DE1773485B1

DE1773485B1 - DYNAMIC BALANCING MACHINE

Info

Publication number: DE1773485B1
Application number: DE19681773485
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dieter Reutlinger
Original assignee: REUTLINGER LOSENHAUSEN MASCHB
Current assignee: REUTLINGER LOSENHAUSEN MASCHB
Priority date: 1968-05-22
Filing date: 1968-05-22
Publication date: 1971-09-23

Description

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Zur Bestimmung der in einem Umlaufkörper mit dadurch unmöglich, daß sich bei höherer DrehzahlTo determine the in a recirculating body with thereby impossible that at higher speed

axialer Ausdehnung vorhandenen Unwuchten be- die Fesselung des Rahmens in einer Ausgleichsebene nutzte man bis vor wenigen Jahren praktisch aus- praktisch nicht mehr verwirklichen läßt, schließlich Einrichtungen, bei denen die als Wirkung Hier schaffte eine potentiometrische Rechenschalder Unwuchten bei der Rotation des Umlaufkörpers 5 tung von Baker (deutsche Patentschrift 710 883) auftretenden Auslenkungen eines schwingungsfähi- Abhilfe, bei der die Rückwirkungen dadurch elekgen Systems gemessen werden. Dabei tritt das Pro- trisch kompensiert wurden, daß Teilspannungen des blem auf, daß die Durchführung einer Massenkorrek- an einem Lager angebrachten Schwingungsaufnehtur in der einen Ausgleichsebene des Umlaufkörpers mers den Spannungen des Schwingungsaufnehmers Rückwirkungen auf die andere Ausgleichsebene hat. io am anderen Lager überlagert werden. Diese Schal-Die Ursache hierfür ist, daß die Bestimmung der tung wird, da sie die elektrisch analoge Wirkung des Unwuchtwirkung zunächst einmal jeweils an den früheren mechanischen Rahmens hat, noch heute als Lagerstellen, d. h. in den Lagerebenen des Umlauf- »elektrischer Rahmen« bezeichnet, körpers erfolgt und nicht in den Ausgleichsebenen. Diese sogenannte Bakersche Schaltung arbeitet Darüber hinaus bilden sich durch die axiale Massen- 15 exakt. Sie hat nur den Nachteil, daß die Einstellung verteilung des Umlaufkörpers bei schwingender von insgesamt vier Potentiometern experimentell erBewegung sogenannte Schwingungsmittelpunkte, die folgen muß. Dies hat zur Voraussetzung, daß entihrerseits durch das Massenträgheitsmoment des weder bereits ein unwuchtfreier Umlaufkörper Umlauf körpers um seine senkrecht zur Schwingrich- gleichen Typs, wie er in der Folge ausgewuchtet tung und zur Rotationsachse orientierte Hauptträg- 20 werden soll, zur Verfügung steht, oder aber es müssen heitsachse beeinflußt werden. in einem ersten Meßlauf die als Unwuchtwirkung in Bei den früher benutzten sogenannten Resonanz- den Schwingungsaufnehmern entstehenden Wechselmaschinen, bei denen der unwuchtbehaftete Umlauf- spannungen durch gleich große und entgegengesetzt körper auf zwei vertikal angeordneten Federn oder gerichtete Spannungen kompensiert werden, wobei gelenkig gelagerten, durch Federn abgestützten 25 diese Kompensationsspannungen Generatoren entSchwingen gelagert war und bei einer bestimmten nommen werden müssen, die mit dem Umlaufkörper Drehzahl eine Resonanz autfrat, hat man versucht, phasensynchron umlaufen und deren Größe und das vorstehende Problem dadurch zu lösen, daß Phasenwinkel kontinuierlich verändert werden könman die Schwingungsmittelpunkte oder Drehpunkte nen. Ist in einem Meßlauf die Unwuchtwirkunsj der in die Lagerebenen hineinzwang. Dies geschah da- 30 in den Schwingungsaufnehmern entstehenden Spandurch, daß wechselweise das eine Lager am freien nungen kompensiert, so muß ein zweiter Meßlauf Ausschwingen behindert wurde, während das andere mit in einer Ebene angesetzter und nach Größe und Lager in Resonanz frei anschwingen konnte und der Richtung bekannter Hilfsunwucht erfolgen. Mit die-Messung diente. sem zweiten Meßlauf können dann zwei der vier Da diese Lösung die Rückwirkung nicht voll- 35 Potentiometer näherungsweise richtig eingestellt werkommen ausschaltet, wurde bei den Resonanz- den. Nach diesem zweiten Meßlauf muß die Hilfsmaschinen der Umlaufkörper in einem Rahmen unwucht in der einen Ebene wieder entfernt und gelagert, der mit axial einstellbaren Drehgelenken so entsprechend in der zweiten Ausgleichsebene angegefesselt werden konnte, daß der Schwingungsmittel- bracht werden, damit in einem dritten Meßlauf die punkt in eine Ausgleichsebene hinein verlagert wurde. 40 zwei weiteren Potentiometer der Bakerschen Rah-Damit konnte der Wuchtkörper praktisch nur noch menschaltung eingestellt werden können. Indem man um die eine Ausgleichsebene schwingen, d. h., die die zur »elektrischen Nullung« verwandten Komnun auftretende Bewegung des Rahmens konnte nur pensationsspannungen mit umgedrehten Vorzeichen noch durch die in der anderen Ebene des Umlauf- über den so eingestellten »elektrischen Rahmen« körpers vorhandene Unwucht hervorgerufen sein. 45 leitet, kann erst dann, d. h. im dritten Meßlauf die Auf diese Weise wurde die Rückwirkung der einen Unwucht richtig nach Größe und Lage, und zwar Ebene auf die andere ausgeschlossen. rückwirkungsfrei, gemessen werden.Axial expansion existing unbalances cause the frame to be tied in a compensation plane was used practically until a few years ago - practically no longer realizable, finally establishments in which the as effect here created a potentiometric calculation schalder Imbalances in the rotation of the rotating body 5 device by Baker (German patent 710 883) occurring deflections of an oscillatory remedy, in which the repercussions are elekgen System can be measured. In doing so, it occurs that the partial voltages of the blem on that the implementation of a mass correction on a bearing mounted Schwingungsaufnehtur in the one compensation plane of the recirculating body mers the stresses of the vibration sensor Has repercussions on the other level of compensation. OK to be superimposed on the other bearing. This scarf-die The reason for this is that the determination of the device is because it is the electrically analogous effect of the Imbalance effect first of all on the earlier mechanical frame, still today as Storage locations, d. H. in the storage levels of the circulation "electrical frame", body takes place and not in the compensation planes. This so-called Baker circuit works In addition, the axial masses 15 are formed exactly. It only has the disadvantage that the setting Distribution of the circulating body with a vibrating movement of a total of four potentiometers so-called centers of vibration that must follow. The prerequisite for this is that on your part due to the mass moment of inertia of neither an unbalance-free rotating body Circumferential body around its perpendicular to Schwingrich- same type as it is balanced in the sequence tion and to the axis of rotation oriented main carrier 20 is to be available, or it must axis are influenced. In a first measurement run, the alternating machines created as an unbalance effect in the so-called resonance sensors previously used, where the unbalanced circulating voltages are due to equal and opposite body on two vertically arranged springs or directed tensions are compensated, whereby articulated, spring-supported 25 these compensation voltages of the generators swing away was stored and must be taken from a specific one with the circulating unit Speed a resonance autfrat, one has tried to rotate phase synchronously and their size and to solve the above problem in that phase angles can be changed continuously the centers of oscillation or pivot points. Is the imbalance effect in one measurement run forced into the camp levels. This happened because the chip created in the vibration transducers that alternately one bearing compensates for the free voltage, a second measuring run must be carried out Swinging out was hindered, while the other with set in a plane and according to size and Bearing could oscillate freely in resonance and the direction of known auxiliary unbalance can take place. With the measurement served. During the second measurement run, two of the four potentiometers can then be adjusted approximately correctly turns off, became at the resonance end. After this second measurement run, the auxiliary machinery must the recirculating body is removed and stored in a frame imbalanced in the one plane, the axially adjustable swivel joints tied up accordingly in the second compensation plane could be that the vibration means are brought so that in a third measurement run the point was shifted into a compensation plane. 40 two more potentiometers of Baker's Rah-Thus the balancing body could practically only be adjusted manually. By swing around a compensation plane, d. that is, the communication related to "electrical zeroing" Occurring movement of the frame could only compensate voltages with reversed signs nor through the »electrical frame« set in the other level of the circulation body unbalance be caused. 45 leads, can only then, i. H. in the third measurement run the In this way the reaction of one unbalance was correct according to size and position, and indeed Level excluded from the other. can be measured without any retroactive effects.

Den steigenden Forderungen nach kürzeren Aus- Diese äußerst komplizierte Einstellung ist nurThe increasing demands for shorter training This extremely complicated setting is just

wuchtzeiten und vor allem auch den anwachsenden dann zu verantworten, wenn abschließend eine ganzeTo be responsible for balancing times and, above all, for the growing ones, if in the end a whole

Genauigkeitsforderungen waren die Resonanzmaschi- 50 Reihe gleichartiger Werkstücke ausgewuchtet werdenAccuracy requirements were the resonance machine 50 series of similar workpieces to be balanced

nen nicht mehr gewachsen. Durch die Entwicklung kann.nen no longer grown. By developing can.

der Methode der elektrischen Messung mechanischer Bei einer Auswuchtmaschine, bei der Lager eben-the method of electrical measurement of mechanical In a balancing machine where bearings are also

Schwingungen mit Schwingungsaufnehmern mit falls auf vertikal angeordneten Federn angeordnetVibrations with vibration sensors, if arranged on vertically arranged springs

Tauchspule wurden die Voraussetzungen dazu ge- sind, ist es durch die USA.-Patentschrift 2 787 907Plunger coil became the prerequisites for this, it is by the USA.-patent 2 787 907

schaffen, die Schwingbewegung als Wirkung der 55 bekannt, die Messung des Schwingungsweges ver-create, the oscillation movement known as the effect of 55, the measurement of the oscillation path

Unwuchten eines rotierenden und nicht ausgewuch- setzt gegenüber den Lagern in den sogenanntenImbalances of a rotating and unbalanced set opposite the bearings in the so-called

teten Umlaufkörpers elektrisch zu messen und nun- Knotenpunkten vorzunehmen. Um jeweils einenTo measure the rotated body electrically and now to make nodes. To one at a time

mehr die Unwuchtbestimmimg bei konstanten Dreh- dieser Knotenpunkte schwingt der auszuwuchtendemore the imbalance determination at constant rotation - these nodes oscillate the one to be balanced

zahlen und nicht mehr im Auslauf vorzunehmen. Körper, wenn eine Unwucht nur in einer der beidenpay and no longer to be carried out in the run-out. Body if there is an imbalance in only one of the two

Da diese Einrichtungen viele Vorteile in bezug 60 Ausgleichsebenen vorhanden ist. An den Knoten-Because these facilities have many advantages with respect to 60 levels of compensation. At the knot

auf Meßzeit, Meßgenauigkeit und Meßmöglichkeit punkten angesetzter Schwingungswegmesser gestattetVibration transducers are allowed to score points on measuring time, measuring accuracy and measuring possibility

bei höheren Drehzahlen brachten, verdrängten sie daher die getrennte Ermittlung der Ausgleichsweriebrought about at higher speeds, they therefore replaced the separate determination of the balancing weight

bald die Resonanzmaschinen. für beide Ausgleichsebenen. Die Knotenpunkte undsoon the resonance machines. for both compensation levels. The nodes and

Aber auch hier trat nun die Schwierigkeit des die Ausgleichswerte werden dadurch ermittelt, daßBut here, too, there was now the difficulty of the compensation values being determined by the fact that

Einflusses der Rückwirkung einer Ausgleichsebene 65 bei einem ausgewuchteten Körper gleichen AufbausInfluence of the reaction of a compensation plane 65 with a balanced body of the same structure

auf die andere auf. Die bei den Resonanzmaschinen wie der auszuwuchtende Körper definierte Unwuch-on the other. The imbalance defined in resonance machines like the body to be balanced

benutzte Lösung mit einem schwingenden mechani- ten jeweils in einer der Ausgleichsebenen angebrachtThe solution used is attached to one of the compensation levels with a vibrating mechanism

sehen, an einem Punkt gefesselten Rahmen wurde werden.see, at one point the frame has been tied up.

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Um nun bei Körpern, bei denen das Ansetzen der als sogenannter A-B-C-Rahmen bekanntgeworden Schwingungsmesser wegen der äußeren Form in den (deutsche Patentschrift 962 474). A ist hierbei beiKnotenpunkten nicht möglich ist, wie z. B. bei speilsweise der Abstand zwischen dem linken AufKurbelwellen, eine Messung zu ermöglichen, wird ein lager des Rotors und seiner linken Ausgleichsebene, an den Lagern befestigter Rahmen vorgesehen, auf 5 B der Abstand zwischen den beiden Ausgleichsdem sich die Bewegungen der Lager übertragen, und ebenen und C der Abstand der rechten Ausgleichsan diesen Rahmen werden die Schwingungsmesser in ebene vom rechten Auflager,
den Ebenen der Knotenpunkte angesetzt. Ein bekannter Vorschlag zur Verbesserung dieserTo now with bodies in which the attachment of the so-called ABC frame has become known vibration meter because of the external shape in the (German patent specification 962 474). A is not possible here at nodes, such as B. at speilsweise the distance between the left AufKurbelwellen, to enable measurement is, the movements of the bearings can transmit a bearing of the rotor and its left-hand balancing plane, provided at the bearings mounted frame 5 B, the distance between the two Ausgleichsdem, and levels and C is the distance of the right compensation to this frame, the vibration meters are in level from the right support,
attached to the levels of the nodes. A well-known suggestion to improve this

Auch in diesem Fall besteht der Nachteil, daß Einrichtung sieht vor, die zur Einstellung der Baker-In this case, too, there is the disadvantage that the device provides for setting the Baker-

das Verfahren nur anwendbar ist, wenn eine ganze io sehen Rechenschaltung notwendigen Potentiometerthe method is only applicable if a whole io see arithmetic circuit necessary potentiometer

Reihe gleichartiger Werkstücke ausgewuchtet wer- unmittelbar an die Lagerständer der Auswucht-Row of similar workpieces are balanced directly on the bearing stands of the balancing

den muß, und daß es auch sehr aufwendig ist. maschine anzubauen und über Zahnstangen odermust, and that it is also very expensive. machine to be attached and via racks or

Es wurden deshalb Überlegungen angestellt, um Seilzüge in Verbindung mit weiteren Potentiometern, die Bakersche Schaltung ohne derartige Einstell- die mit auf die Ausgleichsebenen einstellbaren Linealäufe durchzuführen. Hierbei kam man zu der Er- 15 len gekoppelt sind, so mechanisch zusammenzuschalkenntnis, daß die durch die axiale Massenverteilung ten, daß die Einstellung der Lagerständer und der des Umlaufkörpers und seine oszillierende Dreh- Lineale die richtige Einstellung der Rechenpotentiobewegung um eine senkrecht zur Schwingrichtung meter ergibt (französische Patentschrift 1 207 643). und zur Drehachse orientierte Achse gegebenen Die vorstehenden Ausführungen zum Stand der dynamischen Wirkungen keinen Einfluß mehr auf 20 Technik beweisen, daß bisher außerordentliche Andie Reglereinstellung haben können, wenn der Rotor strengungen gemacht worden sind, um die Rückam freien Ausschwingen behindert wird und durch Wirkungen der Massenkorrekturen in den Ausgleichsfeste Einspannung der Lager sozusagen »schwin- ebenen aufeinander auszuschalten. Gerade die mogungsfrei« umläuft. dernen Lösungen erfordern einen ganz erheblichenTherefore, considerations were made to use cables in connection with further potentiometers, the Baker circuit without such adjustment, the with adjustable ruler barrels on the compensation planes perform. Here one came to the fact that Er- 15 are coupled, so mechanically connected knowledge, that th by the axial mass distribution that the setting of the bearing stand and the of the rotating body and its oscillating rotary rulers the correct setting of the computing potentiometer movement to a meter perpendicular to the direction of vibration results (French patent 1 207 643). and the axis oriented to the axis of rotation given dynamic effects no longer have any influence on 20 technology prove that so far extraordinary Andie Regulator setting may have been made if the rotor has been tried hard to control the return free swinging is hindered and by the effects of the mass corrections in the balancing festivals Clamping the bearings, so to speak, »eliminating the swing planes on top of one another. Especially those who are free of mogul « running around. These solutions require a very substantial one

Dies wurde konstruktiv dadurch erreicht, daß man 25 Aufwand an elektrischen Bauelementen und Schaltvon der Messung der durch die Unwuchten an den mitteln. Durch die Vielzahl der elektrischen Bau-Rotorlagern hervorgerufenen Schwingwege zur Mes- elemente und deren komplexe Zusammenschaltung sung der durch die Unwuchten hervorgerufenen aber wird die Betriebssicherheit einer solchen An-Wechselkräfte überging. Im Gegensatz zu der bis Ordnung herabgemindert. Zudem ist es erforderlich, dahin üblichen Anordnung, bei der die Rotorlager 3° nur Material sehr hoher Güte und enger Toleranz in einer — vorzugsweise horizontaler — Richtung zu verwenden, was eine solche Einrichtung teuer tief abgestimmt frei ausschwingend gehalten wurden, werden läßt. Außerdem macht der für eine ordnungswerden bei der die Wechselkräfte messenden Ein- gemäße Funktion der Schaltung notwendige Abgleich richtung die Rotorlager unter Zwischenschaltung der Bauelemente in der Regel erhebliche Schwierigelektrisch arbeitender Kraftmeßdosen fest einge- 35 keiten. Dazu kommt der Kosten verursachende Aufspannt, d. h., sie wird hoch abgestimmt. Hierdurch wand für derartige Schaltungen,
kann innerhalb eines nach oben hin begrenzten Die Bakersche Rechenschaltung hat darüber hin-Drehzahlbereiches der Rotor praktisch keine oszillie- aus noch einen erheblichen Nachteil. Um den renden Drehbewegungen um seine senkrecht zur Einfluß einer Ebene auf die andere Ebene auszu-Drehachse und zur Meßrichtung orientierte Haupt- 40 schalten, beruht diese Schaltung darauf, einen Teil trägheitsachse mehr ausführen. Damit gewinnt auch des an dem einen Lager gewonnen Meßsignals dem das Massenträgheitsmoment um diese Hauptträgheits- am anderen Lager gewonnenen Meßsignal mit umachse keinen Einfluß mehr auf das Schwingungsver- gekehrten Vorzeichen zu überlagern. Je enger nun halten des Rotors, und die Einstellung der vier die beiden Ausgleichsebenen im Verhältnis zu den Rechenpotentiometer der Bakerschen Schaltung 45 Auflagerebenen zusammenrücken, um so mehr wird kann nach den geometrischen Rotorabmessungen das am einen Lager gemessene Signal von dem am erfolgen. anderen Lager abgegriffenen Teilsignal kompensiert.This was achieved constructively by reducing the cost of electrical components and switching from the measurement of the imbalances to the means. However, due to the large number of oscillation paths to the measuring elements caused by the electrical construction rotor bearings and their complex interconnection of those caused by the imbalances, the operational reliability of such alternating forces is overlooked. Contrasted with the degraded up order. In addition, it is necessary to use the usual arrangement in which the rotor bearings 3 ° only material of very high quality and close tolerance in one - preferably horizontal - direction, which means that such a device can be kept swinging freely and at great expense. In addition, the adjustment direction necessary for the correct functioning of the circuit to measure the alternating forces makes the rotor bearings, with the interposition of the components, usually considerably difficult electrically working load cells fixed. In addition, there is the cost-causing spanning, ie it is highly tuned. As a result, for such circuits,
can within an upwardly limited range of the rotor's speed range, the rotor has practically no oscillating nor a considerable disadvantage. In order to switch the generating rotary movements around its main axis of rotation perpendicular to the influence of one plane on the other plane and to the direction of measurement, this circuit is based on executing a part of the axis of inertia more. Thus, the measurement signal obtained at one bearing also gains no influence on the sign of the opposite direction of the oscillation any longer on the measuring signal obtained at the other bearing around this main inertia measurement signal obtained at the other bearing. The closer the rotor is now holding, and the setting of the four the two compensation levels in relation to the computing potentiometer of Baker's circuit 45 support levels move together, the more the signal measured on one bearing can be based on the geometrical rotor dimensions of the one on the one on. other camp tapped partial signal compensated.

Die in den beiden Ausgleichsebenen zusammen- Daraus resultiert, daß die Meßempfindlichkeit mit gefaßt wirkenden Unwuchten erzeugen in den Auf- zunehmendem Zusammenrücken der Ausgleichslagern, d.h. in den Lagerebenen, entsprechende 5< > ebenen im Verhältnis zu den Auflagerebenen ab-Reaktionskräfte. Werden in bekannter Weise die sinkt und daß sich die beiden Meßsignale im Summe aller Kärfte und die Summe aller Momente Grenzfall vollkommen aufheben, d. h., wenn der gleich Null gesetzt, so kann unter Berücksichtigung Abstand der Ausgleichsebenen Null wird. Diese Tatder geometrischen Abstände zwischen den Auflagern sache stört schon bei Verwendung der Bakerschen und den Ausgleichsebenen auf Grund der Messung 55 Schaltung an wegmessenden Auswuchtmaschine^ der Reaktionskräfte in den Auflagern des Rotors Da bei diesen Maschinen die Unwuchtgrößenanzeige — gemessen nach Größe und Richtung — auf die jedoch experimentell eingestellt wird, kann — gein den Ausgleichsebenen zusammengefaßt wirkenden nügende Verstärkungsreserve in dem der Rechen-Unwuchten geschlossen werden. schaltung nachgeschalteten Verstärker vorausgesetztThe results in the two compensation planes together that the measurement sensitivity with Imbalances that act contained produce a corresponding 5 <in the increasing moving closer together of the compensating bearings, i.e. in the bearing levels > levels in relation to the support levels from reaction forces. Are in a known manner the decreases and that the two measurement signals im Completely cancel the sum of all powers and the sum of all moments borderline case, d. i.e. if the is set equal to zero, then taking into account the distance between the compensation planes can become zero. This act of geometric distances between the supports matter even when using the Baker and the compensation levels based on the measurement 55 circuit on the displacement measuring balancing machine ^ of the reaction forces in the rotor's bearings - measured according to size and direction - which, however, is experimentally adjusted, can - go the balancing planes combined acting sufficient gain reserve in that of the arithmetic imbalances getting closed. A connected amplifier is required

Zur Einstellung der Rechenpotentiometer nach der 60 — auch bei relativ ungünstigen Verhältnissen zwi-Bakerschen Schaltung auf diese geometrischen Ab- sehen Auflagerabstand und Abstand der Ausgleichsstände bediente man sich zunächst sogenannter Ein- ebenen noch eine empirische Einstellung der Stellschieber (deutsche Patentschrift 976 886). Später Größenpotentiometer so erfolgen, daß die Unwucht wurden elektrische Schaltungen, die die Einstellung in praktischen Einheiten angezeigt werden kann,
der Potentiometer nach den geometrischen Abstän- 65 Bei kraftmessenden Maschinen hingegen, bei den zwischen Auflagern und Ausgleichsebenen un- denen ohne vorangehende Versuchs- und Einstellmittelbar ermöglichten, eingeführt. Diese Ausführung laufe eine unmittelbare Ablesung der auf die Ausder Bakerschen elektrischen »Rahmenschaltung« ist gleichsebenen bezogenen Unwuchten in Gramm —To set the computing potentiometer after the 60th - even with relatively unfavorable conditions between Baker's switching on this geometrical target - support spacing and spacing of the balancing stands, so-called one-level or empirical setting of the setting slide was initially used (German patent specification 976 886). Later size potentiometers were made so that the unbalance were electrical circuits that can be used to display the setting in practical units
the potentiometer according to the geometrical distances, however, was introduced in force-measuring machines, in which between supports and compensation planes and which were made possible without prior testing and adjustment means. This version runs a direct reading of the imbalances in grams related to Ausder Baker's electrical "frame circuit" -

bezogen auf einen einstellbaren Wirkradius — erfolgen soll, begrenzt die Bakersche Rahmenschaltung die Einsatzmöglichkeit solcher Auswuchtmaschinen auf ein Verhältnis des Auflager- zum Ausgleichsebenen-Abstand von günstigstens etwa 1:10. Wird dieses Verhältnis überschritten, so ist eine direkte Ablesung in Gramm ohne Einstelläufe nicht mehr möglich. Die Vorteile der Voreinstellung nach den geometrischen Abmessungen des Wuchtkörpers ohne diese Einstelläufe gehen verloren.based on an adjustable effective radius - is to take place, limits the Baker frame circuit the use of such balancing machines on a ratio of the support to the Distance between compensation levels of at least about 1:10. If this ratio is exceeded, then there is one Direct reading in grams is no longer possible without adjustment runs. The advantages of presetting according to the geometric dimensions of the balancing body without these adjustment runs are lost.

Durch die Erfindung werden die vorstehend angegebenen Nachteile des Standes der Technik vermieden. Die Erfindung geht aus von einer dynamischen Auswuchtmaschine kraftmessender Ausführung, bei der die an den Lagern des zu messenden Umlaufkörper auftretenden Unwuchtkräfte über kraftiibertragende Mittel auf Kraftmeßdosen wirken. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßdosen gegenüber den Wirkstellen der Unwuchtkräfte in von Schwingungswegmessern her bekannter Weise versetzt angeordnet sind, jedoch derart, daß die auf sie wirkenden Kräfte den in den Ausgleichsebenen vorhandenen Unwuchtkräften entsprechen. The above-mentioned disadvantages of the prior art are avoided by the invention. The invention is based on a dynamic balancing machine with a force-measuring design, in which the unbalance forces occurring at the bearings of the recirculating body to be measured Force-transmitting means act on load cells. The invention is characterized in that the Load cells with respect to the points of action of the unbalance forces are known from vibration displacement meters Wise offset are arranged, but such that the forces acting on them in the Compensation planes correspond to existing unbalance forces.

Es werden also jetzt nicht mehr wie beim Stand der Technik die Kraftmeßdosen an den Lagern für den Unwuchtkörper eingesetzt, an denen die Unwuchtkräfte wirksam werden, sondern an solchen Stellen innerhalb der Auswuchtmaschinen, an welchen die wirkenden Kräfte denjenigen an den Ausgleichsebenen wirkenden Kräften entsprechen. Da die Ausgleichsebenen je nach dem Aufbau des auszuwuchtenden Körpers an verschiedenen Stellen liegen können, werden nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Kraftmeßdosen derart gegenüber den Wirkstellen der Unwuchtkräfte verschiebbar angeordnet, daß sie auf beliebige Lage der Ausgleichsebenen einstellbar sind.So it is no longer like in the prior art, the load cells on the bearings for the unbalance body used on which the unbalance forces are effective, but on those Places within the balancing machines where the forces acting on the Corresponding compensation planes acting forces. Since the adjustment levels depend on the structure of the body to be balanced can be in different places, according to a further embodiment According to the invention, the load cells can be displaced in relation to the points of action of the imbalance forces arranged that they can be adjusted to any position of the compensation planes.

Für die praktische Ausbildung einer solchen Maschine hat es sich als eine günstige Lösung erwiesen, die Lager, auf denen der Unwuchtkörper gelagert ist, auf einem bei Auswuchtmaschinen an sich bekannten Balken anzuordnen, und daß dieser Balken die am Lager auftretenden Reaktionskräfte auf die in den Ausgleichsebenen angeordneten Kraftmeßdosen überträgt. Dabei dient der Balken als kraftübertragendes bewegungfreies Element. Um die Kraftmeßdosen auf jede beliebige Ausgleichsebene einzustellen, werden sie in Längsrichtung des Balkens gegenüber diesem verschiebbar angeordnet.For the practical training of such a machine it has proven to be an inexpensive solution, the bearings on which the unbalance body is mounted on one of the balancing machines to arrange known bars, and that this bar the reaction forces occurring at the camp transfers to the load cells arranged in the compensation levels. The bar serves as a Force-transmitting, motion-free element. To the load cells on any compensation level set, they are arranged in the longitudinal direction of the beam relative to this.

Die Lösung, die in den Ausgleichsebenen wirkenden Kräfte dadurch zu erfassen, daß man die Kraftmeßdosen in den Ausgleichsebenen selbst anordnet, ist augenscheinlich im Aufwand und in ihrer Wirkungsweise sehr einfach.The solution to record the forces acting in the balancing planes by using the load cells arranged in the compensation levels themselves, is evident in the effort and in their mode of operation very easy.

Die Anordnung der Lager auf einen Balken, welcher die Kräfte auf die Kraftmeßdosen überträgt, ist nur bis zu einer gewissen Größe der Auswuchtmaschinen möglich, weil sonst der mechanische Aufwand zu groß wird. Auch für den Fall, daß es sich um Auswuchtmaschinen mit großem Lagerabstand und höheren Auswuchtdrehzahlen handelt oder bei Anordnungen mit großen Wuchtkörperdurchmessern, die eine Bettunterbrechung erfordern, ist ein solcher in die Maschine direkt eingebauter Balken nur schwer zu verwirklichen.The arrangement of the bearings on a beam, which transfers the forces to the load cells, is only possible up to a certain size of the balancing machine, otherwise the mechanical one Effort becomes too great. Also in the event that it is a balancing machine with a large bearing distance and higher balancing speeds or for arrangements with large balancing body diameters, that require a bed break, one is built directly into the machine Beams difficult to achieve.

Hier schafft eine andere Lösung nach der Erfindung Abhilfe, indem bei Verwendung der bekannten Auswuchtmaschinen mit elektrisch arbeitenden Kraftmeßdosen an den Lagerstellen, deren verstärkten Ausgangssignale elektromechanischen Wechselkrafterregern zugeleitet sind, die auf einen außerhalb der Maschine angeordneten Balken wirken, dessen Reaktionskräfte durch Kraftmeßdosen gemessen werden, die gegenüber dem Balken verschiebbar angeordnet sind. Diese Kraftmeßdosen können nunmehr an solche Stellen gebracht werden, an denen die auftretenden Reaktionskräfte den in den Ausgleichsebenen entstehenden Kräften entsprechen. Dabei kann diese außerhalb der Maschine angeordnete Einrichtung gegenüber der Maschine in ihren Abmessungen maßstäblich verkleinert oder auch vergrößert sein.Another solution according to the invention provides a remedy here by using the known Balancing machines with electrically working load cells at the bearing points, their reinforced Output signals electromechanical alternating force exciter are fed to an outside The bars arranged on the machine act, the reaction forces of which are measured by load cells which are arranged to be displaceable relative to the beam. These load cells can now be brought to those places where the reaction forces occurring in the compensation planes corresponding forces. This can be arranged outside the machine Facility compared to the machine scaled down or also in terms of its dimensions be enlarged.

Als Wechselkrafterreger für das außerhalb der Auswuchtmaschine befindliche Balkensystem können sowohl elektromagnetische, elektrodynamische, magneto-elastische oder piezoelektrische Systeme verwendet werden. Hierbei eventuell auftretende nichtlineare Abhängigkeiten der erzeugten Wechselkraft von dem Erregersignal werden durch korrigierende Verzerrungsglieder umgekehrter Charakteristik in dem dem Wechselkralterreger vorgeschalteten Verstärker kompensiert.As an alternating force exciter for the bar system located outside the balancing machine, uses electromagnetic, electrodynamic, magneto-elastic or piezoelectric systems will. Any non-linear dependencies of the generated alternating force that may occur here of the excitation signal are reversed characteristic in compensated by the amplifier connected upstream of the alternating circuit exciter.

Um die bei »fliegender^ Rotor-Anordnung ·—■ d. h. bei Anordnungen, bei denen sich der Rotorschwerpunkt nicht zwischen, sondern außerhalb der Lagerständer befindet ■—■ auftretenden Kippmomente an dem Balken aufzunehmen, kann die Wirkrichtung eines oder beider Wechselkrafterreger oder auch eines oder mehrerer Meßdemente auf den Balken umgekehrt werden, wobei dann jeweils die elektrischen Anschlüsse dieser umgekehrt wirkenden Erreger — oder Meßelemente — umgepolt werden müssen.In order to achieve the “flying” rotor arrangement · - ■ d. H. in arrangements in which the rotor's center of gravity is not between but outside of the bearing racks located ■ - ■ to absorb tilting moments occurring on the beam, the effective direction can one or both alternating force exciters or one or more measuring elements on the bar are reversed, in which case the electrical connections of these reversely acting exciters - or measuring elements - have to be reversed.

Die Erfindung sei nachstehend an Hand einiger Beispiele näher beschrieben:The invention is described in more detail below using a few examples:

F i g. 1 zeigt die Frontansicht der erfindungsgemäßen Auswuchtmaschine mit einem in der Maschine befindlichen Balken;F i g. Fig. 1 shows the front view of the balancing machine according to the invention with one in the machine located bar;

F i g. 2 zeigt deren Seitenansicht;F i g. Fig. 2 shows its side view;

F i g. 3 gibt eine Anordnung mit einem außerhalb der Maschine befindlichen Balken wieder;F i g. Figure 3 shows an arrangement with a beam outside the machine;

F i g. 4 zeigt eine Ausführung mit fliegend angeordnetem Umlaufkörper.F i g. 4 shows an embodiment with an overhung body.

In F i g. 1 und 2 ist 1 der auszuwuchtende Rotor, der mit seinen beiden Lagerzapfen 2 und 3 auf den Tragrollenpaaren 4 bzw. 5 aufgelegt ist. Diese Tragrollenpaare stützen sich über die Ständer 6 und 7 auf die Lagerböcke 8 und 9 ab. Die Lagerböcke 8 bzw. 9 wiederum stützen sich gegen den Maschinengrundrahmen 10 über Tragkonsolen 11 und zum anderen über die Schneiden 12, den Balken 13 und zwei Kraftmeßdosen 14 und 15, wobei diese Kraftmeßdosen 14 und 15 auf die Ausgleichsebenen Γ und ΙΓ eingestellt sind. Die Lagerböcke 8 bzw. 9 sind mit den Tragkonsolen 11 spielfrei durch eine vorspannbare Drehfederung 16 so verbunden, daß sie um die Achse dieser Drehfederung 16 eine Drehbewegung bzw. eine Nickbewegung ausführen können.In Fig. 1 and 2, 1 is the rotor to be balanced, which with its two bearing journals 2 and 3 on the Support roller pairs 4 and 5 is placed. These pairs of idlers are supported by the uprights 6 and 7 the bearing blocks 8 and 9 from. The bearing blocks 8 and 9, in turn, are supported against the machine base frame 10 via support brackets 11 and on the other hand via the cutting edges 12, the bar 13 and two Load cells 14 and 15, these load cells 14 and 15 on the compensation planes Γ and ΙΓ are set. The bearing blocks 8 and 9 are free of play with the support brackets 11 by a preload Torsion suspension 16 connected so that it rotates around the axis of this torsion suspension 16 or can perform a nodding movement.

Wird der unwuchtbehaftete Rotor von dem im Antriebspult 17 der Maschine angeordneten Antriebsmotor über die Gelenkwelle 18 angetrieben, so wirken sich die im Rotor vorhandenen Unwuchten über die Tragrollenlagerpaare 4 bzw. 5 und die Ständer 6 bzw. 7 als Wechselkräfte auf die Lagerböcke 8 bzw. 9 aus. Diese Wechselkräfte wirken inIs the unbalanced rotor from the drive motor arranged in the drive console 17 of the machine Driven by the cardan shaft 18, the imbalances present in the rotor act Via the support roller bearing pairs 4 and 5 and the stands 6 and 7 as alternating forces on the bearing blocks 8 or 9. These alternating forces act in

den Lagerebenen I und II über die Schneiden 12 auf den biegesteifen Balken 13, der auf den in den Ausgleichsebenen Γ und II' angeordneten Kraftmeßdosen 14 und 15 aufliegt. -the storage levels I and II via the cutting edges 12 on the rigid beam 13, which is in the compensation levels Γ and II 'arranged load cells 14 and 15 rests. -

Die von den Kraftmeßdosen 14 bzw. 15 abge- '-5 gebenen elektrischen Signale entsprechen exakt den auf die Ausgleichsebenen Γ und II' bezogenen Kräften. Die an die Kraftmeßdosen 14 und 15 angeschlossene Meßeinrichtung kann nun außerordentlich einfach gehalten werden. Sie enthält neben den zur Unwuchtmessung üblichen Verstärkern, Empfindlichkeitsbereichsumschaltern und Siebmitteln je Ebene lediglich noch einen einzigen Regler, der zur Einstellung des Ausgleichsradius dient. Um die Kraftmeßdosen entsprechend der Lage der Ausgleichsebene einstellen zu können, sind sie auf dem Grundrahmen 10 verschiebbar angeordnet, z. B. durch die angedeutete bekannte Schwalbenschwanzführung. The removed from the load cells 14 and 15 '-5 The electrical signals given correspond exactly to the forces related to the compensation planes Γ and II '. The measuring device connected to the load cells 14 and 15 can now be extremely simple being held. In addition to the usual amplifiers for unbalance measurement, it contains sensitivity range switches and sieve means only a single controller per level, which is used to set the compensation radius. About the load cells to be able to adjust according to the position of the compensation level, they are on the base frame 10 slidably arranged, for. B. by the indicated known dovetail guide.

F i g. 3 zeigt die Anordnung, die mit einem außerhalb der Maschine befindlichen Balken arbeitet. Hierin sind 19 und 20 die in üblicher Weise in eine kraftmessende Auswuchtmaschine in die Lagerständer eingebauten Kraftmeßdosen. Die Ausgangssignale dieser beiden Kraftmeßdosen werden in den Verstärkern 21 und 22 verstärkt und durch die Wechselkrafterreger 23 und 24 als Wechselkräfte auf den Balken 25 geleitet. Der Balken 25 stützt sich gegen die Kraftmeßdosen 26 und 27 ab. Der Balken 25, die Wechselkrafterreger 23 und 24 sowie die beiden Kraftmeßdosen 26 und 27 sind in einem Spannrahmen 28 gehalten. Dieser Spannrahmen 28 ist zwecks leichterer Einstellung der Wechselkrafterreger bzw. der Kraftmeßdosen zweiteilig ausgeführt. Die beiden Teile werden durch die Spannfedern 29 mit einer vorgegebenen Kraft zusammengespannt. Die relativen Abstände zwischen den Wechselkrafterregern 23 und 24 und den Kraftmeßdosen 26 und 27 sind geometrisch ähnlich den am Rotor bzw. an der Auswuchtmaschine vorliegenden maßlichen Gegebenheiten. Um eine einfache Einstellung zu ermöglichen, ist der Spannrahmen mit zwei Skalen 30 und 31 versehen, die eine Verkleinerung bzw. Vergrößerung der an der Maschine angebrachten Maßstäbe darstellen. Mit Hilfe dieser Skalen und den an den Wechselkrafterregern bzw. den Kraftmeßdosen vorhandenen Zeigern ist die richtige Einstellung in einfacher Weise möglich. Die von den Kraftmeßdosen 26 und 27 abgegebenen elektrischen Signale entsprechen exakt den auf die Ausgleichsebenen bezogenen Unwuchtkräften. Diese Signale werden zunächst den Radiusreglern 32 und 33 zugeführt, an denen der am Rotor zur Verfugung stehende Anbringungsradius für das Ausgleichsgewicht eingestellt wird. In den hieran angeschlossenen Verstärkern 34 bzw. 35 befinden sich die Meßbereichumschalter 36 bzw. 37 sowie die der Aussiebung der drehzahlfrequenten Anteile dienenden Überlagerungskreise, z. B. wattmetrische Schaltungen oder Schaltungen mit getastetem Gleichrichter. Das hierfür erforderliche Bezugssignal für die Rotordrehung wird dem Phasengenerator 38 entnommen. Dieser Phasengenerator kann entweder aus einem definitiven Wechselspannungsgenerator bestehen oder aber auch aus einem lichtelektrischen Element, das eine auf dem Rotor angebrachte Strichmarke abfragt. Die als Folge dieser Mischung in den Verstärkern 34 bzw. 35 anfallenden Ausgangssignale werden nach Unwuchtgröße in Gramm und Änbringungsort des Massenausgleiches in Winkelgraden auf den iyießinstrumenten 39 und 40 bzw. 41 und 42 angezeigt.F i g. 3 shows the arrangement with an outside on the machine is working. Here 19 and 20 are in the usual way in one force-measuring balancing machine built into the bearing racks. The output signals these two load cells are amplified in the amplifiers 21 and 22 and by the Alternating force exciters 23 and 24 passed as alternating forces on the beam 25. The beam 25 is supported against the load cells 26 and 27. The bar 25, the alternating force exciter 23 and 24 and the the two load cells 26 and 27 are held in a clamping frame 28. This stenter frame 28 is made in two parts for the purpose of easier adjustment of the alternating force exciter or load cell. The two parts are clamped together by the tension springs 29 with a predetermined force. The relative distances between the alternating force exciters 23 and 24 and the load cells 26 and 27 are geometrically similar to those on the rotor and on the balancing machine, respectively dimensional conditions. To allow easy adjustment, the clamping frame is with two scales 30 and 31 are provided, which allow a reduction or enlargement of the ones attached to the machine Represent standards. With the help of these scales and the alternating force exciter or the Load cells existing pointers, the correct setting is possible in a simple manner. The ones from the The electrical signals emitted from load cells 26 and 27 correspond exactly to those on the compensation planes related imbalance forces. These signals are first fed to the radius controllers 32 and 33, on which the attachment radius for the balance weight available on the rotor is set will. The measuring range switches are located in the amplifiers 34 and 35 connected to them 36 or 37 as well as the overlay circles serving to screen out the speed-frequency components, e.g. B. wattmetric circuits or circuits with keyed rectifier. The reference signal required for this for the rotor rotation is taken from the phase generator 38. This phase generator can either consist of a definitive Alternating voltage generator consist or also of a photoelectric element that has a queries the line mark attached to the rotor. As a result of this mixing in the amplifiers 34 or 35 resulting output signals are determined according to the unbalance size in grams and location of the Mass balancing in degrees of angle on the casting instruments 39 and 40 or 41 and 42 are displayed.

Fig. 4 zeigt schließlich die Verhältnisse beim Auswuchten fliegend angeordneter Rotoren. -Der obere Teil der Fig.4 zeigt symbolisch den Wuchtkörper 43 mit seinen beiden Ausgleichsebenen T und ΙΓ. Er ist an den Lagerstellen I und II in die Auswuchtmaschine eingelagert. Würde man nun die in dem oberen Bild von F i g. 4 symbolisch angedeutete Anordnung des Balkens 44 wählen, so würden die Wechselkrafterreger 45 und 46 von der einen Seite auf den Balken wirken, während die Reaktionskräfte von den Kraftmeßdosen 47 und 48 aufgenommen werden müßten. In dieser Anordnung würde der Balken kippen, d. h., eine Messung wäre nicht möglich. Aus diesem Grunde ist es sinnvoll und bei Anwendung des sich außerhalb der Maschinen befindenden Balkens 44' auch möglich, die Wirkrichtung des Wechselkrafterregers 45' und der einen Kraftmeßdose 48' umzudrehen, wobei erfindungsgemäß dann die elektrischen Anschlüsse an diesen beiden Elementen umgepolt werden müssen. Bei dieser Maßnahme kann das erforderliche Gleichgewicht am Balken erzielt und dadurch die Messung ermöglicht werden.Fig. 4 finally shows the situation in Balancing of overhung rotors. -Of the The upper part of FIG. 4 symbolically shows the balancing body 43 with its two compensation planes T and ΙΓ. It is in the balancing machine at bearing points I and II stored. If one were to now the in the upper picture of FIG. 4 symbolically indicated Choosing the arrangement of the bar 44, the alternating force exciter 45 and 46 would be from one side act on the beam while the reaction forces are received by load cells 47 and 48 would have to be. In this arrangement the beam would tilt; i.e. a measurement would not be possible. For this reason it makes sense and when using what is outside of the machines Bar 44 'also possible, the direction of action of the alternating force exciter 45' and the one To turn load cell 48 'around, according to the invention then the electrical connections to these the polarity of both elements must be reversed. This measure can achieve the necessary balance can be achieved on the bar, thereby enabling the measurement.

Claims

Patent claims:

1. Dynamic balancing machine of force-measuring design, in which the bearings of the recirculating body to be measured occurring unbalance forces via force-transmitting means Load cells act, characterized in that the load cells (14, 15) opposite the points of action (I, II) of the unbalance forces are arranged offset in a known manner from Schwingungswegmessern, however such that the forces acting on them match the unbalance forces present in the compensation planes (Γ, ΙΓ) correspond.

2. Dynamic balancing machine according to claim 1, characterized in that the bearings (6, 7) for the unbalanced body (1) on a beam known per se in balancing machines are arranged and that this bar the reaction forces occurring on the bearings (6, 7) transfers to the load cells (14,15) arranged in the compensation planes.

3. Dynamic balancing machine according to claim 1 or 2, characterized in that the load cells (14, 15) are displaceable relative to the points of action (I, II) of the imbalance forces on any positions of the compensation planes (Γ, ΙΓ) are arranged adjustable.

4. Dynamic balancing machine with electrically working load cells at the bearing points of the unbalanced body, characterized in that the amplified output signals of the load cells (19, 20, Fig. 3) are electromechanical Alternating force exciters (23, 24) are fed, which act on a bar (25) arranged outside the machine, whose Reaction forces are measured by load cells (26, 27), and that the location of the Points of attack of the alternating force exciter (23, 24) and the load cells (26, 27) on the beam

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the position of the load cells (19, 20) and compensation levels on the balancing machine or is geometrically similar to the recirculating body.

5. Dynamic balancing machine according to claim 4, characterized in that the to alternating force carriers (23, 24) and load cells (26, 27) are arranged to be displaceable relative to the bar (25).

6. Dynamic balancing machine after a

of the preceding claims, characterized in that in a flying arrangement of the circulating body (43, FIG. 4) with the center of gravity not between, but outside the storage stands (I, II) one or more pathogens - · and / or measuring elements - for receiving the Tilting moment can be arranged acting in the opposite direction, and in each case the electrical Connections of these inversely acting elements are polarized.

1 sheet of drawings