DE3726024C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 37 15 499 A1 vorgeschlagen. Restunwuchten an ausgewuchteten Rotoren, wie beispielsweise Kraftfahrzeugrädern, resultieren aus Maschinenfehlern, aus Fehlern am Rotor oder aus Fehlern am Spannsystem für den Rotor. Eine weitere Ursache für eine Restunwucht in den Meßebenen kann aus Massenausgleichsfehlern resultieren, die sich aus den Gewichtstoleranzen der Ausgleichsgewichte (Unterschied zwischen Ist- und Sollwert des Ausgleichsgewichts) und aus den Gewichtsstufen (Stufenunterschiede 5 g oder 10 g), in die die bereitgehaltenen Ausgleichsgewichte unterteilt sind, ergeben.

Bei den bekannten Auswuchtverfahren und Auswuchtvorrichtungen (DE 27 41 748 A1) werden zur Beseitigung der in den beiden Ausgleichsebenen ermittelten Unwuchtvektoren in zu den gemessenen Unwuchtvektoren entgegengesetzten Winkellagen entsprechende Ausgleichsgewichte eingesetzt. Dabei werden elektrische Ausgangssignale von Meßwertgebern in einer elektronischen Verarbeitungseinrichtung in Unwuchtgrößen- und Unwuchtlagesignale umgewandelt, die dann für den Unwuchtausgleich angezeigt werden. Da die Ausgleichsgewichte - wie schon erwähnt - in Stufen von beispielsweise 5 oder 10 g bereitgehalten werden, ergibt sich in aller Regel eine Restunwucht in der entsprechenden Ausgleichsebene, da nur in den allerwenigsten Fällen die Größe des ermittelten Unwuchtvektors gleich einer bereitgehaltenen Gewichtsstufe der Ausgleichsgewichte ist. Aus den Restunwuchten in den Ausgleichsebenen ergibt sich eine allgemein dynamische Unwucht, die sich aus dem Restunwuchtpaar und einer statischen Unwucht zusammensetzt.

Abhängig vom Rotor und dessen Lagerung wirkt die statische Restunwucht, insbesondere bei Achssystemen von Kraftfahr­ zeugen, dominierend als Anregungsquelle für Schwingungen, die sich bei Kraftfahrzeugen als Lenkungsunruhen bemerkbar machen.

In der nicht vorveröffentlichten DE 37 15 499 A1 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen worden, bei der die aus dem Massenausgleich resultierende statische Restunwucht auf ein Minimum reduziert ist.

Dabei wird ein Unwuchtausgleich in mehreren Ebenen an einem Rotor, insbesondere Kraftfahrzeugrad, mit in gestuften Gewichtsgrößen bereitgehaltenen Ausgleichsgewichten erreicht, wobei aus den in den Ebenen gemessenen Unwuchtvektoren eine resultierende statische Unwucht gebildet wird, und die Ausgleichsgewichte in Winkellagen am Rotor befestigt werden. In denen durch die in gestuften Gewichtsgrößen bereitgehaltenen Ausgleichsgewichte die resultierende statische Unwucht bei Erreichen einer minimierten statischen Restunwucht ausgeglichen wird.

Trotz Verwendung von gewichtsmäßig abgestuften Ausgleichsgewichten wird eine Minimierung der statischen Restunwucht am Rotor nach dem Unwuchtausgleich in den Ausgleichsebenen erreicht. Dabei wird die aus den mehreren, insbesondere zwei gemessenen Unwuchtvektoren in den Ebenen resultierende statische Unwucht ermittelt. Diese statische Unwucht wird in Abhängigkeit von den nach Gewichtsstufen unterteilten Ausgleichsgewichten auf die Ebenen aufgeteilt, wobei sich eine Winkelverschiebung gegenüber den 180°-Winkellagen zu den gemessenen Unwucht-Winkellagen in den Ebenen ergeben kann. In diesen, durch die beschriebene Optimierung erhaltenen Ausgleichswinkellagen werden die entsprechenden Ausgleichsgewichte am Rotor befestigt. Hierdurch erreicht man eine stufenlose Kompensierung der statischen Restunwucht.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein automatisierter Ausgleichsvorgang in Abhängigkeit vom Ergebnis des Optimierungsvektorrechners erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Anhand der beiliegenden Figuren wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in schematischer Darstellung in Form eines Blockschaltbilds ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung;

Fig. 2 ein Vektordiagramm zur Erläuterung des Optimie­ rungsvorgangs nach einem ersten Ausführungs­ beispiel und

Fig. 3 ein weiteres Vektordiagramm zur Erläuterung des Optimierungsvorganges nach einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel.

In der Fig. 1 ist auf einer Auswuchtspindel 4 einer Auswucht­ maschine einer Unwuchtmeßeinrichtung ein auszuwuchtender Rotor 5 dargestellt. Der Rotor 5 soll in zwei Ebenen, näm­ lich einer ersten Ebene und einer zweiten Ebene, ausgewuch­ tet werden. Der Rotor 5 kann ein Kraftfahrzeugrad sein. Mit einer Abtasteinrichtung 11 kann ein Winkelbezugssignal ge­ wonnen werden.

Während des Meßlaufs werden von der Meßeinrichtung 1 in be­ kannter Weise sowohl für die erste als auch für die zweite Ebene Signale abgegeben, welche der gemessenen Unwuchtgröße und dem gemessenen Unwuchtwinkel in jeder Ebene entsprechen. Die gemessene Unwuchtgröße und der gemessene Unwuchtwinkel stellen jeweils einen Unwuchtvektor dar.

In der Fig. 2 ist mit U 1 der gemessene Unwuchtvektor für die erste Ebene und mit U 2 der gemessene Unwuchtvektor für die zweite Ebene dargestellt. In einem Vektoraddierer 2 werden die beiden Unwuchtvektoren U 1 und U 2 vektoriell addiert. Hieraus ergibt sich ein statischer Unwuchtvektor Ust, der ebenfalls in der Fig. 2 dargestellt ist. Der statische Un­ wuchtvektor Ust wird einem Optimierungs-Vektorrechner 3 zu­ geführt. Aus einem Speicher 6, in welchem die Gewichtsstufen der Ausgleichsgewichte gespeichert sind, werden die entspre­ chenden Masseangaben für die in den Gewichtsstufen enthalte­ nen Ausgleichsgewichte dem Optimierungs-Vektorrechner 3 zu­ geleitet. Es ist jedoch auch möglich, diese Gewichtsstufen mit Hilfe einer Eingabeeinrichtung, welche beispielsweise eine entsprechende Tastatur aufweisen kann, in den Optimie­ rungs-Vektorrechner 3 einzugeben. Ferner ist an den Optimie­ rungs-Vektorrechner 3 ein Speicher 7 angeschlossen, in wel­ chem ein oberer Grenzwert für eine zulässige Restunwucht in den Ausgleichsebenen gespeichert ist. Anstelle des Speichers 7 kann ebenfalls eine Eingabeeinrichtung für den höchstzuläs­ sigen Restunwuchtwert in den Ausgleichsebenen vorgesehen sein.

Der Optimierungs-Vektorrechner 3 besitzt sowohl für die erste als auch für die zweite Ebene einen Signalausgang für das Ausgleichsgewicht und den Ausgleichswinkel, welche wäh­ rend des noch anhand der Fig. 2 zu erläuternden Optimie­ rungsprozesses ermittelt werden. Beim dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel werden diese beiden Signalausgänge an entspre­ chende Steuereinrichtungen 8 und 9 weitergeleitet.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Steuereinrichtungen 8 und 9 an eine in der Auswuchtmaschine vorhandene, nicht näher dargestellte und mit der Auswucht­ spindel 4 verbundene Eindreheinrichtung angeschlossen, so daß die Wuchtspindel sowohl für die erste Ebene als auch für die zweite Ebene in die beiden ermittelten Ausgleichs­ winkel eingedreht werden kann. Gleichzeitig steuern die beiden Steuereinrichtungen 8 und 9 beim dargestellten Aus­ führungsbeispiel einen Einsetzautomaten 10 für die ermittel­ ten Ausgleichsgewichte in den jeweils beiden Ebenen an. Die­ ser Einsetzautomat kann eine entsprechende Transfereinrich­ tung aufweisen, mit der die ermittelten Ausgleichsgewichte einem Magazin mit den in Gewichtsstufen bereitgehaltenen Ausgleichsgewichten entnommen und in die jeweils eingedrehte Winkellage der entsprechenden Ebene eingesetzt werden. Eine derartige Einrichtung ist z. B. in der DE 36 26 911 A1 beschrieben.

Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, werden die beiden gemessenen Unwuchtvektoren U 1 und U 2 für die ersten und zweiten Ebenen zur Bildung des daraus resultierenden statischen Unwuchtvek­ tors Ust addiert. Zur Kompensierung dieses statischen Un­ wuchtvektors Ust ist die Bildung eines um 180° entgegenge­ setzt gerichteten Ausgleichsvektors Ast erforderlich. Dies erfolgt im Vektoraddierer 2. Dieser Ausgleichsvektor Ast wird im Optimierungs-Vektorrechner 3 in zwei Unwucht­ vektoren A 1 und A 2 zerlegt, deren Beträge bzw. Größe jeweils einer der vorgegebenen Gewichtsstufen für die Ausgleichsgewichte entspricht. Diese Ausgleichsvektoren A 1 und A 2 für die beiden Ebenen haben bestimmte Winkel­ lagen, die von den 180°-Winkellagen der gemessenen Unwucht­ vektoren U 1 und U 2 abweichen können.

Aus diesen Abweichungen ergeben sich für die beiden Ebenen Restunwuchten UR 1 und UR 2, die sich zu einer resultierenden statischen Restunwucht URst addieren. Wenn diese Restunwuch­ ten UR 1 und UR 2 nach ihrem Betrag bzw. ihrer Größe gleich und einander entgegengerichtet sind (Fig. 2), ergibt sich keine statische Restunwucht.

In Fig. 3 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem der Optimie­ rungsprozeß abgebrochen wurde, als UR 1 und UR 2 einen durch einen Kreis angegebenen Grenzwert G erreicht hatten. Die Vektoraddition von UR 1 und UR 2 ergibt dann die statische Restunwucht UStR, die allerdings kleiner ist als jene, die ohne Anwendung der beschriebenen Vorgehensweise entstanden wäre.

Die ermittelten Ausgleichsgewichte und Ausgleichswinkel für die beiden Ebenen werden an den Ausgängen des Optimierungs- Vektorrechners 3 in Form von entsprechenden Signalen angege­ ben und für den Unwuchtausgleich, wie oben schon erläutert, weiterverarbeitet.

Die Messung und der Ausgleich der Unwuchten kann auch in mehr als zwei Ebenen erfolgen, wenn der Rotor und die Rotorlagerungen im Betrieb dies erfordern. Dies kann bei bestimmten Anwendungen von Kardanwellen, Turbinenrotoren und dgl. der Fall sein.

Claims (1)

1. Vorrichtung zum Unwuchtausgleich in mehreren, insbesondere zwei Ebenen an einem Rotor, insbesondere Kraftfahrzeugrad, mit in gestuften Gewichtsgrößen bereitgehaltenen Ausgleichsgewichten und einer Meßeinrichtung zum Bestimmen der Unwuchtvektoren in den mehreren, insbesondere zwei Ebenen und diesen zugeordneten Signalausgängen für die Größen und Winkellagen der beiden gemessenen Unwuchtvektoren, wobei an die Signalausgänge für die Größen und Winkellagen der beiden gemessenen Unwuchtvektoren ein Vektoraddierer angeschlossen ist, dessen Ausgang mit einem Optimierungsvektorrechner verbunden ist, in den die Gewichtsstufen der Ausgleichsgewichte sowie der obere Grenzwert für eine Größe der Restunwuchten in den Ausgleichsebenen eingegeben sind und der für jede Ebene einen ersten Signalausgang für ein Signal, das einer der eingegebenen Gewichtsstufen der Ausgleichsgewichte entspricht, und einen zweiten Signalausgang für ein Signal, das einer zur Erzielung eines minimalen statischen Unwuchtvektors optimierten Ausgleichswinkellage für ein entsprechendes Ausgleichsgewicht entspricht, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Signalausgänge jeder Ebene an den Ebenen zugeordneten Steuereinrichtungen (8, 9) angeschlossen sind, die eine mit der Auswuchtspindel (4) verbundene Eindreheinrichtung zum Eindrehen des Rotors in die in den Ebenen ermittelten jeweiligen Ausgleichswinkellagen und einen Einsetzautomaten (10) zum Einsetzen der in den jeweiligen Ebenen ermittelten Ausgleichsgewichte am in die jeweilige Ausgleichswinkellage eingedrehten Rotor ansteuern.