DE2845637A1 - LOCKING DEVICE - Google Patents
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Description
B e s c h r e i.b u η gB e s c h r e i.b u η g
Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Arretiervorrichtung sowie mit einem Verfahren zum Arretieren oder Festlegen eines längs eines vorgeschriebenen Weges bewegbaren Gegenstandes an einer gewünschten Stelle. Die Erfindung bezieht sich in erster Linie auf das dynamische Ausbalancieren eines Rotors, wie etwa eine Fahrzeugantriebswelle, wobei eines oder mehrere Gewichte verwendet werden, von denen jedes längs eines Weges um die Rotationsachse sich bewegen kann und arretiert oder festgelegt wird, wenn es die für die Kompensation eines Rotor-Ungleichgewichts geeignete Position eingenommen hat. Die Erfindung kann jedoch auch in anderen Fällen angewandt werden, bei denen ein bewegbarer Gegenstand an einer bestimmten Stelle festgelegt werden soll, beispielsweise zu Aufζeichnungszwecken.The invention is concerned with a locking device and with a method for locking or Establishing an object movable along a prescribed path at a desired location. the The invention relates primarily to the dynamic balancing of a rotor, such as a vehicle drive shaft, using one or more weights, each along a path about the axis of rotation can move and be locked or locked when it is necessary to compensate for a rotor imbalance has taken a suitable position. However, the invention can also be applied in other cases in which a movable object is to be fixed at a certain point, for example for recording purposes.
Die Erfindung bezieht sich im einzelnen auf eine-Arretiervorrichtung zur Verwendung an einem längs eines vorgegebenen Weges bewegbaren Gegenstand, welche eine sich über wenigstens einen Teil des Weges erstreckende Blockiervorrichtung und zwei Betriebsstellungen aufweist, wobei in tiiner Betriebsstellung der Gegenstand längs des Vl(H]CS sich bewegen kann und in der anderen Betriebsabteilung der Gegenstand an einer Bewegung gehindert ist. I η der erfindungsgemäßen Arretiervorrichtung weist die ßlockiervorrichtung ein wenigstens teilweise aus einem in der Wärme erholbaren Material gefertigtes Hauteil auf, das dann, wenn seine Temperatur einen über-Mangstemperaturbereich durchläuft, eine FormveränderungThe invention relates in detail to a locking device for use on an object movable along a predetermined path, which has a blocking device extending over at least part of the path and two operating positions, the object being in the operating position along the VI (H] CS can move and in the other operating department the object is prevented from moving. In the locking device according to the invention, the locking device has a skin part which is at least partially made of a material recoverable in heat and which, when its temperature passes through an excess temperature range, a change in shape
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zwischen einer ersten Form, die eine Bewegung des Gegenstandes erlaubt, und einer zweiten, eine Bewegung des Gegenstandes blockierenden Form erfährt.between a first shape, which allows movement of the object, and a second, a movement of the The object's blocking form.
Bei Anwendung im Rahmen des dynamischen Rotor-Ausbalancierens umfaßt die Erfindung eine an dem auszubalancierenden Rotor befestigbare Schiene, eine oder mehrere, von der Schiene zu tragende Balanciergewichte sowie eine von der Schiene getragene oder einen Teil der Schiene bildende, zwei Betriebslagen aufweisende Vorrichtung, wobei in einer Betriebslage das oder die Balanciergewichte sich längs der Schiene bewegen können und in der anderen Betriebslage das oder die Ausgleichsgewichte an der Bewegung gehindert sind. Beispielsweise kann die Schiene eine klebende Oberfläche haben, die zu Beginn neutral ist, die jedoch durch Wärme so aktiviert werden kann, daß sie die Gewichte zu halten vermag. Die Welle und die Schiene rotieren um ihre gemeinsame Achse, so daß die Ausgleichsgewichte längs der Schiene Ausbalancier-Stellungen annehmen, und der Kleber wird dann so aktiviert, daß jedes Ausgleichsgewicht in der Ausbalancier-Stellung gehalten ist.When used in the context of dynamic rotor balancing the invention comprises a rail attachable to the rotor to be balanced, one or more of the rail Balance weights to be carried and one of the two operating positions carried by the rail or forming part of the rail having device, wherein in an operating position the one or more balancing weights along the Can move the rail and in the other operating position the counterweight or weights are prevented from moving are. For example, the splint can have an adhesive surface that is neutral at the beginning, but which continues through Heat can be activated so that it can hold the weights. The shaft and the rail rotate around theirs common axis, so that the counterweights assume balancing positions along the rail, and the adhesive is then activated so that each counterweight is held in the balancing position.
Während dieses Ausbalancierens bei Vorhandensein eines harzartigen Klebers recht wirksam ist, der die erforderliche Funktion schnell und zuverlässig ausführt, ermöglichen die erhältlichen Kleber es jedoch nicht, Fahrzeugantriebswellen mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand in der richtigen Weise auszubalancieren. Es ist daher insbesondere zur Verbesserung des erwähnten Verfahrens eine der Erfindung vorzugsweise zugrundeliegende Aufgabe, ein anderes Verfahren zur Festlegung beweglicher Gegenstände, beispielweise von Ausgleichsgewichten, zu schaffen, das sich mit größerer Sicherheit und leichter ausführen läßt. Dies wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung dadurch erreicht, daß die Blockiereinrichtung die FormWhile this balancing is quite effective in the presence of a resinous adhesive that provides the required Performs function quickly and reliably, but the available adhesives do not allow vehicle drive shafts to balance in the right way with an economically justifiable effort. It is therefore in particular to improve the above-mentioned method, an object on which the invention is preferably based, to create another procedure for fixing movable objects, for example counterweights, which can be carried out with greater certainty and more easily. This is done in accordance with another aspect of the invention achieved in that the blocking device the shape
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'C'C
eines Bauteils hat, das wenigstens teilweise aus einem in der Wärme erholbaren Material besteht, welches bei Durchlaufen seiner Temperatur durch einen Übergangstemperaturbereich eine Formänderung zwischen einer ersten Form, bei der das oder die Gewichte sich längs der Schiene bewegen können, und einer zweiten Form, in der das oder die Gewichte an Bewegung gehindert sind, erfährt und das Bauteil die zweite Form annimmt, wenn seine Temperatur im Betriebstemperaturbereich des Rotors liegt.of a component which consists at least partially of a material recoverable in heat, which at Going through its temperature through a transition temperature range a change in shape between a first shape, in which the weight or weights can move along the rail, and a second shape, in the one or more weights are prevented from moving, experiences and the component assumes the second shape when its temperature is in the operating temperature range of the rotor.
Wärmeerholbare Stoffe, speziell Metalle, sind an sich bekannt und sind bereits für andere Zwecke eingesetzt worden. Beispielsweise wurde ein Bauteil aus in der Wärme erholbarer Legierung als ein Bimetallstreifen in einem Schalter zur Ausführung von Steuerfunktionen verwendet, wie etwa das Schließen elektrischer Kontakte oder das Schließen eines Ventils, und zwar in Abhängigkeit von einer Temperaturveränderung· Es ist eine Eigenschaft einer in der Wärme erholbaren Legierung, daß sie, wenn sie unter ihren Temperaturübergangsbereich deformiert wird, der von der Zusammensetzung der Legierung abhängt, ihre ursprüngliche Form wieder annimmt, wenn sie durch den Temperaturbereich wieder aufgewärmt wird. Dieses Phänomen ist wenigstens teilweise reversibel insoweit, daß beim nachfolgenden Abkühlen das Bauteil wieder in ytiinen deformierten Zustand zurückkehrt. Es sind mehrere in der V/ärme erholbare Legierungen bekannt, und es sind auch solche bereits vorgeschlagen worden, von denen Nickel-Titan-Legierungen am besten bekannt sind. Für die Zwecke der Erfindung wird jedoch eine Kupfer-Zink-Aluminium-Legierung vorgezogen.Heat-recoverable materials, especially metals, are known per se and have already been used for other purposes been. For example, a heat recoverable alloy component has been used as a bimetal strip in one Switches used to perform control functions, such as closing electrical contacts or closing a valve, depending on a change in temperature · It is a property of a heat recoverable alloy that, when it is deformed below its temperature transition range, which depends on the composition of the alloy, returns to its original shape when warmed up again by the temperature range. This The phenomenon is at least partially reversible to the extent that the component returns to its original state during subsequent cooling yti returns to a deformed state. There are several Recoverable alloys are known in the V / poor, and some of them have already been proposed Nickel-titanium alloys are best known. For the purposes of the invention, however, a copper-zinc-aluminum alloy is used preferred.
Die Erfindung wird in ihren Eigenschaften aus der nachfolgenden Beschreibung einer Rotor-AusbalanciervorrichtungThe characteristics of the invention will become apparent from the following description of a rotor balancing device
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noch deutlicher hervortreten, bei der auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird. In dieser ist ein Axialschnitt durch die auf einer Fahrzeugantriebswelle befestigte Vorrichtung gezeigt.stand out even more clearly in the case of the attached Reference is made to the drawing. In this is an axial section through which is attached to a vehicle drive shaft Device shown.
Die Ausbalanciervorrichtung für die Antriebswelle 12 besteht aus einer kreisförmigen Schiene 14 aus einer in der Wärme erholbaren Legierung, die koaxial auf der Welle 12 befestigt ist. Die Schiene 14 weist im wesentlichen eine einem großen Zeh entsprechende Querschnittsform auf und besitzt eine sich radial erstreckende Wand 16, die um die Welle 12 befestigt ist, eine periphere Wand und eine Lippe 20, die sich parallel zur Wand 16 radial einwärts erstreckt. Eine Reihe von Gewichten in Form von Metallkugeln 22 sind in der Schiene 14 angeordnet, so daß sie sich um die Schiene in noch zu beschreibender Weise frei bewegen können, wenn ihnen dies gestattet ist.The balancing device for the drive shaft 12 consists of a circular rail 14 made of an in the heat recoverable alloy mounted coaxially on the shaft 12. The rail 14 has essentially has a cross-sectional shape corresponding to a big toe and has a radially extending wall 16, which is fixed around the shaft 12, a peripheral wall and a lip 20 which extends parallel to the wall 16 radially extends inward. A number of weights in the form of metal balls 22 are arranged in the rail 14 so that they can move freely around the rail in a manner to be described if they are allowed to do so.
Die Schiene 14 ist so vorbehandelt, daß bei den normalen Betriebstemperaturen des Rotors 12 die Lippe 20 die voll ausgezogene Form hat und sich im wesentlichen parallel zur Wand 16 erstreckt, jedoch dann, wenn die Temperatur unter den Obergangstemperaturbereich abgesenkt ist, die in gestrichelter Linie 2OA gezeigte veränderte Form annimmt, gemäß der die Lippe von der Wand 16 weg geneigt ist. Die Vorbehandlung wird vor Befestigung der Schiene auf der Welle 12 dadurch ausgeführt, daß die Temperatur unter den Übergangstemperaturbereich abgesenkt wird und die Lippe 20 dann von der in ausgezogener Linie dargestellten Form in die gestrichelt dargestellte Form ausgelenkt wird. Wie man sieht, klemmt die Lippe 20 im Hochtemperaturzustand der Legierung die Ausgleichsgewichte in der Schiene fest, und zwar unabhängig von ihrer Stellung längs der Schiene, befreit jedoch die Ausgleichsgewichte in ihrem Tieftemperatur-Zustand (20A), so daß sich die Gewichte dann längs der Spur frei bewegen können.The rail 14 is pretreated so that at the normal operating temperatures of the rotor 12, the lip 20 fully has solid shape and extends substantially parallel to wall 16, but when the temperature is lowered below the transition temperature range, assumes the changed form shown in the dashed line 20A, according to which the lip is inclined away from the wall 16. Pretreatment is done before attaching the splint carried out on the shaft 12 in that the temperature is lowered below the transition temperature range and the lip 20 is then deflected from the shape shown in solid lines into the shape shown in dashed lines will. As can be seen, in the high temperature condition of the alloy, the lip 20 clamps the balance weights stuck in the rail, regardless of their position along the rail, but frees the counterweights in their low temperature state (20A) so that the weights can then move freely along the track.
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Viele Legierungszusammensetzungen, die in der Wärme erholbare Eigenschaften zeigen, können für die Schiene verwendet werden, vorausgesetzt, daß der Übergangstemperaturbereich für die erforderliche Funktion geeignet ist. Zur Zeit wird eine Legierung bevorzugt r die einen Übergangstemperaturbereich zwischen etwa -800C und etwa 40°C besitzt und 68,99 Gew.% Kupfer, 4,5 Gew.% Aluminium und im übrigen Zink enthält.Many alloy compositions which exhibit heat recoverable properties can be used for the rail provided that the transition temperature range is appropriate for the required function. At present, an alloy is preferable r having a transition temperature range between about -80 0 C and about 40 ° C and has contains 68.99 wt.% Copper, 4.5 wt.% Aluminum and the balance zinc.
Um die Fahrzeugantriebswelle 12 auszubalancieren, wird die Welle von dem im Fahrzeug verwendeten Lager getragen, wobei die Schiene 14 an einer geeigneten axialen Stelle der Welle 12 befestigt ist, und die Ausgleichsgewichte durch die Lippe 20 in ihrer Position festgelegt sind und die Temperatur oberhalb des übergangstemperaturbereichs liegt. Die Welle 12 wird dann zusammen mit der Schiene in einen massenkontrollierten Zustand in Umdrehung versetzt, zum Beispiel in eine Umdrehungsgeschwindigkeit gerade oberhalb der ersten Resonanz- oder Eigenfrequenz der Schwingung der Welle und ihrer Lager. Wenn die Welle bei dieser Geschwindigkeit rotiert, wird die Schiene auf eine Temperatur unterhalb des Übergangstemperaturbereichs gekühlt, etwa mit Hilfe von verflüssigtem Gas, so daß die Lippe die bei 2OA gezeigte deformierte Form annimmt und die Ausgleichsgewichte 22 zur Bewegung in der Schiene freigibt. Die Ausgleichsgewichte 22 nehmen jetzt Posit ionen auf der Schiene 12 so ein, daß sie einem Ungleichgewicht des Rotors entgegenwirken. Bei sich fortgesetzt drehender Welle und Schiene wird dann die Temperatur der Schiene wieder auf Umgebungstemperatur angehoben, so daß die Lippe in die ausgezogen dargestellte Gestalt zurückkehrt und die Ausgleichsgewichte von der Lippe in ihre Ausgleichspositionen in der Schiene festklammert.To balance the vehicle drive shaft 12, the Shaft carried by the bearing used in the vehicle, with the rail 14 at a suitable axial location the shaft 12 is fixed, and the balance weights are fixed in position by the lip 20 and the temperature is above the transition temperature range. The shaft 12 is then together with the rail put in a mass-controlled state in rotation, for example in a speed of rotation just above the first resonance or natural frequency of the vibration of the shaft and its bearings. When the wave rotating at this speed, the rail will be brought to a temperature below the transition temperature range cooled, for example with the help of liquefied gas, so that the Lippe assumes the deformed shape shown at 20A and the counterweights 22 for movement in the rail releases. The balance weights 22 now take positions on the rail 12 so that they are unbalanced counteract the rotor. As the shaft and rail continue to rotate, the temperature then becomes the Rail raised again to ambient temperature, so that the lip returns to the shape shown in solid lines and clamping the counterweights by the lip into their counterbalancing positions in the rail.
V.s ist nicht notwendig, daß die für die Schiene 14 verwendete, in der Wärme erholbare Legierung einen Über- It is not necessary that the heat-recoverable alloy used for the rail 14 have an excess
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gangstemperaturbereich unterhalb der normalen Betriebstemperatur der Welle 12 hat. Stattdessen kann der Bereich auch oberhalb des Arbeitstemperaturbereichs der Welle liegen, wobei dann die Schiene 14 über den Übergangstemperaturbereich erwärmt wird, damit die Lippe 20 die Ausgleichsgewichte 22 zur Bewegung längs der Schiene freigeben kann. Im Hochtemperatur-Zustand der Schiene nimmt die Lippe dann die gestrichelt bei 2OA dargestellte Form an, und bei der Vorbehandlung wird die Lippe im Tieftemperatur-Zustand von der gestrichelt dargestellten Lage in die voll ausgezogen dargestellte Lage deformiert.operating temperature range below normal operating temperature which has shaft 12. Instead, the range can also be above the working temperature range of the shaft lie, in which case the rail 14 is heated above the transition temperature range, so that the lip 20 the Can release balance weights 22 for movement along the rail. In the high temperature state of the rail the lip then assumes the shape shown in dashed lines at 20A, and during the pretreatment the lip becomes in the Deformed low-temperature state from the position shown in dashed lines to the position shown in full lines.
Die axiale Lage der Rotorausgleichsvorrichtung auf der Welle 12 richtet sich nach an sich bekannten Grundsätzen, und es kann gelegentlich notwendig sein, zwei derartige Vorrichtungen auf der Welle bei axial auseinanderliegenden Stellen vorzusehen. Wenn es andererseits erforderlich ist, die Welle nur an einem Ende auszubalancieren, dann ist eine einzige Schiene 14 an jenem Ende durchaus ausreichend. The axial position of the rotor compensation device on the shaft 12 is based on principles known per se, and it may occasionally be necessary to place two such devices on the shaft with axially apart Provide places. On the other hand, if it is necessary to balance the shaft only at one end, then a single rail 14 at that end is quite sufficient.
Entsprechend kann die Befestigung der Schiene 14 auf der Welle 12 natürlich in mancherlei Weise modifiziert werden. Gemäß der Zeichnung ist die Schiene außen auf der Welle befestigt; wenn die Welle jedoch hohl ist, was für viele Fälle von Fahrzeugantriebswellen der Fall ist, kann die Schiene auch im Inneren der Welle befestigt sein..Accordingly, the attachment of the rail 14 on the Wave 12 can of course be modified in a number of ways. According to the drawing, the rail is on the outside of the shaft attached; however, if the shaft is hollow, which is the case with many vehicle drive shaft cases, the Rail can also be attached inside the shaft.
Die Schiene 14 kann schließlich auch eine andere als die dargestellte Form haben und muß nicht im ganzen aus der in der Wärme erholbaren Legierung bestehen. Beispielsweise kann die Wand 16 und die Umfangswand 18 aus Stahl gefertigt sein, an welche ein Ring-Winkel aus wärmeerholbarer Legierung zur Ausbildung der Lippe 20 befestigt sein kann.The rail 14 can finally also have a shape other than that shown and need not consist of the whole consist in the heat-recoverable alloy. For example, the wall 16 and the peripheral wall 18 can be made of steel be, to which a ring angle made of heat recoverable alloy to form the lip 20 can be attached.
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ΊοΊο
Insgesamt stellt sich die Erfindung also als eine wesentliche Verbesserung der Vorrichtung dar, die in der britischen Patentschrift 1 471 706 beschrieben ist, ist in ihrer Anwendung jedoch auf diese bekannte Vorrichtung nicht beschränkt.Overall, the invention is therefore a significant improvement of the device that is shown in British Patent 1,471,706 is, however, known in its application to this Device not limited.
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| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |