DE2527592C3 - Vorrichtung zur Bestimmung der statischen Unwucht eines Prüfkörpers - Google Patents
Vorrichtung zur Bestimmung der statischen Unwucht eines PrüfkörpersInfo
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Description
30
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung
der statischen Unwucht eines Prüfkörpers mit einem Aufnahmeteller, der in mindestens zwei Freiheitsgraden gegen die Wirkung einer Gegenkraft in einem
Kardanrahmen und in bezüglich der Kardanachsen J5
radialen Richtungen durch Wälzlager und in axialer Richtung der Kardanachsen durch axial starre Torsionsstäbe
gelagert ist.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-AS 16 10 667 bekannt.
Damit der Wuchtkörper mit seinem Sollschwerpunkt sich über den Kardandrehpunkt befindet, sind Auswuchtwaagen
mit elektromagnetischer Kompensation bekannt (DE-PS 16 48 510), bei denen der Aufnahmeteller
in zwei Freiheitsgraden beweglich gelagert ist und welcher durch eine durch die Kompensationseinrichtung
erzeugte Gegenkraft jeweils in die Ausgangslage zurückgebracht wird. Kompensationseinrichtungen sind
auch bei Wiegevorrichtungen, die nicht für die statische Unwuchtmessung geeignet sind, bekannt (DE-AS
11 94 167).
Trotz dieser bekannten Kompensationseinrichtungen ergeben sich bei Auswuchtwaagen mit kardanischer
Lagerung noch Schwierigkeiten. Zur kardanischen Lagerung der Aufnahmeteller werden in aller Regel S5
Rillen- oder Schrägkugellager verwendet. Diese bekannten Kugellager sollen in Richtung der Kardanachse
gesehen sowohl die radiale als auch die axiale Fixierung des Aufnahmetellers gewährleisten.
Die Lagerung in radialer Richtung verursachte ^0
hierbei keine Probleme, jedoch konnte eine axiale Lagerung nur durch eine entsprechende Anpreßkraft
der Kugellagerflanken in axialer Richtung erzielt werden, um ein Spiel zwischen der Kardanlagerung und
dem Gehäuse der Auswuchtwaage zu verhindern. 6;
Der Nachteil dieser Lagerung besteht darin, daß durch die starken Anpreßkräfte aufgrund der Reibung
ein Moment um die jeweilige Kardanachse auftritt.
Dieses durch die Reibung bewirkte Moment löst eine Hysterese aus, welche das Auflösungsvermögen und die
Auswuchtgenauigkeit der Auswuchtwaage stark verschlechert Es besteht daher die Gefahr, daß trotz eines
ideal ausgewuchteten Körpers auf dem Aufnahmeteller infolge der Lagerreibung, insbesondere in Richtung der
Kardanachsen, eine Unwucht angezeigt wird, die nicht vorhanden ist Dieser angezeigte Wert entspricht dann
dem Reibungswert der Lagerung.
Wenn die Anpreßtkraft der Kugellagerflanken in axialer Richtung der Kardanachsen gering ist, kann
durch Druck oder Stoß der Aufnahmeteller verschoben werden, was bei Rülenkugellagerung auch eine radiale
Laufachsenänderung hervorrufen kann und zu Fehlmessungen führt. Dieser Druck oder Stoß kann beispielsweise
beim Einlagern des Wuchtkörpers auftreten, so daß der Kardandrehpunkt aus einer Ursprungslage
auswandert. Die Meßelektronik wird in diesem Fall eine Unwucht anzeigen, obwohl keine vorhanden ist
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Bestimmung der statischen Unwucht eines Prüfkörpers
zu schaffen, die ein gutes Auflösungsvermögen hat und eine sichere und praktisch reibungsfreie Lagerung
des Aufnahmetellers gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Kardanrahmen an beiden Enden eier einen Kardanachse in Wälzlagern am Maschinengehäuse und
der Aufnahmeteller am Kardanrahmen an beiden Enden der anderen Kardanachse ebenfalls in Wälzlagern
gelagert sind und die in der einen Kardanachse liegenden Torsionsstäbe mit den einen Enden am
Maschinengehäuse und mit den anderen Enden am Kardanrahmen und die in der anderen Kardanachse
liegenden Torsionsstäbe mit den einen Enden am Kardanrahmen und mit den anderen Enden am
Aufnahmeteller befestigt sind und daß in bekannter Weise Meßwertaufnehmer mit dem Aufnahmeteller
verbunden sind.
Bevorzugt sind die Wälzlager als Tonnenlager ausgebildet und die Torsionsstäbe können auch
biegeweich ausgebildet sein.
Bei der Vorrichtung zur Bestimmung der statischen Unwucht, welche aus der deutschen Auslegeschrift
18 10 667 bekannt ist, erfolgt die Lagerung des Aufnahmetellers so, daß in jeder der beiden Kardanachsen
ein Torsionsstab am einen Ende in Kugellagern gelagert ist, während die anderen Enden dieser
Torsionsstäbe am Aufnahmeteller bzw. an einem Rahmen starr befestigt sind. Die beiden anderen
Torsionsstäbe sind an beiden Enden jeweils starr mit dem Aufnahmeteller und dem Rahmen verbunden,
wobei letztere Torsionsstäbe zur Ermittlung der Unwuchtkräfte mit Dehnungsmeßstreifen versehen
sind. Die Torsionsstäbe nehmen hierbei jedoch auch das Gewicht des Prüflings auf, so daß die Meßgenauigkeit
beeinträchtigt ist. Im Gegensatz dazu wird bei der Erfindung das Gewicht des Prüflings durch die
Wälzlager aufgenommen, und die Unwucht wird mittels am Aufnahmeteller angreifenden Meßwertaufnehmern
ermittelt. Die Unwuchtermittlung erfolgt dabei möglichst verlustfrei, da die kardanische Lagerung, welche in
bezug auf die Kardanachsen sowohl in axialer als auch in radialer Richtung praktisch reibungsfrei ist, eine
starre Abstützung in Richtung der Kardanachsen gewährleistet, so daß an den Kugellagerflanken der
Wälzlager keine Anpreßkräfte auftreten, die Reibungskräfte hervorrufen. Eine hieraus resultierende Hystere-
se ist ausgeschlossen, so daß eine erhöhte Meßgenauigkeit und ferner eine bessere Justage der Auswuchtwaa-•je
möglich wird.
In den Figuren wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Anhand dieser Figuren soll die
Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Auswuchtwaage entlang den Linien C-D in F i g. 2 und
Fig.2 eine Draufsicht durch einen horizontalen Schnitt der Auswuchtwaage in Fig. 1 entiang der
Schnittlinie A 3.
Die in den Figuren dargestellte Auswuchtwaage weist eine Aufnahmevorrichtung 2 auf, auf welcher mittels
eines Zentrierdornes 3 ein zu messender Wuchtkörper 1 genau mittig mit seinem Sollschwerpunkt ausgerichtet ,,
werden kann. Die Aufnahmevorrichtung 2 befindet sich auf einem Aufnahmeteller 4, auf welchem sie mit nicht
näher dargestellten, bekannten Mitteln befestigt werden kann. Jede Aufnahmevorrichtung 2 ist dem jeweiligen
zu messenden Wuchtkörper angepaßt.
Der Aufnahmeteller 4 ist an einem Maschinengehäuse 5 kardanisch gelagert, so daß er um beispielsweise zwei
Kardanachsen Bewegungen ausführen kann. Auslenkungen des Aufnahmetellers 4 aus der Waagrechten, die
durch Unwuchten hervorgerufen werden, können durch Meßwertaufnehmer 10 und U, welche insbesondere als
Kraftmeßaufnehmer ausgeführt sind, aufgenommen werden. Diese Meßwertaufnehmer 10 und 11 können
außerdem mit einer bekannten Kompensationseinrichtung versehen sein, die gesteuert vom Ausschlag des -J0
Aufnahmetellers 4 eine Gegenkraft erzeugen, die den Aufnahmeteller 4 wieder in die Ausgangslage zurückführt
Außerdem sind mit dem Aufnahmeteller 4 Meßwertaufnehmer 12 und 13 verbunden, weiche die statische
Absenkung des Aufnahmetellers 4, welche z. B. durch das Gewicht des Wuchtkörpers 1 hervorgerufen wird,
ausgleichen. Die Meßwertaufnehmer 10, 11, 12, 13 können am Maschinengehäuse 5 befestigt sein. Abtastmittel
7 der Meßwertaufnehmer sind mit dem Aufnahmeteller 4 verbunden.
Für die kardanische Lagerung des Aufnahmetellers 4 sind Wälzlager 14 und 18 vorgesehen. Diese Wälzlager
sind in einem Achsenkreuz der Kardanlagerung angeordnet. Der Aufnahmeteller 4 ist über die
Wälzlager 14 an Lagerbolzen 15, welche an einem Kardanring 16 befestigt sind, um eine der beiden
40 Kardanachsen schwenkbar gelagert Die Wälzlager 14 sind dabei in Stegen 20, welche sich am Aufnahmeteller
4 befinden, angeordnet Der Kardanring 16 wird seinerseits in Wälzlagern !8 gelagert, die um 90°
versetzt sind gegenüber den Wälzlagern 14. Die Wälzlager 18 sind in Stegen 8, welche am Maschinengehäuse
5 befestigt sind, untergebracht Die Lagerung des Kardanrings 16 erfolgt über Lagerbolzen 9, welche am
Kardanring 16 befestigt sind Man erhält hierdurch eine um eine zweite Kardanachse schwenkbare Lagerung
des Kardanrings 16 am Maschinengehäuse 5. Die zweite Kardanachse ist gegenüber der Kardanachse, welche
durch die Wälzlager 14 verläuft um 90° versetzt Um eine ausreichende Abstützung gegenüber dem Maschinengehäuse
zu gewährleisten, sind die Wälzlager 18 in entsprechenden Stützen 8 am Gehäuse untergebracht
Man erhält hierdurch die bezüglich der beiden Kardanachsen radiale Lagerung des Aufnahmetellers 4.
Die Wälzlager 14 und 18 für die radiale Fixierung des Kardanrings 16 und des Aufnahmetellers 4 sind als
Tonnenlager ausgebildet
Die axiale Lagerung erfolgt durch axial starre Torsionsstäbe 17 und 19. Die Torsionsstäbe 17 sind mit
ihren einen Enden am Aufnahmeteiler 4 und mit ihren anderen Enden am Kardanring 16 befestigt Die beiden
anderen Torsionsstäbe 19 sind um 90° versetzt zu den Torsionsstäben 17 angeordnet und sind mit ihren einen
Enden am Kardanring 16 und mit ihren anderen Enden an ortsfest am Maschinengehäuse 5 angeordneten
Stegen 6 befestigt. Die Enden der Torsionsstäbe 17 und 19 sind mit an sich bekannten, nicht näher dargestellten
Mitteln an den jeweiligen Bauteilen befestigt. Beim Ausführungsbeispiel fallen die Torsionsachsen der
Torsionsstäbe 17 und 19 mit den Kardanachsen zusammen. Die Torsionsstäbe können auch biegeweich
ausgebildet sein.
Um die wirksame Länge der Torsionsstäbe 19 zu erhöhen, können sich diese durch die Lagerbolzen 9
erstrecken und im Kardanring 16 befestigt sein.
Die Torsionsstäbe 17 und 19 haben außer der sicheren und reibungsfreien axialen Fixierung noch den weiteren
Vorteil, daß sie bei einer durch eine Unwucht hervorgerufene Auslenkung in ihre Ausgangslage
zurückstreben und damit auch die geringen, noch verbleibenden Reibungen in den Wälzlagern 14 und IS
kompensieren.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Vorrichtung zur Bestimmung der statischen Unwucht eines Prüfkörpers mit einem Aufnahmeteller,
der in mindestens zwei Freiheitsgraden gegen die Wirkung einer Gegenkraft in einem Kardanrahmen
und in bezüglich der Kardanachsen radialen Richtungen durch Wälzlager und in axhler Richtung
der Kardanachse durch axial starre Torsionsstäbe gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kardanrahmen (16) an beiden Enden der einen Kardanachse in Wälzlagern (18) am Maschinengehäuse
(5) und der Aufnahmeteller (4) am Kardanrahmen an beiden Enden der anderen Kardanachse
ebenfalls in Wälzlagern (14) gelagert sind und die in der einen Kardanachse liegenden Torsionsstäbe (19)
mit den einen Enden am Maschinengelläuse und mit den anderen Enden am Kardanrarnien und die in der
anderen Kardanachse liegenden Torsionsstäbe (17) mit den einen Enden am Kardanrahmen und mit den J0
anderen Enden am Aufnahmeteller befestigt sind und daß in bekannter Weise Meßwertaufnehmer (10
bis 13) mit dem Aufnahmeteller verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wälzlager (14,18) als Tonnenlager ausgebildet sind.
Priority Applications (3)
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|
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