nach der Erfindung.F i g. Figure 2 shows schematically an automatic balancing machine according to the invention.

In F i g. 1 bezeichnet der Vektor U eine bei einem Meßvorgang gemessene Unwucht. Es wird hier und im folgenden. der Einfachheit halber angenommen, daß es sich um den Ausgleich einer rein statischen Unwucht handele, oder es wird nur die Unwucht in einer Ausgleichsebene betrachtet. Bekanntlich kann eine beliebige Unwucht eines Rotors durch zwei derartige Vektoren in zwei Ebenen (Ausgl'eichsebenen) dargestellt und als solche gemessen werden, und für jede dieser Ebenen ist einzeln das geschilderte Verfahren anwendbar. Bei dem auf die Messung folgenden Ausgleichsvorgang werde die Größe der. Unwucht im wesentlichen exakt ausgeglichen. Es sei jedoch ein gewisser Winkelfehler φ zwischen dem theoretisch erforderlichen Ausgleich, der durch den gestrichelten Vektor T dargestellt ist, und dem tatsächlich erfolgenden Ausgleich, dargestellt durch den Vektor A, vorhanden. In Fig. 1 ist das etwas übertrieben dargestellt. Man sieht, daß sich eine resultierende Restunwucht ergibt, die durch den Vektor R dargestellt ist, welche mit der ursprünglich vorhandenen Unwucht U einen Winkel einschließt. Es ist :In Fig. 1, the vector U denotes an imbalance measured during a measurement process. It will be here and below. for the sake of simplicity it is assumed that a purely static unbalance is being compensated, or only the unbalance is considered in a compensation plane. It is known that any unbalance of a rotor can be represented by two such vectors in two planes (compensation planes) and measured as such, and the described method can be used individually for each of these planes. In the compensation process following the measurement, the size of the. The unbalance is essentially balanced out exactly. However, let there be a certain angular error φ between the theoretically required compensation, which is represented by the dashed vector T , and the compensation actually taking place, represented by the vector A. In Fig. 1 this is shown somewhat exaggerated. It can be seen that there is a resulting residual unbalance, which is represented by the vector R , which encloses an angle with the unbalance U originally present. It is :

180°-»180 ° - »

Aus nachfolgender Tabelle sind die Winkeländerungen ψ und die Restunwuchten R (in Prozent von 17) für verschiedene Fehlerwinkel φ angegeben. Man sieht, daß für φ -> 0 die Winkeländerung ψ_^ 90° geht.The table below shows the angle changes ψ and the residual imbalances R (in percent of 17) for various error angles φ . You can see that for φ -> 0 the angle change is ψ_ ^ 90 °.

V0 V 0 R in °/o von U R in ° / o of U 00 9090 00 0,50.5 89,7589.75 0,870.87 11 89,589.5 1,751.75 22 8989 3,493.49 33 88,588.5 5,225.22 44th 8888 7,0 .7.0. 55 87,587.5 8,78.7 66th 8787 10,510.5 77th 86,586.5 12,212.2 88th 8686 13,913.9 99 85,585.5 15,6515.65 1010 8585 17,417.4 1515th 82,582.5 26,126.1 2020th 8080 34,734.7 2525th 77,577.5 43,343.3 3030th 7575 51,851.8 3535 72,572.5 60,160.1 4040 7070 68,468.4 4545 67,567.5 76,576.5 5050 6565 84,584.5 5555 62,562.5 92,492.4 6060 6060 100,0100.0

Wenn der Ausgleich auch der Größe nach nicht vollständig ist, alsoIf the equalization is not complete even in terms of size, then

A<U,A <U,

so würde der Winkel ψ', um den die Unwucht »springt«, kleiner als der oben angegebene Winkel ψ. Es ist nun einleuchtend, daß man eine Unwucht praktisch nicht auf Anhieb ideal ausgleichen kann, und das gilt insbesondere für automatisch arbeitende Auswuchtmaschinen. Das liegt schon daran, daß man bei einer relativ großen anfänglichen Unwucht (»Ur-the angle ψ ' by which the unbalance "jumps" would be smaller than the angle ψ given above. It is now evident that an imbalance cannot be ideally compensated for practically immediately, and this applies in particular to automatically operating balancing machines. This is due to the fact that with a relatively large initial imbalance (»Ur-

unwucht«) zunächst mit einem entsprechend großen Meßbereich arbeiten muß. Es wird sowohl die Größen als auch die Winkelmessung mit einem gewissen Fehler behaftet sein, und auch der Ausgleich wird in der Praxis Größen- und Winkelfehler gegenüber S den gemessenen Fehlern aufweisen. Es ist somit für genaues Auswuchten erforderlich, nach dem ersten Ausgleich die Unwucht noch durch einen weiteren Meßlauf zu kontrollieren und die Restunwucht eventuell mit einem empfindlicheren Meßbereich zu be- ίο stimmen und auszugleichen. Dabei ist aber nicht auszuschließen, daß die Restunwucht R an der gleichen Stelle liegt wie die Urunwucht U, etwa wenn der Ausgleich tatsächlich ohne Winkelfehler aber der Größe nach nicht ausreichend erfolgt. Es kann auch die Unwucht bei einem ersten Ausgleichsvorgang um ungefähr 90° in der einen Richtung springen und bei einem zweiten Ausgleichsvorgang wieder um etwa 90° zurückspringen. Es treten dann die oben geschilderten Schwierigkeiten auf. Die Erfindung sieht des- ao halb vor, daß durch einen willkürlich eingeführten Winkelfehler ein »Springen« stets in einer gewünschten vorgegebenen Richtung erfolgt, so daß man sicher ist, bei mehreren aufeinanderfolgenden Auswuchtvorgängen die Unwuchten stets an verschiedenen Stellen des Wuchtkörpers ausgleichen zu können. Dieser willkürliche Winkelfehler muß natürlich geringfügig größer sein als die Streubreite, die bei der Lagenmessung und bei der Eindrehung des Wuchtkörpers in seine Bearbeitungsstellung zu erwarten ist.imbalance «) must first work with a correspondingly large measuring range. Both the sizes and the angle measurement will be afflicted with a certain error, and in practice the compensation will also have size and angle errors with respect to the measured errors. For precise balancing, it is therefore necessary, after the first compensation, to check the unbalance by means of a further measuring run and to determine and compensate the remaining unbalance with a more sensitive measuring range. However, it cannot be ruled out that the residual unbalance R lies at the same point as the original unbalance U, for example if the compensation actually takes place without angular errors, but not sufficiently in terms of size. The imbalance can also jump by approximately 90 ° in one direction during a first compensation process and jump back again by approximately 90 ° during a second compensation process. The difficulties outlined above then arise. The invention therefore provides that through an arbitrarily introduced angle error, "jumping" always takes place in a desired predetermined direction, so that one can be sure of always being able to compensate for the imbalances at different points on the balancing body in several successive balancing processes. This arbitrary angular error must of course be slightly larger than the spread that is to be expected when measuring the position and when turning the balancing body into its processing position.

F i g. 2 zeigt eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende automatische Auswuchtmaschine, d. h. eine Auswuchtmaschine, bei welcher die Unwucht nach Größe und Lage gemessen und dann automatisch ausgeglichen wird.F i g. 2 shows an automatic balancing machine operating according to the method according to the invention, d. H. a balancing machine in which the unbalance is measured according to size and position and then is automatically balanced.

Die UnwuchtmessungThe unbalance measurement

Ein Wuchtkörper 10 wird von einem Antriebsmotor 12 über ein Getriebe 14, 16, 18 angetrieben. Die Unwuchtkräfte oder -schwingungen werden von einem Geber 20 in bekannter Weise nach Größe und Phasenlage in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt, welches in einem Meßverstärker 22 verstärkt und zwei in Reihe oder parallelgeschalteten phasenempfindlichen Gleichrichtern 24 und 26 zugeführt wird. Mit dem Unwuchtkörper 10 läuft ein Hilfsspannungsgenerator 28 um, dessen Rotor über einen Schalter S12 mit einer Gleichspannung U erregt wird und welcher über einen einstellbaren Phasenschieber 30 zwei um 90° gegeneinander phasenver- 50·. schobene und mit dem Wuchtkörperumlauf synchrone Wechselspannungen liefert. Diese werden in bekannter Weise als Steuerspannungen den beiden phasenempfindlichen gesteuerten Gleichrichtern 24 und 26 zugeführt, so daß an deren Ausgängen 32 und 34 zwei Gleichspannungen entstehen. Diese Gleichspannungen entsprechen den Komponenten der Unwucht bezogen auf zwei zueinander senkrechte Ebenen, welche durch die Phasenlage der Hilfsspannungen bzw. die Stellung des Rotors des Phasenschiebers 30 bestimmt sind. Die Gleichspannung am Ausgang 34 wird bei dem zunächst stattfindenden Unwuchtmeßvorgang über einen Verstärker 36 und einen Schalterkontakt S11 (dessen Funktion noch erläutert werden wird) einem Stellmotor 38 zugeführt, welcher den Rotor des Phasenschiebers 30 je nach der Polarität der Gleichspannung nach der einen oder der anderen Richtung verstellt. Die »Bezugsebenen« werden dadurch so verdreht, daß die eine Komponente der Unwucht zu Null wird. Die andere Gleichspannung am Ausgang 32 entspricht dann der absoluten Größe der Unwucht, während die Stellung des Phasenschiebers 30 ein Maß für die Winkellage der Unwucht abgibt.A balancing body 10 is driven by a drive motor 12 via a gear 14, 16, 18. The unbalance forces or vibrations are converted by a transmitter 20 in a known manner according to size and phase position into a corresponding electrical signal, which is amplified in a measuring amplifier 22 and fed to two phase-sensitive rectifiers 24 and 26 connected in series or in parallel. An auxiliary voltage generator 28 rotates with the unbalanced body 10, the rotor of which is excited with a direct voltage U via a switch S 12 and which phase shifts two of them by 90 ° against each other via an adjustable phase shifter 30. delivers alternating voltages that are pushed and synchronized with the balancing body rotation. These are fed in a known manner as control voltages to the two phase-sensitive controlled rectifiers 24 and 26, so that two DC voltages arise at their outputs 32 and 34. These DC voltages correspond to the components of the imbalance in relation to two mutually perpendicular planes which are determined by the phase position of the auxiliary voltages or the position of the rotor of the phase shifter 30. The DC voltage at the output 34 is fed to a servomotor 38 during the first unbalance measurement process via an amplifier 36 and a switch contact S 11 (the function of which will be explained later), which drives the rotor of the phase shifter 30 depending on the polarity of the DC voltage according to one or the other adjusted in the other direction. The "reference planes" are twisted in such a way that one component of the imbalance becomes zero. The other DC voltage at the output 32 then corresponds to the absolute size of the unbalance, while the position of the phase shifter 30 provides a measure of the angular position of the unbalance.

Der Größenmeßwert am Ausgang 32 des Gleichrichters 24 wird einmal einem Bereichsumschalter 40 zugeführt. Dieser Bereichsumschalter bewirkt an dem Meßverstärker 22 eine Umschaltung auf den jeweils ,nächstempfindlichen Meßbereich, sofern die Ausgangsgleichspannung einen vorgegebenen Prozentsatz, z. B. 20 °/o, des Skalenendwertes nicht erreicht. Es wird auf diese Weise sichergestellt, daß die Maschine stets im günstigsten Meßbereich arbeitet.The measured value at the output 32 of the rectifier 24 is sent once to a range switch 40 fed. This range switch causes the measuring amplifier 22 to switch to the respective , next sensitive measuring range, provided the output DC voltage a predetermined percentage, e.g. B. 20% of the full scale value not reached. This ensures that the machine always works in the most favorable measuring range.

Der Meßbereichsumschalter 40 gibt über einen weiteren Ausgang 42 ein Signal an ein Steuergerät 44, dessen Funktion noch beschrieben werden wird. Das nach der Meßbereichsumschaltung sich ergebende Signal am Ausgang 32, das der Größe der Unwucht entspricht, wird einem Speicher 46 zugeführt und außerdem — zur Kontrolle — an einem Instrument 48 angezeigt. Es ist somit nach erfolgtem Abgleich des Phasenschiebers 30 die Größe der Unwucht im Speicher 46 und die Lage der Unwucht im Phasenschieber 30 gespeichert.The measuring range switch 40 sends a signal to a control device via a further output 42 44, the function of which will be described later. The one that results after switching the measuring range A signal at output 32, which corresponds to the size of the unbalance, is fed to a memory 46 and also - for checking purposes - displayed on an instrument 48. It is therefore after the adjustment has been carried out of the phase shifter 30, the size of the unbalance in the memory 46 and the position of the unbalance in the Phase shifter 30 stored.

Der AusgleichsvorgangThe balancing process

Der Ausgleichsvorgang wird von dem Steuergerät 44 nach Beendigung des Meßvorganges automatisch eingeleitet. Hierzu wird zunächst der Wuchtkörper in eine solche Lage eingedreht, daß die gemessene Unwucht unter einer (nicht dargestellten) Bearbeitungsmaschine, etwa einen Bohrer, zu liegen kommt. Zu diesem Zweck wird über den Schalterkontakt S12 statt der Gleichspannung U = eine Wechselspannung Uta an den Rotor des Generators 28 gelegt. Diese Wechselspannung induziert Wechselspannungen in den Statorwicklungen des Generators 28 und bewirkt entsprechende Ströme in den Statorwicklungen des Phasenschiebers 30, die in bekannter Weise mit den Statorwicklungen des Generators verbunden sind. Dadurch werden in den beiden zueinander gekreuzten Rotorwicklungen des Phasenschiebers 30" Ausgangswechselspannungen erzeugt, als wenn der Generator bei Meßbetrieb umlaufen würde. Die beiden Ausgangswechselspannungen verhalten sich wie Sinus zu Kosinus des Winkels α zwischen den Rotoren des Generators 28 und des Phasenschiebers 30. Die Wechselspannung t/«i wird außerdem über den Schalterkontakt S13 an den Eingang der phasenempfindlichen Gleichrichter 24 und 26 gelegt. Am Ausgang der Gleichrichter erhält man dann Spannungen proportional cos« und sin α. Die cos α-Gleichspannung am Ausgang des Verstärkers 36 wird über den Schalterkontakt S11 jetzt an einen Motor 50 gelegt, der den Wuchtkörper über ein Getriebe 52, 54 sowie das Getriebe 14, 16, 18 verdreht. Damit ändert sich die Stellung des Generator-Rotors und damit der Winkel α. Die Amplitude der cos α-Spannung am. Phasenschieber-Rotor wird verändert. Der Wuchtkörper 10 wird in eine definierte Lage relativ zu dem Phasenschieber-Rotor 30 gedreht, nämlich so, daß cos α = 0 also α = 90° wird. Die Anordnung kann hierbei natürlich leicht so gewählt werden, daß bei dieser Stellung die gemessene Unwucht unter der Bearbeitungsmaschine liegt. Nachdem der Wuchtkörper so eingedreht worden ist, wird von dem SteuergerätThe compensation process is automatically initiated by the control device 44 after the end of the measurement process. For this purpose, the balancing body is first screwed into such a position that the measured unbalance comes to rest under a processing machine (not shown), such as a drill. For this purpose, instead of the direct voltage U =, an alternating voltage Uta is applied to the rotor of the generator 28 via the switch contact S 12. This alternating voltage induces alternating voltages in the stator windings of the generator 28 and causes corresponding currents in the stator windings of the phase shifter 30, which are connected in a known manner to the stator windings of the generator. As a result, alternating output voltages are generated in the two crossed rotor windings of the phase shifter 30 ″ as if the generator were rotating during measurement operation. The two alternating output voltages behave like sine to cosine of the angle α between the rotors of generator 28 and phase shifter 30. The alternating voltage t / «I is also applied to the input of the phase-sensitive rectifier 24 and 26 via the switch contact S 13. At the output of the rectifier, voltages proportional to cos« and sin α are obtained S 11 is now placed on a motor 50, which rotates the balancing body via a gear 52, 54 and the gear 14, 16, 18. This changes the position of the generator rotor and thus the angle α. The amplitude of the cos α voltage on the phase shifter rotor is changed. The balancing body 10 is in a defined position relative to the phase shifter rotor 30 rotated, namely so that cos α = 0 is α = 90 °. The arrangement can of course easily be chosen so that in this position the measured unbalance is below the processing machine. After the balancing body has been screwed in, the control unit

44 ζ. B. ein Bohrer eingeschaltet, dessen Bohrtiefe von dem Speicher 46 bestimmt wird. Das ist an sich bekannt und hier nicht näher dargestellt.44 ζ. B. switched on a drill whose drilling depth is determined by the memory 46. That is in itself known and not shown here.

Um aus den geschilderten Gründen einen Winkelfehler bei dem Ausgleich einsteuern zu können, liegt im Kreis der cos α-Spannung ein Widerstand 56, an welchen über einen Schalter S2 eine relativ kleine Fehlerspannung von einer Spannungsquelle 58 eingespeist wird. Diese ist frequenz- und phasengleich mit der Spannung 17 «^ und bewirkt, daß der Wuchtkörper 10 auf einen von 90° etwas abweichenden Winkel relativ zu dem Phasenschieberrotor eingedreht wird.In order to be able to control an angle error in the compensation for the reasons described, a resistor 56 is located in the circle of the cos α voltage, to which a relatively small error voltage is fed from a voltage source 58 via a switch S 2. This has the same frequency and phase as the voltage 17 and causes the balancing body 10 to be rotated to an angle slightly different from 90 ° relative to the phase shifter rotor.

Der Ausgleich der Unwucht erfolgt also nicht genau unter dem gemessenen Winkel. Infolgedessen springt die Restunwucht nach den bei Fig. 1 erläuterten Gesetzmäßigkeiten in einer Richtung. Es bleibt eine Restunwucht R übrig, die aber in der Regel in einem empfindlicheren Meßbereich liegt als die ursprünglich vorhandene Unwucht. Nach Beendigung ao des Ausgleichsvorganges wird durch das Steuergerät 44 ein neuer Meßvorgang und Ausgleich eingeleitet. Es wird dabei im allgemeinen der Meßbereichsumschalter 40 auf einen empfindlicheren Meßbereich umschalten, und der Wuchtkörper 10 wird zum Ausgleich in eine Lage eingedreht werden, die etwa 90° gegenüber der Lage bei dem vorherigen Ausgleich verdreht ist. Beim nächsten Meß- und Ausgleichsvorgang springt die Unwucht wieder in der gleichen Richtung usw. Es können so automatisch bis zu vier Meß- und Ausgleichsvorgänge eingesteuert werden, ohne daß der Ausgleich zweimal an der gleichen Stelle oder annähernd der gleichen Stelle stattzufinden brauchte. Nach dem dritten Ausgleichsvorgang oder wenn schon im empfindlichsten Meßbereich gearbeitet wird, öffnet das Steuergerät 44 den Kontakt S2, so daß der nächste Ausgleich ohne Winkelfehler erfolgt und anschließend der Auswuchtvorgang beendet wird. Der Meßbereich, in dem gearbeitet wird, wird dem Steuergerät 44, wie beschrieben, über die Ausgangsleitung 42 des Meßbereichsumschalters 42 gemeldet.The imbalance is not compensated exactly at the measured angle. As a result, the residual imbalance jumps in one direction according to the principles explained in FIG. 1. There remains a residual imbalance R , which, however, is usually in a more sensitive measuring range than the original imbalance. After the end of the equalization process, the control device 44 initiates a new measurement process and equalization. The measuring range switch 40 will generally switch to a more sensitive measuring range, and the balancing body 10 will be rotated into a position for compensation which is rotated about 90 ° with respect to the position in the previous compensation. During the next measuring and balancing process, the unbalance jumps again in the same direction, etc. Up to four measuring and balancing processes can be started automatically without the balancing having to take place twice at the same point or at almost the same point. After the third balancing process or when work is already in progress in the most sensitive measuring range, the control unit 44 opens the contact S 2 , so that the next balancing takes place without angular errors and the balancing process is then ended. The measuring range in which work is being carried out is reported to the control device 44, as described, via the output line 42 of the measuring range switch 42.

Es ist klar, daß der Winkelfehler φ auch während der Messung eingegeben werden kann, indem man mittels Ä-C-Phasenschieberkombination am Meßverstärker bzw. ein Hilfsspannungskreis durch Phasenverschiebung der Meßspannung U7n bzw. der Hilfsspannung Uh · cos ω t das Gleichgewicht der Justierung so stört, daß die ermittelte Unwucht nicht genau unter das Ausgleichswerkzeug, sondern um den Winkel φ gegenüber dem Ausgleichswerkzeug verschoben einläuft, worauf dann zwangläufig der Ausgleich um φ verschoben ausgeführt wird. Diese jR-C-Phasenschiebereinrichtung im Meßverstärker oder im Hilfsspannungszweig ist vorzugsweise abschaltbar, so daß beim letzten Meß- und Ausgleichsvorgang nicht mehr der Winkelfehler φ eingegeben wird.It is clear that the angular error φ can also be entered during the measurement by balancing the adjustment using the A-C phase shifter combination on the measuring amplifier or an auxiliary voltage circuit by phase shifting the measurement voltage U 7n or the auxiliary voltage U h · cos ω t so disturbs that the determined imbalance does not enter exactly under the compensation tool, but shifted by the angle φ with respect to the compensation tool, whereupon the compensation is inevitably carried out shifted by φ. This jR-C phase shifter device in the measuring amplifier or in the auxiliary voltage branch can preferably be switched off so that the angle error φ is no longer entered in the last measuring and compensation process.

Es ist natürlich auch möglich (vorzugsweise bei kleinen Auswuchtmaschinen, bei denen auch die zugehörige Ausgleichswerkzeugmaschine klein ist), das Ausgleichswerkzeug bzw. die ganze Werkzeugmaschine bei dem ersten Läufer, um den beabsichtigten Winkelfehler φ zu verstellen und beim letzten Ausgleichsvorgang wieder richtig auf den Punkt, in dem die Unwucht sitzt, anzusetzen, wobei z. B. für Winkelfehler = φ und Winkelfehler = 0 an der Werkzeug- oder Maschinen-Schwenkeinrichtung zwei begrenzende Anschläge angebracht sind.It is of course also possible (preferably in the case of small balancing machines, in which the associated balancing machine tool is also small), the balancing tool or the entire machine tool with the first rotor, in order to adjust the intended angular error φ and get back to the point in the last balancing process, in which the unbalance sits, start, with z. B. for angle error = φ and angle error = 0 on the tool or machine swivel device, two limiting stops are attached.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 409 507/151 sheet of drawings 409 507/15

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Auswuchten von Rotoren durch mehrmalige Meßläufe, bei denen die Unwucht nach Größe und Winkellage gemessen wird, und zwischenzeitlichen Ausgleich der gemessenen Unwucht, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Ausgleich der Unwucht stets an einer Stelle ausgeglichen wird, welche gegenüber der gemessenen Winkellage in einer einzigen vorgegebenen Richtung etwas versetzt ist.1. Procedure for balancing rotors by repeated measurement runs in which the unbalance is measured according to size and angular position, and intermediate compensation of the measured Imbalance, characterized in that each time the imbalance is compensated, it is always compensated at one point, which is slightly offset from the measured angular position in a single predetermined direction is. 2. Auswuchtmaschine zum automatischen Messen und Ausgleichen einer Unwucht gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 mit einer Meßvorrichtung für die Unwucht nach Größe und Winkellage, einem Größenspeicher für die gemessene Unwuchtgröße, einer Ausgleichsvorrichtung, welche von dem Größenspeicher steuerbar ist, einem Winkelspeicher für die Winkellage der Unwucht, Eindrehmitteln zum Eindrehen des Wuchtkörpers in eine von dem Winkelspeicher bestimmte Lage relativ zu der Ausgleichsvorrichtung und einem Programmwerk, durch welches nacheinander der Meß-, Eindreh- und Ausgleichsvorgang einsteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindrehung des Wuchtkörpers durch die Eindrehmittel in eine solche Lage zu der Ausgleichsvorrichtung bewirkt wird, daß der Ausgleich an einer zu der Lage der gemessenen Unwucht in einer vorgegebenen Richtung etwas versetzten Stelle erfolgt, und daß durch das Programmwerk mehrere aufeinanderfolgende Meß- und Ausgleichsvorgänge einsteuerbar sind.2. Balancing machine for the automatic measurement and compensation of an imbalance according to the Method according to claim 1 with a measuring device for the unbalance according to size and angular position, a size memory for the measured unbalance size, a compensation device, which can be controlled by the size memory, an angular memory for the angular position of the unbalance, Screwing means for screwing the balancing body into one determined by the angular memory Position relative to the compensating device and a program by which the measuring, screwing and compensating process can be controlled one after the other, characterized in that that the turning of the balancing body by the screwing means in such a position to the compensation device the effect is that the compensation is somewhat related to the position of the measured unbalance in a predetermined direction offset position takes place, and that the program work several successive measuring and compensation processes can be controlled. 3. Auswuchtmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine automatische Meßbereichsumschaltung enthält, welche bei der Messung eine automatische Umschaltung auf den nächstempfmdlicheren Meßbereich bewirkt, sofern der Meßwert einen vorgegebenen Prozentsatz des jeweils eingeschalteten Meßbereiches nicht erreicht.3. Balancing machine according to claim 2, characterized in that it is an automatic Measuring range switchover, which automatically switches over to the next more sensitive measuring range, provided that the measured value has a specified percentage of the activated measuring range not reached. 4. Auswuchtmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Programmwerk keinen weiteren Meß- und Ausgleichsvorgang einsteuert, wenn beim vorangegangenen Meßvorgang im empfindlichsten Meßbereich gearbeitet wurde.4. balancing machine according to claim 3, characterized in that the program mechanism does not control any further measurement and compensation processes if in the previous measurement process was worked in the most sensitive measuring range. 5. Auswuchtmaschine nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Programmschaltwerk maximal vier Meß- und Ausgleichsvorgänge einsteuert.5. balancing machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Program switching mechanism controls a maximum of four measurement and compensation processes. 6. Auswuchtmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim letzten Ausgleichsvorgang der Ausgleich ohne Versetzung bewirkt wird.6. balancing machine according to claim 4 or 5, characterized in that the last balancing process the equalization is effected without displacement.
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