DE2225120C3 - Auswuchtvorrichtung zum Ausgleich von rotierenden Maschinenteilen, insbesondere Schleifscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auswuchtvorrichtung zum Ausgleich von rotierenden Maschinenteilen, insbesondere Schleifscheiben, während der Drehung, bestehend aus einem kreisförmigen auf einer schwingfähig gelagerten Spindel im Bereich des rotierenden Teiles vorgesehenen Laufring und einer Anzahl von selbsteinstellbaren Gewichten, die in dem Laufring während der Rotation der Spindel rollen und derartige Lagen darin

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einnehmen, daß Unwuchten des rotierenden Teiles kor-

^Derartige Auswuchtvorrichtungen sind bereits bekannt Zum selbsttätigen Auswuchten wird das in einer Führung liegende abgefedeite Vorderlager der das auszuwuchtende sich drehende Teil tragenden Spindel freigegeben, so daß die Spindel dann mit ein,-r Frequenz schwingen kann, welche niedriger als die Be triebsdrehzahl ist. Dabei hat die Spindel mit dem unwucmbehafteten Teil das Bestreben um ihre freie Achse welche durch den Schwerpunkt des Körpers geht, umzulaufen. Als Ausgleichsglieder dienen drei Kugeln, die in einer konzentrischen Laufbahn des Spin delkoofes hegen. Diese Kugeln werden durch einen unter Federdruck stehenden Spannbolzen festgehalten. Durch hydraulisches Anheben des Bolzens können sie jedoch während des Auswuchtens freigegeben werden. Auf die Kugel werden Kräfte ausgeübt, die bestrebt sind die Lage der Kugeln zu verändern, bis die freie Achse der Spindel mit der Spindelachse übereinstimmt. Die gelösten Kugeln stellen sich somit bei der umlaufenden Schleifspindel so ein. daß die Unwucht des Schleifkörpers aufgehoben wird und die zunächst unruhig laufende Spindel wieder mittig lauft. Sobald eine an die Spindel angesetzte Meßuhr einen festen Wort an zeigt, können die Kugeln und das vordere Spindellager wieder festgeklemmt werden. (Zeitschrift »Werkstatts-Technik und Maschinenbau«. 1953. Heft 2. S. 72.)

Bekannt ist auch eine Auswuchtvorrichtung /um Ausgleich von rotierenden Maschinenteilen, insbesondere Schleifscheiben während der Drehung, bei der durch eine in der Spindel und koaxial zu dieser gelagerte erste Welle der Schwerpunkt eines Ausgleichsgewichtes radial zur Drehachse ausgelenkt und durch eine die erste Weüe koaxial umschließende Hohlwelle in seinem Winkel zu einer eventuell die Spindel beeinflussenden Unwucht verändert werden kann. Das Aus gleichgewicht ist um einen außermittig an der zur relativen Winkclverstellung dienenden Hohlwelle angeordneten Bolzen derart verschwerkbar gelagert und von einer solchen Form, daß der Schwerpunkt der gesain ten Anordnung im unverschwenkten Zustand des Gewichts in die Drehachse der Spindel fällt und bei axialem Verschieben der ersten Welle radial ausgeienkt wird. Diese bekannte Auswuchtvorrichtung ist mit einem Signalwerk für die Unwucht ausgestattet, welches aus einem elektrischen Schwinger, einem selektiven Verstärker und aus einem auf die Schwingung geeichten Gerät besteht, wobei die Schwingungsamplitude des Spindelgehäuses an diesem Gerät ablesbar ist. Das Spindelgehäuse selbst ist hier jedoch nicht schwingungsfähig aufgehängt. (Deutsche Patentschrift 1 573 809.) Bei einer weiteren bekannten Auswucht vorrichtung für einen fliegend auf einer Spindel gelagerten Rotor, insbesondere Schleifscheibe, sind zwei Ausgleichsgewichte vorgesehen, von denen das eine durch eine in Richtung der Spindelachse verlaufende innere Welle, das andere durch eine hierzu gleichachsi ge mittlere Hohlwelle und beide gemeinsam durch eine äußere, auf der Spindel sitzende Hohlwelle relativ zur Spindel verstellbar sind. In einer mittigen Längsbohrung der Spindel sind als längliche Körper ausgebildete Ausgleichsgewichte angeordnet, die im Querschnitt die Form eines der Bohrung entsprechenden Kreisringsektors aufweisen. Auch hier werden lediglich die durch die Unwucht verursachten Vibrationen des Gehäuses mit Hilfe eines Aufnehmers gemessen und zur Anzeige gebracht. (Deutsche Auslegeschrift 1 249 561.)

Schließlich ist auch eine Auswuchtvorrichtung der

i-gangs definierten Art bekanntgeworden, bei der zur

Frfcöhung der Auswuchtwirkung die das auszuwuchten

IfeTeilbzw. Schleifscheibe tragende Spindel derart be-

eeiich gelagert ist, daß das vom auszuwuchtenden 5 Teil bzw- Schleifscheibe abliegende Ende der Spindel Kreisbewegungen ausführen kann. Wenn das auszu -htende Teil oberhalb einer kritischen Geschwindig ^T _gec|_reht wird, versucht dieses Teil um seinen Srf,werpunkt _zu drehen, so daß die Ausgleichsgewicht och dann von selbst um die Achse der Spindel in einer Weise verteilen daß eine Drehung um die geometriorhe Achse wieder hergestellt wird. (USA. Patentschrift 2 507 558.)

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe be teht darin, die Auswuchtvorrichtung der eingangs defi erten Art hinsichtlich einer einfachen und sicheren Konstruktion und Betriebsweise auszugestalten

Die^e Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß ein die Spindel enthaltender Gehäuseteil im Bereich des vom rotierenden Teil abliegenden Fndes der Spindel um eine senkrecht zur Spindelachse verlau !ende Achse schwenkbar an einem ortsfesten Auflager Belagert ist und daß im Bereich des anderen Fndes der Snindel eine Federstange die Drehbewegung des Ge häuseteils um die senkrecht zur Spmdelachse verlaufende Achse begrenzt. Es hat sich gezeigt, daß die Spindel lediglich in einer Ebene schwingfähig gelagert zu werden braucht, damit -.cn die gewünschte Wirkung bzw richtige Anordnung der Auswuchtgewicht ein-Stellen kann. Die erfindungsgemäße Lagerung cer Spindel ist vergleichsweise äußerst einfach aufgebaut und sie führt auch zu einer sehr reinen, von Störfaktoren und Oberwellen freien Eigenschwingung der schwingfähig gelagerten Anordnung. Zur Erzielung 3Ϊ einer genauen Anordnung der Auswuchtgewichte ist eine solche möglichst reine Schwingung erforderlich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind wahlweise betätigbare Einrichtungen vorgesehen, um das Gehäuseteil nach erfolgtem Ausgleich an dem Auflager wieder festzuklemmen. Bei dieser Ausführungs form kann zweckmäßig das eine Ende der Federstange in dem Auflager und das andere Ende in dem Gehäuserdjiet sein.

I, , einzelnen kann die Erfindung dadur eine vorteilhafte Weiterbildung erfahren, daß ein is: altantrieb für die Spindel ut.d eine Drehmomentskupplung /wischen dem Kraftantrieb und der Spindel vorgesehen ist. Eine ungedämpfte und reine mechanische Schwingung wird auch dadurch begünstigt, daß die Schwenkachse des Gehäuseteiles die Achse der Spindel schneidet.

Weiter ist die Drehmomentkupplung im Bereich des Schnittpunktes der Schwenkachse und der Achse der Spindel angeordnet. Die Schwenkverbindung zwischen Gehäuseteil und Auflager besteht zweckmäßig aus einer axialbeweglichen Welle und weiter weisen die Klemmvorrichtungen einen Betätigungsmechanismus zum Bewegen der Welle in Axialrichtung auf, um das Gehäuseteil in Eingriff mit dem Auflager zu bringen. . Schließlich kann auch bei einer zweckmäßigen Ausführungsform vorgesehen sein, daß wahlweise betätigbare Einrichtungen zur Erzeugung einer begrenzten Axialbewegung der Federstange vorhanden sind, um das Spindelgehäuse während des Ausgleichsvorganges von dem Auflager wegzubewegen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht einer Auswuchtvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung,

F i g. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht längs der Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht längs der Linie 3-3in Fig. 1.

F ig.4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 in F i g 1 und

F i g. 5 eine Schnittansicht einer abgehandelten Ausfünrungsform des Spindelantriebes.

In den Zeichnungen ist die Auswuchtvorrichtung in Verbindung mit einer Schleifmaschine veranschaulicht, deren Einzelheiten nicht beschrieben werden, da sie keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden. Bei der veranschaulichten Vorrichtung ist eine Schleifscheibe 10 (F^:. g. 1 und 2) auf einem Flansch ! 1 montiert, der an einem Ende einer Spindel 12 vorgesehen ist. Die Spindel ist in einem Spindelgehäuse 13 mittels eines Vorder- und eines Hinterlagers 14 bzw. 15 gelagert. Eine Axialbewegung der Spindel ist durch ein Drucklager Ib und einen Kragen 17 verhindert, die auf gegenuberlie genden Seiten des Lagers 14 angeordnet sind Die Antriebskraft für die Spindel und die Schleifscheibe wird durch einen Motor (nicht dargestellt) geliefert, welcher eine Riemenscheibe 18 auf der Spindel mittels mehre rerV-Riemen 19 antreibt.

Das Gehäuseteil 13 ist verschwenkbar auf einem Auflager mittels einer Achse 26 (F 1 g. 4) montiert, welche an dem Gehäuse im Be.eich des Hinterlagers 15 befestigt .si. Die Achse ist senkrecht zur Spindel verlaufend angeordnet und ermöglicht eine Schwenkbewegung des Gehäuses in einer Ebene parallel zur Achse der Spindel. Die Achse weist einen Flansch 2, und einen Zapfen 28 auf. welche in entsprechenden Bohrungen aufgenommen sind, die für sie in dem Uehauseteil 13 vorgesehen sind. Die Achse 26 ist an dem Gehäuseteil 13 mittels Schrauben 29 befestigt, die durch den Flansch 27 hindurch in den Korper des Gehäuses eingre.fen. Eine Bohrung 24 ist in dem Auflager 25 für die Aufnahme von Nadellagern 30 vorgesehen, welche die Achse in dem Auflager lagern

An seinem Vorderende, d.h. das der Schleifscheibe 10 benachbarte Ende, ist das Gehäuseteil 13 mit einer Bohrung zur Aufnahme eines Endes einer redersiange 31 ,ersehen, welche mittels einer Klemmschraube 32 darm festgelegt ,st. Die Federstange 31 verläuft durch eine Öffnung 33 in der Wandung des Auflagers 25 und ist gleitbar in e.ner Hülse 34 aufgenommen die fest in einer in dem Auflager 25 ausgebildeten Strebe 39 befestigt ist. Somit ist eine Schwenkbewegung des Gehäuseteil 13 durch die Auslenkung der Federstange 31 begrenzt. Da das der Schleifscheibe benachbarte Ende des Gehäuseteiles 13 frei um die Achse der Schwenkachse 26 schwenken kann, wenn ^e Schleifscheibe oberhalb ihrer kritischen Geschwindigkeit gedreh wird, kann das Auswuchten der Schleifscheibe erreicht werden, indem eine Anzahl von Gewichten 35 (H 1 g. i) freigelassen wird, die in einem Laufring 36 laufen welcher in dem Flansch 11 der Spindel konzentrisch angeordnet ist. Nachdem das Auswuchten erfolgt ist, können die Gewichte 35 in ihrer erreichten Lage m, teIs eines Flansches 37 auf dem Ende e.nes Stößels 38 festgeklemmt werden, welcher im Inneren der Spindel 12 axial gleitbar ist. Die Ausgleichgew.chte tonnen in der Form von Stahlkugeln vorliegen, wobei drei derartige Kugeln bei der bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sind.

Nachdem das Auswuchten durchgeführt ist, ist es erforderlich, das Gehäuseteil 13 gegen eine Bewegung in bezug auf das Auflager 25 festzuklemmen, um somit eine feste Abstützung für die Schleifscheibe zu bilden. Zu diesem Zweck sind Klemmeinrichtungen an beiden Enden des Gehäuseteiles vorgesehen, wobei die Klemmeinrichtung am Vorderende die Form einer Klemmklaue 42 (Fig 4) hat, die mit einem Endabschnitt 43 wiegend in einer Ausnehmung aufgenommen ist, welche in einem an dem Auflager 25 befestigten Block 44 ausgebildet ist. An ihrem gegenüberliegenden Ende ist die Klaue mit einer abgeschrägten Klemmfläche 45 versehen, welche gegen eine entsprechende Oberfläche anliegt, die auf der Unterseite des Gehäuses vorgesehen ist. Auf der Oberseite des Gehäuses, der Klaue 42 gegenüberliegend, ist eine feste Klemmklaue 46 vorgesehen, welche mittels Schrauben 47 an dem Auflager befestigt ist und die eine abgeschrägte Klemmfläche 48 aufweist, welche in Eingriff mit einer entsprechenden Oberfläche an dem Gehäuse steht.

Die Betätigung der Klemmklaue 42 erfolgt mittels eines Kolbens 49. welcher eine über ein Gelenk 51 mit der Klaue 42 verbundene Kolbenstange 50 aufweist. Der Kolben wird nach rechts oder in die Klemmlage mittels einer Anzahl von Tellerfedern 52 gezwungen, die zwischen dem Kolben und dem Ende einer Führungshülse 53 für die Kolbenstange 50 wirksam sind. Eine Bewegung des Kolbens nach links oder in die ausgerückte Lage erfolgt mittels Hydraulikdruck, der über einen Hydraulikverstärker 54 auf den Kolben aufgebracht wird. Diese Einrichtung besteht aus einem großen Kolben 55 und einem kleinen Kolben 56, die als einzelne Einheit ausgebildet sind und gemeinsam in ihren entsprechenden Zylindern arbeiten. Went, folglich die Leitung 57 mit Hydraulikdruck beaufschlagt wird, bewegt sich der Kolben 55 nach links, wodurch der kleine Kolben 56 die in dem den Kolben 49 einschließenden Zylinder befindliche Hydraulikflüssigkeit zusammendrückt und den Kolben nach links bewegt. Dadurch wird die Klaue 42 gelöst und die Fläche 48 bewegt sich von der festen Klaue 46 aufgrund des Unwuchtgewichtes des Vorderendes des Gehäuses weg, welches sich darauf um den Schwenkpunkt gegen die Kraft der Federstange 31 dreht. Naehfüllflüssigkeit für die Zylinder wird durch eine Leitung 58 und ein Rückschlagventil 59. wie in F i g. 4 veranschaulicht, geliefert.

Das Riemenscheibenende des Gehäuseteiles 13 kann an das Auflager 15 mittels eines ähnlichen Mechanismus festgeklemmt werden, welcher an der Gelenkachse 26 angeordnet ist. Unter erneuter Bezugnahme auf F i g. 4 ist zu sehen, daß das entfernte Ende der Schwenkachse ein Drucklager 62 aufnehmen kamt, welches mittels Teflerfedem 63 einem Axialdruck ausge setzt ist die durch eine auf das Ende der Achse aufgeschraubte Schneßmutter 64 zusammengepreßt sind. Somit sind die Schwenkachse und das an dieser befestigte Gehäuseteil 13 normalerweise in der Ansicht von F i g. 4 nach rechts gedruckt um das Riemenscheiben ende des Gehäuseteiles in klemmenden Eingriff mn dem Auflager zu zwingen. Dieser Druck oder Kraft kann durch die wahlweise Beaufschlagung einer Leitung 65 mh hydraulischem Druck entlastet werden, welche an einen Zylinder angeschlossen ist. der einen Kolben 66 mit einer Kolbenstange 67 enthalt, welche gegen das Ende der Gelenkachse 26 anliegt.

Um eine freie Schwenkbewegung des Gehäuseteiles 13 im Bereich der Federstange 31 zu gewährleisten, ist Vorsorge getroffen, daß die Federstange wahlweise in der Ansicht von F i g. 3 über eine kleine Entfernung nach links bewegt werden kann, die ausreicht, daß ein freier Raum zwischen dem Gehäuse und dem Auflager 25 verbleibt. Der hierfür vorgesehene Mechanismus ist am besten in F i g. 2 veranschaulicht, und weist einen an dem Auflager bei 68 angelenkten Hebel 67 auf, dessen

«o einer Arm an dem Innenende der Federstange 31 anliegt. Das andere Ende des Hebels ist mittels eines Kolbens 69 betätigbar, welcher in einem hierfür in der Strebe 39 vorgesehenen Zylinder arbeitet. Wenn der Zylinder über die Leitung 70 mit Druck beaufschlagt

'5 wird, verschwenkt der Kolben 69 den Hebel über seinen Angelpunkt und drückt die Federstange 31 in dem Maße nach außen, wie dies durch einen Grenzanschlag 71 zugelassen ist. Entsprechend einer Axialbewegung der Federstange 31 in der Hülse 34 muß diese lediglich

*> ausweichen, um eine Reibungsberührung zwischen den benachbarten Oberflächen des Gehäuseteiles 13 und des Auflagers 25 zu verhindern. Eine Stangenbewegung zwischen 0,0762 und 0,127 mm reicht normalerweise aus. um dies zu gewährleisten.

*5 In F i g. 5 ist eine abgewandelte Form des Spindelantriebes veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform ist eine Drehmomentkupplung 75 zwischen der Antriebsriemenscheibe und der Spindel 12 angeordnet, um somit den FJnfluß der Bandspannung von der Schwenkbewegung des Gehäuseteiles 13 um die Achse 26 während der Auswuchtvorgänge auszuschalten. Ein Antriebsmotor (nicht dargestellt) treibt eine Riemenscheibe 76 mittels einer Anzahl von V-Riemen 77 wie in der zuvor beschriebenen Weise. In diesem Fall jedoch ist die Riemenscheibe 76 auf dem Außenende eines Wellenstummels 78 montiert welcher in Lagern 79 gelagert ist. die in einem an dem Auflager 25 befestigten Halter 80 montiert sind. Der Wellenstummel 78 ist an dem Eingangsteil der Kupplung 75 befestigt. Der Abtriebsteil der Kupplung ist mit der Spindel 12 verbunden, um diese in der angestrebten Weise anzutreiben. Da die Kupplung an einer Stelle dicht im Bereich der Schwenkachse des Gehäustteiles 13 auf seinem Auflager angeordnet ist. besteht hier eine minimale Behinderung der Schwenkwirkung des Gehäuses durch den Antrieb

Die Auswuchtvorrichtung der vorliegenden Erfindung arbeitet in der folgenden Weise: Immer wenn es notwendig ist den drehbaren Teil 10 auszuwuchten.

werden die Klemmeinrichtungen freigelassen und das Teil IO mit einer derartigen Geschwindigkeit angetrieben, daß die Periode der Drehung die natürliche Frequenz der auf der Federstange 31 abgestützten, aus Schleifscheibe und Spindeigehause bestehenden Korn bination übersteigt Die Auswuchtgewichte 35 werden dann freigelassen, damit sie sich in Lagen bewegen können, in denen sie wirksam werden, Unwuchten des drehbaren Teiles auszugleichen. Anschließend werden die Gewichte in ihren Lagen mittels des Stößels 38 (F i g. 2) festgeklemmt wonach das Gehäuseteil 13 an dem Auflager 25 durch Entlasten des die Leitungen 57. 65 und 70 beaufschlagenden Hydraulikdruckes festgeklemmt. Das drehbare Teil ist nun ausgewuchtet und die Maschine ist betriebsbereit. «5

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche: 2

1. Auswuchtvorrichtung zum Ausgleich von rotierenden Maschinenteilen, insbesondere Schleifscheiben, während der Drehung, bestehend aus einem kreisförmigen auf einer schwingfähig gelagerten Spindel im Bereich des rotierenden Teiles vorgesehenen Laufring und einer Anzahl von selbsteinstellbaren Gewichten, die in dem Laufring während der >° Rotation der Spindel rollen und derartige Lagen darin einnehmen, daß Unwuchten des rotierenden Teiles korrigiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spindel (12) enthaltende Gehäuseteil (13) im Bereich des vom rotierenden »5 Teil (10,11) abliegenden Endes der Spindel (12) um eine senkrecht zur Spindelachse verlaufen«.^ Achse (26/ schwenkbar an einem ortsfesten Auflager (25) gelagert ist und daß im Bereich des anderen Fndes der Spindel (12) eine Federstange (31) die Drehbewegung des Gehäuseteils (13) um die senkrecht zur Spindelachse verlaufende Achse (26) begrenzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wahlweise betätigbare Einrichtungen (42-59. 62-71), um das Gehäuseteil (13) nach erfolgtem Ausgleich an dem Auflager (25) festzuklemmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Federstange (31) in dem Auflager (25) und das andere Ende in dem Gehäuseteil (13) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kraftantrieb für die Spindel (12) und eine Drehmomentskupplung (75) zwischen dem Kraftantrieb und der Spindel (12) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse des Gehäuseieils (13) die Achse der Spindel (12) schneidet

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentkupplung (75) im Bereich des Schnittpunktes der Schwenkachse und der Achse der Spindel (12) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkverbindung zwischen Gehäuseteil (13) und Auflager (25) aus einer axial beweglichen Welle (26) besteht und daß die Klemmvorrichtungen (42 bis 59. 62 bis 71) einen Betätigungsmechanismus (62 bis 67) zum Bewegen der Welle (26) in Axialrichtung aufweisen, um das Gehäuseteil (13) in Eingriff mit dem Auflager (25) zu bringen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise betätigbare Einrichtungen (67 bis 71) zur Erzeugung einer begrenzten Axialbewegung der Federstange (31) vorgesehen sind, um das Spindelgehäuse (13) während des Ausgleichs-Vorganges von dem Aviflager (25) weg/ubewegen.