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Dynamische Auswuchtmaschine.
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Die Neuerung betrifft eine dynamische Auswuchtmaschine, insbesondere
zum Auswuchten von Kraftfahrzeugrädern oder von anderen scheibenförmigen Prüflingen,
bei der eine einen Aufnahmeflansch für das Kraftfahrzeugrad tragende Hauptwelle
pendelnd so gelagert ist, dass der zur Aufnahme von Ausgleichsgewichten geeignete
Felgenrand des Kraftfahrzeugrades in die durch den
Pendelpunkt der
Hauptwelle gehende Ebene gebracht werden kann.
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Auswuchtmaschinen für Kraftfahrzeugreparaturwerkstätten oder für Reifenerneuerungsbetriebe
müssen relativ einfache und robuste Gebilde sein, welche im wesentlichen aus einem
Maschinengehäuse, einem vor das Maschinengehäuse vorgezogenem Pendellager und aus
einer in diesem Lager gelagerten, einen Aufnahmeflansch für das Kraftfahrzeugrad
tragenden Hauptwelle bestehen.
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Der Aufnahmeflansch wird in bekannter Weise auf der Hauptwelle verschoben,
bis der eine Felgenrand des Kraftfahrzeugrades in der durch den Pendelpunkt der
Hauptwelle gehenden Ebene liegt.
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Wenn das Kraftfahrzeugrad dann auf höhere Touren gebracht wird, kommt
die diesem Felgenrand zugeordnete Unwucht nicht zur Wirkung, d. h. sie erzeugt keine
Schwingungen der Hauptwelle. Es können also bei diesem Probelauf die dem anderen
Felgenrand zugeordneten Unwuchten gemessen und anschließend beseitigt werden. Die
verbleibende statische Restunwucht wird im allgemeinen durch Abrollen des Kraftfahrzeugrades
bestimmt, d. h. man dreht das Kraftfahrzeugrad etwas und beobachtet, welcher Punkt
des Kraftfahrzeugrades sich beim Auspendeln desselben als unterster Punkt einstellt.
Der Nachteil dieser Maschinen liegt in der relativ unempfindlichen Abrollfähigkeit,
die im übrigen bei längerem Gebrauch stark nachläßt, weil das Öl in dem Pendellager
verharzen oder Staub in dasselbe eindringen kann. Weiterhin ist auch für das Abrollen
ein nicht unbeträchtlicher
Zeitaufwand erforderlich, wenn die Messung
genau durchgeführt werden soll, insbesondere wenn die Unwucht relativ klein ist.
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Es werden dementsprechend für den angegebenen Zweck auch dynamische
Zweiebenen-Auswuchtmaschinen ohne Fesselung eines Pendelpunktes verwendet, d. h.
solche die einen freien Schwinger, zwei elektromechanische Wandler und einen sogenannten
elektrischen Rahmen besitzen. Abgesehen davon, daß derartige Maschinen sehr aufwendig
sind, ist bei scheibenförmigen prüflinge, bei denen die Ausgleichsebenen in geringem
Abstand voneinander liegen, eine außerordentlich feinfühlige Einstellung des elektrischen
Rahmens erforderlich, wenn Meßfehler vermieden werden sollen. Diese feinfühlige
Einstellung des elektrischen Rahmens ist bei Spezialwerkstätten tragbar, die mit
stets gleichbleibenden Radtypen zu tun haben. Wenn jedoch Räder verschiedener Typen
auszuwuchten sind, muß bei einem Wechsel jeweils der elektrische Rahmen neu eingestellt
werden, was bekanntermaßen umständlich und schwierig ist. Weiterhin ist das Personal
in Autoreparaturwerkstätten für diesen Arbeitsgang im allgemeinen nicht besonders
vorgebildet, so daß oftmals erhebliche Schwierigkeiten auftreten.
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Gemäß der vorliegenden Neuerung wird nun eine Auswuchtmaschine vorgeschlagen,
welche keinen elektrischen Rahmen benötigt,
jedoch eine unmittelbare
Messung der den beiden Ausgleichsebenen zugeordneten Unwuchten des Prüflings ermöglicht.
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Bei der dynamischen Auswuchtmaschine gemäß der vorliegenden Neuerung
ist die Hauptwelle der Maschine in zwei im Abstand voneinander angeordneten und
mit dem Maschinengehäuse über Federelemente verbundenen Pendellagern gelagert. Mittels
einer Arretiereinrichtung können das eine, das andere oder beide Pendellager starr
gegenüber dem Maschinengehäuse fixiert werden. Im Abstand von den beiden Pendellagern
greift an der Hauptwelle ein einziger elektromechanischer Wandler an, welcher bei
einem ersten Probelauf die Lagerschwingungen der Hauptwelle in dem ersten Pendellager
und bei einem zweiten Probelauf die Lagerschwingungen der Hauptwelle in dem zweiten
Pendellager aufnimmt und einer Meßeinrichtung zuleitet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der vorliegenden
Neuerung sind die beiden Pendellager mittels Blattfedern miteinander zu einer Schwingereinheit
verbunden.
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Die Schwingereinheit kann von Auslegern abgestützt sein, welche von
der Vorderplatte des Maschinengehäuses abstehen.
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Vorzugsweise besitzt die Arretiereinrichtung drei Arretierstellungen,
nämlich-erstes Pendellager für ersten Probelauf starr arretiert-zweites Pendellager
für zweiten Probelauf starr arretiert-reibungsschlüssige Arretierung der gesamten
Schwingereinheit
zum Auswuchten von mit großen Unwuchten behafteten Kraftfahrzeugrädern und zum Aufspannen
oder Abnehmen derselben auf bzw. von der Hauptwelle.
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Der Arretiereinrichtung kann ein optisches Anzeigesystem, insbesondere
in Form einer Glühlampenanordnung, zugeordnet sein, welches die Einstellung der
Maschine auf das erste oder zweite Pendellager bzw. auf die entsprechenden Meßebenenoder
auf den Ruhezustand anzeigt, beispielsweise in der Form, daß jeweils eine Glühlampe
für die eine Meßebene oder für die andere Meßebene aufleuchtet, wenn diese eingeschaltet
ist, während für den Ruhezustand beide Glühbirnen ausgeschaltet sind.
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Mit der Arretiereinrichtung kann ein elektrischer Schalter gekoppelt
sein, welcher die Umschaltung der Meßeinrichtung auf die in der einen oder anderen
Meßebenen gültigen Unwuchtgrößenwerte bewirkt. Hierbei kann für jede Meßebene ein
einstellbare Widerstandssystem vorgesehen sein, welches die von dem einzigen elektromechanischen
Wandler der Meßeinrichtung zugeleiteten Meßspannungen so beeinflußt, daß die Anzeige
auf einem entsprechenden Unwuchtgrößenanzeigeinstrument direkt in Gramm oder anderen
gebräuchlichen Meßgrößen erfolgt.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt der Angriffspunkt
des elektromechanischen Wandlers an der Hauptwelle in der Nähe der der Frontplatte
gegenüberliegenden Rückplatte
des Maschinengehäuses, so daß der
zwischen dem Angriffspunkt des Wandlers und den Pendellagern liegende Abschnitt
der Hauptwelle als langer Hebelarm wirkt, welcher die Schwingungsamplitude soweit
erhöht, daß eine Verstärkung der Spannungen des Wandlers entfallen kann oder eine
geringe Verstärkung derselben ausreichend ist, um entsprechend anzeigefähige Meßspannungen
zu erzielen.
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Die Hauptwelle kann in der Nähe ihres rückwärtigen Endes einen Abtastring
tragen, an welchen der Fühler des elektromechanischen Wandlers angreift. Das durch
die Reibung der Hauptwelle in den Pendellagern hervorgerufene Drehmoment wird dann
durch einen schwingfähigen Federstab kompensiert.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungform
des Gegenstandes der vorliegenden Neuerung dargestellt.
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Die Figur zeigt einen schematischen Schnitt der Auswuchtmaschine.
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Ein Maschinengehäuse 1 besitzt an seiner vorderen Frontplatte 2 Ausleger
3, welche von derselben abstehen und eine Schwingereinheit 4 tragen. Die Schwingereinheit
4 besteht gemäß der vorliegenden Neuerung aus zwei im Abstand voneinander angeordneten
Blattfedern 5, die in ihrer Mitte von den Auslegern 3 gehalten werden und deren
Enden ein erstes Pendellager 6 und
ein zweites Pendellager 7 einspannen.
In den Pendellagern 6 und 7 ist eine üblicherweise horizontal liegende Hauptwelle
8 gelagert, auf deren vorderen Ende 8a ein nicht dargestellter Aufnahmeflansch für
ein Kraftfahrzeugrad aufgeschoben werden kann.
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Den Pendellagern 6 und 7 ist eine Arretiereinrichtung 9 zugeordnet,
welche drei Raststellungen besitzt : In der ersten Raststellung wird das Pendellager
7 starr gegenüber dem Maschinengehäuse 1 fixiert, womit der Schwingpunkt der Welle
8 zwangsläufig in dieses Pendellager verlegt wird.
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Das Pendellager 6 kann dagegen über die Blattfedern 5 den Schwingungen
der Welle 8 folgen, so daß es also eine federnde Einspannung für die Welle 8 darstellt.
Wenn nun ein in der Figur angedeutetes Kraftfahrzeugrad 10 mit seinem Aufnahmeflansch
auf dem Wellenende 8a so eingestellt wird, daß der der Aufnahme der Ausgleichsgewichte
dienende Felgenrand in die durch das Pendellager 7 gehende Ebene fällt, dann kann
die diesem Felgenrand zugeordnete Unwucht mangels eines entsprechenden Hebelarmes
nicht die Welle 8 in Schwingung versetzen. Es wird also mit anderen Worten in diesem
Zustand der Maschine die dem anderen Felgenrand zugeordnete'Unwucht schwingungsmäßig
zur Wirkung kommen. Wird diese Unwucht nun ausgeglichen, dann kann die Arretiereinrichtung
9 für einen
zweiten Probelauf in eine Stellung gebracht werden,
in welcher das Pendellager 6 starr gegenüber dem Maschinengehäuse 1 fixiert ist,
während das Pendellager 7 freigegeben wird.
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In der zweiten Raststellung der Arretiereinrichtung 9 ist der Schwingungspunkt
der Welle 8 zwangsläufig in das Pendellager 6 verlegt, während das Pendellager 7
über die Blattfedern 5 frei schwingen kann und dementsprechend die federnde Einspannung
der Welle 8 darstellt. Es kann nunmehr die in der Ebene des Pendellagers 7 liegende
Unwucht des Kraftfahrzeugrades 10 zur Wirkung kommen, da sie ja nun einen Hebelarm
gleich dem Abstand zwischen den Pendellagern 6 und 7 besitzt.
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In einer dritten Raststellung der Arretiereinrichtung 9 werden beide
Pendellager 6 und 7 reibungsmäßig so arretiert, daß Kraftfahrzeugräder 10 mit sehr
großen Unwuchten ausgewuchtet werden können. Durch die reibungsmäßige Arretierung
wird vierhindert, daß die großen Unwuchten Schwingungsamplituden erzeugen, welche
der Schwingereinheit 4 gefährlich werden könnten.
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Außerdem dient diese Stellung dem Aufspannen der Kraftfahrzeugräder
10 bzw. dem Abnehmen derselben auf bzw. von dem Wellenende 8a.
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Obwohl es im Prinzip möglich wäre, die Maschine mit mechanischen Anzeigemitteln
zu versehen, wird eine entsprechende elektrische Ausbildung des Meßteiles bei weitem
bevorzugt. Die Hauptwelle 8
trägt dementsprechend an ihrem rückwärtigen
Ende 8b einen Abtastring 11, an welchem der Fühler 12 eines elektromechanischen
Wandlers 13 angreift. Der Abtastring 11 und der elektromechanische Wandler 13 sind
dabei in der Nähe der der Frontplatte 2 gegenüberliegenden Rückseite 14 des Gehäuses
angeordnet, damit sich ein möglichst langer Hebelarm zwischen dem Abtastring 11
und dem Pendellager 6 bzw. dem Pendellager 7 ergibt.
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Dieser Hebelarm stellt eine. Übersetzung für die Schwingung. amplitude
der Welle 8 dar. Bei entsprechender Dimensionierung kann auf diese Weise erreicht
werden, daß die Sinusspannungen des elektromechanischen Wandlers 13 direkt-d. h.
ohne besondere Verstärkung-einer Meßeinrichtung zugeführt werden können. Das durch
die Reibung der Hauptwelle 8 in den Pendellagern 6 und 7 hervorgerufene Drehmoment
wird durch einen an dem Abtastring 11 angreifenden Federstab 15 kompensiert.
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Der Anzeige der Unwuchtgrößen dient ein Unwuchtgrößenanzeigeinstrument
16. Vorzugsweise ist für jede Meßebene ein nicht dargestelltes einstellbares Widerstandssystem
vorgesehen, über welches die Meßspannungen des elektromechanischen Wandlers 13 dem
Unwuchtgrößenanzeigeinstrument 16 zugeführt werden. Diese beiden Widerstandssysteme
können über die Drehknöpfe 17 und 18 so eingestellt werden, daß für die verschiedenen
Radtypen eine direkte Anzeige der Unwuchtgröße in Gramm oder in anderen gebräuchlichen
Maßgrößen durch das Anzeigeinstrument 16 erfolgt.
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Die Arretiereinrichtung 9 kann mit einem nicht dargestellten elektrischen
Schalter gekoppelt sein, welcher bewirkt, daß die Spannungen des elektromechanischen
Wandlers 13 dem der einen oder der anderen Meßebene zugeordneten Widerstandssystem
zugeleitet wird. Außerdem kann der Arretiereinrichtung 9 ein optisches Anzeigeinstrument
z. B. in Form von Glühbirnen 19 und 20 zugeordnet sein. In der in der Zeichnung
dargestellten Stellung I der Arretiereinrichtung 9 würde die der Meßebene I zugeordnete
Glühbirne 20 aufleuchten, bei Arretierung des Schwinglagers 6 würde dann die der
Meßebene II zugeordnete Glühbirne 19 aufleuchten, während in der Mittelstellung
keine der beiden Glühbirnen 19 und 20 aufleuchtet.
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Es sind im Rahmen der vorliegenden Neuerung gewisse Abwandlungen möglich,
insbesondere wenn diese nur konstruktiv bedingt sind. So kann das Gehäuse 1 einen
vorgezogenen Kopf besitzen, in welchem die Schwingereinheit untergebracht ist. Weiterhin
können Zeiger oder andere Hilfseinrichtungen vorgesehen sein, welche ein rasches
und genaues Einstellen der der Aufnahme der Ausgleichsgewichte dienenden Ebene des
Kraftfahrzeugrades auf die durch den Pendelpunkt der Hauptwelle gehenden Ebene ermöglichen.