DE3743432A1 - Auswuchteinrichtung - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft eine an einem auszu­ wuchtenden, rotierenden Teil anbringbare Auswuchtein­ richtung mit Ausgleichsgewichten, deren Lage bezüglich dem rotierenden Teil mittels elektrischem Verstellantrieb einstellbar ist.

Solche Auswuchteinrichtungen werden insbesondere im Zusammenhang mit Schleifscheiben verwen­ det und sind an sich bekannt, wozu beispielshalber auf die CH-PS 5 37 014 verwiesen wird. Die Betriebsenergie für den elektrischen Verstellantrieb, welcher mitrotiert, wird dabei über Speiseleitungen von außen zugeführt. Die Speiseleitungen sind über Schleifringe mit dem rotieren­ den Teil elektrisch verbunden. Die Schleifringe sind in der Regel auf das Ende einer Tragspindel des rotierenden Teils, z. B. der Schleifscheibe, montiert. Dies ist aus Platzgründen insbesondere bei Schleifscheiben denkbar ungünstig, da für bestimmte Arbeitssituationen gerade jener Bereich frei bleiben sollte. Liegen die Schleif­ ringe auf der Seite der Schleifscheibe, so sind sie im Schleifbereich, was ebenfalls nachteilig ist. Eine Schleifringanordnung macht ferner eine Gegenhalterung für den ruhenden Teil an einer Schutzhaube nötigt. Auch die Zuleitung des Speisestromes muß an der Schutzhaube erfolgen. Sollen die Schleifringe am hinteren, antriebsseitigen Ende einer Spindel angeordnet werden, so muß die Spindel über ihre ganze Länge durchbohrt werden, was aus verschiedenen Gründen unerwünscht und oft unmöglich ist. Schließlich sind die Schleifringe einer hohen Abnutzung unterworfen, was zu Ausfällen führen kann.

Angesichts dieser Sachlage stellt sich die Aufgabe, eine Auswuchteinrichtung der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß auf Schleifringe und der­ gleichen für die Zuführung der Betriebsenergie verzichtet werden kann und die Auswuchteinrichtung drahtlos betriebbar ist.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß ein am auszuwuchtenden Teil anbringbarer Generator zur Erzeugung der Betriebsenergie aus der Rotation dieses Teils vorgesehen ist und daß ferner ein mitrotierend anbringbarer Empfänger für drahtlos über­ mittelte Steuersignale sowie eine ebensolche Steuer­ schaltung für die Betätigung des Verstellantriebs vorge­ sehen sind, wobei der Verstellantrieb, der Empfänger und die Steuerschaltung durch die vom Generator erzeugte Betriebsenergie gespeist werden, so daß die Auswucht­ einrichtung drahtlos betreibbar ist.

Da die Betriebsenergie insbesondere für den Verstellantrieb im rotierenden Teil selbst erzeugt wird, ist eine Stromzuführung von außen nicht notwendig, weshalb auch die Schleifringe entfallen können. Dieser Vorzug findet seine Entsprechung in der drahtlosen Steuerung. Wird die Auswuchteinrichtung in einer Ausnehmung in der Spindel des auszuwuchtenden Teils, z. B. der Schleifscheibe, untergebracht, so geht keinerlei Bearbeitungsspielraum verloren.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Neuerung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch einen Teil der Auswuchteinrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht auf die Linie II in Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht durch eine Spindel mit darin angeordneter Auswuchtein­ richtung;

Fig. 4 ein Blockschema der Steuerschaltung der Auswuchteinrichtung.

In Fig. 1 ist eine mögliche Ausführung der Auswuchteinrichtung ohne die elektrischen Schaltungsteile im Schnitt dargestellt, wie sie an oder in einer rotie­ renden Spindel angeordnet ist. Bezüglich der elektrischen Schaltung wird auf die Erläuterungen bei Fig. 4 ver­ wiesen. Es ist zunächst ein Gehäuse 2 für die Aus­ gleichsgewichte 3, 4 ersichtlich. Jedes dieser Aus­ gleichsgewichte 3, 4, welche in axialer Blickrichtung halbkreisförmig ausgestaltet sind, kann auf Nadellagern 5, 6 relativ zum Gehäuse 2 unabhängig voneinander bewegt werden. Hierzu weist jedes Ausgleichsgewicht einen Elektromotor 7, 8 mit selbsthemmendem Getriebe auf. Solche Anordnungen sind, wie eingangs erwähnt, in verschiedenen Ausführungen bekannt und brauchten nicht mehr im Detail erläutert zu werden. Gemäß der Erfindung ist nun eine Vorrichtung 1 zur Erzeugung der Betriebsenergie für die Elektromotoren 7, 8 sowie für andere Komponenten vorgese­ hen, welcher Bestandteil der Auswuchteinrichtung ist und mit dieser rotiert. Der Generator gemäß Fig. 1 besitzt ein frei hängendes Gewicht 9, das über eine Achse 10 mit dem Rotor eines Generators 11 verbunden ist. Als Genera­ tor kann z. B. ein Zweiphasen-Scheibenmagnet- Schrittmotor vorgesehen sein, der ein relativ geringes Nenn-Haltemoment aufweist und bei den für Schleifscheiben üblichen Umdrehungszahlen von ca. 2000 U/min eine Spannung von ca. 6 V erzeugt. Das frei hängende Gewicht 9, welches gemäß Fig. 2 als halbkreisförmige Scheibe ausgebildet ist, bleibt bei rotierender Auswuchteinrich­ tung im wesentlichen in Ruhe. Das Drehmoment, welches durch eine Auslenkung α aus der Vertikalen erzeugt wird, kompensiert das Haltemoment des Generators 1. Der Rotor des Generators bleibt damit in Ruhe, während der Stator zusammen mit der Auswuchteinrichtung rotiert. Das frei hängende Gewicht ist mit Kugellagern 12, 13 im Gehäuse der Vorrichtung 1 gelagert. Die dadurch festgelegte Achse des Rotors fällt mit der Drehachse des auszuwuchtenden Teiles zusammen.

In einer weiteren, möglichen Ausführungs­ variante, welche bildlich nicht dargestellt ist, wird die Betriebsenergie induktiv mittels einer elektrischen Wicklung erzeugt, die außerhalb der Rotationsscheibe an der Auswuchteinrichtung angeordnet ist und bei jeder Umdrehung an einem stationären Magneten vorbeigeführt wird.

Die mittels dem Generator bzw. der Wicklung erzeugte Wechselspannung wird, wie in Fig. 4 dargestellt, einem Gleichrichter 13 zugeführt und in einer Spannungs­ stabilisierungsschaltung 14 auf einen für die Elektro­ motoren 7, 8 geeignete Spannung stabilisiert. Für langsam drehende Anwendungen kann zusätzlich ein Akkumulator als Puffer vorgesehen sein.

Mit der Erzeugung der Betriebsenergie in der Auswuchteinrichtung selbst entfallen Stromzuführungen von außen, und auch die Steuerung der Einrichtung erfolgt drahtlos, wie sich aus Fig. 4 entnehmen läßt.

Zu diesem Zweck ist ein Empfänger 15 mit einer Empfangsdiode 19 für Infrarot-Fernbedienung vorge­ sehen, der seine Betriebsspannung ebenfalls vom Generator 11 bezieht. Die empfangenen Steuerbefehle werden in einer Steuerschaltung 16 dekodiert und in Signale für die Schalter S ₁ und S ₂ umgewandelt, welche in den Speiselei­ tungen für die Elektromotoren 7, 8 vorgesehen sind. Mittels der Schalter S ₁ und S ₂ können die Elektromotoren 7, 8 für Vorwärts- und Rückwärtslauf umgepolt werden. Dazu sind über den Empfänger 15 mindestens vier unterschied­ liche Steuersignale empfangbar, die in der Steuerschal­ tung 16 dekodiert werden. Entsprechende Infrarot-Fernbe­ dienungsschaltungen sind im Handel erhältlich (z. B. IR60 System von Siemens) und brauchen deshalb hier nicht im Detail beschrieben werden.

Da eine Verstellung der Auswuchteinrichtung ohnehin nur bei Rotation vorgenommen wird, ist die Versorgung des Empfängers 19 durch den Generator 11 ausreichend. Bei bestehender Versorgung geht der Empfän­ ger in den Stand-by-Betrieb und ist für den Signalempfang bereit.

Sind auch langsam drehende Anwendungen vorgesehen, kann der Generator 13 zusätzlich mit einer Pufferbatterie versehen sein, so daß die Betriebsenergie mindestens vorübergehend durch die Batterie lieferbar ist.

Anstelle der erläuterten IR-Übertragung für die Steuersignale kann natürlich auch eine andere, entsprechende Übertragungsart, etwa mittels Ultraschall oder Funk, vorgesehen sein.

In Fig. 3 ist schließlich schematisch dargestellt, wie die neuerungsgemäße Einrichtung in einer herkömmlichen Spindel 20 einer Schleifmaschine angeordnet sein kann. In der Spindel 20 ist hierfür eine konzentrische Ausnehmung 21 vorgesehen, welche mit einem Deckel 22 verschließbar ist. Am Deckel 22 kann die Auswuchteinrichtung mit Generator 1, 2 gemäß Fig. 1 sowie ein Schaltungsteil 23 befestigt sein. Der Schaltungsteil 23 enthält den Empfänger 19 und die Steuerschaltung 16 und ist durch den Deckel 22 hindurch mit der außen angeordneten Empfangsdiode 19 verbunden. Wie sich aus dieser Figur ergibt, stehen keine Teile der Auswuchtein­ richtung über das vordere Spindelende vor, so daß der Arbeitsbereich der Schleifscheibe nicht eingeschränkt wird.

Die Auswuchteinrichtung kann durch Fernbe­ dienung von Hand gesteuert werden, bis der optimale Auswuchtzustand hergestellt ist. Andererseits ermöglicht sie aber auch eine automatische Steuerung, bei welcher die Unwucht durch Sensoren festgestellt und mittels automatischer, drahtloser Verstellung der Ausgleichsge­ wichte reduziert wird.

Claims (10)

1. An einem auszuwuchtenden, rotierenden Teil anbringbare Auswuchteinrichtung mit Ausgleichsge­ wichten (3, 4), deren Lage bezüglich dem rotierenden Teil mittels elektrischem Verstellantrieb (7, 8) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein am auszuwuchtenden Teil anbringbarer Generator (11) zur Erzeugung der Betriebsenergie aus der Rotation dieses Teils vorgesehen ist, und daß ferner ein mitrotierend anbringbarer Empfänger (15) für drahtlos übermittelte Steuersignale sowie eine ebensolche Steuerschaltung (16) für die Betätigung des Verstellantriebs (7, 8) vorgesehen sind, wobei der Verstellantrieb, der Empfänger und die Steuerschaltung durch die vom Generator erzeugte Be­ triebsenergie gespeist werden, so daß die Auswuchtein­ richtung drahtlos betreibbar ist.

2. Auswuchteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (11) ein frei hängendes, mit dem Rotor des Generators verbundenes Gewicht (9) aufweist, das bei der Rotation des auszu­ wuchtenden Teils bezüglich der Schwerkraftachse im wesentlichen ruht, wogegen der Stator des Generators (11) mit dem auszuwuchtenden Teil mitrotiert.

3. Auswuchteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Rotors mit der Drehachse des auszuwuchtenden Teils zusammenfällt.

4. Auswuchteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (9) als halbkreisförmige Scheibe aus Metall ausgebildet ist, die beidseitig gelagert und auf der einen Seite mit dem Rotor verbunden ist.

5. Auswuchteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator eine am rotierenden Teil außerhalb der Rotationsachse anbring­ bare Wicklung aufweist, welche mit einem stationären Magneten zusammenwirkt, so daß durch die Rotation des auszuwuchtenden Teils eine als Betriebsenergie nutzbare Induktion in der Wicklung auftritt.

6. Auswuchteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator mit Schaltungen (13, 14) zur Gleichrichtung und zur Stabilisierung der Betriebsspannung verbunden ist.

7. Auswuchteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (13) zur Stabilisierung der Betriebsspannung einen Akkumulator aufweist.

8. Auswuchteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (15) zum Empfang von Infrarot-Steuersignalen ausgebildet ist und eine außen am rotierenden Teil anbringbare Empfangsdiode (19) aufweist.

9. Auswuchteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ausgleichsgewichte (3, 4) vorgesehen sind und der elektrische Verstellantrieb je einen Elektromotor (7, 8) besitzt, derart, daß auf ein entsprechendes Steuersignal hin wahlweise jeweils einer der Elektromotoren in der einen oder anderen Drehrichtung betätigbar ist.

10. Auswuchteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgestaltet ist, daß sie in eine koaxiale Ausnehmung der Spindel einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Schleifmaschine, einbaubar ist.