DE2215002B2

DE2215002B2 - Unterkritisch abgestimmte Auswuchtmaschine

Info

Publication number: DE2215002B2
Application number: DE2215002A
Authority: DE
Inventors: Helmut 6110 Dieburg Frank; Otfrid 6100 Darmstadt-Arheilgen Maus; Endre Dipl.-Ing. 6100 Darmstadt Tary
Original assignee: Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1972-03-28
Filing date: 1972-03-28
Publication date: 1974-03-14
Also published as: ATA693972A; JPS565927B2; DE2215002C3; GB1397866A; JPS499284A; US3812725A; IT972859B; FR2177956A1; CH551620A; DE2215002A1; AT343384B; FR2177956B1

Description

Eine bevorzugte Federanordnung ist eine Biegefe- spannstelle liegt. Die wirksame Federtänge ist im all-

der, oder mehrere Biegefedern oder es können zur gemeinen verschieden vom Abstand zwischen den

erfindungsgemäßen Lösung auch Torsionsfedern und beiden Einspannstellen der Feder, d. h. sie stellt die

Kombinationen von Torsions- und Biegefedern ein- freie Federlänge dar. gesetzt werden. 5 Wenn keine Ausgleichsebene in der festgelegten

Unter dynamischer Unwuchtwirkung ist ein an der Ebene liegt, übt der statische Anteil der Unwuchten Wuchtkörperlagerang angreifendes reines Moment der Ebenen ein zusätzliches Moment bezogen auf die zu verstehen, das zu einer Verbiegung der Feder festgelegte Ebene aus; um dessen Einfluß auf das führt. Der sich ergebende Schnittpunkt der Tangen- Meßergebnis zu kompensieren, wird in noch weiterer ten in beiden Federeinspannstelbn bezeichnet den io Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß den Abstand des Ankopplungspunktes des einen Meß- Ausgangsspannungen der beiden Meßwertumformer wertumformers zur ortsfesten Einspannstelle. An die- Kompensationsspannungen zugefügt werden, deren sem Ankopplungspunkt treten unter rein dynami- Größe dem Abstand einer der beiden Auswuchtebescher Unwuchtwirkung keine seitlichen Auslenkun- nen von der festgelegten Ebene entspricht und die gen auf, so daß der dort angekoppelte Meßwertum- 15 der Ausgangsspannung des jeweils anderen Meßwertformer nur die statische Unwuchtwirkung erfaßt. Der uniformers entnommen werden. Durch diese Moandere nicht in diesem Schnittpunkt liegende Meß- mentenkompensation wird erreicht, daß wieder das wertumformer erfaßt nun statisch und dynamisch von dem einem Meßwertumformer erhaltene Signal Unwuchten. der rein statischen Unwucht und das vom anderen

Wird der Aufgabe der Erfindung entsprechend ge- 20 Meßwerrumformer erhaltene Signal der dynamischen

fordert auch die dynamische Unwucht mit möglichst Unwucht, d. h. der Wirkung der in der zweiten

geringem Restanteil statischer Unwuchtwirkung zu Ebene liegenden Unwucht entspricht. Zweckmä-

erhalten, so ist eine erfindungsgemäße Lösung da- ßigerweise sind die beiden Meßwertumfonner in

durch gekennzeichnet, daß der Ankopplungspunkt einer gemeinsamen, die Wuchtkörperdrehachse ent-

des anderen Meßwertumformers sich aus dem 25 haltenden Ebene angeordnet und die Feder ist in die-

Schnittpunkt der Tangenten an die Biegelinie der Fe- ser Ebene biegeelastisch, senkrecht zu dieser Ebene

der in beiden Einspannstellen unter Unwuchtwirkung jedoch biegesteif. Dabei wird die Bewegungsmöglich-

In einer festgelegten Ebene ergibt. keit der Wuchtkörperlagerung auf eine Ebene be-

Unter Unwuchtwirkung ist dabei allgemein, eine schränkt. Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß an der Wuchtkörperlagerung angreifende Einzelkraft 30 zwischen den Signalen der beiden Meßwertuniformer zu verstehen, die die Feder auslenkt. Legt man an keine unerwünschte Phasendifferenz besteht, der wuchtkörperseitigen Einspannstelle der Feder Die Feder kann als Blattfeder beliebigen über die eine Tangente an deren Biegelinie, so schneidet diese Länge nicht konstanten Querschnittes ausgeführt Tangente die Tangente der anderen Einspannstelle, sein; statt dessen können auch mehrere parallele d. h. die Mittellinie der Feder in Ruhestellung, in 35 Blattfedern verwendet werden, die zwischen sich die einem Punkt, der den Abstand des Ankopplungs- Wuchtkörperlagerung und beispielsweise einen Anpunktes des anderen Meßwertumformers von der triebsmotor aufnehmen können. Die Feder kann orsfesten Federeinspannung bezeichnet. Da dieser auch durch zwei parallele Federstäbe gebildet wer-Ankopplungspunkt bei Unwuchten in der gegebenen den, die in einer gemeinsamen, vorzugsweise die Ebene keine seitliche Auslenkung erfährt, nimmt der 40 Wuchtkörperdrehachse enthaltenden Normalebene an dieser Stelle angekoppelte Meßwertumformer nur zur Ebene der Meßwertumformer liegen. Dadurch die Unwuchtwirkung, von in der anderen Ebene lie- wird mit geringem Bauaufwand eine in einer Richgenden Unwuchten auf; d.h. der eine Meßwertum- tung biegeelastische, senkrecht da?:u jedoch biegeformer erhält ein Signal entsprechend der statischen steife Aufnahme für die Wuchtkörperlagerung geUnwucht, (vektorielle Summe der beiden Einzelun- 45 schaffen, wobei ausreichender Platz für den Anwuchten) der andere Meßwertumformer erhält ein triebsmotor zwischen den Federstäben zur Verfügung Signal, das der dynamischen Unwuchtwirkung der in steht. Die Knickgefahr dieser Federausführung ist der zweiten Ebene liegenden Unwucht entspricht. besonders gering, so daß neben dem Gewicht des Unter Berücksichtigung des Ebenenabstandes kann Antriebsmotors und der Wuchtkörperlagerung auch dieses direkt der zweiten Unwucht proportional ge- 50 ein Wuchtkürper von großem Gewicht aufgenommen macht werden, so daß die Differenz der beiden Si- werden kann, gnale wiederum der ersten Unwucht entspricht. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausftih-

Aus den von beiden Meßwertumformern erhalte- rungsform ist vorgesehen, daß die Feder als die nen Signalen lassen sich daher ohne aufwendige Um- Wuchtkörperlagerung und/oder den Wuchtkörperanformung in einem einzigen Prüflauf Angaben über 55 trieb aufnehmende Rohrfeder ausgeführt ist. Dabe die Größe der Unwucht in beiden Ebenen entneh- kann die Feder zugleich die Funktion eines Maschinen. Die Bestimmung der Winkellage der Unwuch- nengehäuses erfüllen.

ten erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise mittels Da bei der erfindungsgemäßen Auswuchtmaschine

eines Stroboskops oder einer anderen Anzeigeein- die die Wuchtkörperlagerung tragenden Bauteile nui richtung, die die Phasenlage der Unwuchten anzeigt. 60 wenig Platz beanspruchen, ist der Wuchtkörper voi

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Er- allen Seiten gut zugänglich. Als Meßwertumforme!

findungsgedankens ist vorgesehen, daß die Feder können sowohl relativ als auch absolut messend!

über ihre gesamte wirksame Federlänge einen gleich- Umformer verwendet werden,

förmigen Querschnitt aufweist und daß der Ankopp- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in de lungspunkt des einen Meßwertumformers in der 65 nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnun

Mitte der wirksamen Federlänge. und der des ande- gen beschrieben. Es zeigt

ren Meßwertumformers im Abstand von einem Drit- F i g. 1 vereinfacht den Aufbau einer erfindungsge

tel der wirksamen Federlänge von der ortsfesten Ein- mäßen Auswuchtmaschine,

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Fig. 2 a und 2b schematische Skizzen zur Ermitt- mer 8 erfährt bei einer reinen Querkraftbelastung in

lung der beiden Ankopplungspunkte für die Meß- der festgelegten Ebene (Fig. 2b) keine Auslenkung,

wertumformer, Bei dem in den Fig.3 und4 gezeigten Ausfüh-

Fig, 3 eine erfindungsgemäße Auswuchtmaschine rungsbeispiel wird die Wuchtkörperlagerung3 von

im Schnitt und 5 einer Tragplatte 14 aufgenommen, an der der Mo-

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linm IV-IV in tor5 hängt und die mit zwei Federstäben 2 ver-

Fig. 3. schraubt ist. An ihrem auderen Ende sind die Feder-

Fig. 1 zeigt stark vereinfacht den Auibau der er- stäbe2 mit dem Maschinenfundament 1 verschraubt, findungsgemäßen Auswuchtmaschine, Ein Funda- Der Abstand der beiden Federstäbe 2 voneinander ist mentl trägt über eine Feder 2 eine Wtichtkörperla- io so groß, daß sie zwischen sich den Antriebsmotor 5 gerung3, über der sich der auszuwuchtende Wucht- aufnehmen. Die Federstäbe 2 und die Wuchtkörperkörper 4 befindet. Der Unwuchtausgleich soll in zwei drehachse 16 liegen in einer gemeinsamen Ebene, die Ebenen E₁ und E₂ erfolgen. Mit der Wuchtkörperla- senkrecht zu einer die Wuchtkörperdrehachse 16 und gerung 3 ist ein Antriebsmotor S verbunden. Biege- die beiden Meßwertumformer 7 und 8 enthaltenden steif ist an der Wuchtkörperlagerung 3 ein Träger 6 15 Ebene steht.

angebracht, an dem zwei Meßwertumformer 7 und 8 Die Meßwertumformer 7 und 8 sind Schwingungsangekoppelt sind. Über einen Ständer 9 sind die bei- umformer, die z. B. als weg-, geschwindigkeits- oder den Meßwertumformei 7 und 8 mit dem Maschinen- beschleunigungsmessende Elemente ausgeführt sein fundament 1 verbunden. Die Feder 2 ist an einer un- können. Bei Ausführung als Relativaufnehmer sind teren Einspannstelle lö, wobei der Einfachheit hai- ao sie jeweils über ein biegsames Koppelglied 17 mit ber die wirksame Federeinspannstelle mit der Ober- dem als Stab ausgeführten Träger 6 verbunden, der fläche des Maschinenfundamentes 1 gleichgesetzt mit dem Gehäuse des Motors 5 biegesteif verschraubt wird, mit dem Maschinenfundament 1 und an einer ist. Der gemeinsame Ständer 9 zur Aufnahme der oberen Einspannstelle 11, wobei der Einfachheit hai- beiden Meßwertumformer 7 und 8 ist an seinem Fuß ber die wirksame Federeinspannstelle der Oberkante 25 mit dem Maschinenfundament 1 verschraubt,
der Unwuchtkörperlagerung 3 gleichgesetzt wird, mit Die von den beiden Meßwertum'ormern 7 und 8 der Wuchtkörperlagerung 3 biegesteif verbunden. gelieferten Signale werden einer Ebenentransforma-

Der Abstand A_x des Ankopplungspunktes 12 des üonsschallung 18 zugeführt. Ein Umschalter 19 er-Meßwertumformers 7 am Träger 6 und der Abstand möglicht das Umschalten zwischen den Ebenen E₁ A_t des Ankopplungspunktes 13 des Meßwertumfor- 30 und E₂. über einen Anzeigeverstärker 20 mit Filter mers 8 am Träger 6 von der Ebene der wirksamen wird das elektrische Signal einem Aczeigeinstrument unteren Federeinspannstelle 10 werden auf die in 21 zugeführt, wo es unmittelbar als Unwuchtgröße den Fig. 2a und 2b skizzierte Weise ermittelt. für jede Ebene angezeigt werden kann
Wenn an der oberen Einspannstelle 11 der Feder 2 Da sich bei dem dargestellten Beispiel der Ausein Moment M angreift, ergibt sich eine Federbiegeli- 35 wuchtung eines Kraftfahrzeugrades beide Ausgleichsnie B₁. Legt man bei dieser Beanspruchungsart die ebenen außerhalb der Ebene der oberen Einspann-Tangente T₁ am oberen Federende an die Biegelinie stelle 11 der Federstäbe 2 befindet wird durch eine B₁ der Feder 1, so schneidet die Tangente T₁ die un- in der Zeichnung nicht dargestellte Schaltung der belastete Feder, das ist zugleich die Tangente an die Ausgangsspannung eines der beiden Meßwertumfor-Biegelinie B₁ in der unteren Einspannstelle 10, in 40 mer eine Kompensationsspannung zugefügt, deren einem Punkt, der den Abstand A_x fur den einen An- Größe dem Abstand der Ebene E, von der wuchtkopplungspunKt 12 angibt (Fig. 2 a) körperseitigen Federeinspannstelle 11 entspricht und

Wenn man die Feder1 an1 ihrem oberen Ende mit die der Ausgangsspannung des anderen Meßwertume^er horizontalen Kraft F belastet, erhalt man die formers entnommen wird Dadurch wird das durch BiegelmieB die am oberen Federende an die Bie- _4S den Abstand der Ebene E₂ von der Einspannstelle 11 gehme B₂ gelegte Tangente J₂ schneidet die Linie entstehende zusätzliche Moment eliminiert
der unbelasteten Feder, das ist die Tangente an die Der Querschnitt der Federstäbe ist über die ge-Biegel.nie B₂ m der unteren Einspannstelle 10, m samte Federlänge gleich; der obere Meßwertumfore.nem Punkt der den Abstand Λ, fur den zweiten mer 7 ist deshalb in der Mitte der wirksamen Feder-Ankoppelungspunkt 13 liefert (Fig. 2b) ₅₀ länge zwischen den Einspannstellen 10 und 11 ange-_Λ Der im Abstand ^t₁ an den Trager 6 angekoppelte koppelt während der Abstand des Ankoppelunis-Meßwertumformer 7 erfahrt bei remer Momentenbe- punktes des unteren Meßwertaufnehmers 8 vom Malastung kerne Auslenkung (Fig.2a). Der im Ab- schinenfundament ein Drittel der wirksamen Federstand A₂ am Träger 6 angekoppelte Meßwertumfor- länge beträgt wirksamen Peeler

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

9. Auswuchtmaschine nach Anspruch 6, da- Patentanspriiche: durch gekennzeighnet, daß die Feder (2) aus zwei parallelen Federstäben besteht, die in einer ge-

1. Unterkritisch abgestimmte Auswuchtma- meinsamen, vorzugsweise die Wachtkörperdrehscbine mit federelastisch abgestützter Wuchtkör- 5 achse (16) enthaltenden Normalebene zur Ebene perlagerung und mit zwei ortsfest getragenen der Meßwertumformer (7, 8) liegen.
Meßwertumformern zum Auswuchten eines 10. Auswuchtmaschine nach Anspruch 1, da-Wuchtkörpers in mindestens zwei Ebenen, da- durch gekennzeichnet, daß die Feder als die durch gekennzeichnet, daß die Wucht- Wuchtkörperlagerung und/oder den Wuchtkörkörperlagerung in an sich bekannter Weise mit- io perantrieb aufnehmende Rohrfeder ausgeführt tels parallel zur Wuchtkörperdrehachse angeord- ist.

neter an einem Ende (10) ortsfest und an ihrem
anderen Ende (11) an der Wuchtkörperlagerung
(3) eingespannter Federn (2) erfolgt, jedoch derart, daß an der Wuchtkörperlagerung (3) ein bie- 15

gesteifer Träger (6) zur Ankopplung der beiden
Meßwertumformer (7,8) angebracht ist, wobei
sich der Ankopplungspunkt (12) des einen Meßwertumformers (7) aus dem Schnittpunkt der Die Erfindung betrifft eine unterkritisch abge-Tangenten an die Biegelinie (B₁) der Feder (2) in »o stimmte Auswuchtmaschine mit federelastisch abgebeiden Einspannstellen (10, 11) unter dynami- stützter Wuchtkörperlagerung und mit zwei ortsfest scher Unwuchtwirkung ergibt und der Ankopp- getragenen Meßwertumiormern zum Auswuchten Iungspunkt (13) des anderen Meßwertumformers eines Wuchtkörpers in mindestens zwei Ebenen.
(8) nicht in diesem Schnittpunkt liegt. Um die in einem rotierenden starren Prüfkörper

2. Auswuchtmaschine nach Anspruch 1, da- 35 vorhandenen Unwuchten in mehr als einer Ebene durch gekennzeichnet, daß die Feder (2) eine ausgleichen zu können, ist es nötig, den Unwuchtan-Biegefeder ist. teil der einen Ebene unbeeinflußt von dem Unwucht-

3. Auswuchtmaschine nach Anspruch 1 und/ anteil der anderen Ebene nach Richtung und Größe oder2, dadurch gekennzeichnet, daß der An- zumessen.

kopplungspunkt (13) des anderen Meßwertum- 30 Bei einer bekannten Auswuchtmaschine der emformers (8) sich aus dem Schnittpunkt der Tan- gangs genannten Art (deutsche Auslegeschrift genten an die Biegelinie (B_s) der Feder (2) in bei- 1 698 164) sind dazu zwei Blattfederpaare vorgeseden Einspannstellen (10, IA) unter Unwuchtwir- hen, wobei die Blattfedern des ersten Paares parallel kung in einer festgelegten Ebene (E₁ bzw. E₂ angeordnet sind und die Achse des Wuchtkörpers in bzw. 11) ergibt. 35 einer Richtung zwangfrei parallel führen; die Blattfe-

4. Auswuchtmaschine nach den Ansprii- dein des zweiten Paares werden von dem ersten Fechen 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die derpaar getragen und sind unter einem solchen Win-Feder (2) über ihre gesamte wirksame Federlänge kel zueinander geneigt angeordnet, daß ihre gedacheinen gleichförmigen Querschnitt aufweist, der ten Verlängerungen sich in Höhe der einen Aus-Ankopplungspunkt (12) des einen Meßwertum- 40 gleichsebene schneiden. Insgesamt sind mindestens formers (7) in der Mitte der wirksamen Feder- vier Blattfedern erforderlich. Die Wirkungsrichtunlänge und der des anderen Meßwertumformers gen der beiüen Meßwertumformer stehen unter (8) im Abstand von einem Drittel der wirksamen einem Winkel von 90° zueinander, so daß bei der Federlänge von der ortsfesten Einspannstelle (10) Messung ein Phasenschieber erforderlich ist Der angeordnet ist. 45 Phasenschieber ist ein frequenzabhängiges Bauteil,

5. Auswuchtmaschine nach Anspruch 1 bis 3, das bei unterschiedlichen Drehzahlen jeweils neu abbei der keine der Auswuchtebenen in der festge- geglichen werden muß.

legten Ebene liegt, dadurch gekennzeichnet, daß Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Aus-

den Ausgangsspannungen der beiden Meßumfor- wuchtmaschine der eingangs genannten Art so auszu-

mer (7 bzw. 8) Kompensationsspannungen züge- 50 bilden, daß ihr mechanischer und schaltungstechni-

fügt werden, deren Größe dem Abstand einer der scher Aufwand verringert wird, insbesondere die

beiden Auswuchtebenen (E₂ bzw. E₁) von der Anzahl der erforderlichen Federbauteile verringert

festgelegten Ebene (E₁ bzwf E₂) entspricht und wird und ein Phasenschieber nicht mehr erforderlich

die der Ausgangsspannung des jeweils anderen ist.

Meßwertumformers (8 bzw. 7) entnommen werden. 55 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

6. Auswuchtmaschine nach einem oder mehre- löst, daß die Wuchtkörperlagerung in an sich beren der Anspiüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich- kannter Weise mittels parallel zur Wuchtkörperdrehnet, dai3 die beiden Meßwt,rtumformer (7,8) in achse angeordneter an einem Ende ortsfest und an einer gemeinsamen die Wuchtlcörperdrehachse ihrem anderen Ende an der Wuchtkörperlagerung (16) enthaltenden Ebene angeordnet sind und die 60 eingespannter Federn erfolgt, jedoch derart, daß an Feder (2) in dieser Ebene biegeelastisch, senk- der Wuchtkörperlagerung ein biegesteifer Träger zur recht zu dieser Ebene jedoch biegesteif ist. Ankopplung der beiden Meßwertumformer ange-

7. Auswuchtmaschine nach Anspruch 6, da- bracht ist, wobei sich der Ankopplungspunkt des durch gekennzeichnet, daß die Feder (2) als einen Meßwertumformers aus dem Schnittpunkt der Blattfeder ausgebildet ist. 65 Tangenten an die Biegelinie der Feder in beiden Ein-

8. Auswuchtmaschine nach Anspruch 6, da- spannstellen unter dynamischer Unwuchtwirkung erdurch gekennzeichnet, daß die Feder (2) aus gibt und der Ankopplungspunkt des anderen Meßmehreren parallelen Blattfedern besteht. wertumformers nicht in diesem Schnittpunkt liegt.