DE3034398A1 - Balancing rotors, esp. vehicle wheels, in two planes - using two axis lever deflection to measure wheel dimensions - Google Patents
Balancing rotors, esp. vehicle wheels, in two planes - using two axis lever deflection to measure wheel dimensionsInfo
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Abstract
Description
"Vorrichtung zum Auswuchten von Rotoren,"Device for balancing rotors,
insbesondere von Kraftfahrzeugrädern" Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswuchten von Rotoren, insbesondere von Knftfahrzeugrädern gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.in particular of motor vehicle wheels " The invention relates to a device for balancing rotors, in particular knitted vehicle wheels according to the preamble of claim 1.
Durch die deutsche Patentschrift P 2 001 972 ist eine Auswuchtmaschine für Kraftfahrzeugräder bekannt geworden, bei der zur Erfassung der geometrischen Abmessungen des auszuwuchtenden Rotors drei Einste potentiometer vorgesehen sind, von denen ein erstes für einen Abstand X zwischen einem Lagerfixpunkt und der inneren der beiden Ausgleichsebenen, ein zweites für einen Abstand Y zwischen den beiden Auswuchtebenen und ein drittes für einen Ausgleichsradius R vorgesehen ist. Des weiteren weist diese bekannte Auswuchtmaschine eine aus einem horizontal verstellbaren und schwenkbaren Hebel bestehende Abtasteinrichtung auf, um über eine Fthlrolle eine gleichzeitige Ermittlung des Abstandes X und des Ausgletchsradius R zu ermöglichen.By the German patent P 2 001 972 is a balancing machine become known for motor vehicle wheels, in the detection of the geometric Dimensions of the rotor to be balanced three adjustment potentiometers are provided, of which a first for a distance X between a bearing fixed point and the inner one of the two compensation levels, a second for a distance Y between the two Balancing planes and a third for a compensation radius R is provided. Of This known balancing machine also has one of a horizontally adjustable one and pivotable lever existing scanning device to over a feeler roller to enable a simultaneous determination of the distance X and the Ausgletchsradius R.
Der Nachteil dieser Einrichtung liegt darin, daß der Abstand Y zwischen den beiden Ausgleichsebenen manuell ermittelt und der Auswerteinrichtung eingegeben werden muß, was leicht zu Fehlern führen kann, Insbesondere ist eine Ermittlung des Abstandes der Ausgleichsebenen dann erheblich erschwert, wenn die Ausgleichsobenen innerhalb des Rotors liegen und eine einfache Vermessung nicht möglich ist.The disadvantage of this device is that the distance Y between the two compensation levels are determined manually and entered into the evaluation device must be, which can easily lead to errors, in particular is a determination the distance between the compensation levels is made considerably more difficult if the compensation levels lie within the rotor and a simple measurement is not possible.
Durch die ältere deutsche Patentanmeldung P 29 26 252 ist weiterhin eine Vorrichtung bekannt geworden, die eine Abtasteinrichtung zur Abtastung der äußeren Ausgleichsebene des Rotors aufweist, die an der Schutzeinrichtung der Auswuchtmaschine befestigt ist.By the older German patent application P 29 26 252 is still a device has become known which has a scanning device for scanning the has outer compensation plane of the rotor, which is attached to the protective device of the balancing machine is attached.
Diese bekannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß die Schutzeinrichtung zunächst heruntergeschwenkt werden muß, bevor die äußere Ausgleichsebene abgetastet werden kann. Hierdurch sind Meßfehler nicht immer zu vermeiden, da die Einrichtung unter der Schutzhaube relativ umständlich zu handhaben und das abzutastende Scheibonrad nicht eindeutig zu erkennen ist.This known device has the disadvantage that the protective device must first be swiveled down before the outer compensation plane is scanned can be. This means that measurement errors cannot always be avoided, since the device Relatively awkward to handle under the protective hood and the Scheibon wheel to be scanned not clear can be seen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Nachteil der bekannten Einrichtungen zu vermeiden und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der eine einfache und eindeutige Abtastung der äußeren Ausgleichsebene gewährleistet ist, Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.The object of the invention is therefore to overcome the disadvantage of the known devices to avoid and to propose a device with which a simple and unambiguous Scanning the outer compensation plane is guaranteed, this task is carried out at the device mentioned above by the in the characterizing part of the claim 1 mentioned features solved.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.The subclaims contain advantageous developments of the invention specified.
Durch die Anordnung eines schwenkbaren Hebels am Ende einer Befestigungseinrichtung, die vorzugsweise als ein Teil der Lagerung der Schutzeinrichtung ausgeführt sein kann, ist es möglich. durch eine einfache Schwenkbewegung sowohl die äußere Anagleichsebene als auch den Ausgleichsradius unter Zuhilfenahme von yorzugsweise zwei Drehwinkelgebern zu ermitteln, ohne daß dies durch die Schutzeinrichtung in irgendeiner Weise behindert wird.By arranging a pivotable lever at the end of a fastening device, which are preferably designed as part of the storage of the protective device can, it is possible. by a simple swivel movement both the outer alignment plane as well as the compensation radius with the help of preferably two rotary encoders to be determined without this being hindered in any way by the protective device will.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert: F ig. 1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Auswuchtvorrichtung, teilweise im Schnitt Fig. 2 zeigt schematisch eine Ansicht der Auswuchtvorrichtung Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild zur Ermittlung der geometrischen Einstellwerte des Rotors Die Vorrichtung zum Auswuchten des Rotors 1, insbesondere eines Kraftfahrzeugrades, weist ein Maschinengehäuse 2 auf, in dem die Meß- und Antriebseinrichtung in bekannter Weise angeordnet sein kann, An oder in dem Maschinengehäuse 2 kann die Meßelektronik mit den entsprechenden Anzeige- und Eingabeinstrumenten vorgesehen sein.The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment: Fig. 1 schematically shows a plan view of the balancing device, partially in section FIG. 2 shows a schematic view of the balancing device in FIG. 3 shows a block diagram for determining the geometric setting values of the rotor The device for balancing the rotor 1, in particular a motor vehicle wheel, has a machine housing 2 in which the measuring and Drive device Can be arranged in a known manner, on or in the machine housing 2 the measuring electronics are provided with the corresponding display and input instruments be.
Auf der Aufspannwelle 3 kann mittels bekannter Spannmittel 4 der Rotor 1 befestigt sein.The rotor can be mounted on the clamping shaft 3 by means of known clamping means 4 1 be attached.
Aufgrund der Sicherheitsbestimmungen kann an der Auswuchtmaschine eine Schutzeinrichtung 5 vorgesehen sein. Die Schutzeinrichtung 5 weist eine Lagerung 6 auf und ist um die Achse A-A schwenkbar angeordnet.Due to the safety regulations, the balancing machine a protective device 5 may be provided. The protective device 5 has a bearing 6 and is arranged to be pivotable about the axis A-A.
Zur einfacheren Handhabung der Schutzeinrichtung 5 kann an der Welle 7 eine Feder 8 als Gewichtsausgleich befestigt sein.For easier handling of the protective device 5, on the shaft 7 a spring 8 can be attached as a counterbalance.
Vorzugsweise, als ein Teil der Lagerung 6 der Schutzeinrichtung 5, kann eine Befestigungseinrichtung 9 drehbar gelagert sein. Ms Sicherung kann ein Ring 10 vorgesehen sein, um ein Herausrutschen aus der Lagerung 6 zu vermeiden. Am Ende 16 der Befestigungseinrichtung 9, die als Achse ausgebildet sein kann, ist ein Hebel 11 schwenkbar um die Drehachse B-B angeordnet. Der Hebel 11 kann auf ein bestimmtes Maß "L" voreingestellt und mittels einer Feststelleinrichtung 12, z. B. einer Schraube, arretiert werden. Im vorderen Bereich des Hebels 11 kann eine Abtasteinrichtung 13 vorgesehen sein, deren Abtastfläche 14 so ausgebildet ist, daß die unterschiedlichen Rotorgrößen und die damit verbundenen unterschiedlichen Angriffspunute berücksichtigt werden. Es kann aber auch eine einfache Abtasteinrichtung vorgesehen sein, wobei die unterschiedlichen Rotorgrõßen durch ein Funktionsnetzwerk berücksiehtigt werden.Preferably, as part of the bearing 6 of the protective device 5, a fastening device 9 can be rotatably mounted. Ms backup can be a Ring 10 may be provided in order to avoid slipping out of the bearing 6. At the end 16 of the fastening device 9, which can be designed as an axis, is a lever 11 is arranged pivotably about the axis of rotation B-B. The lever 11 can be on a certain dimension "L" preset and by means of a locking device 12, z. B. a screw are locked. In the front area of the lever 11 can be a Scanning device 13 may be provided, the scanning surface 14 of which is designed so that the different rotor sizes and the associated different Attack points are taken into account. But it can also be a simple scanning device be provided, the different rotor sizes being provided by a functional network must be taken into account.
Um den Hebel 11 immer in die Nullage zurückzustellen, kann eine Rückstelleinrichtung 21, z. B. in Form einer Feder vorgesehen sein. Hierdurch wird gleichzeitig ein unbeabsichtigtes Einschwenken des Hebels 11 während des Meßlaufes vermieden.To always reset the lever 11 to the zero position, a reset device 21, e.g. B. be provided in the form of a spring. This is also an unintentional Pivoting the lever 11 avoided during the measurement run.
Insbesondere im Drehpunkt 15 des Hebels 11 ist ein Meßwertaufhehmer, vorzugsweise in Form eines Drehwinkelgebers 17 vorgesehen, der das Maß 2 der Schwenkbewegung des Hebels 11 von einer Ausgangsebene um die Drehachse B-B ermittelt.In particular in the fulcrum 15 of the lever 11 is a measured value transducer, preferably provided in the form of a rotary encoder 17, which Measure 2 the pivoting movement of the lever 11 from an initial plane about the axis of rotation B-B determined.
Zur Ermittlung des Ausgleichsradiusses R kann ein zweiter Meßwertaufh hmer, ebenfalls vorzugsweise in Form eines Drehwinkelgebers 18 im Drehpunkt 15 vorgesehen sein, der das Maß 5 der Schwenkbewegung des Hebels 11 um die Drehachse A-A ermittelt. Eine Ruckatefleinrichtung 19, z. B. in Form einer Feder, kann zwischen dem Hebel 11 und der Schutzeinrichtung 5 vorgesehen sein, wobei diese auch gleichzeitig zum Gewichtsausgleich dienen kann.A second measured value can be used to determine the compensation radius R hmer, also preferably provided in the form of a rotary encoder 18 in the pivot point 15 be, which determines the dimension 5 of the pivoting movement of the lever 11 about the axis of rotation A-A. A Ruckatefleinrichtung 19, z. B. in the form of a spring, can between the lever 11 and the protective device 5 may be provided, these also being used at the same time Can serve as a counterbalance.
An dem Maschinengehäuse 2 kann weiterhin eine Abtasteinrichtung 20 vorgesehen sein, mittels der in bekannter Weise der Abstand X zwischen einem Fixpunkt am Maschinengehäuse und der inneren Ausgleichsebene ermittelt und der Meßelektronik eingegeben werden.A scanning device 20 can also be attached to the machine housing 2 be provided by means of the distance X between a fixed point in a known manner determined on the machine housing and the inner compensation plane and the measuring electronics can be entered.
Alternativ zur zuvorbeschriebenen Ermittlung des Ausglelchsradiusses R, mittels des Hebels 11 und des Drehwinkelgebers 18 kann auch die Abtasteinrichtung 20 einen schwenkbaren Hebel 21 aufweisen, der in vergleichbarer Weise den Radius R abtastet und nach entsprechender Meßweriverarbeitung der Rechenschaltung 29 weitergeleitet werden.As an alternative to the previously described determination of the compensation radius R, by means of the lever 11 and the rotary encoder 18, the scanning device 20 have a pivotable lever 21, which in a comparable manner the radius R is scanned and forwarded to the computing circuit 29 after appropriate measurement processing will.
In Fig. 3 ist ein Au sführungsbei spiel zur Weiterverarbeitung der, durch die Drehwinkelgeber 17 und 18 ermittelten Meßwerte, als Blockschaltbild dargestellt.In Fig. 3 is a Au s Ausführungsbei game for further processing of the, Measured values determined by the rotary encoder 17 and 18, shown as a block diagram.
Der mittels des Drehwinkelgebers 17 ermittelte Wert Qwird einem Sinusfunktionsnetzwerk 22 weitergeleitet. Nachfolgend erfolgt die Multiplikation in einem Multiplizierer 23 mit dem, in einem Speicher 24 gespeicherten, der Länge L des Hebels 11 proportionalen, Spannungswert.The value Q determined by means of the rotary encoder 17 becomes a sine function network 22 forwarded. The multiplication then takes place in a multiplier 23 with the, stored in a memory 24, the length L of the lever 11 proportional, Voltage value.
Bei Verwendung einer einfachen Abtasteinrichtung 13, bei der die Abtastfläche 14 nicht entsprechend an die unterschiedlichen Etotorgrößen angepaßt ist, wird der Wert L w sinn. einem Funktionsnetzwerk 25 zur Berücksichtigung der unterschiedlichen Abtastpunkte bei unterschiedlich großen Rotortypen weitergeleitet.When using a simple scanning device 13, in which the scanning surface 14 not appropriately adapted to the different etotor sizes is, the value L w is meaningful. a function network 25 to take into account the different Scanning points forwarded for different sized rotor types.
Der Ausgangswert des Funktionsnetzwerkes 25 wird einem Differenzbildner 26 weitergeleitet, der diesen von einem, in einem Speicher 27 gespeicherten Festwert "X + Y + Z" subtrahiert. Der Ausgangswert des Differenzbildners 26 kann nachfolgend einem zweiten Differenzbildner 28 eingegeben werden, der durch Subtraktion den Ausgleichsebenenabstand Y errechnet und einer Rechenschaltung 29 weiterleitet.The output value of the functional network 25 is used by a difference calculator 26 forwarded this from a fixed value stored in a memory 27 "X + Y + Z" subtracted. The output value of the difference calculator 26 can subsequently a second subtractor 28 are inputted by subtracting the compensation plane distance Y is calculated and passed on to a computing circuit 29.
Der durch die Abtasteinrichtung 20 ermittelte Abstand X wird der Rechenschaltung 29 direkt und parallel hierzu, dem zweiten Differenzbildner 28 zugeleitet.The distance X determined by the scanning device 20 is used by the computing circuit 29 fed directly and parallel to this to the second difference former 28.
Der Ausgleichsradius R kann mittel; des zweiten Drehwinkelgebers 18 ermittelt werden. Hierzu wird die Schwenkbewegung Ä des Hebels 11 um die Drehachse A-A, bezogen auf die Nullinie, abgetastet und einem zweiten Sinusfunktionsnetzwerk 30 zugeleitet. Der Ausgangswert des Sinusfunktionsnetzwerkes 30 wird in einem Multiplizierer 31 mit dem, der Länge des Hebels 11 proportionalen Spannungswert multipliziert und einenLEunktionsnetzwerk 32, das die Nichtlinearitat beim Abtasten der unterschiedlich großen Rotortypen berücksichtigt, weitergeleitet, wobei gleichzeitig die Schwenkbewegung.Ldes Hebels 11 in die Rechnung eingeht. Der Ausgangswert des Funktionsnetzwerkes 32, der dem Ausgleichsradius R des Rotors 1 entspricht, wird der Rechenschaltung 29 zur weiteren Yerarbeitung eingegeben.The compensation radius R can be medium; of the second rotary encoder 18 be determined. For this purpose, the pivoting movement Ä of the lever 11 about the axis of rotation A-A, based on the zero line, scanned and a second sine function network 30 forwarded. The output value of the sine function network 30 is used in a multiplier 31 is multiplied by the voltage value proportional to the length of the lever 11 and an L function network 32, which the non-linearity when scanning the different large rotor types taken into account, forwarded, at the same time the pivoting movement.Ldes Lever 11 is included in the bill. The output value of the functional network 32, which corresponds to the compensation radius R of the rotor 1, the arithmetic circuit 29 entered for further processing.
Die Rechenschaltung 29 errechnet dann nachfolgend anhand der geometrischen Abmessungen des Rotors 1 und der ermittelten Unwuchtmeßwerte in bekannter Weise die erforderlichen Ausgleichsgewichte nach Größe und Richtung für beide Ausgleichsebenen und zeigt diese an entsprechenden Instrumenten an der Meßelektronik der Auswuchtmaschine an. The computing circuit 29 then calculates using the geometric Dimensions of the rotor 1 and the measured unbalance values determined in a known manner the necessary counterweights according to size and direction for both counterbalance levels and shows this on appropriate instruments on the measuring electronics of the balancing machine at.
Zur Vereinfachung des Schaltungsaufwandes, kann auch anstatt des Sinusitionsnetzwerkes 22 und des Funktionanetzwerkes 25 bzw, des Sinusfunktionsnetzwerkes 30 und des Funkttonsnetzwerkes 32 jeweils nur ein Funktionsnetzwerk zur Anwendung kommen, die anhand der gemessenen Schwenkbewegungen des Hebels 11 die geometrischen Abmessungen des Rotors 1 ermitteln und an die Hechenschaltung 29 weiterleiten.To simplify the circuit complexity, instead of the sinusoidal network 22 and the function network 25 or, the sine function network 30 and the radio tone network 32 only one functional network is used, which is based on the measured Pivoting movements of the lever 11 determine the geometric dimensions of the rotor 1 and forward it to the pike circuit 29.
Anstatt der zuvorbeschriebenen analogen Ermittlung der einzelnen Werte kann auch eine Digitairecheneinheit bzw. ein Computer zur Anwendung kommen, der sinngemäß aus den Schwenkbewegungen des Hebels 11, die den geometrischen Abmessungen des Rotors 1 entsprechenden Spannungswerte ermittelt.Instead of the previously described analog determination of the individual values A digital computing unit or a computer can also be used, which correspondingly from the pivoting movements of the lever 11, the geometric dimensions of the rotor 1 corresponding voltage values are determined.
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