DE1573860A1

DE1573860A1 - Method and device for regulating filters for balancing machines

Info

Publication number: DE1573860A1
Application number: DE19661573860
Authority: DE
Inventors: Ludwig Arras; Heinrich Hack
Original assignee: Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1966-03-05
Filing date: 1966-03-05
Publication date: 1970-11-26
Also published as: GB1132806A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung von Filtern für AuswuchtmaschinenMethod and device for regulating filters for balancing machines

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Vorrichtungen zur Regelung von-Filtern für Auswuchtmaschinen zur Übertragung gemessener Unwuchtgrößen- und -winkelwerte auf Anzeigegeräte und zur Steuerung der Blitzfrequenz einer stroboskopischen Einrichtung. "--■■■■ The invention relates to a method and devices for the regulation of filters for balancing machines for the transmission of measured unbalance size and angle values to display devices and for controlling the flash frequency of a stroboscopic device. "- ■■■■

Bekannt sind Anordnungen zur Anzeige der Winkellage der Unwucht eines umlaufenden Körpers, die zur Steuerung einer stroboskopischen Einrichtung einen auf die Drehfrequenz des Körpers abgestimmten Schwingungskreis besitzen, Ebenso sind Einrichtungen zur Steuerung der Blitzfrequenz von Stroboskopen bekannt, die ein mechanisch gekoppeltes Regelorgan zur Frequenzuntersetzung besitzen und damit eine einwandfreie Mitnahme des Kippschwingkreises gewährleisten^ ^! Arrangements for displaying the angular position of the unbalance of a rotating body are known, which have an oscillation circuit tuned to the rotational frequency of the body for controlling a stroboscopic device ensure perfect driving of the oscillating circuit ^ ^!

Allen Verfahren, die sich zur Anzeige der Unwuchtgrößen und des Unwuchtwinkels einer Stroboskopsteuerung bedienen, haftet der Mangel an, daß sie bei kleiner werdender Unwucht, also mit Annäherung an den gewünschten Auswuchtzustand, selbst durch geringe Storschwingungen, z. B. wegen kaum beachtbaren Drehzahländerungen, ungenaues Messen und keine reproduzierbaren Werte liefern. Abhilfeversuche blieben bis jetzt unbefriedigend, da verstärkte Filterung einer nur mit großem Aufwand erreichbaren Drehzahlkohstanthaltuhg .bedürfte oder Beendigung des Auswuchtvorganges bei vorbestimmter "usgleichsgr'üte nur einen bedingt ausgewuchteten Körper ergeben würde.All procedures that are used to display the unbalance sizes and the Operate the unbalance angle of a stroboscopic control, is liable Lack of that when the unbalance becomes smaller, that is, with approximation to the desired state of balance, even through low Disturbance vibrations, e.g. B. because of hardly noticeable speed changes, inaccurate measurement and no reproducible values deliver. Attempts to remedy this have so far remained unsatisfactory because of the increased filtering a constant speed that can only be achieved with great effort .needs or termination of the balancing process at a predetermined "Compensatory quality only result in a partially balanced body would.

Hier setzt das erfindungsgemäße Verfahren ein, das. dadurch gekennzeichnet ist, daß in Abhängigkeit der Wuchtkörperdrehzahl bei vor· zugsweise konstant gehaltener Breite des Durchlaßber/eiches die Durchlaßfrequehz oder -frequenzen des Filters variierbar ist bzw, sind, und zwar vorzugsweise automatisch. Wenn die Filterregelung für Auswuchtmaschinen einwandfrei automatisch arbeiten kann, so ist darin ein beachtlicher Fortschritt und eine erhebliche Erleichterung für die Auswuchttechnik zu erblicken. This is where the method according to the invention comes in, which is characterized is that depending on the balancing body speed at before preferably kept constant width of the passage area / calibration the Pass frequency or frequencies of the filter can be varied or are, preferably automatically. When the filter control can work perfectly automatically for balancing machines, so this is a considerable advance and a considerable relief for the balancing technology.

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Zur Verwirklichung dieses Verfahrens wird eine Vorrichtung benutzt, die dadurch gekennzeichnet ist,.daß ein Koppelglied zwischen Drehzahlgeber und Filter das Filter entsprechend der. jeweiligen Drehzahl des Wuchtkörpers regelt. Hierbei kann das Koppelglied aus' beispielsweise optischen, pneumatischen, elektrischen oder mechanischen Elementen bestehen. Mit der Erfindung wird eine ständige Synchronisation zwischen Wüchtkörperdrehzahlj, Lichtblitz.und Anzeige von Unwuchtgröße und Unwuchtwinkellage erreicht und die Mangel, die der bisherigen Stroboskopmethode anhaften, beseitigt. Weitere Erfindungsmerkmale s^; nc·, den Unteransprüchen zu entnehmen und anhand der abgebildeten Ausführungsbeispiele eingehender erläutert. Unter Umständen kann es vorteilhaft sein,,nur einen bestimmten Durchlaßbereich des Filters automatisch in Abhängigkeit der "u</-"^+vCrperdrehzahl zu regeln. ^: To implement this method, a device is used which is characterized in that a coupling element between the speed sensor and filter, the filter according to the. regulates the respective speed of the balancing body. Here, the coupling element can consist of, for example, optical, pneumatic, electrical or mechanical elements. The invention achieves constant synchronization between the rotational speed of the dynamic body, the flash of light and the display of the unbalance size and the unbalance angle position, and eliminates the deficiencies inherent in the previous stroboscopic method. Further features of the invention s ^; nc ·, to be found in the subclaims and explained in more detail using the illustrated embodiments. Under certain circumstances it can be advantageous to automatically regulate only a certain pass band of the filter as a function of the "u < / -" ^{+ v} Crper speed. ^:

Fig. 1 stellt das Schema einer erfindungsgemäßen, regelbaren Filtereinrichtung für große Drehzahlbereiche undFig. 1 shows the scheme of a controllable according to the invention Filter device for large speed ranges and

Fig. 2 das Schema einer erfindungsgemäßen Einrichtung für kleine Drehzahlbereiche dar.Fig. 2 shows the scheme of a device according to the invention for represent small speed ranges.

Fiff"* r zeigen in schematischer Darstellung Einzelheiten aus erfindungsgemäßen Vorrichtungen für die Verwirklichung des neuen Regelverfahrens.Fiff "* r show details in a schematic representation from devices according to the invention for the implementation of the new control method.

Gemäß "¹Ig. 1 wird ein in einer Auswuchtmaschine 1 befindlicher Wuchtkörper 2 in Rotation versetzt. Dabei werden die Unwuchtschwingungen des Wuchtkörpers im Schwingüngsumformer 3 in entsprechende elektrische Spannungen umgeformt. Diese Spannungen werden einem Verstärker 4 zugeführt, dem ein Filter 5 parallel geschaltet ist. Durch diese Selektionsanordnung werden alle für die Unwuchtschwingung fremdfrequenten Schwingungen ausgesiebt, so daß am Ausgang dieser Stufe nur noch die der Unwuchtfrequenz entsprechende Spannung einer Stroboskopeinrichtung 15 zur Steuerung der Blitzfrequenz und eines Anzeigegeräts l6 zugeleitet werden. 'According to " ¹ Ig. 1, a balancing body 2 located in a balancing machine 1 is set in rotation. The unbalanced vibrations of the balancing body are converted into corresponding electrical voltages in the vibration converter 3. These voltages are fed to an amplifier 4 to which a filter 5 is connected in parallel. Through this selection arrangement all external frequency vibrations for the unbalance vibration are filtered out, so that at the output of this stage only the voltage corresponding to the unbalance frequency is fed to a stroboscopic device 15 for controlling the flash frequency and a display device 16.

Um die Selektivstufe abhängig von der Wuchtdrehzahl regeln zu können, wird von einer Umsetzeinrichtung 6 eineMarke 7 abge-To regulate the selective level depending on the balancing speed a token 7 is transferred from a transfer device 6.

48/0 3 0 6BADORIGINAL48/0 3 0 6 ORIGINAL BATHROOM

- 3 -'■'"' 4.158:- 3 - '■'"' 4.158 :

tastet. Die Marke 7 kann aus einer Keilnut, einer Farbmarkierung, einer Bohrung oder etwas ähnlichem bestehen. Die Umsetzeinrichtung 6 formt den der jeweiligen Drehzahl entsprechenden Impuls z. B. induktiv, optisch oder kapazitiv in eine elektrische Spannung um, die einem Drehzahlmeß- und -auswertgerät 8 zugeführt wird. Diese Einrichtung kann zusätzlich mit einem Drehzahlanzeigegerät 9 ausgerüstet sein. Der Ausgang des Meßgerätes 8 ist mit einer Mischstufe IQ verbunden (die Beschreibung der Mischstufe 10 erfolgt anhand der Fig. 3)· Über die Mischstufe 10 und ein Koppelglied 11, vornehmlich aus einer Halbleiteranordnung bestehend, wird das Filter 5 stets entsprechend der Drehzahl so geregelt, daß die Selektionsstufe automatisch nur wuchtfrequente Spannungen passieren können. Die so erhaltenen Informationen können dann zur Steuerung von Stroboskopimpulsen oder Bearbeitungswerkzeugen oder Anzeige der Unwucht nach Lage und Größe herangezogen werden.gropes. The mark 7 can consist of a keyway, a color marking, a hole or something similar. The transfer device 6 forms the pulse corresponding to the respective speed z. B. inductively, optically or capacitively into an electrical voltage, which is fed to a speed measuring and evaluating device 8. These The device can also be equipped with a speed indicator 9. The output of the measuring device 8 is connected to a mixer IQ (the description of the mixer 10 follows with reference to Fig. 3) Via the mixer 10 and a coupling element 11, consisting primarily of a semiconductor device, the Filter 5 is always regulated according to the speed so that the selection stage automatically only balancing-frequency voltages can pass. The information obtained in this way can then be used to control strobe pulses or machining tools or Display of the unbalance according to position and size can be used.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung läßt sich vor allem für kleinere Drehzahlbereiche und besonders genaue Synchronisation zwischen Filter und Wuchtdrehzahl unter Konstanthaltung der Unwuchtanzeigeempfindlichkeit in diesem Bereich einsetzen. Die Bezugszeichen der Flg. 1 wurden, soweit sie gleiche Teile betreffen übernommen.The arrangement shown in Fig. 2 can be used especially for smaller speed ranges and particularly precise synchronization between Use filter and balancing speed while keeping the sensitivity of the unbalance display constant in this area. The reference signs the Flg. 1 have been adopted insofar as they concern the same parts.

Diο vom Schwingungsumformer J5 abgegebene Spannung wird ehe sie zur.Einrichtung 4, 5 gelangt in-einer Empfindlichkeitsregeleinrichtung 20 verarbeitet, die in Fig. 4 näher beschrieben ist. Die Regelung der Einrichtung 20 erfolgt über eine Mischstufe 21, die von der Wuchtkörperdrehzahl gesteuert wird und als Koppelglied eine Halbleiteranordnung 22 besitzt. Zwischen Drehzahlmeß- und anzeigegerät 8 und der Mischstufe 24 wurde eine Quadriereinrichtung 2J eingefügt, die die der Drehzahlmessung entsprechende Spannung quadriert, dami«t eine kleine Drehzahländerung am Wuchtkörper 2 über die Mischstufe 24 und das Halbleiterkoppelglied 25 einen großen Regelwert am Filter 5 ergibt.The voltage delivered by the vibration transducer J5 is before it zur.Einrichtung 4, 5 arrives in a sensitivity control device 20 processed, which is described in more detail in FIG. the Control of the device 20 takes place via a mixer 21, the is controlled by the balancing body speed and as a coupling element a semiconductor device 22 has. Between speed measuring and display device 8 and the mixer 24 a squaring device 2J was inserted, which corresponds to the speed measurement The voltage is squared, so that there is a small change in the rotational speed of the balancing body 2 via the mixer 24 and the semiconductor coupling element 25 results in a large control value at filter 5.

In Fig. J5 ist eine mögliche Ausbildung der Mischstufe 10 sowie des Filters 5 einschließlich Koppelglied 11 gemäß Fig. 1 veranschaulicht. Die Koppelungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Koppelglied eine Halbleiteranordnung verwendet wird, die eine RC-Anordnung abhängig von der Wuchtdrehzahl steuert. DasIn Fig. J5 is a possible design of the mixer 10 and of the filter 5 including the coupling member 11 according to FIG. 1 is illustrated. The coupling device is characterized by that a semiconductor arrangement is used as a coupling element, which controls an RC arrangement depending on the balancing speed. That

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Filter 5 besteht aus einer Anordnung frequenzbestimmender RC-Glieder 31, 32 und 33, 34. Hierbei sind die Widerstände 31," 33 als Halbleiter und zwar als sogenannte Feldplatten ausgeführt. Die zu den Halbleitern gehörigen Magnetwicklungen 37* 38 und 39» 40 sind in der Mischstufe 10 angeordnet. Zur Erzeugung der für die Widerstandsänderung der Halbleiter erforderlichen Induktion sind die Wicklungen 37, 38 und 39, 40 bifilar. Um die Steuerung des Filters erst ab einer gewünschten Drehzahl wirken zu lassen, wird erfindungsgemäß eine Schwellspannung 41 in die Mischstufe 10 eingefügt, die mit Hilfe eines einstellbaren Potentiometers 42 ab einer bestimmten Drehzahl, die der unteren Grenzfrequenz des Filters entspricht, die Mischstufe in Funktion treten läßt. Die Begrenzeranordnüng 42 wird von einer eigenen Spannungsquelle 43 versorgt. Durch die Anordnung einer Diode 44 ist sichergestellt, daß die Spannungsquelle 43 die Spulen 37* und 39, 40 nicht beeinflußt.Filter 5 consists of an arrangement of frequency-determining RC elements 31, 32 and 33, 34. Here, the resistors 31, " 33 designed as a semiconductor, namely as so-called field plates. The magnet windings 37 * 38 belonging to the semiconductors and 39 »40 are arranged in the mixer 10. To the generation the induction required for the change in resistance of the semiconductors, the windings 37, 38 and 39, 40 are bifilar. To the To allow control of the filter to take effect only from a desired speed, according to the invention, a threshold voltage 41 is converted into the Mixing stage 10 inserted, using an adjustable potentiometer 42 from a certain speed, which corresponds to the lower limit frequency of the filter, the mixer in function lets step. The limiter arrangement 42 is supplied by its own voltage source 43. By arranging a diode 44 it is ensured that the voltage source 43 the coils 37 * and 39, 40 not affected.

Um bei einer Halbleiteranordnung die obere und untere Grenzfrequenz, bei der das Filter eingesetzt wird, genau zu definieren, wird die Spulenanordnung 38, 40 der bifilaren Wicklung über einen einstellbaren Widerstand 45 mit einer Fremdspannung 46 betrieben. Nach Überschreiten der in der Schwelle 4l eingestellten Spannung wird die an den Spulen 37 und 39 anliegende und von der Drehzahl kommende Spannung zur induktiven Kompensation der vollen Spannung an den Wicklungen 38, 40 herangezogen. Bei Ausgleich der beiden Spannungen ist damit eine eindeutige obere Frequenzgrenze erreicht. Es läßt sich also erfindungsgemäß eine bifilare Wicklung in Kombination mit einer Spannungsquelle 46 und einem Begrenzer 4l zur Definition der unteren und oberen Grenzfrequenzen heranziehen.In order to set the upper and lower limit frequency in a semiconductor arrangement, in which the filter is used to precisely define the coil assembly 38, 40 of the bifilar winding via a adjustable resistor 45 operated with an external voltage 46. After the voltage set in the threshold 4l is exceeded, the voltage applied to the coils 37 and 39 and the speed incoming voltage is used for inductive compensation of the full voltage on the windings 38, 40. When balancing the two Voltages a clear upper frequency limit is reached. According to the invention, a bifilar winding can be used in combination with a voltage source 46 and a limiter Use 4l to define the lower and upper limit frequencies.

In Fig. 4 wird schematiseh eine mögliche Ausbildung der Mischstufe 21 des Koppelgliedes 22 und der Empfindlichkeitsregelstufe 20 beschrieben.A possible design of the mixing stage is shown schematically in FIG 21 of the coupling element 22 and the sensitivity control stage 20 described.

Die Mischstufe 21 ist entsprechend der in Fig. 3 beschriebenen Anordnung aufgebaut. Sie enthält einen Begrenzer 51, der von einer Spannungsquelle 52 gespeist wird und über ein. regelbares Potentiometer 53 einstellbar ist. Zur Vermeidung von Beeinflus-The mixer stage 21 is constructed in accordance with the arrangement described in FIG. 3. It contains a limiter 51 that of a voltage source 52 is fed and via a. adjustable Potentiometer 53 is adjustable. To avoid influencing

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sungen der Schwel !spannung 51 auf die Wicklung 57 ist eine Diode 55 in den Drehzahlspannungskreis eingefügt. Das Koppeiglied 22 besteht aus einem Halbleiter 60 und der dazugehörigen Magnetspule 57* die von einer Spannung entsprechend der Drehzahl des Wuchtkörpers beaufschlagt wird. In der erfindungsgemäßen Empfindlichkeitregelstufe ist z. B. in Reihe mit dem Halbleiter 60 vorzugsweise eine Regeleinrichtung, die ein regelbares Potentiometer 6l sein kann geschaltet, an dessen Stelle auch eine zweite Halbleiteranordnung treten kann, die es in Kombination mit der Halbleiteranordnung 57* 6o gestattet, die Empfindlichkeit der gesamten Meßeinrichtung über einen bestimmten Drehzahlbereich konstant zu halten. Diese Anordnung hat vor allem dann Vorteile, wenn beispielsweise beim Auswuchten kompletter Verbrennungsmotoren die Meßdrehzahl schwierig reproduzierbar ist. Durch Drehzahlschwankungen treten Meßfehler auf, die durch die Änderung der Spannung des geschwindigkeitsabhängigen Umformers in Abhängigkeit der Drehzahl hervorgerufen werden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird diese Fehlerquelle ausgeschaltet.The low voltage 51 on the winding 57 is a Diode 55 inserted into the speed voltage circuit. The head member 22 consists of a semiconductor 60 and the associated one Solenoid 57 * which has a voltage corresponding to the speed of the balancing body is applied. In the invention Sensitivity control level is z. B. in series with the semiconductor 60 preferably a control device, which is a controllable potentiometer 6l can be switched, in its place also a second semiconductor device can occur which it in combination with the semiconductor device 57 * 6o allowed the sensitivity to keep the entire measuring device constant over a certain speed range. This arrangement has especially then Advantages if, for example, when balancing complete internal combustion engines, the measuring speed is difficult to reproduce. Measurement errors occur due to fluctuations in speed, which are caused by the change in the voltage of the speed-dependent converter caused depending on the speed. This source of error is eliminated by the arrangement according to the invention.

008848/0301008848/0301

Claims

Carl Schenek Maschinenfabrik GmbH 1R7QfiKfl 4 ".

March 3, 1966 _r

Claims . ■ «

Il.i method for regulating filters for balancing machines for the transmission of measured stress values and angles to display devices and for controlling the flash frequency of a Stroboscope, characterized in that, as a function of the balancing body speed, it is preferably kept constant Width of the pass band, the pass frequency or frequencies of the filter is / are variable, and preferably autonomously.

2. The method according to claim 1, characterized in that only a certain pass band of the filter automatically in Dependence of the balancing body speed is regulated.

j5. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 or 2 "characterized in that a coupling link Between the speed sensor and the filter, the filter regulates the respective speed of the infectious body.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that a semiconductor arrangement (22) is used as a coupling element, which controls an RC arrangement as a function of the balancing speed.

5. Apparatus according to claim 3 * characterized in that in Series with a semiconductor device a control device (6l) is connected, in combination with the semiconductor device keeps the sensitivity of the entire measuring device constant over the twisted silver moose "

BAD ORiQJNAL

000848/0301

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