DE2137901B2 - Vorrichtung zum feinauswuchten von schleifscheiben - Google Patents

Description

Es ist eine Vorrichtung zum Feinauswuchten von Schleifscheiben bekannt, bei der auf einer gemeinsamen, relativ zur Schleifscheibe und zum Gehäuse verdrehbaren Welle gegenläufig verdrehbare Wuchtmassen angeordnet sind (GB-PS 11 06 901). Zum Verstellen der Wuchtmassen war ein aufwendiges Zahnrad-Wechselgetriebe erforderlich.

Es ist bereits eine Vorrichtung zum statischen und dynamischen Auswuchten von Schleifscheiben an Schleifmaschinen während des Umlaufs mit mindestens einer in der hohlen Spindelnase der Hohlspindel der Schleifscheibe drehbar gelagerten Auswuchteinheit, die mittels einer am Hohlspindelende vorgesehenen Verstelleinrichtung über konzentrisch innerhalb der Hohlspindel angeordnete Verstellwellen verdrehbar ist, vorgeschlagen worden, deren Besonderheit darin besteht, daß in der Spindelnase zwei Auswuchteinheiten in an sich bekannter Weise axial versetzt in zwei verschiedenen Auswuchtebenen angeordnet sind, daß jede jede Auswuchteinheit in an sich bekannter Weise zwei axial zueinander versetzte, koaxial zur Spindelachse drehbar gelagerte Ausgleichsgewichte aufweist, die mittels der Verstellwellen gemeinsam oder gegenläufig verdrehbar sind, daß die Vcrstellwellen als eine Zentralwelle und drei konzentrisch hierzu angeordnete Hohlwellen ausgebildet sind, von denen die Zentralwelle und die innerste Hohlwelle je mit einem der beiden Ausgleichsgewichte der ersten Auswuchteinheil verbunden sind, während die beiden übrigen Hohlwellen mit je einem der beiden Ausgleichsgewichte der zweiten Auswuchteinheit verbunden sind, und daß die Zentralwelle und die Hohlwellen je mit einem am Hohlspindel-

ί.

ende vorgesehenen, mit der Hohlspindel umlaufenden reversiblen Synchrongetriebemotor über Zahnräder gleicher Zähnezahl verbunden sind, wobei die vier Sysnchrongetriebemotoren in einer Ebene jeweils um 90° versetzt konzentrisch zur Spindelachse angeordnet sind.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Feinauswuchten von Schleifscheiben, die aus zwei gemeinsam in einer Richtung verstellbaren Wuchtmassen, die beidseits einer dritten Wuchtmasse in einem ,₀ relativ zur Schleifscheibe verdrehbaren Gehäuse angeordnet sind, die gegenläufig verstellbar ist und das doppelte Wuchtmomem hat, besteht. Dieser intere Stand der Technik ist in der nicht vorveröffentlichten DT-OS 20 01 830 niedergelegt ,₅

Bei dieser älteren Vorrichtung waren die Wuchtmassen als Planetenräder ausgebildet, die mit einer innenverzahnung des Gehäuses kämmten. Der wesentliche Nachteil der eingangs genannten bekannten Vorrichtung war damit beseitigt. Zur Herstellung einer solchen Vorrichtung ist es notwendig, alle Wuchtmassen und das Gehäuseinnere mit Verzahnungen zu versehen, wodurch die Herstellung aufwendig wird.

Durch die Erfindung soll deshalb eine Vorrichtung dieser Art verfügbar gemacht werden, die mit geringerem Aufwand herzustellen ist, und diese Aufgabe wird eriindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle Wuchtmassen auf einer gemeinsamen, relativ zur Schleifscheibe und zum Gehäuse verdrehbaren Welle angeordnet sind und im Gehäuse wenigstens ein Ritzel drehbar gelagert ist, das mit je einem Kegelzahnrad an der dritten Wuchtmasse und einer der beiden gemeinsam verstellbaren Wuchtmassen kämmt, wobei jeweils eines der beiden Kegelzahnräder und die zugehörige Wuchtmasse drehfest mit der Welle verbunden ist und das andere mit der zugehörigen Wuchtmasse drehbar auf der Welle gelagert ist. Bei einer so ausgebildeten Vorrichtung brauchen nur wenige, kleinere Bauteile mit Verzahnungen hergestellt zu werden, so daß die Herstellung wesentlich vereinfacht wird.

Das Ritzel mit seiner Lagerung im Gehäuse stellt natürlich eine gewisse Unwucht dar, die an sich ausgeglichen werden müßte. Statt dessen kann die Ritzelmasse jedoch auch als Wuchtmasse zum Ausgleichen der Unwucht herangezogen werden, und dazu wird gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung das Ritzel in einer fest mit dem Gehäuse verbundenen vierten Wuchtmasse gelagert, wobei zum Ausgleich der sich möglicherweise dadurch ergebenden dynamischen Unwucht auf der anderen Seite der dritten Wuchtmasse zweckmäßig eine fünfte Wuchtmasse vorgesehen ist, deren Wuchtmoment gleich dem der vierten Wuchtmasse und dem Wuchtmoment des Ritzels ist. Wi-d auf diese Weise ein Teil der Wuchtmasse im Gehäuse festgelegt, können die Massen der verstellbaren Wuchtmassen entsprechend geringer gewählt werden, so daß die Verstellung der Wuchtmassen zum Ausgleichen einer bestimmten Unwucht der Schleifscheibe erheblich feinfühliger wird. Optimal werden die Massen der beweglichen Wuchtmassen und der festen Wuchtmassen relativ zueinander so gewählt, daß das Wuchtmoment der vierten und fünften Wuchtmasse zusammen mit dem Wuchtmoment des Ritzels gleich dem Wuchtmoment der ersten drei Wuchtmassen ist.

Bei den bekannten Auswuchtvorrichtungen, und auch (>s bei der Vorrichtung nach dem älteren Vorschlag, sind die Wuchtmassen im wesentlichen mit kreisförmigem Querschnitt ausgeführt, so daß der Innendurchmesser des Gehäuses mindestens gleich dem doppelten Durchmesser der Wuchtmassen sein muß. Wird dagegen gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung den Wuchtmassen im wesentlichen halbkreisförmiger Querschnitt erteilt, so kann der Außendurchmesser des Gehäuses verringert werden, oder bei gleichem Außendurchmesser kann die Größe des Wuchtmoments jeder Wuchtmasse merklich vergrößert werden.

Es ist bereits bekannt, die Schleifscheibenspindel als Hohlwelle auszubilden, damit die Steuereinrichtungen zur Verstellung der Wuchtmassen an dem der Schleifscheibe fernen Ende der Spindel, d.h. auf der Antriebsseite, angeordnet werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders gut für diese Zwecke geeignet, es braucht nämlich nur das Gehäuse an einer durch die Spindel über den Spindelantrieb hinausreichenden Hohlwelle zu sitzen und die Welle, auf der die Wuchtmassen angeordnet sind, in dieser Hohlwelle angeordnet zu sein und über deren Ende hinausreichen, dann können an den Enden der Hohlwelle und der Welle Steuereinrichtungen zur Verstellung der Wuchtmassen vorgesehen sein. Der Vorzug dieser Anordnung besteht darin, daß bei manueller Betätigung der Steuereinrichtungen der Bedienungsmann außerhalb des Bereichs der Schleifscheibe bleiben kann, so daß die Unfallgefahr erheblich verringert ist.

Die Unfaligefahr kann jedoch noch weiter verringert werden, wenn eine Fernbedienung der Steuereinrichtungen möglich ist, und das wird gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung dadurch ermöglicht, daß die Steuereinrichtung aus zwei Kupplungen, die im eingekuppelten Zustand die Hohlwelle an die Spindel bzw. die Welle an die Hohlwelle kuppeln, und einem Stellmotor besteht, der die Welle antreiben kann. Die Stromzuführungen für die Kupplungen und den Stellmotor werden über Schleifringe herausgeführt und zu am Maschinenbett montierten Schaltern geführt, so daß es zum Ausgleichen einer Schleifscheibenunwucht nicht mehr erforderlich ist, auch nur ein drehendes Teil zu berühren. Die Kupplungen und der Stellmotor laufen im Normalbetrieb natürlich mit der Spindeldrehzahl um.

Zur Anzeige der Unwucht werden in üblicher Weise Schwingungsaufnehmer auf die Maschine gesetzt, und wenn die vom Schwingungsaufnehmer gelieferte Spannung einen Minimalwert erreicht, ist der betreffende Unwuchtausgleichsvorgang abgeschlossen. Um Störungen durch Erschütterungen auszuschalten, die durch andere Erschütterungen als durch die unwucht hervorgerufene erzeugt werden, ist es dabei notwendig, aus der vom Schwingungsaufnehmer gelieferten Spannung nur die Komponente auszufiltern, die der Drehzahl der Schleifscheibenspindel entspricht. Werden dazu mechanische oder elektrische Filter verwendet, so muß die Spindel während des Ausgleichs"organges genau die Drehzahl haben, die durch die Filter vorgegeben ist, so daß immer nur bei dieser Drehzahl ausgewuchtet werden kann. Es ist jedoch auch ein anderes Verfahren zur Feststellung der Unwucht bekannt, das darin besteht, daß die Spannung vom Schwingungsaufnehmer in einer phasenempfindlichen Detektorschaltung mit einer von einem mit der Schleifscheibenspindel gekuppelten Generator gelieferten Wechselspannung verglichen wird, wobei zur Beseitigung von Mehrdeutigkeiten und Winkelfehlern zusätzlich noch mit Phasenverschiebung um 90° gemessen wird; können Mehrdeutigkeiten und Winkelfehler durch Kupplung des Generators mit der Auswuchtvorrichtung vermieden

werden, kann natürlich die Messung mit Phasenverschiebung weggelassen werden.

In der Praxis wird als phasenempfindliche Detektorschaltung eine Multiplikations- und Integrationsschaltung verwendet, in der die Spannung vom Schwingungs- «, aufnehmer mit zwei um 90° phasenverschobenen Wechselspannungskomponenten vom Generator multipliziert wird und die Produkte integriert werden. Eine in der Funktion ähnliche Schaltung ist bereits bekannt, sie wird als »Wattmetermethode« bezeichnet. Bei dieser üblichen Wattmetermethode werden die um 90° phasenverschobenen Spannungskomponenten vom Generator nacheinander einer einzigen Multiplikationsund Integrationsschaltung zugeführt, zur Beschleunigung des Gesamtvorganges ist es vorzuziehen, zwei _t5 Multiplikations- und Integrationsschaltungen zu verwenden, denen die beiden Spannungskomponenten gleichzeitig zugeführt werden, und die Ausgangssignale dieser beiden Schaltungen vektoriell zu addieren.

Diese Möglichkeit, bei beliebiger Spindeldrehzahl _zo auszuwuchten, ist praktisch notwendig, wenn automatisch ausgewuchtet werden soll, und gemäß einer speziellen Ausbildung der Erfindung sind deshalb zur Anzeige der Unwucht ein Schwingungsaufnehmner, ein Generator zur Erzeugung einer der Spindeldrehzahl entsprechenden Wechselspannung und eine phasenempfindliche Detektorschaltung vorgesehen, und ist diese letztere an eine automatische Steuerung angeschlossen. Die phasenempfindliche Detektorschaltung selbst kann eine übliche wattmeterartige Schaltung mit 90°-Phasenschieber sein, oder es können auch elektronische Detektorschaltungen vorgesehen werden.

Eine automatische Steuerung für das Feinauswuchten von Schleifscheiben ist bekannt, ein wesentlicher Bestandteil dieser bekannten Steuerung ist ein Programmschrittschaltwerk. Eine solche automatische Steuerung ist verhältnismäßig störanfällig, gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird deshalb die automatische Steuerung aus Elementen der modernen Digitaltechnik aufgebaut, und zwar in der Weise, daß die automatische Steuerung eine Verglcichsstufe, in der das die Rest-Unwucht repräsentierende Ausgangssignal der Detektorschaltung mit einem Sollwert verglichen wird und die ein Einschaltsignal für den Stellmotor und eine der Kupplungen liefert, solange das Ausgangssignal _4i größer als der Sollwert ist, und eine Differenzierstute aufweist, in der ein Signal entsprechend Vorzeichen und Größe der Änderung des Detektor-Ausgangssignals, d. h. der Unwucht erzeugt wird und an die ein bistabiler Schaltkreis angeschlossen ist, der bei positiver Ände· rungsratc die Drehrichtung des Stellmotors umkehrt. Zum Aufbau einer solchen automatischen Steuerung genügen relativ wenige Elemente, die in großem Umfang bei der numerischen Steuerung von Werkzeugmaschinen bereits benutzt werden und technisch _5S ausgereift sind, so daß sich die Steuerung sch.- einfach aufbauen laßt.

Grundsätzlich ist es natürlich möglich, die Drehzahl des Stellmotors konstant vorzugeben, je nachdem, wie dieser feste Wert gewählt wird, ergibt sich dann über bei <*> großen Vcrstcllwegcn eine verhältnismäßig lange Zeit bis zur Erreichung des Ausgleichs, oder, wenn die VcrstcllgcschwindiBkcit verhältnismäßig groß gewählt wird, besteht die Gefahr, daß der Ausgleich zur anderen Seite hin überfuhren wird. Um beiden Gefahren uus dem i,_s Wege zu gehen, wird zwcekmäßigcrwcisc die Größe der Andcrungsrutc des die Unwucht repräsentierenden Dctektor-Ausgungssignuh als Sollwert für die Stcllmo· tordrehzahl verwendet, so daß bei Annäherung an den Ausgleich die Stellmotordrehzahl immer geringer wird, so daß der Punkt, an dem der Ausgleich der Unwucht erreicht ist, sicher nicht überfahren wird.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird, wie das auch sonst beim Auswuchten üblich ist, der gemeinsame Schwerpunkt der Wuchtmassen zunächst so verstellt, daß er der Unwucht der Schleifscheibe genau gegenüberliegt, und dann wird die radiale Lage dieses Schwerpunktes so lange geändert, bis die Unwucht der Schleifscheibe ausgeglichen ist. Dieser Übergang vom Verstellen nur der Winkellage des gemeinsamen Schwerpunktes der Wuchtmassen zur Änderung nur der Radiallage desselben kann auf verschiedene Weise erreicht werden; als besonders günstig hat sich erwiesen, an die Differenzierstufe einen Nulldiskriminator anzuschließen, der bei einer Änderungsrate Null des Detektor-Ausgangssignals ein Signal liefert, mit dem über je einen bistabilen Schaltkreis die durch das Einschaltsignal von der Vergleichsstufe eingeschaltete Kupplung abgeschaltet und die andere Kupplung eingeschaltet wird.

Die Rückstellung des bistabilen Schaltkreises der zweiten Kupplung kann dann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Einschaltsignal von der Vergleichsstufe wegfällt, eine besonders einfache Möglichkeit besteht jedoch darin, daß die Vergleichsstufe bei Gleichheit des Detektor-Ausgangssignals mit dem Sollwert ein dem Einschaltsignal entgegengesetztes Signal an den bistabilen Kreis für die zweite Kupplung liefert, so daß diese wieder abgeschaltet wird. Es braucht dann kein Ausgangssignal in einer Zwischenstufe verarbeitet zu werden, so daß auf diese Weise mit einem Minimum an Schaltkreisen und Stufen gearbeitet werden kann.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Schleifspindelstock mit einer erfindungsgemäßen Feinauswuchtvorrichtung;

F i g. 2 einen Schnitt durch die Schleifscheibcnaufnahme mit dem mechanischen Teil der Feinauswuchtvorrichtung;

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 111-111 in F i g. 2;

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 2;

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in F i g. 2;

Fig.6 einen Schnitt durch den Betätigungsteil der Feinauswuchtvorrichtung; und

F i g. 7 ein Blockschaltbild zur automatischen Fcinauswuchtung mit der erfindungsgemäßen Fcinauswuchtvorrichtung.

Der in Fi g. I dargestellte Schlcifspindelstock besteht uus einem nicht dargestellten Antriebsmotor, der über Keilriemen It die Schleifspindel 12 antreibt, einer in üblicher Weise auf die Spindel aufgesetzten Schleifscheibe 13 sowie einer Feinauswuchtvorrichtung, die aus einem in der Nabe der Schleifscheibe 13 angeordneten mechanischen Teil und einem, in F i g, 6 näher dargestellten Steuerteil besteht, der auf der der Schleifscheibe fernen Seite der Spindel 12 an diese angeflanscht ist.

Der mechanische Teil der Feinnuswuchtvorrichtuug besteht, vergleiche auch F i g. 2, aus einem Gehäuse 14, das mi! Lagern 13 und 16 im Spindclkonus 17 drehbar gelagert ist. Im Gehäuse 16 sind zwei hulbzylinderförmi· ge Wuchtrnassen 18 und 19 befestigt, beispielsweise mit Schrauben wie 20 (F i g, 4), und das Gehäuse 14 selbst ist mit einer Hohlwelle 21 verbunden, mit der es relativ /um Spindclkonus, und damit zur Schleifscheibe 13,

verdreht werden kann.

In der Hohlwelle 21 ist eine massive Welle 22 drehbar angeordnet, die mit zwei Lagern 23 und 24 drehbar im Gehäuse 14 gelagert ist und drei relativ zum Gehäuse 14 verdrehbare Wuchtmassen 25, 26 und 27 trägt. Auch diese drei Wuchtmassen sind halbzylindrisch ausgeführt, wie am besten in F i g. 3 und 5 erkennbar ist.

Die Wuchtmassen 25 und 27, die symmetrisch zur Wuchtmasse 26 angeordnet sind (F i g. 2) sind mit der Welle 22 verkeilt, werden also verdreht, sobald die Welle 22 relativ zur Hohlwelle 21 und damit zum Gehäuse 14 verdreht wird.

Die Wuchtmasse 25 sitzt dabei auf einer Büchse 28, die an ihrer zur Schleifscheibe weisenden Seite als Kegelzahnrad 29 ausgebildet ist und dort mit einem Ritzel 30 kämmt, das drehbar in der am Gehäuse befestigten Wuchtmasse 19 gelagert ist (vgl. F i g. 2 und 4). Das Ritzel 30 kämmt seinerseits mit einem Kegelzahnrad 31, das mit einem Nadellager 32 drehbar auf der Welle 22 gelagert ist und die Wuchtmasse 26 trägt. Wird also die Welle 22 relativ zum Gehäuse 14 verdreht, so werden die Wuchtmassen 25 und 27 in der gleichen Richtung verdreht, das Kegelzahnrad 29 verdreht das Ritzel 30, und dieses dreht das Kegelzahnrad 31 und damit die Wuchtmasse 26 in entgegengesetztem Sinne, jedoch um gleiche Winkelbeträge.

In der dargestellten Stellung der Wuchtmassen 18,19, 25, 26 und ?7 ergibt sich das maximale Wuchtmoment der Auswuchtvorrichtung, weil die Schwerpunkte aller fünf Wuchtmassen in einer Linie liegen. Werden nun die Wuchtmassen 25,26 und 27 in gegenläufigem Sinne aus der Verbindungslinie der Schwerpunkte der Wuchtmassen 18 und 19 herausgedreht, so verschiebt sich der Schwerpunkt der beiden Wuchtmassen 25 und 27 in der einen Richtung auf einem Kreisbogen von dem Schwerpunkt der im Gehäuse feststehenden Wuchtmassen 18 und 19 weg, und der Schwerpunkt der Wuchtmasse 26 um den gleichen Betrag in entgegengesetzter Richtung. Der gemeinsame Schwerpunkt der Wuchtmassen 25, 26 und 27 wandert damit um eine Strecke entsprechend eins minus Kosinus des Vcrdrehungswinkcls (I -cos α) auf die Achse der Welle 22 zu, so daß der gemeinsame Schwerpunkt aller fünf Wuchtmassen sich um die Häiite dieses Wertes verschiebt. Vorausgesetzt ist dabei, daß das Wuchtmoment der im Gehäuse feststehenden Massen 18 und 19 gleich dem Wuchtmoment der drei beweglichen Massen ist, und wiederum das Wuchtmoment der beiden gemeinsam in einer Richtung verdrehbaren Wuchtmassen 25 und 27 gleich dem Wuchtmoment der gegenläufig y> wandernden Wuchtmasse 26 ist. Werden andere Mnssenvcrhültnissc gewählt, ändern sich die Verhältnisse entsprechend, ist das Wuchtmoment der feststehenden Massen nicht gleich dem der beweglichen Massen in der in F i g. 2 dargestellten Extrcmstellung, so ändert sich der Betrug, um den der Gesamtschwerpunkt, der ja für das Wuchtmoment maßgeblich ist, aus der Extrcmslcllung herauswandert; wird das Verhältnis der beiden Massen 25 und 27 zur Masse 26 geändert, so wandert der Schwerpunkt nicht mehr direkt auf die <.<■ Achse der Welle 22 zu, sondern in anderer Richtung, das kann natürlich durch Änderung der Übersetzung durch das Ritzel 30 ausgeglichen werden, etwa durch Wahl unterschiedlicher Zähnezahlcn.

Werden die beweglichen Wuchtmassen utis der in i.> Fig.2 dargestellten Stellung in eine um 180° dagegen versetzte Stellung gedreht, so daß die Schwerpunkte der beweglichen Wuchtmassen 25,26 und 27 wieder in einer Linie liegen, so ist das gesamte Wuchtmoment der Vorrichtung gleich Null, sofern natürlich die drei beweglichen Wuchtmassen zusammen das gleiche Wuchtmoment erbringen wie die beiden festen Massen 18 und 19.

Die Hohlwelle 21 mit der darin befindlichen massiven Welle 22 führt durch die Spindel 12 über den Keilriemenantrieb hinaus; wie besonders klar aus F i g. 6 erkennbar ist, steht das Ende der massiven Welle 22 auch noch über das Ende der Hohlwelle 21 vor. Die Hohlwelle 21 ist über eine Kupplung 32 an die Spindel 12 gekuppelt, und über eine Kupplung 33 an die massive Welle 22. Die massive Welle 22 ist ihrerseits drehfest mit dem Wellenstummel eines Elektromotors 34 verbunden, der über feststehende Bürsten 35 mit Strom versorgt wird. Die beiden Kupplungen 32 und 33 sind elektromagnetische Kupplungen, die über mit der Spindel umlaufende Anschlüsse 36 mit Strom versorgt werden können.

Im Normalbetrieb der Schleifmaschine sind die Kupplungen 32 und 33 eingerückt, so daß sie selbst, ebenso wie der Motor 34, mit der Spindel rotieren. Wird die Kupplung 32 durch ein Signal über die Klemmen 36 gelöst, so kann durch Stromzufuhr zum Motor 34, der durch seine Verbindsung mit dem Kupplungsgehäuse 37 auch weiterhin mit Spindeldrehzahl umläuft, die massive Welle 22 und die damit starr über die Kupplung 33 gekuppelte Hohlwelle 21 relativ zur Spindel 12 verdreht werden, so daß alle fünf Wuchtmassen aus der in F i g. 2 dargestellten Stellung herausgeschwenkt werden, denn mit der Hohlwelle 21 wird auch das Gehäuse 14 verdreht und damit die Wuchtmassen 18 und 19. Dieses Verdrehen wird fortgesetzt, bis das Wuchtmoment der erfindungsgemäßen Auswuchtvorrichtung der Unwucht der Schleifscheibe 13 genau gegenübersteht, wie das auch bei den bekannten bzw. vorgeschlagenen Auswuchtvorrichtungen geschieht.

Wird die Kupplung 32 wieder eingekuppelt und dafür die Kupplung 33 gelöst, so wird beim Drehen des Motors 34 die massive Welle 22 gegenüber der Spindel und der Hohlwelle 21 verdreht, so daß nur noch die beweglichen Wuchtmassen 25,26 und 27 gegenüber den im Gehäuse feststehenden Wuchtmassen 18 und 19 verdreht wurden, so daß deren Wuchtmoment in der beschriebenen Weise teilweise kompensiert wird, bis das Wuchtmotncnt der Schleifscheibe 13 auch durch die Größe des Wuchtmoments der Auswuchtvorrichtung auskompensiert ist, ebenso wie das bei den bekannten bzw. vorgeschlagenen Auswuchtvorrichtungen der Fall ist. Sobald dieser Punkt erreicht ist, wird die Kupplung 33 wieder eingekuppelt und der Motor 34 abgeschaltet, so daß die beiden Wellen 21 und 22 und damit die Auswuchtvorrichtung relativ zur Spindel 12 stehen bleiben.

Es ist dabei zu beuchten, daß die un dun Wuchtmasscr angreifenden Auswuchtkräftc weder während de; Vcrstcllvorgungs noch im Ruhezustand eine Rückwir kung auf die Stcucrorgane, nllmlich die beider Kupplungen 32 und 33 und den Motor 34 haben, so dal diese Steuerelemente nur außerordentlich kleine Dreh momcntc aufzubringen haben und deshalb außerordcnt lieh leicht ausgeführt werden können.

W' dei erfindungsgemaücn Auswuchtvorrichtung wie sie Dishcr beschrieben worden ist, d. h. einen mechanischen Teil in der Schlcifschcibcnnubc um einem von außen steuerbaren Steuerteil aus zwc Kupplungen und einem Antrieb, in der durgcstclltc Form, zwei elektromagnetischen Kupplungen un

700 635/14

'5

21

einem Elektromotor, ist es auf sehr einfache Wei:;e möglich, den Auswuchtvorgang zu automatisieren, und eine hierzu geeignete Schaltung ist in F i g. 7 dargestellt. An der Schleifmaschine ist in üblicher Weise ein Schwingungsaufnehmer 38 an einer geeigneten Stelle montiert, und ferner ist an der Welle 22 fernen Ende der Welle des Motors 34 ein Drehmelder 39 vorgesehen, der in in Fig.6 nur strichpunktiert dargestellt ist; dieser Drehmelder kann selbstverständlich an jeder anderen geeigneten Stelle angebracht werden.

Die Signale vom Schwingungsaufnehmer 38 und Drehmelder 39 werden einem phasenempfindlichen Detektor 40 zugeführt, in dem nach der bekannten Wattmetermethode die beiden Signale elektromagnetisch oder elektronisch verknüpft werden. Das dabei entstehende Ausgangssignal ist, wie bekannt, ein Maß für die vorhandene Unwucht und wird an einem Anzeigegerät 41 angezeigt. Zur Automatisierung des Auswuchtvorgangs wird dieses Signal als Ist-Wert einer Vergleichsstufe 42 zugeführt, in der es mit einem von außen vorgegebenen Sollwert verglichen wird, der die zulässige Restunwucht darstellt. 1st der Ist-Wert größer als der Soll-Wert, geht Signal L zur Maschine und an ein UND-Gatter 43. Sofern die Maschine zu diesem Zeitpunkt keine den Auswuchtvorgang störenden Steuerbefehle erhalten hat, liefert sie ihrerseits auch Signal L an das Gatter 43, das daraufhin ebenfalls Signal L abgibt. Mit diesem Signal L wird über ein ODER-Gatter 44 ein Flip-Flop 45 gesetzt, so daß die Kupplung 32 gelöst wird, und ferner ein Flip-Flop 46 gesetzt. Durch das Setzen des Flip-Flop 46 wird ein UND-Gatter 47 vorbereitet und über ein dynamisches ODER-Gatter 48 wird ein weiterer Flip-Flop 49 gesetzt und werden Verzögerungsglieder 50 und 51 gestartet. Nach dem Setzen des Flip-Flops 49 gibt auch das UND-Gatter 47 Signal L ab, so daß über ein ODER-Gatter 52 Betriebsspannung an den Motor 34 geliefert wird. Der Motor 34 dreht zunächst mit maximaler Geschwindigkeit in einer zufällig eingestellten Drehrichtung, so daß sich dis Gesamtunwucht, und damit das vom Detektor 40 gelieferte Ausgangssignal ändert. Nimmt dabei die Gesamtunwucht ab, liefert eine Differenzierstufe 53 an einen angeschlossenen Nulldiskriminator 54 negative Spannung, so daß dieser am Ausgang Signal 0 liefert. Damit liefert das angeschlossene UND-Gatter 55 an zwei weitere UND-Gatter 56 und 57 Signal 0, so daß diese beiden ebenfalls Signal 0 am Ausgang zeigen, so daß die Verzögerungsglieder 50 und 51 ohne Wirkung bleiben und ein weiteres Verzögerungsglied 58 gur nicht erst anstoßen wird. Durch das kurze Signal L vom Gatter 55 ist jedoch über ein ODER-Gattcr 59 ein Flip-Flop 60 gesetzt worden, so daß ein weiteres UND-Gatter 61 nunmehr vorbereitet ist.

Der Motor 34 läuft weiter, bis die Gesamtunwucht ein Minimum erreicht, und dann gibt die Diffcrenzicrstufc 53 Signal 0 an den Nulldiskriminator 54, der daraufhin Signal /. abgibt, so daß das durch den gcsctzcn Flip-Flop 46 vorbereitete UND-Gatter 55 ebenfalls Signal L abgibt. Dadurch wird Flip-Flop 49 gelöscht und damit Motor 34 gestoppt. Ferner liefert das vorher vorbereitete UND-Gatter 61 Signal L an ein ODER-Gattcr 62, daraufhin wird Flip-Flop 45 gelöscht und ein Flip-Flop 63 gesetzt, so daß die Kupplung 32 wieder eingerückt wird und Kupplung 33 gelöst wird.

Durch Signal L am Ausgang von Gatter 6t wird ein Verzögerungsglied 64 angestoßen, und sobald dessen Zeit abgelaufen ist, wird Flip-Flop 60 gelöscht und ein

37

Flip-Flop 65 gesetzt, so daß ein UND-Gatter 66 vorbereitet wird. Weiterhin wird nach Ablauf des Verzögerungsgliedes 64 über ein weiteres UND-Gatter 67 und ODER-Gatter 48 der Flip-Flop 49 wieder gesetzt, so daß der Motor 34 über die Gatter 47 und 52 wieder eingeschaltet wird. Da jetzt Kupplung 32 eingerückt ist und Kupplung 33 gelöst, wird nicht mehr die Winkellage der Ausgleichsunwucht, sondern der Betrag geändert, im übrigen laufen jedoch die gleichen Vorgänge ab wie zu Beginn des Betriebes mit gelöster Kupplung 32 beschrieben, d.h. die Verzögerungsglieder 50 und 51 sind angestoßen und der Nulldiskriminator 54 gibt ein Signal ab, je nachdem, ob und wie sich die Gesamtunwucht der Maschine ändert.

Es soll jetzt jedoch angenommen werden, daß die zufällig eingestellte Drehrichtung des Motors 34 zu einer Vergrößerung der Gesamtunwucht führt, so daß das Differenzierglied 53 positives Signal an den Nulldiskriminator 54 liefert, und dieser daraufhin Signal L abgibt. Die Gatter 56 und 57 sind dadurch vorbereitet, so daß nach Ablauf der Verzögerungszeit des Zeitgliedes 51 das Gatter 57 Signal L abgibt. Dadurch wird Flip-Flop 49 gelöscht, so daß der Motor 34 stoppt; gleichzeitig geht Signal an eine nicht dargestellte Drehrichtungsumkehrschaltung für den Motor 34, so daß dessen Drehrichtung umgeschaltet wird. Gleichzeitig läuft ein Zeitglied 68 an, das nach Ablauf der Verzögerungszeit über Gatter 48 Flip-Flop 49 wieder setzt, so daß über Gatter 47 und 52 der Motor 34 wieder eingeschaltet wird, jetzt jedoch mit umgekehrter Drehrichtung. Die Gesamtunwucht nimmt daraufhin wieder ab, bis der der Vergleichsstufe 42 zugeführte Soll-Wert unterschritten wird. Die Vergleichsstufe 42 gibt dann Signal 0 an Gatter 43, so daß der Flip-Flop 46 nicht mehr gesetzt gehalten wird. Wird nun t.ach Sprung des Nulldiskriminators 54 von Signal 0 auf Signal L nach Ablauf der Verzögerung des Zeitgliedes 64 der Flip-Flop 65 gesetzt, schaltet das vorbereitete UND-Gatter 66 auf Signal L um, so daß die Flip-Flop 46 und 63 gelöscht werden. Damit wird Motor 34 gestoppt, und gleichzeitig wird die Kupplung 33 wieder eingerückt.

Falls in der ersten Stufe des Auswuchtvorgangs, bei der die Lage der Ausgleichsunwucht verändert wird eine Drehrichtungsumkehr notwendig wird, bzw. keine Drehrichtungsumkehr in der zweiten Stufe erfordernd' wird, laufen die beschriebenen Vorgänge entsprechen ab.

Es können jedoch einige Sonderfälle in der Ausgangs lage der Vorrichtung eintreten.

Der erste dieser Sonderfälle besteht darin, duß zt Beginn des Ausglcichsvorgangcs sich die Aiisglcichsun wurht genau der Schcibenunwuchl gegenüber bcfindei Unabhängig von der Drehridhtung ergibt sich dam immer eine Erhöhung der Gesamtunwucht, so daß de Nulldiskriminator 54 auf jeden Fall Signal /. liefer¹ Nach Ablauf der Zeitverzögerung 51 wird dadurch ii der beschriebenen Weise eine DrehrichUiiigsumkch des Motors 34 herbeigeführt, und anschließend wird i der beschriebenen Weise das Minimum wieder utifgc sucht.

Das gleiche gilt, wenn zu Beginn des Aiuigleiehsvot ganges die Ausgleichsunwucht der Größe nach de Scheibenunwucht entspricht, d. h. durch das Zcilglicd 5 wird dafür gesorgt, daß die Ausgleichsvorrichtun genügend weit aus der Ausglcichslogc herniisgefahrc wird, um anschließend das genaue Minimum wieder ι suchen. Ein weiterer Sonderfall besteht darin, daß zu Begin

35

40

50

55

des Ausgleichsvorgangs die Teilgewichte der Vorrichtung sich etwa gegenüberstehen, so daß eine Lageverschiebung keine merkliche Änderung der Gesamtunwuchl ergibt. Der Nulldiskriminator 54 liefert deshalb dauernd Signal L so daß zunächst in der beschriebenen Weise nach Ablauf der Verzögerungszeit des Zeitgliedes 51 die Drehrichtung des Motors 34 umgekehrt wird. Da sich aber der Ausgang des Nulldiskriminators 54 auch dann nicht ändert, erhält das UND-Gatter 56 nach Ablauf der Verzögerungszeit des Zeitgliedes 50, die größer ist als die des Zeitgliedes 51, an allen drei Eingängen Signal L und liefert deshalb an seinem Ausgang ebenfalls Signal L Durch dieses Signal wird der Flip-Flop 49 gelöscht, so daß der Motor 34 stehen bleibt, und über Gatter 62 wird der Flip-Flop 45 gelöscht, und der Flip-Flop 63 gesetzt, so daß die Kupplung 33 gelöst und die Kupplung 32 eingerückt ist. Aufgrund des Signals L am Ausgang des Gatters 56 läuft außerdem das Zeitglied 58 an, so daß der Motor 34 über das Gatter 52 wieder eingeschaltet wird, so daß der Betrag der Ausgleichsunwucht geändert wird. Falls sich dadurch der Ausgang des Nulldiskriminators 54 ändert, ändert sich am Zustand des Flip-Flops 60 und des Gatters 61 nichts, da das ODER-Gatter 59 so lange Signal L vom Zeitglied 58 erhält.

Nach Ablauf des Zeitpliedes 58 erscheint am in der Zeichnung linken Ausgang des Zeitgliedes 58 wieder Signal 0, so daß der Motor 34 abgeschaltet wird, und am rechten Ausgang tritt Signal L auf, so daß über ODER-Gatter 44 und 69 die Flip-Flops 45 und 63 wieder umgeschaltet werden. Über Signal L an das Gatter 48 wird der Flip-Flop 49 wieder gesetzt, und dadurch beginnt der oben bereits beschriebene normale Auswuchtvorgang.

Es wurde bereits erwähnt, daß das UND-Gatter 43 den gesamten Auswuchtvorgang nur dann anlaufen läßt, wenn ein entsprechendes Signal von der Maschine gegeben wird. Damit soll verhindert werden, daß ein s Auswuchtvorgang etwa während der Verarbeitung eingeleitet wird, d. h. wenn die Schleifscheibe 13 in Eingriff mit einem Werkstück ist. Dazu kann beispielsweise im Zustellweg des Schleifspindelstocks ein Signalgeber vorgesehen sein, der das Signal von der

ίο Vergleichsstufe 42 nur dann zum zweiten Eingang des Gatters 43 durchläßt, wenn der Schleifspindelstock sich in einer größeren als einer vorgegebenen Entfernung vom Werkstück befindet. Statt dessen kann natürlich auch ein Schütz vorgesehen werden, das anspricht,

sobald der zuständige Antrieb so erregt ist, daß der Schleifspindelstock auf ein Werkstück zugefahren wird-, weitere Möglichkeiten dürften sich aufgrund der Konstruktion des Schleifspindelstocks und der Steuerung für diesen ergeben.

Bei der in F i g. 7 dargestellten Steuerung ist davon ausgegangen, daß der Motor 34 mit konstanter Drehzahl läuft. Wenn es bei großen Verstellwegen erwünscht ist, den Motor 34 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten je nach Annäherung an das

J5 Gesamtunwuchtminimum laufen zu lassen, kann die Ausgangsspannung des Differenziergliedes 53 dazu verwendet werden, die Drehzahl des Motors 34 in Abhängigkeit von der Annäherung an das Minimum zu beeinflussen. Das kann dadurch geschehen, daß die Ausgangsspannung des Differenziergliedes 53 als Steuergröße für die Drehzahl des Motors 34 verwendet wird, bei besonders hohen Ansprüchen kann diese Ausgangsspannung aber auch als Soll-Wert für eine Drehzahlregelung des Motors 34 verwendet werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Feinauswuchten von Schleifscheiben, bestehend aus zwei gemeinsam in einer Richtung verstellbaren Wuchtmassen, die beidseits einer dritten Wuchtmasse in einem relativ zur Schleifscheibe verdrehbaren Gehäuse angeordnet sind, die gegenläufig verstellbar ist und das doppelte Wuchtmoment ttat, dadurch gekennzeich net, daß alle Wuchtmassen (25, 26, 27) auf einer gemeinsamen, relativ zur Schleifscheibe (13) und zum Gehäuse (14) verdrehbaren Welle (22) angeordnet sind und im Gehäuse wenigstens ein Ritzel (30) drehbar gelagert ist, das mit je einem Kegelzahnrad (31 bzw. 29) an der dritten Wuchtmasse (26) und einer (25) der beiden gemeinsam verstellbaren Wuchtmassen (25, 27) kämmt, wobei jeweils eines der beiden Kegelzahnräder (29) und die zugehörige Wuchtmasse (25) drehfest mit der Welle verbunden ist und das andere (31) mit der zugehörigen Wuchtmasse (26) drehbar auf der Welle (22) gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (30) in einer fest mit dem Gehäuse verbundenen vierten Wuchtmasse (19) gelagert ist, wobei zweckmäßig auf der anderen Seite der dritten Wuchtmasse (26) eine fünfte Wuchtmasse (IfI) vorgesehen ist, deren Wuchtmoment gleich dem der vierten Wuchtmasse (19) und dem Wuchtmomient des Ritzels (30) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wuchtmoment der vierten und fünften Wuchtmasse (18, i9) zusammen mit dem Wuchtmoment des Ritzels (10) gleich dem Wuchtmoment der ersten drei Wuchtmassen (25,26,27) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtmassen (18, 19, 25, 26, 27) im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt haben.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Schleifscheibenspindel als Hohlwelle ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) an einer durch die Spindel (12) über den Spindelantrieb hinausreichenden Hohlwelle (21) sitzt und die Welle (22), auf der die Wuchtmassen (18, 19, 25, 26, 27) angeordnet sind, in dieser Hohlwelle

(21) angeordnet ist und über deren Ende hinausreicht, und daß an den Enden der Hohlwelle (21) und der Welle (22) Steuereinrichtungen (32, 33, 34) zur Verstellung der Wuchtmassen (18, 19, 25, 26, 27) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung aus zwei Kupplungen (32,33), die im eingekuppelten Zustand die Hohlwelle (21) an die Spindel (12) bzw. die Welle

(22) an die Hohlwelle (21) kuppeln, und einem Stellmotor (34) besteht, der die Welle (22) antreiben kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige der Unwucht in bekannter Weise ein Schwingungsaufnehmer (38), ein Generator (39) zur Erzeugung einer der Spindeldrehzahl entsprechenden Wechselspannung und eine phasenempfindliche Detektorschaltung (40) vorgesehen sind, und daß die phasenempfindliche Detektorschaltung (40) an eine automatische Steuerung angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Steuerung eine Vergleichsstufe (42), in der das Ausgangssignal des Phasendetektors (40) mit einem Sollwert verglichen wird und die ein Einschaltsignal für den Stellmotor (34) und eine der Kupplungen (32,33) liefert, solange das Ausgangssignal größer als der Sollwert ist, und eine Differenzierstufe (53) aufweist, in der ein Signal entsprechend der Änderungsrate des Ausgangssignals erzeugt wird, und an die ein bistabiler Schaltkreis (49) angeschlossen ist, der bei positiver Änderungsrate die Drehrichtung des Stellmotors umkehrt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Änderungsrate des die Unwucht repräsentierenden Ausgangssignals als Sollwert für die Stellmotordrehzahl dient.

JO. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Differenzierstufe (53) ein Null-Diskriminator (54) angeschlossen ist, der bei einer Änderungsrate Null des Detektor-Ausgangssignals ein Signal liefert, mit dem über je einen bistabilen Schaltkreis (45, 63) die durch das Einschaltsignal von der Vergleichsstufe (42) eingeschaltete Kupplung (33) abgeschaltet und die andere Kupplung (32) eingeschaltet wird.
■11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsstufe (42) bei Gleichheit des Spannungsprodukts mit dem Sollwert ein dem Einschaltsignal entgegengesetztes Signal an den bistabilen Kreis (45) für die zweite Kupplung (32) liefert, so daß diese wiedrr abgeschaltet wird.