DE2215002A1 - Auswuchtmaschine - Google Patents

Auswuchtmaschine

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DE2215002A1
DE2215002A1 DE2215002A DE2215002A DE2215002A1 DE 2215002 A1 DE2215002 A1 DE 2215002A1 DE 2215002 A DE2215002 A DE 2215002A DE 2215002 A DE2215002 A DE 2215002A DE 2215002 A1 DE2215002 A1 DE 2215002A1
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Otfrid Maus
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Carl Schenck AG
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Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
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Description

Carl Schenok Maschinenfabrik GmbH
22. Mlirz 1972
Auswuchtmaschino
Die Erfindung betrifft eine Auswuchtmaschine unterkritisch abgestimmt, zum Auswuchten eines Wuchtkörpers In mindestens zwei Ebenen, bei der die Wuchtkörperlagerung federelastisch abgestutzt wird, mit zwei ortsfest getragenen Meßwertumformern·
TJm die In einem rotierenden starren Prüfkörper vorhandenen Unwuchten in mehr als einer Ebene ausgleichen zu können, ist es nötig, den Unwuchtanteil der einen Ebene unbeeinflußt von dem Unwuchtanteil der anderen Ebene nach Richtung und {Jröße zu messen.
Bei einer bekannten Auawuchtmaschine der eingangs genannten Art ( Deutsche Auslegeschrift 1 698 164) sind dazu zwei Blattfedorpaare vorgesehen, wobei die Blattfedern de3 ersten Paares parallel angeordnet sind und die Achse des V/uchtkörpers in einer Richtung zwangfrei parallel führen; die Blattfedern des zweiten Paare3 werden von dem ersten Federpa-ar getragen und sind unter einem solchen Winkel zueinander geneigt angeordnet, daß ihre gedachten Verlängerungen sich in Höhe der einen Ausgleichsebene schneiden· Insgesamt sind mindestens vier Blattfedern erforderlich. Die Wirkungsrichtungen der beiden Meßwerturaformer stehen unter einem Winkel von 9o° zueinander, so daß bei der Messung ein Phasenschieber erforderlich 1st. Der Phasenschieber ist ein frequenzabhängiges Bauteil, das bei unterschiedlichen Drehzahlen jeweils neu abgeglichen werden muß,
Aufgabe der Erfindung Ist es daher eine Auswuchtmaschine der eingangs genannten Art so auszubilden, dafl ihr mechanischer und Gchaltungstechnischer Aufwand verringert wird* insbesondere die Anzahl der erforderlichen Federbauteilo verringert wird und ein Phasenschieber nicht mehr erforderlich Ist·
■; Π 9 8 U 2 I O η S 5
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine Feder an einem Ende ortsfest eingespannt ist und an ihrem anderen Ende an der Wuchtkörperlagerung eingespannt ist und daß an der Wuchtkörperlagerung ein biegesteifer Träger zur Ankopplung der beiden Meßwertumformer angebracht ist, wobei sich der Ankopplungspunkt des einen Meßwertumformer3 aus den Schnittpunkt der Tangenten an die Biegelinie der Feder in beiden Einspannstellen unter dynamischer Unwuchtwirkung ergibt und der Ankopplungspunkt des anderen Meßwertumformers nicht in diesem Schnittpunkt liegt.
Eine bevorzugte Federanordnung ist eine Biegefeder, oder mehrere Biegofedern oder es können zur erfindungsgemüßen Lösung auch Torsionsfedern und Kombinationen von Torsions- und Biegefedern, eingesetzt werden· .
Eine erfinderische Weiterbildung wird darin gesehen, daß mindestens eine zur Wuchtkörperdrchachs» parallele Biegefeder an einem Ende ortsfest eingespannt ist und an ihrem anderen Ende an der Wuchtkörperlagerung eingespannt ist und daß an dor Wuchtkörperlagerung ein biegesteifer Träger zur Ankopplung der beiden Meßwertumformer angebracht ist, wobei sich der Ankopplungspunkt des einem Meßwertumfomier3 aus dem Schnittpunkt der Tangenten an die Biegelinie der Feder in beiden Einspannstellen unter dynamischer Unwuchtwirkung ergibt und der Ankopplungspunkt dO3 anderen Meßwertumformers nicht in diesem Schnittpunkt liegt.
Unter dynamischer Unwuchtwirkung ist ein an der Wuchtkörperlagerung angreifendes reines Moment zu verstehen, das zu einer Verbiegung der Feder führt. Der 3ich ergebende Schnittpunkt der Tangenten in beiden Federeinspannstellen bezeichnet den Abstand des AnkopplungspunktS3 dos einen Maßwertumformers zur ortsfesten Einspannstelle· An diesem Ankopplungpunkt treten unter rein
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ORIGINAL JNSfECTfD
dynamischer Unwuchtwirkung koine seitlichen Auslenkungen auf, so daß der dort angekoppelte Meßwertumformer nur die statische Unwuchtwirkung erfaßt· Der andere nicht in diesem Schnittpunkt liegende Meßwertumfonaer erfaßt nun statisch und dynamisch Unwuchten·
Wird der Aufgabe der Erfindung entsprechend gefordert auch die dynamische Unwucht mit möglichst geringem Restanteil statischer Unwuchtwirkung zu erhalten, so ist eine erfindungsgemäße Lösung gekennzeichnet dadurch, daß mindestens eine xur Wuchtkörperdrehachse parallele Biegefeder an einem Ende ortsfest eingespannt ist,.und an ihrem anderen Ende an der Wuchtkörperlagerung eingespannt 1st, und daß an der Wuchtkörperlagerung ein biegeateifer Träger zur Ankopplung der beiden Meßwertumformer angebracht 1st, wobei sich der Ankopplungspunkt des einen Meßwert-Umformers au3 dem Schnittpunkt der Tangenten an die Biegelinie der Feder in beiden Einspannstellen unter dynamischer Unwuchtwirkung ergibt und der Ankopplungspunkt des anderen Meßwerturaformers sich aus dem Schnittpunkt der Tangenten an die Biegelinie dor Feder in beiden Einspannstellen unter Unwuchtwirkung in einer festgelegton Ebene ergibt.
Unter Unwuchtwirkung ist dabei allgemein, eine an der Wuchtkörperlagerung angreifende Einzelkraft zu verstehen, die die Feder auslenkt» Legt man an der wuchtkörpersoitigen Einspannstelle der Feder eins Tangente an deren Biegelinie, so schneidet diese Tangente die Tangente der anderen Einspannstelle, d.h. die Mittellinie der Feder in Ruhestellung, in einem Punkt, der den Abstand des Ankpplungspunktes des anderen Meßwertumformers von der ortsfesten Federeinspannung bezeichnet. Da dieser Ankopplungs« punkt bei Unwuchten in der gegebenen Ebene keine seitliche Auslenkung erfährt, nimmt der an dieser Stelle angekoppelte Meßwertumformer nur die Unwuchtwirkung, von in der anderen Ebene liegenden Unwuchten auf j d.h. der eine Meßwertumformer erhält
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ein Signal entsprechend der statischen Unwucht, (vektorielle Summe der beiden Einzelunwuchten) der andere Meßwertumformer erhält ein Signal, das der dynamischen Unwuchtwirlcung der in zweiten Ebene liegenden Unwucht entspricht· Unter Berücksichtigung des Ebenenabstandes kann diese direkt der zweiten Unwucht proportional gemacht werden, so daß die Differenz der beiden Signale wiederum der ersten Unwucht entspricht·
Aus den von beiden Meßwertumformern erhaltenen Signalen lassen sich daher ohne aufwendige Umformung in einem einzigen Prüflauf Angaben über die GrfJße der Unwucht in beiden Ebenen entnehmen. Die Bestimmung der Winkellage der Unwuchten erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise mittels einee Stroboskcps oder einer anderen Anzeigeeinrichtung, die die Phasenlage der Unwuchten anzeigt.
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß.die Feder über ihre gesamte wirksame Federlänge einen gleichförmigen Querschnitt aufweist und daß der Ankoppelungspunkt des einen Meßwertumformor3 in der Mitte der wirksamen Federlänge unJ der des anderen MeßwertUmformers im Abstand von einem Drittel der wirksamen Federlänge von der ortsfesten Einspannstelle liegt. Die wirksame Federlänge ist im allgemeinen verschieden vom Abstand zwischen den beiden Einspannstellen der Feder, d.h. sie stellt den Abstand zwischen den beiden wirksamen Federeinspannstellen dar.
Wenn keine Ausgleichsebene in der festgelegten Ebene liegt, übt der statische Anteil der Unwuchten der Ebenen ein zusätzliches Moment bezogen auf die festgelegte Ebene au3; um dessen Einfluß auf das Meßergebnis zu kompensieren, wird in noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß den Ausgangsspannungen
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der beiden Meßwerturaformer Kompensationsspannungen zugefügt werden, döron Größe dem Abstand einer der beiden Auswuchtebenen von der festgelegton Ebene entspricht und die der Ausgangsspannung dos jeweils anderen Meßwerturaformörs entnommen werden. Durch diese Momentenkorapensation wird erreicht, daß wieder das von dem einem Meßwertumformer erhaltene Signal der rein statischer Unwucht und das vom anderen Meßwerturaformer erhaltene Signal der dynamischen Unwucht* d.h. der Wirkung der in der zweiten Ebene liegenden Unwucht entspricht. Zweckmäßigerweise sind die beiden Meßwertumformer in einer gemeinsamen, die Wuchtkörperdrehachse enthaltenden Ebene angeordnet und die Feder ist in dieser Ebene blegeolaötisch, senkrecht zu dieser Ebene Jedoch biegestoif, Dabei wir d die Bewegungsmöglichkeit der Wucht körper lagerung auf eine Ebene beschränkt. Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß zitfisohen aen Signalen der beiden Meßwert uniformer keine unerwünschte Phasendifferenz besteht.
Die Feder kann als Blattfeder beliebigen über die LSnge nicht konstanten Querschnittes ausgeführt ßGinj statt dessen können auoh mehrere parallel© Blattfedern vorwendet werden, die zwischen sich die Wuchtkörperlagerung und beispielsweise einen Antriebsmotor aufnehmen können. Dio Feder kann auch durch zwei parallele Foderstäba gebildet werden, die in einer gemeinsamen, vorzugsweise dio Wuchtkörperdrehachse enthaltenden Nonnalebone zur Ebene der Meßwertumforraer liegen. Dadurch wird mit geringem Bauaufwand eine in einer Richtung biegeelastische, senkrecht dazu jedoch biogosteife Aufnahme für die Wuchtkörperlagerung geschaffen, wobei ausreichender Platz für den Antriebsmotor zwischen den Foderst&ben zur Verfügung steht. Die Knickgefahr dieser FederausfUhrurig ist besonders gering, so daß neben dem Gewicht des Antriebsmotors und der Wuchtkörperlagerung auch ein Wuchtkörpor von großem Gewiaht aufgenommen werden kann·
• 6 -
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©RiQiNAL INSfEGTiD
- 6 . 4.18%
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Feder als die Wuchtkörperlagerung und/oder den Wuchtkörperantrieb auf nehmende Rohrfeder ausgeführt ist;· Dabei kann die Feder zugleich die Funktion eines Maschinengehäuses erfüllen·
Da bei der erfindungsgemäßen Auswuchtmaschine die die Wuchtkörperlagerung tragenden Bauteile nur wenig Platz beanspruchen, ist der Wuchtkörper von allen Seiten gut zugänglich· Als Keßwertumformer können sowohl relativ als auch absolut messende Umformer verwendet werden·
Weitere Vorteile und Anwendungsinögliahkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Darstellung von Ausführunga«· beispielen und der Zeichnung. Es zeigen
Fig. 1 vereinfacht den Aufbau einer erfindungs-
gemäßen Auswuchtmaschine,
Fig, 2a und 2b scheraatiocho Skizzen zur Ermittlung der beiden Ankopplunsspunkte für die Moß· wertunifornieri
Fig. j5 eine erfindungsgemäße Auswuchtmaschine im Schnitt und
Fig. 4 einen Schnitt Iäng3 der Linie IV - IV in Fig. 3·
Fig. 1 zeigt stark vereinfacht den Aufbau der erfindungsgemäßen Auswuchtmaschine. Ein Fundament 1 trägt über eine Feder 2 eine Wuchtkörperlagerung J5> über der sich dor auszuwuchtende Wuchtkörper 4 befindet. Der Unwuchtausgleich soll in zwei Ebenen
-T-
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E, und E2 erfolgen. Kit der Wuchtkörper lagerung 3 ist ein Antriebsmotor 5 verbunden. Biegesteif ist an der Wuchtkörperlagerung 2 eln Träger β angebracht, an dem zwei Meßwerturaformer 7 und 8 angekoppelt sind, über einen Ständer 9 sind die beiden Meßwertumformer 7 und 8 mit dem Maschinenfundaraent 1 verbunden» Die Feder 2 ist an einer unteren Einspannstelle lo, wobei der Einfachheit halber die wirksame Federeinspannstelle mit der Oberfläche de3 Maschinenfundamentes X gleichgesetzt wird, mit dem Maschinonfundament 1 und an einer oberen Einspannstelle 11, wobei der Einfachheit halber die wirksame Federeinspannstelle . der Oberkante der Unwuchtkörperlagerung > gleichgesetzt wird, mit der Wuchtkörperlageruns 2 biegesteif verbunden.
Der Abstand A, des Ankopplungspunkte3 12 des Meßwertumforraers 7 am Träger 6 und der Abstand A* des Ankoppelungspunktes 12 des Moßwer'cümformex-s 8 am Träger 6 von der Ebone der wirksamen unteren FedQreinspannstelle Io werden auf die in den Figuren 2a und 2b skizzierte Weise ermittelt* Wenn an der oberen Einspannstelle der Feder 2 ein Moment M angreift, ergibt sich eine Federbiegelinie B1* Legt man bei dieser Beanspruchungsart die Tangente T, am oberen Federende an die Biegelinie B, der Feder 1, so sehneidet die Tangente T1 die unbelastete Feder, das ist zugleich die Tangente an die Biegelinie Bi in der unteren Einspannstelle lo, in einem Punkt, der άβΆ Abstand A« für den einen Ankoppolungspunkt 12 angibt (Fig. 2a).
Wenn man die Feder 2 an ihrem oberen Ende mit einer horizontalen Kraft F belastet, erhält man die Biegelinie B2* Die am oberen Federende an die Biegelini?? B2 gelegte Tangente T2 schneidet die Linie der unbelasteten Feder, das ist die Tangente an die Biegelinie B2 in der unteren Einspannstelle lo, in einem Punkt der den Abstand A2 für den zweiten Ankoppelungspunkt 13 liefert (Fig. 2b).
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Der Im Abstand A. an den Träger 6 angekoppelte Meßwertumformer 7 erfährt bei roiner Momentenbelastung keine Auslenkung (Fig. 2a)· Der im Abstand A2 am Träger 6 angekoppelte Moßwertumfonner 8 erfährt bei einer reinen Querkraftbelastung in der festgelegten Ebene (Fig· 2b) keine Auslenkung,
Bei dem in den Figuren? und 4 gezeigten Au3fUhrungsfcx3ispiel wird die Wuchtkörperlagerung 3 von einer Tragplatte 14 aufgenommen, an der der Motor 5 ^ängt und die mit zwei FederstUbon 2 verschraubt ist. An ihrem anderen Ende sind die Federstlibo 2 mit dem Maschinenfundament 1 verschraubt. Der Abstand der beiden Federstäbe 2 voneinander ist so groß, daß sie zwischen sich den Antriebsmotor 5 aufnehmen. Die Fedeiötäbe 2 und die Wuchtkörperdrehachse 16 liegen in einer gemeinsamen Ebene, die senkrecht zu einer die Wuchtkörperdrehachse 16 und die beiden Meßwertumformer 7 und 8 enthaltenden Ebene steht·
Di© Keßwertumformer 7 und 8 sind Schwingungsumformer, die z.B. als weg-, geschwindigkeits- oder beschleunlgupigsmessende Elemente ausgeführt sein können. Bei Ausführung als Relativaufnehmer sind sie Jeweils über ein biegsames Koppelglied 17 mit dem als Stab ausgeführten Träger 6 verbunden, der mit dem Gehäuse des Motors 5 biegesteif verschraubt ist« Dar gemeinsame Ständer 9 zur Aufnahme der beiden Meßwertumformer 7 und 8 ist an seinem Fuß mit dem Maschinenfundament 1 verschraubt.
Die von den beiden Keßwertumformern 7 und 8 gelieferten Signale werden einer Ebenentransformationsschaltung 18 zugeführt. Ein Umschalter 19 ermöglicht das Umschalten zwischen den Ebenen E. und E2* über einen Anzeigeverstärker 2o mit Filter wird das elektrische Signal einem Anzeigeinstrument 21 zugeführt, wo es unmittelbar als Unwuchtgröße für jede Ebene angezeigt werden kann«
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Da eich bei dem dargostollten Beispiel der Auswuchtung eines Kraftfahrzeugrades beide Ausgleichsebenen außerhalbNder Ebene der oberen Einspannstelle 11 der Federstäbe 2 befindet, wird durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Schaltung der Ausgangsspannung eines der beiden Meßwertumformer eine Kondensationsspannung zugefügt, deren Größe dem Abstand der Ebene E2 von dor wuchtkörperseitigen Federeinspannstelle H entspricht und die der Ausgangsspannung des anderen Meßwertumformers entnommen wird. Dadurch wird das durch den Abstand der Ebene E2 von der Einspannstelle 11 entstehende zusätzliche Moment eliüilniert. . ;
Der Querschnitt der Pederstäbe ist über die gesamte FederlSnge gleich; der obere Meßwertumformer 7 ist deshalb in der Mitte der wirksamen Federlitnge zwischen den Einspannstellen Io und 11 angekoppelt, während der Abstand dea Ankoppolungspunktea des unteren Maßwertaufnehmers 8 vom Maschinenfundament ein Drittel der wirksamen Federlänge beträgt.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche t
    1· Auswuchtmaschine unterkritisch abgestimmt zum Auswuchten eines Wuchtkörpers in mindestens zwei Ebenen, bei der die Wuchtkörperlageruns federelastisch abgestützt wird, mit zwei ortsfest getragenen Meßwortumformern, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Feder (2) an einem Ende (Io) ortsfest eingespannt ist und an ihrem anderen Ende (11) an der Wucht· körperlagerung (2) eingespannt ist und daß an der Wuchtkörporlagerung (3) ein biegesteifor Träger (6) zur Ankopplung der beiden Meßwertumformer (7*8) angebracht ist, wobol sich der Ankopplungspunkt (12) des einen Meßwertumforraors (7) au3 dem Schnittpunkt der Tangenten an die Biegellnio (B1) der Feder (2) in beiden Einspannstellen (lo,ll) unter dynamischer Unwuchtwirkung ergibt und dor Ankopplungspunkt (13) des anderen MeßwertUmformers (8) nicht in diesem Schnittpunkt liegt.
    2. Auswuchtmaschine nach Anspruch I0 dadurch ge· kennzeichnet, daß mindestens eine zur Wuchtkörperdrehachse (16) parallele Biegefeder (2) an einem Ende (lo) ortsfest eingespannt ist und an ihrem anderen Ende (11) an der Wuchtkörperlagerung (2) eingespannt ist und daß an der Wuchtkörperlagerung (3) ein biegesteifer Träger (6) zur Ankopplung der beiden Meßwertumformer (7*8) angebracht ist, wobei sich der Ankopplungspunkt (12) des einen Meßwertumformera (7) au3 dem Schnittpunkt der Tangenten an die Biegelinie (Bj) der Feder (2) in beiden Einspannstellen (Ιο,ΙΙ) unter dynamischer Unwuchtwirkung ergibt und der Ankopplungspunkt (IJ) dee anderen Meß-
    30 9842/005 5 - ll
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    wertumformers (8) nicht in diesem Schnittpunkt liest·
    Auswuchtmaschine unterkritisch abgestimmt zum Auswuchten eines Wuchtkö*rper3 in mindestens zwei Ebenen, bei der die Wuchtkörperlagerung federelastisch abgestützt wird* mit zwo! orts·■/ fest getragenen MeBwertumforpern, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine zur Wucht körperdrehachse (16) parallele Biegefeder (^) an-eiiiem Endo (Iq) .. ortsfest eingespannt ist, und an ihrem .-anderen Ende (11) an der Wuchtkörperlagerung (3) eingespannt ist, und daß an der WucJatkörperlagarung (3) ein biegesteifer Träger (6) zur Ankopplung der beiden Meßwerturaformer (7*8) angebracht -1st» wobei sich der Ankopplungspunkt (12) des einen Meßviert\imformers(7) aus dem Schnittpunlct der Tangenton an die Biegelinie (B^) der Feder (2) in beiden Einspannstellen (lo,ll) unter dynamischer Unvnichtwirkung ergibt und der Ankopplungspunkt (13) des anderen H&ßwertum^o^niers (8) sich.aus dem Schnittpunkt der Tangenten, aa.dlö Biegelinie - (B2) der Feder (2) in beidert Einspannsteljen (Ιο,ΙΙ) unter tftiwuchtwirkung l.n einer festgelegten Ebene {E^ bzw. Eg bzw· 11) ergibt·
    Auswuchtmaschine nach Anspruch 2 und 3» da- Ί durch gekennzeichnet, -daß die Feder (2) über ihre gesamte wirksame Federlänge ©inen gleichförmigen Querschnitt aufweist, der Ankopplungspunkt {12} des einen Meßwertumformera (7) in
    3 OS 842
    4.184 - 12 ·
    der Mitte der wirksamen Federlänge und der des anderen Meßwertumformer3 (8) im Abstand von einem Drittel der wirksamen Feder· länge von der ortsfesten Einspannstelle (Io).
    5· Auswuchtmaschine nach Anspruch 1 bis 3># bei der keine der Auswuchtebenen in der fest· gelegten Ebene liegt, dadurch gekennzeichnet, daß den Ausgangsspannungen der beiden Meßumformer (7 bzw .8) KompensatIonsspannungon zugefügt werden, deren Größe dem Abstand einer der beiden Auswuchtebenen (E2 bzw. E.) von der festgelegten Ebene (E1 bzw. E2) entspricht und die der Ausgangsspannung de3 Jeweils anderen MeßwertUmformers (8 bzw* 7) ent· nonimen werden·
    6. Auswuchtmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßwert umformer (7,8', in einer gemeinsamen die Wuchtkörperdrehachse (16) enthaltenden Ebene angeordnet sind und die Feder (2) in dieser Ebene biegeelastisch, senkrecht zu dieser Ebene jedoch biegesteif ist.
    7· Auswuchtmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (2) als Blattfeder ausgeführt ist.
    8· Auswuchtmaschine nach Anspruch 6, dadurchgekennzeichnet, daß die Feder (2) als mehrere parallele Blattfedern ausgeführt ist.
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    4.184
    9· Auswuchtmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (2) als zwei parallele Federstäbe ausgeführt ist, die in einer gemeinsamen, vorzugsweise die Wuchtkörperdrehachse (16) enthaltenden Normalebena zur Ebene der Meßwertumforraer * (7,3) liegen·
    lo· - Auswuchtmaschine nach Anspruch 1.» dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als die leuchtkörper lagerung und/oder den Wuchtkörperantrieb aufnehmende Rohrfeder aufgeführt ist.
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