DE2137901C3 - 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 ziim 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 Verstellwellen 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 Auswuchteinheit 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-

ende vorgesehenen, mit der Hohlspindel umlaufenden reversiblen Synchrongetriebemoior 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 ei*\ar Richtung verstellbaren Wuchtmassen, die beidseits einer dritten Wuchtmasse in einem ro relativ zur Schleifscheibe verdrehbaren Gehäuse angeordnet sind, die gegenläufig verstellbar ist und das doppelte Wuchtmoment hat, besteht Dieser intere Stand der Technik ist in der nicht vorveröffentlichten D E-OS 20 01 830 niedergelegt. 1 _s

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 Wuchinia>>>>e;i 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 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle Wuchtmassen auf einer gemeinsamen, relativ zur Schleifscheibe und zum Gehäuse verdrehbarer. 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 w jsentlich 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 Suite der dritten Wuchtmasse zweckmäßig eine fünfte Wuchtmasse vorgesehen ist, deren Wuchwnoment gleich dem der vierten Wuchtmasse und dem Wuchtmoment des Ritzels ist. Wird 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 6$ bei der Vorrichtung nach dem älteren Vorschlag, sind die Wuchtmassen im wesfiitlichen 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 Wuchtmomenis 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 .ΐη Enden der Hohiwene und der welie Steuereinrichtungen zur Verstellung der Wuchtmassen vorgesehen sein. Der Vorzug dieser Anordnung besieht darin, daß bei manueller Betätigung der Steuereinrichtungen der Bedienurjsmann außerhalb des Bereichs der Schleifscheibe bleiben kann, so daß die Unfallgefahr erheblich verringert ist.

Die Unfallgefahr 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 bciiihren. 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 SrVildfscheibenspindel entspricht. Werden dazu mechanische oder elektrische Filter verwendet, so muß die Spindel während Jes Ausgleichsvorganges 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 Schleificheibenspindel 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 AllSWltrhtvnrrirhtnn« u»rmi»H>n

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 Schwingungsaufnehmer 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 >vird als »Wattmetermethode« bezeichnet. Bei dieser üblichen Wattmetermethode werden die um 90 phasenverschobenen Spannungskomponenten vom Generator nacheinander einer einzigen Multiplikationsund Integrationsschaltung zugeführt, zur Beschleunigung des Gesamt Vorganges ist es vorzuziehen, zwei Multiplikations- und Integrationsschaltungen zu verwenden, denen die beiden Spannungskomponenten gleichzeitig zugeführt werden, und die Ausgangssignale dieser beiden Schaltungen vektorieii zu addieren.

Diese Möglichkeit, bei beliebiger Spindeldrehzahl 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 Vergleichsstufe, 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 größer als der Sollwert ist, und eine Differenzierstufe 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 Änderungsrate die Drs/nrichtung 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 ausgereift sind, so daß sich die Steuerung sehr einfach aufbauen läßt.

Grundsätzlich ist es natürlich möglich, die Drehzahl des Stellmotors konstant vorzugeben, je nachdem, wie dieser feste Wert gewählt wird, ergibt sich dann aber bei großen Verstellwegen eine verhältnismäßig lange Zeit bis zur Erreichung des Ausgleichs, oder, wenn die Verstellgeschwindigkeit verhältnismäßig groß gewählt wird, besteht die Gefahr, daß der Ausgleich zur anderen Seite hin überfahren wird. Um beiden Gefahren aus dem Wege zu gehen, wird zweckmäßigerweise die Größe der Änderungsrate des die Unwucht repräsentierenden Detektor-Ausgangssignals als Sollwert für die Stellmotordrehzah! verwendet, so dab" 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 Dctektor-Ausgangssignals ein Signal

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 Deteku-f-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

F i g. I einen Längsschnitt durch einen Schleifspindelstock mit einer erfindungsgemäßen Feinauswuchtvorrichtung;

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

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie MI-IiI in Fig. 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 Feinauswuchtung mit der erfindungsgemäßen Feinauswuchtvorrichtung.

Der in F i g. 1 dargestellte Schleifspindelstock besteht aus einem nicht dargestellten Antriebsmotor, der über Keilriemen 11 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 Fig. € näher dargestellten Steuerteil besteht, der auf der der Schleifscheibe fernen Seite der Spindel 12 an diese angeflanscht ist.

Der mechanische Teil der Feinauswuchtvorrichtung besteht, vergleiche auch Fig. 2, aus einem Gehäuse 14 das mit Lagern 15 und 16 im Spindelkonus 17 drehbai gelagert ist. Im Gehäuse 16 sind zwei halbzylinderförmige Wuchtmassen 18 und 19 befestigt, beispielsweise mil Schrauben wie 20 (F i g. 4), und das Gehäuse 14 selbst isi mit einer Hohlwelle 21 verbunden, mit der es relativ zum Spindelkonus, und damit zur Schleifscheibe 13

verdreht werden kann.

In der Hohlwelle 21 isl eine massive Welle 22 drehbar angeordnet, die mit zwei Lagern Zi und 24 drehbar im Gehäuse 14 gelagert ist und drei relativ zum Gehäuse 14 verdrehbare Wuchtmassen 25, 26 und 27 trägt. Auch diese drei Wuchtmasscn sind halb/ylindnsch ausgeführt, wie am besten in ! ι g. i und ^ri erkennbar ist.

Die '/uchlm.issen 25 und 27. die symmetrisch zur Wuchtmasse 26 ungeordnet sind (Fig. 2) sind mit der Welle 22 verkeilt, werden also verdreht, sobald die Welle 22 relativ /ur 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 Kegclzahnrad 29 ausgebildet ist und dort mit einem Ritzel 30 kämmt, das drehbar in der am Gehäuse befestigten Wuchtmasse 19 gelagert ist (vgl. I·" i g. 2 und 4). Das Ritzel 30 kämmt seinerseits mit einem Linie liegen, so ist das gesamte Wuchtmoment der Vorrichtung gleich Null, sofern natürlich die drei beweglichen Wuchtmassen zusammen das gleiche Wuchlmomcnt erbringen wie die beiden festen Massen (8 und 19.

Die Hohlwelle 21 mit der darin befindlichen massiven Welle 22 führt durch die Spindel 12 über der Keilriemenantrieb hinaus; w:e besonders klar aus Γ i g. t ei kennbar ist, steht das finde der massiven Welle 22 auch noch über das finde der Hohlwelle 21 vor. Die Hohlwelle 21 ist über eine Kupplung 32 an die Spinde 12 gekuppelt, und über eine Kupplung 33 an die massive Welle 22. Die massive Welle 22 ist ihrerseits drehfest mil dem Wellenstummel eines Elektromotors 34 verbunden der über feststehende Bürsten 35 mit Strom versorgi wird. Die beiden Kupplungen 32 und 33 sine elektromagnetische Kupplungen, die über mit dei Spindel umlaufende Anschlüsse 36 mit Strom versorgi

r\ f-^CI/.dlltll dU .Jl, Ud.> Hill CIIICiIt HdUCIIdgCI JX Ui'CML/dl 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, '9, 25, 26 und 27 ergibt sich das maximale Wuchtmoment der Auswuchtvorrichtung, weil die Schwerpunkte aller fünf Wuchtmassen in einer Linie liegen. Werden nun die Wuch.inassen 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 Wuchlmassen 25 und 27 in der einen Richtung auf einem Kreisbogen v>n 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 Wuchtmasscn 25, 26 und 27 wandert damit um eine Strecke entsprechend eins minus Kosinrs des Verdrehungswinkels (1 —cos ■*) auf die Achse dei Welle 22 zu so daß der gemeinsame Schwerpunkt aller fünt Wuchtmassen svh um die Hälfte dieses Wertes verschiebt. Vorausgesetzt isl 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 wandernden Wuchtmasse 26 ist. Werden andere Massenverhältnisse gewählt, ändern sich die Verhältnisse entsprechend, ist das Wuchtmoment der feststehenden Massen nicht gleich dem der beweglichen Massen in der in Fig. 2 dargestellten Extremstellung, so ändert sich der Betrag, um den der Gesamtschwerpunkt, der ja für das Wuchtmoment maßgeblich ist, aus der Extremstellung 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 Zähnezahlen.

Werden die beweglichen Wuchtmassen aus der in 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

WCl UCII RUIIIICII.

Im Normalbetrieb der Schleifmaschine sind die Kupplungen 32 und 33 eingerückt, so daß sie selbst ebenso wie der Motor 34, mit der Spindel rotieren. Wire die Kupplung 32 durch ein Signal über die Klemmen 3( gelöst, so kann durch Stromzufuhr zum Motor 34, dei durch seine Verbindsung mit dem Kupplungsgehäuse 3/ auch weiterhin mit Spindeldrehzahl umläuft, die massive Welle 22 und die damit starr über die Kupplung 3: gekuppelte Hohlwelle 21 relativ zur Spindel 12 verdrehi werden, so daß alle fünf Wuchtmassen aus der in Fig.; dargestellten Stellung herausgeschwenkt werden, denr mit der Hohlwelle 21 wird auch das Gehäuse l<< verdreht und damit die Wuchtmassen 18 und 19. Diese; Verdrehen wird fortgesetzt, bis das Wuchtmoment dei erfindungsgemäßen Auswuchtvorrichtung der Unwuch der Schleifscheibe 13 genau gegenübersteht, wie da; auch bei den bekannten bzw. vorgeschlagenen Aus wuchtvorrichtungen geschieht.

Wird die Kupplung 32 wieder eingekuppelt und dafüi die Kupplung 33 gelöst, so wird beim Drehen de; Motors 34 die massive Welle 22 gegenüber der Spinde und der Hohlwelle 21 verdreht, so daß nur noch die beweglichen Wuchtmassen 25,26 und 27 gegenüber der im Gehäuse feststehenden Wuchtmassen 18 und 1? verdreht werden, so daß deren Wuchtmoment in dei beschriebenen Weise teilweise kompensiert wird, bi: d3s Wuchtmoment der Schleifscheibe 13 auch durch die Große des Wuchtmoments der Auswuchtvorrichtung auskompensiert ist, ebenso wie das bei den bekannter bzw. vorgeschlagenen Auswuchtvorrichtungen der FaI 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 dif Auswuchtvorrichtung relativ zur Spindel 12 Steher bleiben.

Es ist dabei zu beachten, daß die an den Wuchtmasser angreifenden Auswuchtkräfte weder während de: Verstellvorgangs noch im Ruhezustand eine Rückwir kung auf die Steuerorgane, nämlich die beider Kupplungen 32 und 33 und den Motor 34 haben, so daf. diese Steuerelemente nur außerordentlich kleine Dreh momente aufzubringen haben und deshalb außerordent lieh leicht ausgeführt werden können.

Mit der erfindungsgemäßen Auswuchtvorrichtung wie sie bisher beschrieben worden ist, d. h. einerr mechanischen Teil in der Schleifscheibennabe unc einem von außen steuerbaren Steuerteil aus zwe Kupplungen und einem Antrieb, in der dargestellter Form, zwei elektromagnetischen Kupplungen unc

einem Elektromotor, ist es auf sehr einfache Weise möglich, den Auswuchtvorgang zu automatisieren, und eine hierzu geeignete Schaltung ist in I ι 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 Wattmetermclhode die beiden Signale elektromagnetisch oder elektronisch verknüpft werden. Das dabei entstehende Ausgangssignal ist, wie bekannt, ein MaB 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. Ist 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 /, an das Gatter 43, das daraufhin ebenfalls Signal /. abgibt. Mit diesem Signal /, 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-Galter 48 wird ein weiterer Flip-Flop 49 gesetzt und werden Verzögerungsglieder 50 und 51 gestartei 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 die 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-Gatter55anzwei 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 gar nicht erst anstoßen wird. Durch das kurze Signal L vom Gatter 55 ist jedoch über ein ODER-Gatter 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 Differenzierstufe 53 Signal 0 an den Nulldiskriminator 54, der daraufhin Signal L abgibt, so daß das durch den gesetzen 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-Gatter 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 61 ?fird ein Verzögerungsglied 64 angestoßen, und sobald dessen Zeit abgelaufen ist, wird Flip-Flop 60 gelöscht und ein Flip-Flop 65 ge-ntzt, so daß ein UND-Gatter 66 vorbereitet wird. Weiterhin wird nach Ablauf des Ver/.ögeriingsgliedcs 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 Xl gelöst, wird nicht mehr die Winkellage der Ausgleichsunwucht, sondern der Betrag geändert, im übrigen laufen jedoch die gleichen

ίο Vorgänge ab wie zu Deginn des Betriebes mit gelöster Kupplung 32 beschrieben, d.h. die Vcr/.ögerungsglieder 50 und 51 sind angestoßen und der Nulldiskriminator 54 gibt ein Signal ab, je nachdem, ob und wie sich die Gcsamlunwucht 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 Differenzicrglicd 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 Zeitglicdes 5! das Gatter 57 Signal /. 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 desstn 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 nach 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 erforderlich wird, laufen die beschriebenen Vorgänge entsprechend ab.

Es können jedoch einige Sonderfälle in der Ausgangslage der Vorrichtung eintreten.

Der erste dieser Sonderfälle besteht darin, daß zu Beginn des Ausgleichsvorganges sich die Ausgleichsunwucht genau der Scheibenunwucht gegenüber befindet. Unabhängig von der Drehridhtung ergibt sich dann immer eine Erhöhung der Gesamtunwucht, so daß der Nulldiskriminator 54 auf jeden Fall Signal L liefert. Nach Ablauf der Zeitverzögerung 51 wird dadurch in der beschriebenen Weise eine Drehrichtungsumkehr des Motors 34 herbeigeführt, und anschließend wird in der beschriebenen Weise das Minimum wieder aufge sucht

Das gleiche gilt, wenn zu Beginn des Ausgleichsvorganges die Ausgleichsunwucht der Größe nach der Scheibenunwucht entspricht d. h. durch das Zeitglied 51 wird dafür gesorgt daß die Ausgleichsvorrichtung genügend weit aus der Ausgleichslage herausgefahren wird, um anschließend das genaue Minimum wieder zu suchen.

Ein weiterer Sonderfall besteht darin, daß zu Beginn

des Ausgleichsvorgangs die Teilgewichte der Vorrichtung sich etwa gegenüberstehen, so daß eine Lagever-"chiebiing k.ine merkliche Änderung der Gesamtunwucht ergibt. Der Nnllciiskriminatof 54 liefert deshalb dauernd Signal /., so daß zunächst in der beschriebenen Weise nach Ablauf der Ver/ögerungs/eit des Zeitgliedes 51 die iJrchrichttiiig 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 Vcrzögerungs/eit des Zeitglicdes 50, die größer ist als die des Zeitgliedes 51, an allen drei Eingangen Signal /. und liefert deshalb an seinem Ausgang ebenfalls Signal /.. Durch dieses Signal wird der flip-flop 49 gelöscht, so dal) 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 Zeitgiieu 5S an, so uaü der Motor 34 über das (latter 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 /. vom Zeitglied 58 erhält.

Nach Ablauf des Zeitglicdes 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-Flop:, 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 Auswucht Vorgang.

Fs 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 * Auswuchtvorgang etwa während der Verarbeitung eingeleitet wird. d. h. wenn die Schleifscheibe 13 in Fingriff mit einem Werkstück ist. Dazii kann beispiels weise im Zustellweg des Schleifspindelstocks ein Signalgeber vorgesehen sein, der das Signal von der

m 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 auvh ein Schütz vorgesehen werden, das anspricht.

is 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 fur diesen ergeben.

zt> Bei der in Fig. 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 Gesamfinwuchtminimum 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 (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Feinauswuchten von Schleifscheiben, bestellend aus zwei gemeinsam in einer S 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 hat, dadurch gekennzeichnet, 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^j5) drehfest mit der Welle verbunden ist und das andere (33) 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 (18) vorgesehen ist, deren Wuchtmoment gleich dem der vierten Wuchtmasse (19) und dem Wuchtmoinent des Ritzels (30) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wuchtmoment der vierten und fünften Wuchtmasse (18, 19) zusammen mit dem Wuchtmoment des Ritzels (30) 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 so 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

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet daß an die Differenzierstufe (53) ein Null-Diskriminator (54) angeschlossen ist, der bei einer Änderungsrate Nuii 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 Soliwert ein dem Einschal'.signal entgegengesetztes Signal an den bistabilen Kreis (45) für die zweite Kupplung (32) liefert, so daß diese wieder abgeschaltet wird.