DE2908272C2

DE2908272C2 - Vorrichtung zum Auswuchten von Rotoren

Info

Publication number: DE2908272C2
Application number: DE19792908272
Authority: DE
Inventors: Harald 6140 Bensheim Biehl; Günter 6128 Höchst Rummel
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1982-11-25
Also published as: JPS55116238A; DE2908272A1; JPS6325291B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Ansprüche; 1.

Derartige Ausgleichseinheiten Kommen insbesondere bei Auswuchtmaschinen zum Einsatz, bei denen der Rotor auf einer vertikal angeordneten, schwingfähig gelagerten, Aufspannwelle befestigt ist Bei einem polaren Massenausgleich erfolgt der Ausgleich bei Rotoren mit relativ großen Ausgangsunwuchten, vorzugsweise mittels zwei Ausgleichseinheiten, die nebeneinander angeordnet sein können. Bei anderen Rotoren, die einen Ausgleich nur in bestimmten Winkelbereichen zulassen, erfolgt der Massenausgleich in Komponenten, der nacheinander oder aus Wirtschaftlichkeitsgründen auch gleichzeitig durchgeführt werden kann. Die zunächst ermittelte Unwucht wird hierbei in die entsprechend festgelegten Ausgleichskomponenten vektoricll aufgeteilt und nachfolgend zur Steuerung der einzelnen Ausgleichseinheiten herangezogen.

Um nun Werkstücke unterschiedlichen Durchmessers ausgleichen zu können, werden die Ausgleichseinheiten bei bekannten Auswuchtmaschinen auf getrennten Schlitten angeordnet, die radial zur Rotorachse bzw. Auswuchtmaschinenachse verschiebbar sind. Der Ausgleichsvorgang bei einer Auswuchtung eines Rotors nimmt im Verhältnis zur eigentlichen Meßzeit immer mehr Zeit in Anspruch, so daß aus diesem Grunde der Ausgleich in den entsprechenden Komponenten häufig gleichzeitig durchgeführt wird. Diese Forderung setzt natürlich voraus, daß die Ausgleichseinheiten in jeder Ausgleichskomponente auf einem separaten Schütten, der radial zur Werkstückachse verschiebbar ist, angeordnet werden, um Rotore mit unterschiedlichen Durchmessern verarbeiten zu können.

Durch die zwei oder mehreren getrennten Schlitten, die auch je eine Antriebseinheit und eine Kontrolleinrichtung für die Ausgleichseinheiten voraussetzen, ist eine derartige Vorrichtung sehr aufwendig und teuer.

Des weiteren ist durch die DE-AS 12 41 152 eine Vorrichtung zum Unwuchtausgleich an scheibenförmigen, kreisrunden Werkstücken bekanntgeworden, bei der die Ausgleichsmittel symmetrisch nach beiden Seiten von der Ausgleichsstelle aus um die Rotationsachse des Werkstückes herum verschwenkbar sind, so

ίο daß die Resultierende der Unwuchtgröße und -lage entspricht. Der Unwuchtausgleich selbst eriulgt durch zwei spanabhebende Werkzeuge, die um eine zur Achse des Werkstückes koaxiale Antriebswelle verschwenkbar sind.

is Eine Lösung zur Beseitigung von Unwuchten an unterschiedlich großen Rotoren wird durch diese Vorrichtung nicht aufgezeigt.

Eine andere Vorrichtung zum Unwuchtausgleich an rotierenden Körpern beschreibt die DE-AS 12 36 829.

Bei dieser bekannten Vorrichtung wiril die aus mindestens zwei materialentfernenden Werkzeugen bestehende Ausgleichseinheit in einem Kreisbogen an den Wuchtkörper geschwenkt

Ein gezielter Massenausgleich an Rotoren mit unterschiedlichen Durchmessern ist mittels dieser Ausgleichseinheit nicht möglich, da die materialentfernenden Werkzeuge in diesem Fall unterschiedliche Massen abtragen wurden.
Durch die DE-AS 12 25 417 ist eine Vorrichtung zum Auswuchten umlaufender Körper bekanntgeworden, bei der die Ausgleichseinheit radial zur Rotorachse verschiebbar angeordnet ist. Einen ausreichenden Hinweis zur Lösung der Probleme beim Unwuchtausgleich in Komponenten bei Rotoren mit unterschiedli-

j5 chen Durchmessern vermag diese Schrift nicht zu geben.

Durch die Veröffentlichung »Auswuchttechnik« S. 24 und 25 von 1977, erschienen im Springer-Verlag, ist es bekannt, Unwuchten in 90° Komponenten aufzuteilen.

Auf die Anpassung der Komponentenunwuchten bei unterschiedlichen Rotordurchme'jsern wird in dieser Veröffentlichung jedoch nicht näher eingegangen.

Durch die DE-AS 20 01972 ist weiterhin eine Auswuchtmaschine für Kraftfahrzeugräder unterschiedlicher Größe bekanntgeworden, bei der Abtasteinrichtungen zur Ermittlung von geometrischen Parametern des auszuwuchtenden Rades vorgesehen sind. Diese Abtasteinrichtungen betätigen hierbei Potentiometer, die wiederum mit einer Elektronik zur Anzeige der Auswuchtwerte zusammenwirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Beseitigen von Unwuchten an Rotoren, die unterschiedliche Durchmesser bzw. Ausgleichsdurchmesser aufweisen, vorzuschlagen, die einfach und kostengünstig aufgebaut ist und einen gleichzeitigen Unwuchtausgleich in den entsprechenden Komponenten zuläßt.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können die Ausgleichseinheiten auf einem verschiebbaren Schlitten angeordnet werden, wobei für beide Ausgleichseinheiten nur eine Antriebseinheit notwendig ist. Der Ausgleichsvorgang der beiden Ausgleichseinheiten kann durch einen Ausgleichstiefenmeßwertaufnehmer kontrolliert werden, der die Signal'; einer Vergleichsschaltung weiterleitet, die dann bei Erreichen des

gewünschten Unwuchtmassenausgleiches die jeweilige Ausgleichseinheit getrennt oder gemeinsam ic die Ausgangsposition zurückfahren läßt

Die sich aufgrund der unterschiedlichen Ausgleichsdurchmesser, bei gleichbleibendem Abstand zwischen den Ausgleichseinheiten, ergebenden öffnungswinkel κ zwischen den Ausgleichskomponenten, werden durch die erfindurgsgemäße Vorrichtung durch korrigi-.r'.c Äuigieichsmassen berücksichtigt, so daß die geforderte Ausgleichsgüte erzielt werden kann, ohne daß durch Winkel- oder Größenfehler beim Ausgleich Restunwuchten im Rotor erhalten bleiben.

Dii^e Vc.'ficiüung kann auch beim sogenannten polaren Massenausgleich eingesetzt werden.

Hierbei wird in der Recheneinheit ebenfalls der sich durch die unterschiedlichen Rotordurchmesser ergebende Winkel α zwischen den beiden Ausgleichseinheiten berücksichtigt, wobei in diesem Fall beide Ausgleichseinheiten mit der gleichen Massenausgleichsgröße beaufschlagt werden.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil einer Auswuch tmaschine.

Fig.2 zeigt die Ausgleichseinheitensteuerung als Blockschaltbild.

Gemäß F i g. 1 kann eine Auswuchtmaschine aus einem Gehäuse 1, in dem die Aufspannwelle 2, die Antriebseinheit und die Meßwertaufnehmer in bekannter Weise angeordnet sein können, bestehen. Der auszuwuchtende Rotor 3 kann mittels einer Spanneinheit 4 auf der Aufspannwelle 2 befestigt sein. Auf einem besonders gestalteten Teil des Gehäuses 1 kann ein verschiebbarer Schlitten 5 vorgesehen sein. Auf dem Schlitten 5 können die Ausgleichseinheiten 6 und 23 nebeneinander angeordnet sein und z. B. entsprechende Bohrspindeln 7 und 8 aufweisen. Es können aber auch andere vergleichbare Ausgleichseinrichtungen, wie z. B. Fräser vorgesehen werden. Der Antrieb der Ausgleichseinheiten 6 und 23 kann mittels einer Antriebseinheit 9 erfolgen. Als Antriebseinheit 9 kann ein Elektromotor vorgesehen r-^in, der über ein entsprechendes Getriebe mit den Bohrspindeln 7 und 8 in Eingriff steht. Durch eine geeignete Ausgestaltung der Bohrspindeln 7 und 8, z. B. als sogenannte Ziehspindeln, ist es möglich, beide Bohrspindeln 7 und 8 durch die Vorschubeinheit 10 zusammen beim Ausgleichsvorgang nach unten zu fahren, aber getrennt, entsprechend der ermittelten Massenausgleichsgröße in der betreffenden Komponente wieder nach oben zurückzufahren.

Der öffnungswinkel« zwischen den Mittelachsen der beiden AusgleichseinheiUin 6 und 23 kann, insbesondere bei einem Massenausgleich in Komponenten, 90° betragen. Er kann aber auch eine andere Komponentenaufteilung gewählt werden. Bei einem polaren Massenausgleich mit zwei Ausgleichseinheiten ist der öffnungswinkel « entsprechend kleiner, um eine möglichst große resultierende Ausgleichsmasse abtragen zu können.

Bei Rotoren 3 mit unterschiedlich großen Durchmessern bzw. Ausgleichsdurchmessern werden die Ausgleichseinhciten 6 und 23 zusammen auf dem Schlitten 5 entsprechend radial zur Achse der Auswuchtmaschine verschoben, um den Ausgleiehsvorgang durchführen zu können. Bei gleichbleibendem Abstand »a« zwischen den Mittelachsen der Ausgleichseinheiten 6 und 23, verändert sich natürlich der öffnungswinkel «. Bei größeren Rotoren 3 ist der öffnungswinkel λ kleiner und bei kleineren Rotoren 3 größer.

Um nun einen korrekten Mrsi^iia^igSdd= durchführen zu können, wird die Änderung des Öffnungswinkels λ zwischen den beiden Ausgleichsehiheifen 6 und 23 bei den UnwuchtausgleichsnifWt*; -r.-ijjspT-hiind D-.Tücksrhtigt, wobei die Korrektur wie muchfoigsnd se ichrie · b'ji: durchgeführt werden kann.

Ein Meßwertaufnehmer 11 tastet die Schwingungen des Koton. 3 ab und leitet die Signale, die aus e-'^em Gemisch von Unwuchtsignal und überlagerten Störungen bestehen, über einen Verstärker 12, an eine Meßwertverarbeitungsschaltung 13 weiter. Bei der Meßwertverarbeitung werden die Unwuchtschwingungen von den Störschwingungen in bekanmer Weise befreit Gleichzeitig wird durch einen Winkelgeber 14 und einem entsprechend zugeordneten Phasenkanal 15 der Winkelbezug der Unwuchtschwingung gewonnen und ebenfalls der Meßwertverarbeitungsschaltung 13 eingegeben, um in bekannter Weise die Ermittlung der Unwucht nach Größe und Winkellage durchzuführen, wobei die Unwucht auch in vorgewählte, insbesondere 90° Komponenten zerlegt werden kann. Nachfolgend werden die Werte zu einer Recheneinheit 16 weitergeleitet
Der Durchmesser des Rotors 3 kann mittels einer Abtasteinrichtung 17 berührend oder berührungslos abgetastet und einem Funktionsgenerator 18 zugeführt werden. Der Funktionsgenerator 18 ist xnit der Recheneinheit 16 verbunden, so daß nachfolgend die ermittelten Unwuchtgrößen in den einzelnen Komponenten entsprechend dem tatsächlich vorhandenem öffnungswinkel λ korrigiert werden. Die so errechneten Unwuchtgrößen können zu Vergleichern 19 und 20 weitergeleitet werden. Der Vorschub der Ausgleichseinheiten 6 und 23 wird durch einen Ausgleichstiefenmeß-

J5 wertaufnehmer 21 abgefragt, dessen Ausgangssignale über einen entsprechenden Funktionsgenerator 22 ebenfalls den Vergleicherr. 19 und 20 eingegeben werden. Die Ausgangssignale der Vergleicher 19 und 20 übernehmen nachfolgend die Steuerung der beiden Ausgleichseinheiten 6 und 23.

Bei einem polaren Massenausgleich wird die Unwuchtgröße ebenfalls auf die beiden Ausgleichskomponenten umgerechnet, wobei beide Werte gleich groß sind. Zur Steuerung der Ausgleichseinheiten 6 und 23 wäre in diesem Fall nur ein Vergleicher notwendig.

Der Abstand »a« zwischen den Achsen der beiden Ausgleichseinheiten 6 und 23 kann so gevählt sein, daß bei dem größten zu verarbeitenden Rotor 3 der kleinste Öffnungswinkel λ, insbesondere 90°, vorhanden ist, so daß bei kleineren Rotoren 3 der Öffnungswinkel λ größer wird und somit auch ungünstig liegende Unwuchtwerte, insbesondere derartige Unwuchtwerte, die nahe bei einer Ausgleichskomponente liegen, noch entsprechend vektoriell aufgeteilt werden können. Es können aber auch andere Winkelaufteilungen, wie z. B. 60" ocwr45° gewählt werden.

Es kann aber auch ein Abstand »a« gewählt werden, der bei einem Rotor 3 mit mittlerem oder kleinerem Durchmesser eine Komponentenaufteilung von 90° ergibt. Dies kann insbesondere dann notwendig werden, wenn -nit gTifleri Ausyangsunwuchten der Rotore i gerechnet werden mu2. In diesem Fall muß bei größeren Rotoren 3 mi! ungünstig liegenden Unwuehtwerten, die Meßelektn-r-ik in bekannter Weise eine entsprechende

^h' Komponentenachsenkreuzschitbung durchführen, damit der Unwuch*«ci-:;or wiedei zwischen den einzelnen AuEj.'tiichskoinponep-en zu liegen kommt un. di>mit eine entsprecheüde Aufteilung ermöglicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Beseitigen von Unwuchten an Rotoren mit unterschiedlichen Durchmessern, bei der mindestens zwei Ausgleichseinheiten gemeinsam auf einem radial zur Rotorachse verschiebbaren Schütten angeordnet sind, deren Vorschub einzeln oder gemeinsam aufgrund der ermittelten Unwuchtwerte steuerbar ist und bei der eine Meßwertverarbeitungsschaltung sowie eine Abtasteinrichtung zur Ermittlung des Durchmessers bzw. Ausgleichsdurchmessers des Rotors vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtasteinrichtung (17) ein Funktionsgenerator (18) und eine Recheneinheit (16) nachgeschaltet sind, daß die Recheneinheit (16) weiterhin mit dem Ausgang der Meßwertverarbeitungsschaltung (13) verbunden ist und daß die Recheneinheit (16) für eine Korrektur der Größe der Ausgieichskomponenten in Abhängigkeit des öffnungswinkels »ä«, der sich durch den festen Abstand »a« zwischen den beiden Ausgleichseinheiten (6 Uiid 23) und dem variablen Abstand des Ausgleichsradius zur Rotoradisc ergibt, ausgelegt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine berührungslos arbeitende Abtasteinrichtung (17) am Rotor (3) vorgesehen ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgleichstiefenmeßwertaufnehmer für beide Ausgleichseinheiten (6,23) vorgesehen ist.