DE2639268A1

DE2639268A1 - Vorrichtung zur bestimmung der unwuchtwinkelstellung bei einer auswuchtmaschine fuer drehkoerper

Info

Publication number: DE2639268A1
Application number: DE19762639268
Authority: DE
Inventors: Luigi Buzzi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-10-27
Filing date: 1976-09-01
Publication date: 1977-04-28
Also published as: US4063461A; CH610404A5

Description

hNE 6300 Gießen, den 30.8.1976

biPU-iNG. H. MISSLiNG
DiPL-ING. R. S C H L E E S/B 12.941 ^ ^ ^ ^

dipl.-ing.a.;/hssl!hg . 2639268

QlESSEN, Bisniarctatraße 43 y

Herrn Luigi BUZZI, MANDELLO DEL LARIO (Como)/Italien, Via Risorgimento 60

"Vorrichtung zur Bestimmung der Linwuchtwinkelstellung bei einer -Auswuchtmaschine für Drehkörper"*

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Unwuchtwinkelstellung bei einer Auswuchtmaschine für Drehkörper.

Bei den bisherigen Auswuchtmasehinen wird die Unwuchtwinkelstel-Ixmg mit Hilfe eines Phasengenerators, der aus einem mit dem Drehkörper (oder Hotor) drehfest verbundenen, in einem feststehenden oder beweglichen Ständer umlaufenden Dauermagneten besteht, oder mit Hilfe einer stroboskopischen Lampe, die durch

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die Vibrationen der Lager gesteuert wird und ein Kennzeichen am Rotor beleuchtet, oder mit Hilfe einer lichtelektrischen Zelle, oder eines Photowiderstandes ermittelt, der durch ein Kennzeichen erregt wird.

Ein anderes, bekanntes Verfahren ist die Magnetisierung eines kleinen Abschnittes einer Scheibe aus besonderem Werkstoff, welcher Abschnitt sich in einer bestimmten, der Unwuchtstellung entsprechenden Stelle befindet, so daß man nachher bei stillstehender Maschine unter Zuhilfenahme einer magnetischen Sonde, die Winkelstellung der Unwucht wieder finden kann.

Die bisher dabei angewandten Mittel weisen einige Nachteile auf, darunter die Notwendigkeit einer Ermittlung von Hand bei Verfahren mit Phasengeneratoren, die auf die Subjektivität der Bildaufnahme und auf die Sehermüdung der Bedienungsperson zurückzuführende Ungenauigkeit und auch bei magnetischen Vorrichtungen die übermäßige Temperaturabhängigkeit der Ablesesonden.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Bestimmen der Unwuchtwinkelstellung, die die manuelle Einschaltung der Bedienungsperson nicht erfordert und dazu fähig ist, die gewünschte Angabe vollautomatisch und mit größter, gleich- ■ bleibender Genauigkeit zu liefern.

Erfindungsgemäß wird dieser Zweck durch eine Vorrichtung erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie erste impulsgebende Mittel, die mit dem auszuwuchtenden Drehkörper so verbunden sind, daß sie eine Reihenfolge Impulse erzeugen, deren konstante Frequenz von der Drehzahl des Drehkörpers abhängig ist, zweite««, impulsgebende Mittel , die so mit dem auszuwuchtenden

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Drehkörper verbunden sind, daß sie einen Impuls bei Jedem Überrunden einer bestimmten vorgewählten Winkelstellung durch den Drehkörper geben, drittens impulszählende Mittel, die mit den ersten und zweiten impulsgebenden Mitteln so verbunden sind, daß sie das Zählen der durch die ersten impulsgebenden Mittel erzeugten Impulse mit konstanter Frequenz vollziehen und durch den bei jeder Umdrehung des Drehkörpers von den zweiten impulsgebenden Mitteln erzeugten Impuls nullgestellt werden, viertens •zumindest einen Vibrationsmesser, der mit dem Drehkörper so verbunden ist, daß Ersterer ein eine Unwucht anzeigendes Signal bei jedem Überrunden des Bereiches der Unwuchtwinkelstellung durch den Drehkörper erzeugt, fünftens impulsformende Mittel, die mit dem vorgenannten Vibrationsmesser so verbunden sind, daß das unwuchtanzeigende Signal in einen Impuls umgeformt wird, dessen Zeitstellung die Unwuchtwinkelstellung des auszuwuchtenden Drehkörpers angibt, sechstens speichernde Mittel sowie Koinzidenzmittel, die mit impulszählenden Mitteln und den impulsumformenden Mitteln so verbunden sind, daß der Zählstand der impulszählenden Mittel, welcher mit dem die Unwuchtwinkelstellung angebenden Impuls zusammenfällt, aufgenommen und zu den speichernden Mitteln überführt wird, und schließlich digital anzeigende Mittel umfaßt, die mit den speichernden Mitteln so

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verbunden sind, daß sie eine optische Anzeige des gespeicherten Zählstandes liefern.

Hit anderen Worten ausgedrückt, beruht die erfindungsgemäße Vorrichtung im wesentlichen darauf, daß die Anzahl der Impulse mit konstanter Frequenz, die zwischen einem als Bezug gewählten einer vorbestimmten Winkelstellung des Drehkörpers entsprechen-

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den Winkelstellung und dem Augenblick der Erzeugung des die Unvruchtwinkelstellung angebenden Impulses gegeben werden, gezählt, aufgespeichert und optisch angezeigt wird.

Da es sich dabei um eine digitale vollautomatische Vorrichtung handelt, ist sie natürlich von allen Fehlern und Ungenauigkeiten frei, die bei den bekannten Vorrichtungen durch menschliche Einschaltung und Änderung der Umgebungsbedingungen hervorgerufen werden. Unter diesem Gesichtspunkt bietet sie daher erhebliche Vorteile, die in einer durchaus zuverlässigen Anzeigegenauigkeit zusammengefaßt werden können.

Die Merkmale der Erfindung können anhand der beiliegenden, beispielhaften Zeichnung besser verstanden werden, in der

Fig. 1 das allgemeine Schema einer Auswuchtmaschine mit zwei Korrektionsebenen, in der eine erfindungsgemäße Vorrichtung eingebaut ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht mit Teilschnitt durch eine erste Ausführungsform von impulsgebenden, mit dem auszuwuchtenden Drehkörper verbundenen Mitteln, bei welchen die Anwendung einer gelochten Scheibe und zweier ferromagnetischer Köpfe vorgesehen ist,

Fig. 3 eine Vorderansicht der gelochten Scheibe nach Fig. 2,

Fig. 4- einen Längsschnitt durch einen der ferromagnetischen Köpfe nach Fig. 2,

Fig. 5 eine Seitenansicht mit Teilschnitt durch eine zweite Ausführungsform der impulsgebenden Kittel, bei der die Anwendung einer gelochten Scheibe und eines Photozellensystems vorgesehen ist,

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Fig. 6 eine Vorderansicht der gelochten Scheibe nach Fig. 5»

Fig. 7 ein besonderes Beispiel einer Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie in Fig. 1 dargestellt, mit weiteren Einzelheiten,

Fig. 8 ein praktisches Ausführungsbeispiel einer Trenneinrichinjng der Korrektionsebene, die in der Vorrichtung nach Fig. 7 enthalten ist,

darstellt.

In Fig. 1 ist der auszuwuchtende, mit Λ bezeichnete Drehkörper in zwei Lagerstellen 2 und 3 gelagert und wird von einem Motor 4· über einen Riementrieb 5 kontinuierlich gedreht.

An beiden Lagerstellen 2, 3 sind passende Vorrichtungen 6, 7 bekannter Bauart zur Messung der Vibrationen angeschlossen, die so arbeiten, daß Unwuchten auf verschiedenen Ebenen im wesentlichen aufgenommen und in ihrem Bereich entsprechende Unwuchtsignale erzeugt werden.

Die Unwuchtsignale werden einer Vorrichtung 8 zugeleitet, die die Korrektionsebenen voneinander trennt (d.h. die Vorrichtung 8 befreit jedes der beiden Signale von dem durch die Vibrationen in den anderen Ebenen bewirkten Einfluß) und liefert entsprechende Unwuchtsignale an zwei Geräte 9» 10, die zum Messen Tind analogischen Anzeigen der Unwuchtgröße geeignet sind.

Ei τι praktisches Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 8 zeigt Fig. 8. Zwei Operationsverstärker 29, 30 (einer für jeden der Vibrationsmesser 6 und 7) sind vorgesehen, die mit entsprechenden einstellbaren Rückkopplungswiderständen 31, 32 versehen sind,

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Am Ausgang von jedem der beiden Verstärker 29, 30 ist ein entsprechender Summierer 33» 3^· angeordnet, in dem die algebraische Summe des vom zugeordneten Verstärker ausgehenden Signals mit dem vom anderen Verstärker über je einen Regelwiderstand 35» 36 herkommenden Signal ausgeführt wird. Durch diese algebraische Summe wird die gewünschte Trennung der Korrektionsebenen erreicht.' Zwei Filter 37, 38 sind außerdem vorgesehen, um die Streusignale auszuschalten.

Die richtig voneinander getrennten Unwuchtsignale, die aus der Vorrichtung 8 kommen, gelangen auch zu einem Digitalverarbeiter 11, wo sie mit passenden, Drehzahl und Umlaufphase des Drehkörpers 1 bezeichnenden Bezugssignalen verglichen werden, so daß. schließlich Digitalsignale vorliegen, die die Unwuchtstellung für die Digitalanzeiger 12, 13 angeben.

Die Bezugssignale werden von impulsgebenden Mitteln 14 erzeugt, die mit dem umlaufenden Drehkörper 1 so gekoppelt sind, daß sie bei jeder Umdrehung des Drehkörpers eine Reihe Impulse gleichbleibender Frequenz, welche Reihe die Drehzahl des Drehkörpers angibt, sowie einen einzelnen Impuls liefern, der das Überrunden einer vorgewählten Winkelstellung seitens des Drehkörpers anzeigt.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel dieser impulsgebenden Mittel zeigen Fig. 2, 3, 4-. Es umfaßt eine mit Löchern versehene Scheibe 15 "und zwei ferromagnetische Köpfe 16, 17- Die Scheibe 15 ist auf eine Welle 18 aufgepresst, die mit Drehkörper 1 drehfest koaxial verbunden ist und v/eist eine Umfangsreihe Löcher 19 sowie ein einzelnes in Radialrichtung der Scheibenachse zu

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verlängertes Loch 20 auf. Kit der Lochreihe 19 arbeitet der ferromagnetische Kopf 16 zusammen, der bei jedem an ihm vorbei-, laufenden Loch 19 einen Impuls gibt, und somit bei jeder Umdrehung der- Scheibe 15 "und- des Drehkörpers 1 eine Impulsfolge gleichbleibender !frequenz, die von der Drehzahl des Drehkörpers 1 abhängig ist abgibt.

Mit dem einzelnen Loch 20 vermag der ferromagnetische Kopf 16 zusammenzuarbeiten, der dadurch, daß er bei jeder Überrundung des Loches 20 einen Impuls erzeugt, einen periodischen Impuls liefert, der- das Yorüoerlaufen des Drehkörpers 1 an seiner vorbestimmten Winkelstellung anzeigt. Die ferromagnetischen Köpfe 16, 17 können so ausgebildet sein, wie z.B. in Pig. 4 gezeigt, d.h., sie enthalten einen Dauermagnet 21, der in einer elektrischen Wicklung 22 eingebaut ist.

Im Grunde ähnlieh, aber nach der opto- elektrischen Art aufgebaut, sind die impulsgebenden Mittel, die beispielsweise in Fig. 5 "¹¹^cL 6 dargestellt sind. In diesem Fall weist eine gelochte, ebenfalls auf einer Welle 18 festsitzende Scheibe 23, welche Welle drehfest und koaxial mit dem Drehkörper 1 verbunden ist, eine Umfangsreihe Fenster 24 auf, von welchen ein einziges, mit 25 bezeichnetes, eine doppelte Radialausdehnung hat. Eine Lichtquelle 26 beleuchtet eines nach dem andern die kleinen Fenster 24- und das größere Fenster 25; auf der anderen Seite der Scheibe 23 sind zwei lichtempfindliche Elemente 27» 28 angeordnet, von welchen das erste von der Lichtquelle 26 beleuchtet werden kann, sooft ein kleines Fenster 24 zwischen Lichtquelle und lichtempfindlichen Elementen erscheint (und somit bei gleichbleibender Frequenz gleich oft bei jeder Umdre-

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hung der Scheibe 23 und des Drehkörpers 1), während das zweite lichtempfindliche Element von der Lichtquelle nur dann beleuchtet wird, wenn sich das größere Fenster 25 zwischen Lichtquelle und lichtempfindlichen Elementen befindet (d.h. einmal bei jeder Umdrehung beim Passieren des Drehkörpers 1 durch eine vorgewählte Winkelstellung).

Es kann auch die Anwendung von anderen Systemen für die Impulsgeber 14 in Betracht gezogen werden, die auf leicht abgewandelten Verfahren beruhen, z.B. mit Gleitkontakten, die abwechselnd isolierte und leitende Stellen ablaufen.

Der Digitalverarbeiter 11 wird in Fig. 7 näher dargestellt, in welcher Darstellung er einen Impulszähler 39 umfaßt, der mit den impulsgebenden Mitteln 14 so gekoppelt ist, daß er die Zählung der Impulsfolge mit gleichbleibender Frequenz ausführt, die demselben vom Impulsgeber 16 oder 27 zugeleitet werden und periodisch von dem einzelnen Impuls, der ihm bei jeder Umdrehung vom impulsgebenden Mittel 17 bzw. 28 zugeleitet wird, nullgestellt werden kann. _/

Der Zählstand am Zähler 39 wird am Eingang von zwei Koinzidenzkreisen 40, 41 (einer für jede Korrektionsebene) verfügbar ge- · macht, welchen - wenn die zugeordneten, gegebenenfalls miteinander koppelbaren Schalter 42, 43 geschlossen sind - auch periodische Impulse zugeleitet werden, die die Unwuchtwinkelstellungen des Drehkörpers angeben, welche zwei Impulsformer 44, 45 von den aus der Trennvorrichtung 8 der Korrektionsebenen ausgehenden Unwuchtsignalen ableiten. ■

Die Koinzidenz eines beliebigen Zählstandes des Zählers 39 niit

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einem von einem der Impulsformer 44, 45 erzeugten Unwuchtimpuls bewirkt die Überführung dieses Zählstandes in einen zügeordneten Speicher 46, 47, mit dem ein entsprechender optischer Digitalanzeiger 12, -13 verbunden ist.

Die allgemeine. Wirkungsweise der Auswuchtmaschine nach Fig. 1 mit eingebauter, erfindungsgemäßer Vorrichtung, die einen Digi-. talverarbeiter 11, wie der in Fig. 7 gezeigt, sowie impulsgebende Mittel gemäß Fig. 2-4 bzw. 5, 6 umfaßt, ist in wesentlichen Zügen die folgende: infolge des Umlaufens des Drehkörpers 1 liefern die impulsgebenden Mittel 14 dem Zähler 39 eine Folge von Impulsen gleichbleibender Frequenz, welche Folge die Drehzahl des Drehkörpers angibt, sowie bei jeder Umdrehung desselben einen einzelnen Impuls abgibt, der das Überrunden einer vorbestimmten Winkelstellung durch den Drehkörper angibt. Der Zähler 39 zählt die Impulse dieser Folge und wird periodisch durch den vorgenannten Einzelimpuls auf Null gestellt, so daß sein dauernd veränderlicher und periodisch nullgestellter Zählstand die Winkelabweichung des Drehkörpers 1 von der erwähnten, vorgewählten Winkelstellung angibt.

Inzwischen erzeugen die Vibrationsmesser 6, 7j die die Unwucht des Drehkörpers 1 empfinden, entsprechende Unwuchtsignale analogischer Art, in welchen die Vorrichtung 8 die Trennung der Korrektionsebenen bewirkt und welche von den Impulsformern 44, 45 in entsprechende Impulse der Zeitstellung umgewandelt werden, die der Winkelstellung der festgestellten Unwucht entsprechen.

Sind die Schalter 42, 43 geschlossen, ist diesen, die Unwucht-

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winkelstellung angebenden Impulsen gestattet, zu den Koinzidenzkreisen 40, 41 zu gelangen, wo sie im Speicher die Speicherung und die optische Digitalanzeige der Zählstände bewirken, in denen sich der Zähler 39 in Koinzidenz mit dem Auftreten der erwähnten Impulse befindet.

Die in den Speichern 46, 47 eingetragenen, von den Digitalanzeigern 12, 13 sichtbar gemachten Zahlen, geben die Winkelabweichung zwischen den von den Vibrationsmessern aufgenommenen Unwuchtstellungen und der vorgewählten Winkelstellung an, die die Erzeugung des Nullstellimpulses des Zählers 39 bewirkt. Die in-den Digitalanzeigern 12, 13 erscheinenden Zahlenwerte stellen somit eine wirksame, genaue Bewertung der Unwuchtwinkelstellung des. Drehkörpers 1 dar.

Die in den Speichern 46, 47 enthaltenen Zahlen werden bei jeder Umdrehung des Drehkörpers 1 bis zum Öffnen der Schalter 42, 43 ergänzt. In diesem Augenblick hören die Unwuchtstellungssignale auf die Koinzidenzkreise 40, 41 zu erreichen, und die vorher gemessenen und optisch angezeigten Werte werden im statischen Speicher aufgenommen.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform bezieht sich · auf den häufigeren Fall einer Auswuchtmaschine mit zwei Korrektionsebenen. Nichts würde sich jedoch im wesentlichen daran andern, wenn nur eine Korrektionsebene vorhanden wäre: die Vorrichtung 8 würde ausfallen und es gäbe nur einen Vibrationsmesser 6, 7» einen Impulsformer 44, 45, einen Koinzidenzkreis 40, 41, einen Speicher 46, 47 u.s.w.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1·^Vorrichtung zur Bestimmung der Unwuchtwinkelstellung bei einer Auswuchtmaschine für Drehkörper, dadurch gekennzeichnet , daß sie erste impulsgebende Mittel, die mit dem auszuwuchtenden Drehkörper so verbunden sind, daß sie eine Reihenfolge Impulse erzeugen, deren konstante Frequenz von der Drehzahl des Drehkörpers abhängig ist, zweite impulsgebende Mittel, die so mit dem auszuwuchtenden Drehkörper verbunden sind, daß sie einen Impuls bei jedem Überrunden einer bestimmten, vorgewählten V/inkelstellung durch den Drehkörper geben, sowie impulszählende Mittel die mit den ersten und zweiten impulsgebenden Mitteln so verbunden sind, daß sie das Zählen der durch die ersten impulsgebenden Mittel erzeugten Impulse mit konstanter Frequenz vollziehen und durch den bei jeder Umdrehung des Drehkörpers von den zweiten impulsgebenden Mitteln erzeugten Impuls nullgestellt werden, weiterhin zumindest einen Vibrationsmesser, der mit dem Drehkörper so verbunden ist, daß Ersterer ein eine Unwucht anzeigendes Signal bei jedem Überrunden des Bereiches der Unwuchtwinkelstellung durch den Drehkörper erzeugt, weitere impulsformende Mittel, die mit dem vorgenannten Vibrationsmesser so verbunden sind, daß das unwuchtanzeigende Signal in einen Impuls umgeformt wird, dessen Zeitstellung die Unwuchtwinkelstellung des auszuwuchtenden Drehkörpers angibt, des weiteren speichernde Mittel sowie Koinzidenzmittel, die mit impulszählenden Mitteln und den impulsumformenden Mitteln so verbunden sind, daß der Zählstand der impulszählenden

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ORIGINAL INSPECTED

Mittel, welcher mit dem die Unwuchtwinkelstellung angebenden Impuls zusammenfällt, aufgenommen und den speichernden Mitteln zugeführt wird und schließlich digital anzeigende Mittel umfaßt, die mit den speichernden Mitteln so verbunden sind, daß sie eine optische Anzeige des gespeicherten Zählstandes liefern.
2. Vorrichtung nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Schaltmittel umfaßt, die zwischen den impulsformenden Mitteln und den Koinzidenzmitteln eingebaut sind, um die Ergänzung der Speichermittel bei jeder Umdrehung des Drehkörpers zu tätigen, bis die Schaltmittel geschlossen werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten impulsgebenden Mittel eine mit dem Drehkörper drehfest verbundene Scheibe umfassen, die im Bereich ihres Umfanges eine Reihe Öffnungen sowie eine außerhalb dieser Reihe stehende Öffnung aufweist, wobei ein erstes Fühlelement, das mit der Reihe öffnungen zusammenwirkt, um eine entsprechende Folge Impulse bei jeder Umdrehung der Scheibe zu erzeugen, sowie ein zweites Fühlelement vorgesehen ist, das mit der einzigen, außerhalb der Reihe stehenden Öffnung zusammenwirkt, um einen einzigen Impuls bei jeder Umdrehung der Scheibe zu erzeugen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlelemente ferromagnetische Köpfe sind.

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5· Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlelemente aus Baugliedern mit lichtelektrischer Zelle bestehen, die von'einer Lichtquelle erregt werden, die an der anderen Seite der Scheibe angeordnet ist.

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