DE2912079A1

DE2912079A1 - Vorrichtung zur beseitigung der restunwucht eines drehbar gelagerten teils

Info

Publication number: DE2912079A1
Application number: DE19792912079
Authority: DE
Inventors: Paul Favrot
Original assignee: CLICHY CONST SA
Current assignee: CLICHY CONST SA
Priority date: 1978-06-08
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1979-12-13
Also published as: GB2022772A; FR2428249B1; GB2022772B; FR2428249A1; US4281563A; JPS54162053A; IT7923419A0; IT1162537B

Description

Vorrichtung zur Beseitigung der Restunwucht eines drehbar

gelagerten Teils

Die Erfindung betrifft die Beseitigung der Restunwucht eines drehbar gelagerten Teils und insbesondere eines drehbar auf einer festen Achse gelagerten Teils.

Es ist schon, insbesondere aus dem französischen Patent Nr. 74 35 570 (Veröffentlichungsnummer 2 251 819) eine Vorrichtung zur Korrektur der Unwucht eines auf einer drehenden Achse befestigten Organs bekannt, wobei diese Vorrichtung einen ringförmigen, in mehrere Gleichgewichtskammern aufgeteilten Behälter aufweist, wobei die Gleichgewichtskammern sich jede nur über einen Teil des Umfangs erstrecken, und wobei die Frontwand dieses Behälters auf verschiedenen Radien öffnungen aufweist, die mit Jeweils einer dieser Kammern verbunden sind und durch die Flüssigkeit durch Düsen zugeführt werden kann, wobei die Menge der zuzuführenden Flüssigkeit auf geeignete Art gesteuert wird. Eine solche Ein-

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richtung läßt sich schwer realisieren, insbesondere aufgrund der Tatsache, daß die genannten Kammern und ihre öffnungen sich in Drehung befinden, während die Einspritzdüsen der Flüssigkeit feststehen. Sobald darüberhinaus die Drehbewegung des drehenden Teils aufhört, leeren sich die Flüssigkeitskammern, so daß beim Wiederingangsetzen der Vorrichtung der Regelvorgang der Beseitigung der Unwucht durch ausgewähltes Einspritzen von Flüssigkeit in die verschiedenen Kammern des ringförmigen Behälters von neuem begonnen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung ebenfalls eines ringförmigen, in mehrere Kammern aufgeteilten Behälters eine Möglichkeit zur Beseitigung der Restunwucht eines drehbaren Teiles zu schaffen, das nicht nur auf einer sich drehenden Achse, sondern auf einer feststehenden Achse mit Hilfe von Lagern befestigt ist, wobei die genannten Nachteile der bekannten Anordnung vermieden werden sollen.

Zu diesem Zweck stehen erfindungsgemäß die Gleichgewichtskammern des ringförmigen Behälters über radial verlaufende Löcher in ständiger Verbindung mit entsprechenden ringförmigen, in der zylindrischen, die Lauffläche der festen Achse bildenden Oberfläche eingelassenen Ringen, die ihrerseits über im Innern der festen Achse angeordnete Leitungen einerseits mit einer öldruckquelle über eine kalibrierte Einschnürung und andererseits mit einer Druckluftquelle über zur Regelung dienenden Madenschrauben in Verbindung stehen, die Jeweils in die entsprechenden Zuführungsleitungen der Gleichgewichtskammern zwischengeschaltet sind, wobei diese weiterhin Jede über eine Einschnürung mit einer RUckführleitung verbunden sind.

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Mit Hilfe dieser besonderen Ausführung hängt die Menge an Flüssigkeit, die in jeder Gleichgewichtskammer zur Beseitigung der Unwucht vorhanden sein muß, nicht mehr von einer vorherbestimmten, in diese Kammern einzuführende Menge an Flüssigkeit ab, sondern von der Höhe des Druckes der Druckluft, die in. diese Kammer einzuführen ist, wobei die Höhe dieses Drucks gleich ist der Höhe des Öldrucks, der in dieser Kammer auf dem dem Niveau des Öls entsprechenden Radius, gerechnet von der Achse der Rotation, herrscht, wobei das Niveau des Öls das Volumen und infolgedessen die Masse des zur Erhaltung des Gleichgewichts nötigen Öls bestimmt. Mit anderen Worten, es wird ein Druckgleichgewicht zwischen zwei ständig fließenden Fluiden hergestellt, nämlich: das öl durch eine kalibrierte gemeinsame Einschnürung mit unveränderbarem Querschnitt und die Druckluft durch eine . für jede Kammer kalibrierte Einschnürung mit regelbarem Querschnitt derart, daß in jeder Kammer eine gewisse Menge Öls durch leichtere Luft ersetzt werden kann und infolgedessen der Schwerpunkt des in dieser Kammer eingeschlossenen Öls verlagert wird, abhängig von den Notwendigkeiten der Herstellung des Gleichgewichts. Alle Fluidik-Kreise sind daher Kreise ohne Unterbrechung, deren Herstellung keine besonders schwierig zu lösenden Probleme aufwirft, und die Regelung der Flußmengen dieser Fluiden geschieht daher sehr bequem. Darüberhinaus geht die Regelung beim Stillstand nicht verloren, so daß nach Wiederinbetriebnahme die Drücke des Öls und der Luft sich in den verschiedenen Kammern wieder genau auf die gleichen Werte des korrekten Arbeitens einstellen, die sie vor dem Stillstand gehabt hatten.

Eine Vorrichtung dieser Art ist besonders interessant in ihrer Anwendung auf Drehteile, die sich um eine feststehende Achse mit Hilfe von hydrostatischen Lagern drehen.

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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und aus den Zeichnungen, die eine Anwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auf eine auf einer festen Mittelachse drehbar befestigten, eine Schleifscheibe tragende Buchse einer Schleifmaschine zeigen. Hierbei zeigen:

Fig. 1 in einem Längsschnitt längs Linie I-I in Fig. 3 die Gesamtheit aus feststehender Achse und aus der mit der Gleichgewichtseinrichtung versehenen Buchse;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die feststehende Achse längs der Linie II-II in Fig. 3; und

Fig. 3 bis 8 Querschnitte längs der mit den entsprechenden römischen Ziffern versehenen Linien in Fig. 1.

Die eine nicht dargestellte Schleifscheibe tragende Buchse ist drehbar auf einer feststehenden Mittelachse 2 mit Hilfe von zwei hydrostatischen Lagern 3 befestigt, die in zwei Bohrungen 5 der Buchse 1 gegen zwei innere Schultern 6 mit Hilfe zweier Schraubenmuttern 7 an ihrer Stelle gehalten werden, die in die mit Gewinden versehenen Enden der beiden Bohrungen 5 eingeschraubt sind. Die zylindrische, die radiale Lauffläche bildende Oberfläche jeden Lagers 3 ist mit 11 bezeichnet, während die Frontseite zur axialen Lagerung mit 12 bezeichnet ist. Die entsprechenden, die Lauffläche bildenden Oberflächen auf der feststehenden Mittelachse 2 sind mit 13 bzw. 14 bezeichnet. Vier in der zylindrischen Lauf-Oberfläche 13 der feststehenden Mittelachse 2 angebrachte Abflachungen 17 (siehe auch Fig. 5) bestimmen zusammen mit der entsprechenden Oberfläche 11 des Lagers

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vier Kammern 18, die jeweils mit Drucköl durch vier Düsen 21 versorgt werden. Die Düsen 21 sind, radial verlaufend in der Achse angeordnet und münden in eine ringzylinderförmige Kammer 22, die zwischen einer Hülse 23 und einem Zentralrohr 24 ausgespart ist. Die beiden Hülsen 2j5 der beiden Lager werden von einem Rohr 25 in mehreren Stücken getragen, die eine Einheit bilden, deren beide Enden in zwei Endteile 26 bzw. 27 getragen werden, die ihrerseits mit den beiden Enden der Mittelachse 2 verbunden sind. Das Rohr 24, das später noch näher erläutert wird, wird ettenso an seinen beiden Enden in den beiden Teilstücken 26 und 27 getragen. Das Drucköl wird in die Kammer 22 durch den itingzylinderförmigen Zwischenraum zwischen den beiden Rohren 24 und 25 ausgehend von einem radial verlaufenden Loch 28 in dem Endstück 26 eingeführt.

Eine in der Frontfläche 12 Jeden Lagers 3 angeordnete ringförmige Kammer 32 wird ebenfalls mit Drucköl versehen, das aus der ringförmigen Kammer 22 über eine in der feststehende Mittelachse 2 angeordnete, .radial verlaufende Düse 33 und ein Loch 34 zugeführt wird, wobei das Loch 34 auf der Frontseite 14 der feststehenden Achse gegenüber der ringförmigen Kammer 32 des Lagers mündet.

Das zwischen den Lauf-Oberflächen der Lager entweichende öl gelangt in die ringförmigen RUckführrinnen 37, 38, 39 und durch in radialer Richtung in der feststehenden Mittelachse, die rohrförmig ist, angeordnete Löcher 37a, 38a, 39a in die Bohrung 4 der Achse, von wo es durch ein radial verlaufendes Loch 4^ ausläuft.

Um eine gegebenenfalls vorhandene Restunwucht des von der Schleifscheibe, der Buchse 1 und den Lagern 3 gebildeten Drehteiles beseitigen zu können, ist ein System vorgesehen, das mehrere Gleichgewichtskammern 5I, 52, 53 aufweist,

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in unserem Beispiel drei, die in der Dicke der Drehlager auf der Seite der Seitenwand der Buchse 1 gebildet sind und mit denen sie verbunden sind, wobei diese Kammern voneinander durch drei radial verlaufende, gegeneinander um 120 versetzt angeordnete Zwischenwände 54 getrennt sind.

Die drei Kammern 5I, 52 und 53 werden ständig mit einer Mischung aus Drucköl und Druckluft versorgt. Zu diesem Zweck stehen sie Jeweils mit einem von drei radial verlaufenden Löchern 55 (siehe Fig. 6), 56 (Fig. 7) bzw. 57 (Fig. 8) der Lager 3 in Verbindung, die jeweils in drei ringförmige Rinnen 58, 59 bzw. 60 der feststehenden Mittelachse 2 einmünden, wobei diese Rinnen jeweils in Verbindung stehen mit drei radialen Röhren 62, 63 bzw. 64, die die feststehende Mittelachse 2 ebenso wie einen Teil des Stücks 23 durchqueren (siehe auch Fig. 2) und die ihrerseits in drei Längsleitungen 65* ^>6 bzw. 67 des Teiles münden, wo drei Rohre 68, 69 und 70 eingelassen sind, die ebenso in drei entsprechenden Längsleitungen 74, 75 bzw. 76 des Endteiles 27 eingelassen sind (siehe Fig. 3)· I^m Inneren dieses Endteiles 27, in dem ringförmigen Zwischenraum zwischen den beiden Rohren 24 und 25 befindet sich eine Buchse 78,und es existiert ein Spiel von einigen Hundeifcstel Millimetern zwischen der Bohrung dieser Buchse 78 und der äußeren Oberfläche des Rohres 24, welches eine kalibrierte Einschnürung bildet, durch die das unter Druck stehende öl durchtreten kann, das so eine Kammer 79 erreicht, die gleichzeitig mit den drei Längsleitungen 74, 75 und 76 über kalibrierte Löcher wie zum Beispiel 82 in Verbindung steht (siehe Fig. 2). In dem äußeren Ende des Teiles 27 befindet sich eine weitere Kammer 84, in die das Rohr 24 zur Zuführung von Druckluft einmündet und die über drei radial verlaufende Löcher 85, 86 und 87 (siehe auch Pig· 3) Jeweils mit den drei Längsleitungen 74, 75 bzw.

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76 in Verbindung steht, unter der Kontrolle von drei Madenschrauben 91, 92 bzw. 93* die von außen zu Zwecken der Regelung zugänglich sind.

Die Kreise der Zuführung von Öl und Druckluft in die drei Gleichgewichtskammern 51, 52 und 53 sind die folgenden: Für das Öl: Radialloch 28 in dem Endteil 26, der ringförmige Zwischenraum zwischen den beiden längsverlaufenden Zentralrohren 24 und 25, der Zwischenraum zwischen der äußeren Oberfläche des Rohres 24 und der Bohrung der Buchse 78, die Kammer 79, die kalibrierten, radial verlaufenden Löcher wie zum Beispiel 82, in Längsrichtung verlaufende Rohre 68, 69 bzw. 70* radial verlaufende Rohre 62, 63 bzw. 64, die in der feststehenden Mittelachse 2 angeordneten ringförmigen Rinnen 58, 59 bzw. 60, die radial verlaufenden Löcher 55* 56 bzw. 57 quer durch die Lager 3 und schließlich die Gleichgewichtskammern 51, 52 bzw. 53-

Pur die Druckluft verläuft der Weg folgendermaßen: Eintrittsloch 29 für die Druckluft in der Mitte des Endstückes 26 am Ende der feststehenden Mittelachse 2, Zentralrohr 24, Kammer 84 in dem anderen Endteil 27, Radiallöcher 85, 86 und 87, Durchgang längs der drei Madenschrauben 91, 92 und 93. und Längsleitungen "Jh₁ 75 bzw. 76, in denen die Druckluft das durch die Löcher wie 82 zugeführte Drucköl trifft und sieh mit diesem vermischt unter Weiterverfolgung seines Weges bis in die Gleichgewichtskammern 51* 52 bzw. 53·

Der Austritt des Öles und der Druckluft aus den Gleichgewichtskammern geschieht durch die Einschnürungen 99* durch die Leitungen 101, die die Dicke der Lager 3 durchqueren und in der ringförmigen Rinne 37 der fest-

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stehenden zentralen Achse 2 münden, wo das Öl und die Druckluft die aus den Kammern l'a des hydrostatischen Lagers 3 austretende Menge von öl treffen.

Die feststehende zentrale Achse 2 weist darüberhinaus in der Gegend der äußeren Enden der beiden Lager 3 ,zwei ringförmige Dichtungsrinnen 104 auf, die mit Druckluft von der Kammer 84 des Endteiles 27 durch ein viertes radial verlaufendes Loch 88, eine vierte Längsleitung 77 und ein viertes Rohr 71 und zwei radiale Rohre 106 versorgt werden. Eine vierte Madenschraube 94, angeordnet in der Längsleitung 77 rechtwinklig zu dem radial verlaufenden Loch 88, erlaubt es, den Luftdruck der Druckluft in den beiden ringförmigen Dichtungsrinnen 104 auf den Wert des Rückkehrdruckes in der Höhe der Bohrung 11 der Lager 3 einzuregeln.

Wenn in den drei Gleichgewichtskammern 51» 52 und 53 keinerlei Druckluft vorhanden ist, sind diese mit öl gefüllt und der zwischen den zylindrischen inneren und äußeren Oberflächen dieser Kammern existierende Druckgradient entsteht aufgrund der Zentrifugalkraft, die auf das öl ausgeübt wird. Um eine Größenordnung anzugeben, kann man sagen, daß bei einer konkreten Ausführungsform dieser Gradient einen Wert von etwa 0,1 bar bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 1000 Umdrehungen pro Minute aufweist.

Wenn die drei Madenschrauben 91* 92 und 94 geschlossen sind und infolgedessen die drei Gleichgewichtskammern 51* 52 und 53 voll von öl sind, und man eine dieser Madenschrauben öffnet, zum Beispiel die Schraube 91* um einen solchen Wert, daß der Druck der Druckluft in der entsprechenden Gleichgewichtskammer 51 sich innerhalb des genannten Gradienten befindet, entweicht nur ein Teil des

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in dieser Kammer enthaltenen Öls aus dieser und wird durch. Luft ersetzt. Unter der Voraussetzung, daß Luft leichter ist als öl, wird dadurch der Schwerpunkt des gesamten Drehteils leicht verlagert, und es ist leicht zu sehen, daß man auf diese Weise eine leichte Restunwucht kompensieren kann.

Um eine solche Kompensation durchzuführen, geht man folgendermaßen vor:

Anfangs sind die drei Madenschrauben 91, 92 und 93, die der Versorgung der Gleichgewichtskammern mit Druckluft dienen, geschlossen, d. h. diese drei Kammern sind voll von Öl. Wenn eine leichte Unwucht auftritt, was man mit den üblichen Methoden und Geräten feststellt, beginnt man damit, irgendeine der drei Madenschrauben 91, 92 oder 93 leicht zu öffnen, zum Beispiel die Schraube 91· Zwei Fälle können nun eintreten. Im ersten Fall verringert sich der Fehler. Man fährt fort, die Schraube zu lockern, d. h. man läßt Druckluft unter einem wachsenden Druck in die entsprechende Gleichgewichtskammer 51 eindringen, bis zu dem Augenblick, wo der Fehler aufhört, sich zu vermindern und wieder ansteigt. Nun läßt man diese Schraube in dieser Öffnungsstellung, dann öffnet man nacheinander eine der beiden anderen Madenschrauben 92 oder 93 bis zu einem Grad, der der vollständigen "Unterdrückung der Unwucht entspricht und läßt sie in dieser Öffnungsstellung.

Im zweiten Fall verschlimmert sich der Fehler, man schließt daher die erste Madenschraube, die man gerade begonnen hatte zu öffnen, wieder und öffnet anschließend, eine andere, zum Beispiel die Schraube 92, zu einer Stellung, die eine minimale Unwucht erlaubt, läßt sie in dieser Stellung und beginnt anschließend mit der Öffnung der dritten Madenschraube 93 bis zu einer Stellung, in der die Unwucht vollständig verschwindet-und läßt diese Schraube in-^ieser Stellung.

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Claims

Patentansprüche

1»/Vorrichtung zur Beseitigung der Restunwucht eines drehbar auf einer festen Achse gelagerten Teils, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des drehbaren Teils (l) mehrere ringförmige Gleichgewichtskammern (51, 52, 53) angeordnet sind, die sich in an sich bekannter Weise jede nur über einen Teil des Umfangs erstrecken und über radial verlaufende Löcher (55* 56, 57) in ständiger Verbindung mit entspreehenden ringförmigen, in der zylindrischen, die Lauffläche bildenden Oberfläche der festen Achse (2) eingelassenen Rinnen (58, 59, 60) stehen, die ihrerseits über im Inneren der festen Achse (2) angeordnete Leitungen (62, 63, 64) einerseits mit einer öldruckquelle über eine kalibrierte Einschnürung (78) und andererseits mit einer Druckluftquelle über zur Regelung dienenden Madenschrauben (91* 92, 93) in Verbindung stehen, die jeweils in die entspreehenden Zuführungsleitung (74, 75, 76) der Gleichgewichtskammern (51, 52, 53) zwischengeschaltet sind, wobei diese weiterhin Jede über eine Einschnürung (99) mit einer Rückführleitung (lOl, 37, 37a, 4, 42) verbunden sind.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Teil (l) auf der festen Achse (2) mit Hilfe eines Plüssigkeitslagers (3) mit hydrostatischen Kammern (18) und mit ringförmigen, in der zylindrischen, die Lauffläche bildenden Oberfläche der festen Achse (2) eingelassenen Dichtungsrinnen (104) befestigt ist, wobei die ringförmigen Dichtungsrinnen (104) mit der Druckluftquelle über eine in der festen Achse (2) angeordnete und mit einer zur Regelung dienenden Madenschraube (9^J0 versehene Leitung (77) verbunden sind, des weiteren gekennzeichnet dadurch, daß die Rückführleitung jeder Gleichgewichtskammer (51* 52, 53) eine ringförmige Rückführrinne (37) aufweist, die in die zylindrische, die Lauffläche bildende Oberfläche der festen Achse (2) eingelassen und zwischen den hydrostatischen Kammern (l8) des Lagers (3) und den ringförmigen Dichtungsrinnen (104) angeordnet ist, wobei diese ringförmige Rückführrinne (37) auch die aus den hydrostatischen Kammern (l8) des Lagers (3) unter Druck austretende Flüssigkeit aufnimmt.

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