DE2724624A1 - Verfahren zum eindrehen eines mit unwucht behafteten rotationskoerpers - Google Patents

Description

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CARL SCHENCK AG
31. Mai 1977

Verfahren zum Eindrehen eines mit Unwucht behafteten Rotationskörpers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Eindrehen eines mit Unwucht behafteten Rotationskörpers insbesondere eines Kraftfahrzeugrades in eine Bearbeitungslage durch Vergleich der jeweiligen Drehwinkellagen der Spindel mit der gespeicherten Winkelinformation und einer Anzeige für den erfolgten Abgleich.

Durch die DT-AS 16 48 336 ist eine Auswuchtvorrichtung bekannt geworden, welche für den Eindrehvorgang erst bei Erreichen der Bearbeitungsstelle eine Information abgibt. Diese Information erst bei Erreichen der Bearbeitungslage abzugeben besitzt den Nachteil, daB der einzudrehende Rotationskörper nicht mehr zur Ruhe gebracht werden kann, sondern erst nach mehreren Versuchen in der richtigen Bearbeitungslage festgehalten werden kann.

Durch die DT-AS 22 13 449 ist eine Vorrichtung zur Winkelanzeige der Unwucht beim Auswuchten bekannt geworden, die sich analoger Bauteile bedient und bei der die Eindrehrichtung durch Pfeile angedeutet wird und erst in einem eng begrenzten Bereich der Eindrehvorgang durch einen sich mit dem Rotationskörper bewegenden Zeiger optisch veranschaulicht wird. Der wesentliche Nachteil besteht außer in der durch Verwendung von Analogbauteilen hervorgerufenen Trägheit in der Anzeige insbesondere darin,daß die augenfällige Darstellung des Eindrehvorgangs in einem derart schmalen Bereich um die Bearbeitungslage geschieht, daß zufolge der tragen Masse des auszugleichenden Rotationskörpers erst bei mehreren Versuchen die tatsächliche Bearbeitungslage eingenommen wird.

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Der bekanntgewordene Stand der Technik hat ganz allgemein den Nachteil, daß der überwiegende Teil des EindrehVorganges "blind" erfolgt und somit zwangsläufig zu den obengenannten weiteren Fehlern führt. Ausgehend von diesem Stand der Technik hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, unter Vermeidung der obengenannten Nachteile das Eindrehen eines in beliebiger Lage stehengebliebenen Rotationskörpers in sinnfälliger Weise und auf dem schnellsten und kürzesten Wege zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Eindrehen entsprechend einer geringer werdenden Winkeldifferenz zwischen augenblicklicher Unwuchtlage und Bearbeitungslage mehrere Leuchtmelder nacheinander in immer kurzer werdenden Schritten des Differenzwinkels aufleuchten. Durch die augenfällige Rückmeldung des augenblicklichen Zustandes des einzudrehenden Rotationskörpers im Vergleich mit der anzustrebenden Bearbeitungslage wird es dem Bedienenden zwangsläufig vorgeschrieben, bei Annäherung an die Bearbeitungslage die Drehgeschwindigkeit des Rotationskörpers zu verringern, so daß bei Erreichen der Bearbeitungslage der Rotationskörper sofort stillgesetzt werden kann, ohne daß mehrere An laufversuche durchgeführt werden müssen.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß für die beiden möglichen Eindrehrichtungen je eine Serie tragheitsloser Leuchtmelder aufleuchtet. Damit wird auch bei beliebigem Stehenbleiben des Rotationskörpers bei Beginn des Eindrehvorganges zwangsläufig der kürzeste Weg zur Bearbeitungslage vorgeschrieben,

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Auswuchtmaschine, mit Schwingungsumformern, Winkellagengeber, Winkelinformationsspeicher und einer Vergleichseinheit, wobei in der Vergleichseinheit die augenblickliche Lage des Winkellagengebers mit der gespeicherten Winkelinformation verglichen wird, und einem Anzeigegerät zeichnet sich dadurch aus, daß an diskreten Stellen des Anzeigegeräts angeordnete Leuchtmelder über eine bestimmte Anzahl von Vergleichsschritten angesteuert werden und daß bei Annäherung an die Bearbeitungslage die Anzahl de.r ansteuernden Vergleichsschritte abnimmt. Eine Ausgestaltung

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dieser Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß je Eindrehrichtung ein Leuchtmelder für den Bereich zwischen 180 und 90 , ein weiterer Leuchtmelder für den Bereich zwischen 90 und 22,5 , ein weiterer Leuchtmelder für den Bereich zwischen 22,5 bis 1,4° vorgesehen ist, und daß bei Erreichen der Bearbeitungslage ein zusätzlicher Leuchtmelder aufleuchtet und zwar zwischen 0 und 1,4°. Durch die jeweilig geringer werdende Leuchtzeit der Dioden wird der die Eindrehung vornehmende Wuchter auf das Heranrücken der Bearbeitungslage sinnfällig aufmerksam gemacht, so daß rechtzeitig der Bremsvorgang eingeleitet werden kann und ein Überschwingen vermieden wird.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes für einen Mehrebenenausgleich zeichnet sich dadurch aus, daß eine den auszugleichenden Rotationskörper darstellende Figur je Ausgleichsebene eine Serie von Leuchtmeldern je Eindrehrichtung trägt. In noch weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß die Leuchtmelder jeweils in der Mitte des zugeordneten Bereichs des Differenzwinkels geometrisch angeordnet sind. Durch diese sinnfällige Darstellung des auszugleichenden Rotationskörpers wird der weitere Vorteil erreicht, daß der die Eindrehung vornehmende Bedienungsmann an die Stelle des Wuchtkörpers bevorzugt greifen wird, die ihm durch das dargestellte Bild vorgeschrieben wird,und somit allein durch die Lage seiner Hand zwangsläufig die Eindrehgeschwindigkeit verringert, wenn er in die Nähe der Bearbeitungslage kommt.

Es ist als unter den Umfang der Erfindung fallend anzusehen, wenn der zwischen der augenblicklichen Stellung des digitalen Winkellagengebers und der eingespeicherten Winkelinformation durchzuführende Vergleich elektrisch auf einen Eindrehmotor geschaltet wird, um den auszugleichenden Rotationskörper motorisch in die Bearbeitungslage einzuführen.

In der nachfolgenden Zeichnung wird der Erfindungsgegenstand anhand einer schematischen Darstellung näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Erfindungsgegenstandes

Fig. 2 eine bevorzugte Ansteuerung der Leuchtmelder mit deren Anordnung auf einem Anzeigegerät und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Figur, bei der Mehrebenenausgleich durchführbar ist.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Auswuchtmaschine besteht im wesentlichen aus einer über einen Antriebsmotor 3 antreibbaren Welle 26, welche an ihrem einen Ende den auszugleichenden Rotationskörper 1 trägt und an ihrem anderen Ende mit einem digitalen Winkelgeber 6 verbunden ist. Bei Rotation werden die durch Unwucht bewirkte Verlagerungen der Welle 26 über eine schwingfähige Lagerung 2 Schwingungsumformern 4 und 5 zugeleitet und dort in elektrische Signale umgewandelt. Diese Signale werden einer Ebenentrenneinrichtung 9 zugeführt. Am Ausgang der Ebenentrenneinrichtung 9 steht für jede Ebene getrennt ein Ausgangssignal an , welches in gleichartigen Meßgeräten je Ebene verarbeitet wird. Über einen Filterverstärker 10 bzw. 11 wird die Unwuchtinformation von Störsignalen durch Störschwingungen befreit, in den Anzeigegeräten 14 bzw. 15 wird die Unwuchtgröße angezeigt und in Impulsformern 16 bzw. 17 werden die sinusförmigen Unwuchtspannungen in Rechteckspannungen umgewandelt,deren Nulldurchgänge dem Winkel der Unwucht entsprechen. Über die Leitung 1ö bzw. 19 werden diese Informationen einer Winkelmeßeinheit 20 bzw. 21 zugeführt, der auch über eine Leitung 8 vom Winkellagengeber 6 kommende über einen Aufnehmer 7 aufgenommene Impulse zugeführt werden. Während des Heßlaufs wird in der Winkelmeßeinheit 20 bzw. 21 der Unwuchtwinkel verarbeitet und digital gespeichert, so daß nach beendetem Meßlauf zum Eindrehen die vom Winkellagengeber 6 kommenden Impulse mit den in der Winkelmeßeinheit 20 bzw. 21 gespeicherten Werte verglichen werden können und das Vergleichsergebnis über eine Leitung 24 bzw. 25 einer Differenzwinkelanzeige 22 bzw. 23 zugeführt wird zur Ansteuerung der auf

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der Anzeigeeinheit angeordneten Leuchtmelder.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausgestaltung der Differenzwinkelanzeigen 22 bzw. 23 mit darauf angeordneter Darstellung der Leuchtmelder in einer sinnfälligen Figur dargestellt.

Die Differenzwinkelanzeige 22 bzw. 23 besteht aus sieben auf einer Figur 174 angeordneten Leuchtmeldern 162,164,166, 167,169, 171 und 173, die die Entfernung zu einem Differenzwinkel 0 angeben. Leuchtmelder 167 leuchtet auf, wenn der Differenzwinkel Q ist. Die Leuchtmelder sind in zwei Gruppen je Eindrehrichtung aufgeteilt und zwar 162,164,166 für eine Eindrehung von links kommend und die Leuchtmelder 173,171 und 169 für eine von rechts kommende Eindrehrichtung. Dabei sind, wie in Fig. 2 dargestellt, pfeilförmige Symbole auf der Figur aufgebracht, die die kürzeste Richtung zur Bearbeitungslage angeben. Leuchtmelder 162 bzw. 173 ist eingeschaltet, wenn noch mehr als 90° zu drehen sind. Leuchtmelder 164 bzw. 171 ist eingeschaltet, wenn noch mehr als 22,5° zu drehen sind. Leuchtmelder 166 bzw. 169 ist eingeschaltet, wenn weniger als 22,5 zu drehen sind aber noch nicht der Differenzwinkel Null, daß heißt die Bearbeitungslage erreicht wurde. Es können auch andere Winkelgrenzen für das Aufleuchten der Leuchtmelder gewählt werden.

Zur Winkeldarstellung wird die sogenannnte Zweierkomplementcodierung mit B Bit gewählt, so daß die in Fig. 1 dargestellten Leitungen 24 bzw. 25 für jede Ebene je den Leitungen 102,103,104,105,106,107,108,109 entsprechen. Hierbei stellt Ausgang 102 das Vorzeichen der Winkeldifferenz dar, die Ausgänge 103,104, 105,106,107,108,109 besitzen binär gestufte Wertigkeiten von 90°, 45°, 22,5°, 11,25°, 5,6°, 2,8° und 1,4°. Dabei ist der Winkel Null durch den Pegel L ( 0 Volt ) an allen Eingängen, der betragsmäßig kleinste negative Winkel durch den Pegel H ( positive Versorgungsspannung) an allen Eingängen und der Winkel minus 180° durch H am Eingang 102 und L an den Eingängen 103,104,105,106,107, 108,109 gekennzeichnet.

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Bei positivem Vorzeichen wird über einen Inverter 152 ein Transistor 153 durchgeschaltet, der die gemeinsame Katode der Leuchtdioden 169,171 und 173 auf eine positive Versorgungsspannung anhebt und damit einen Stromfluß durch diese Leuchtdiodengruppe verhindert. Bei negativem Vorzeichen wird ein Transistor 154 durchgeschaltet, der die gemeinsame Katode der Leuchtdioden 162,164,166 und 167 auf die positive Versorgungsspannung anhebt und damit einen Stromfluß durch diese Leuchtdiodengruppe verhindert.

Von der Winkeldifferenz an den Eingängen 103,104,105,106, 107,108 und 109 wird zunächst mit Hilfe des Vorzeichens am Eingang 102 mittels Exclusiv-0der-Gattern 110,111,112,113, 114,115,116 und einer Addierstufe 131 der Betrag gebildet, indem bei positivem Vorzeichen die Eingangsspannungen 103 bis 109 die Exclusiv-Oder-Gatter 110 bis 116 unverändert durchlaufen und weiterhin unverändert an den jeweiligen Ausgängen 133,134,135,136,137,138,139 der Addierstufe 131 erscheinen ( Addition von Null ), während bei negativem Vorzeichen die Eingangsspannungen 103 bis 109 in den Exclusiv-Oder-Gattern 110 bis 116 invertiert werden und zum Ergebnis im Addierer 131 eine Einheit der kleinsten Stelle addiert wird.

Ist der Betrag der Winkeldifferenz größer als 90 , so erscheint am Ausgang 133 der Addierstufe 131 Η-Signal, bei 1Θ0 Differenz am Übertragungsausgang 132 Η-Signal. In beiden Fällen wird über das Oder-Gatter 144 ein Transistor 155 durchgeschaltet. Damit werden die Anoden der Leuchtdioden 162 und 173 an positive Versorgungsspannung gelegt. Bei positivem Vorzeichen fließt Strom über Leuchtdiode 162 und Widerstand 159 und bei negativem Vorzeichen über Leuchtdiode und Widerstand 160, so daß die Winkeldifferenz größer als 90 und mit der richtigen Richtung zur Anzeige kommt. Eine weitere Leuchtdiode wird nicht angesteuert, da durch das Η-Signal am Ausgang 145 des Oder-Gatters 144 über die Nor-Gatter 148,146 und 150 Transistoren 156,157 und 158 gesperrt werden.

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Liegt der Differenzwinkel im Betrag zwischen 22,5 und 90 , so erscheint an einem der Ausgänge 134 oder 135 des Addierers 131 Η-Signal. In beiden Fällen wird über die Nor-Gatter 142 und 148 Transistor 156 durchgeschaltet, während über die Nor-Gatter 146 und 150 die Transistoren 157 und 158 gesperrt sind. Da weder an Ausgang 132 noch an 133 Η-Signal erscheint, ist auch Transistor 155 gesperrt. Durch Transistor 156 werden die Anoden der Leuchtdioden 164 und 171 an positive Versorgungsspannung gelegt. Bei positivem Vorzeichen fließt Strom über Leuchtdiode 164 und Widerstand 159 und bei negativem Vorzeichen über Leuchtdiode 171 und Widerstand 160, so daß die Win
Anzeige kommt.

so daß die Winkeldifferenz als zwischen 22,5° und 90 zur

Ist der Differenzwinkel kleiner als 22,5°, aber nicht Null, so steht an einem der Ausgänge 136 bis 139 des Addierers 131 Η-Signal an. Über die Nor-Gatter 140 und 146 wird Transistor 157 durchgeschaltet, und damit werden die Anoden der Leuchtdioden 166 und 169 an positive Spannung gelegt, so daß je nach Vorzeichen Leuchtdiode 166 oder 169 das Auftreten eines Winkels kleiner als 22,5° anzeigt. Dabei ist über Nor-Gatter 150 Transistor 158 gesperrt. Da an keinem der Ausgänge 132 bis 135 Η-Signal erscheint, werden auch die Transistoren 155 und 156 nicht angesteuert.

Erst wenn bei Winkeldifferenz Null keiner der Transistoren 155 bis 157 eingeschaltet ist ( alle Ausgänge 132-139 auf L-Signal), wird über das Nor-Gatter 150 Transistor 158 eingeschaltet und damit Leuchtdiode 167 an positive Spannung gelegt, so daß über Widerstand 159 Strom fließt und damit der exakte Eindrehzustand angezeigt wird.

Die in Fig. 2 dargestellte bevorzugte Vorrichtung stellt die einfachste Ausgestaltungsform dar, und es ist ohne weiteres denkbar, daß mit einer größeren Anzahl von Leuchtdioden eine feinere Unterteilung der Winkelbereiche erfolgen kann, andere Grenzen der Winkelbereiche gewählt werden, oder daß beginnend mit der ersten, bei Leuchten dieser auch die weiteren Dioden

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zugeschaltet werden. Anstelle der dargestellten Ansteuerschaltung sind auch andere Ansteuerschaltungen möglich, vor allem dann, wenn eine andere Codierung gewählt wird.

In Fig. 3 wird als sinnfällige Anordnung beim Auswuchten in zwei Ebenen die perspektivische Darstellung eines Kraftfahrzeugrades gewählt, wobei jeweils an den Deckflanken, im Ausführungsbeispiel die obere Deckflanke und die untere Deckflanke, Leuchtdioden 162,164,166,167,169,171 und 173 für die obere Ebene und 162',164',166',167',169',171' und 173' für die untere Ebene angeordnet sind.

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Claims (6)

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   Patentansprüche

   Verfahren zum Eindrehen eines mit Unwucht behafteten Rotationskörpers, insbesondere eines Kraftfahrzeugrades, in eine Bearbeitungslage durch Vergleich der jeweiligen Drehwinkellagen der Spindel mit der gespeicherten Winkelinformation der Bearbeitungslage und einer Anzeige für den erfolgten Abgleich, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eindrehen entsprechend einer geringer werdenden Winkeldifferenz zwischen augenblicklicher Unwuchtlage und Bearbeitungslage mehrere Leuchtmelder nacheinander in immer kurzer werdenden Schritten des Differenzwinkels aufleuchten .
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die beiden möglichen Eindrehrichtungen je eine Serie trägheitsloser Leuchtmelder aufleuchtet.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Auswuchtmaschine, mit Schwingungsumformern, WinkellagengBber, Winkelinformationsspeicher und einer Vergleichseinheit, wobei in der Vergleichseinheit die augenblickliche Lage des Winkellagengebers mit der gespeicherten Winkelinformation verglichen wird,und einem Anzeigegerät, dadurch gekennzeichnet, daß an diskreten Stellen des Anzeigegeräts angeordnete Leuchtmelder über eine bestimmte Anzahl von Vergleichsschritten angesteuert werden und daß bei Annäherung an die Bearbeitungslage die Anzahl der ansteuernden Vergleichsschritte abnimmt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß je Eindrehrichtung ein Leuchtmelder für den Bereich zwischen 180° und 90°, ein weiterer Leuchtmelder für den Bereich zwischen 90° und 22,5°, ein weiterer Leuchtmelder für den

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   Bereich zwischen 22,5 bis 1,4° vorgesehen ist und daß bei Erreichen der Bearbeitungslage ein zusätzlicher Leuchtmelder aufleuchtet und zwar zwischen 0 und 1,4 .
5. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche für den Mehrebenenausgleich, dadurch gekennzeichnet, daß eine den auszugleichenden Rotationskörper darstellende Figur je Ausgleichsebene eine Serie von
   Leuchtmeldern je Eindrehrichtung trägt.
6. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dai'3 die Leuchtmelder jeweils in der Mitte des zugeordneten Bereichs des
   Differenzwinkels geometrisch angeordnet sind.

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