DE4024258A1 - Verfahren und vorrichtung zum beseitigen der dynamischen unwucht an rotationskoerpern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen des dynamischen Gleichgewichtes bzw. zum Beseitigen einer dynamischen Unwucht an einem Rotationskörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2 bzw. dem des Anspruchs 9.

Dynamische Auswuchtvorrichtungen zum Beseitigen der Unwucht an einem Rotationskörper, wie bspw. eines Läufers sind bisher in der Weise bekannt, daß ein Ausgleichsmittel (der sogenannte Kitt o.dgl.), dessen Zusammensetzung bspw. durch die japanische Auslegeschrift 63 92 639 bekannt ist, nach dem Messen der dynamischen Unwucht des Rotationskörpers, wie bspw. eines Läufers für einen Motor, an diesem angebracht wird.

Eine dynamische Auswuchtvorrichtung dieser Art bestimmt die Lage und die Größe der Unwucht auf der Grundlage des Ergebnisses der Messung der Unwucht in einem Rotationskörper (das allgemein als "Werkstück" bezeichnet wird); dann wird eine vorbestimmte Menge eines Korrektur- bzw. Ausgleichsmittels aus einer Düse oder dgl. auf der Grundlage der so bestimmten Lage bzw. Ort und der so bestimmten Größe der Unwucht abgegeben. Nachdem solch eine vorbestimmte Menge an Ausgleichsmittel abgegeben worden ist, schneidet die Vorrichtung das Ausgleichsmittel mit Hilfe einer Luftschneidevorrichtung oder dgl. ab, wodurch das Ausgleichsmittel von der Düse abgetrennt wird, und klebt das Ausgleichmittel an den Roationskörper.

Solch ein so an den unausgewuchteten Teil eines rotierenden Körpers angeklebtes Ausgleichsmittel steht in manchen Fällen über die vorgeschriebenen Grenzen der äußeren Abmessungen des Rotationskörpers vor. Soll solch ein Rotationskörper als Läufer für einen elektrischen Motor verwendet werden, so würde dies einige Schwierigkeiten verursachen, und zwar infolge Versagens bei der Rotation des Motors wegen der Interferenz, die solch ein vorstehendes Teil mit dem Magnet an der Seite des Jochs verursacht, oder wegen Versagens beim Sichern des dynamischen Gleichgewichtes des Läufers, weil das Ausgleichsmittel abgefallen ist.

Um diese genannten Schwierigkeiten zu verhindern, wurde deshalb eine dynamische Auswuchtvorrichtung für Rotationskörper vorgeschlagen, bei der das am Rotationskörper zu befestigende Ausgleichsmittel zum Fixieren in einer festen Position nach unten ausgeworfen wird (japanische Auslegeschrift 62-2 03 535 und japanisches Gebrauchsmuster 63-39 655). Diese dynamische Auswuchtvorrichtung ist mit einem mit einem Fluid getränkten Andrückelement versehen. Das von der Düse abgeschnittene und auf den Rotationskörper aufgeklebte Ausgleichsmittel wird unter der Kraft des Druckelementes nach unten geschoben und das Ausgleichsmittel, das so auf den unausgewuchteten Teil des Rotationskörpers aufgeklebt wird, wird am Vorstehen über die vorbestimmten Grenzen der äußeren Abmessungen des Rotationskörpers gehindert.

Die bestehenden dynamischen Auswuchtvorrichtungen für Rotationskörper, wie sie oben beschrieben worden sind, besitzen jedoch den Nachteil, daß sie ein Vorstehen des Ausgleichsmittels für den Fall, daß das Befestigen des Ausgleichsmittels mit Hilfe des Andrückelementes nicht vollständig ist, d.h. in dem Falle, in dem das Ausgleichsmittels immer noch über die vorbeschriebenen Grenzen der äußeren Abmessungen des Rotationskörpers hinaussteht, nicht erfassen bzw. feststellen können. Darüber hinaus sind diese bekannten Vorrichtungen nicht in der Lage, ein erneutes Vorstehen des Ausgleichsmittels in Folge mangelnder Durchhärtung des Ausgleichsmittels in den dem Andrückvorgang nachfolgenden Vorgängen (nämlich dem Vorgang zum Verifizieren des letzten Gleichgewichtszustandes und dem Härtevorgang des Ausgleichsmittels) zu erfassen oder festzustellen.

Deshalb machen es die bestehenden Vorrichtungen notwendig, daß die Arbeiter an allen Einheiten bzw. Bereichen des Rotationskörpers eine Untersuchung durchführen, um die Auftragshöhe des Ausgleichsmittels durch Handarbeit zu überprüfen, was zu dem Problem führt, daß die Produktivität relativ gering ist. In solch einem Falle trägt darüber hinaus die von den Arbeitern durchgeführte visuelle Untersuchung zu einem Mangel an Einheitlichkeit in den Ergebnissen einer solchen Untersuchung bei, was es schwierig macht, eine gleichbleibende Produktqualität zu garantieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen des dynamischen Gleichgewichts an Rotationskörpern der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. mit der ein automatisches und genaues Erfassen und Feststellen auch der Auftragshöhe des am Rotationskörper angeklebten und angedrückten Ausgleichsmittels für den Fall, daß eine dynamische Unwucht des Rotationskörpers beseitigt werden muß, möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren zum Herstellen des dynamischen Gleichgewichts eines Rotationskörpers der genannten Art die im Anspruch 1 oder 2 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit eine dynamische Unwucht eines Rotationskörpers durch die Schritte (a), (b) und (c) beseitigen und erfassen, ob das durch den Verfahrensschritt (d) aufgebrachte Ausgleichsmittel über die vorbeschriebene Konfiguration des Rotationskörpers vorsteht. Dabei ist dieses Erfassen sowohl dann möglich, wenn das Ausgleichsmittel bereits ausgehärtet ist, als auch bevor das Ausgleichsmittel auf dem Rotationskörper in einem weiteren Verfahrensschritt ausgehärtet wird. Im letzteren Falle ist somit eine nochmalige Korrektur des dynamischen Gleichgewichts des Rotationskörpers in einfacher und schneller Weise möglich, da es möglich ist, ein unzulässiges Vorstehen des Ausgleichsmittels zu erfassen, bevor das Ausgleichsmittel ausgehärtet ist.

Die vorstehende Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Herstellen des dynamischen Gleichgewichts eines Rotationskörpers der genannten Art durch die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.

Die dynamische Auswuchtvorrichtung, die mit einem die Auftragshöhe bzw. ein Vorstehen des Ausgleichsmittels erfassenden Teil versehen ist, kann solche Rotationskörper erfassen, bei denen das aufgeklebte Ausgleichsmittel über die vorgeschriebenen Konfigurationsgrenzen hinaus übersteht, so daß es dadurch möglich gemacht wird, das Weitergeben solcher defekter Rotationskörper, wie soeben beschrieben, an die nachfolgenden Verfahrensstationen, wie bspw. das Zusammenbauen des Rotationskörpers mit einem anderen Bauteil zu verhindern, wodurch die Produktivität in den Verfahrensschritten erhöht wird.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist die dynamische Auswuchtvorrichtung mit einem Andrückteil versehen, daß das auf den Rotationskörper geklebte Ausgleichsmittel nach unten drückt und dadurch dieses Ausgleichsmittel auf dem Rotationskörper fixiert. Die Vorrichtung ist deshalb in der Lage, das Ausgleichsmittel, das auf dem Rotationskörper befestigt ist, sicher zu halten, so daß das Ausgleichsmittel im Auftragshöhe-Erfassungsteil nicht abfallen kann, so daß dies sicherstellt, daß dieser Vorgang mit Sicherheit durchgeführt werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind ein das Gleichgewicht verifizierender Teil, der den dynamisch ausgeglichenen Zustand des Rotationskörpers erfaßt, und einen Härteteil vorgesehen, der das am Rotationskörper befestigte Ausgleichsmittel aushärtet. Deshalb kann die selbstständig arbeitende Vorrichtung alle Korrekturschritte durchführen, wodurch eine Verbesserung der Produktivität im Prozeß erreicht und auch der Aufbau der Vorrichtung in kompakter Bauweise realisiert ist.

Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht ein ein Vorstehen des Ausgleichsmittels erfassendes Verfahren vor, das erfaßt, ob das am Rotationskörper befestigte Ausgleichsmittel zum Beseitigen der dynamischen Unwucht des Rotationskörpers über die vorgeschriebene Konfiguration des Rotationskörpers hinaussteht oder nicht. Dieses ein Vorstehen erfassende Verfahren besteht (a) in dem Schritt, den Rotationskörper derart zu halten, daß seine Rotation um seine Achse ermöglicht ist, und (b) in einem Schritt, bei dem erfaßt wird, ob das erwähnte Ausgleichsmittel über die vorbestimmte Konfiguration des Rotationskörpers während der Drehung des Rotationskörpers um seine Achse hinaussteht oder nicht.

Bei dieser Konstruktion ist der Rotationskörper im Verfahrensschritt (a) derart gehalten, daß seine Rotation um seine Achse möglich ist, und es wird im Verfahrensschritt (b) erfaßt, ob das Ausgleichsmittel über die vorbestimmte Konfiguration des Rotationskörpers während dessen Rotation hinaussteht oder nicht. Somit ist es mit dem Teil zum Erfassen der Auftragshöhe, der in einer vorbestimmten Position um die Achse des rotierenden Körpers angeordnet ist, möglich, die Auftragshöhe bzw. das überstehen des Ausgleichsmittels auf dem Gesamtumfang des Rotationskörpers in Rotationsrichtung zu erfassen.

Es ist möglich, den Verfahrensschritt (b) in der Weise auszuführen, daß ein bewegbares Bewegungselement mit dem Ausgleichsmittel in Berührung gebracht wird und daß dann die Größe der Bewegung dieses Bewegungselementes erfaßt wird.

Auch kann dieser Verfahrensschritt (b) mit einer Konstruktion durchgeführt werden, bei der ein Lichtstrahl, wie bspw. ein Laserstrahl in tangentialer Richtung relativ zur vorbeschriebenen Konfiguration des Rotationskörpers ausgesandt wird, so daß beurteilt werden kann, daß die Auftragshöhe des Ausgleichsmittels über die vorbeschriebene Konfiguration des Rotationskörpers hinausgeht, wenn der Lichtstrahl nicht oder in verringerter Größe empfangen werden kann.

Bei einer anderen Ausführungsform vorliegender Erfindung wird ein Vorrichtungsteil verwendet, der erfaßt, ob das am Rotationskörper befestigte Ausgleichsmittel zum Herstellen des dynamischen Gleichgewichts über die vorbestimmte Konfiguration des Rotationskörpers hinaussteht oder nicht. Diese Vorrichtung ist mit einer Stützvorrichtung versehen, die den Rotationskörper derart hält, daß ein Rotieren um dessen Achse ermöglicht ist. Ferner besitzt diese Vorrichtung ein Antriebsmittel, das den Rotationskörper um seine Achse rotierend antreibt und ein Erfassungsmittel, das in einer der Konfiguration des Rotationskörpers entsprechenden Art und Weise angeordnet ist und erfaßt, ob das Ausgleichsmittel über die vorbestimmten Konfigurationsgrenzen während der Rotationsbewegung des Rotationskörpers hinaussteht oder nicht. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, zu erfassen, ob das Ausgleichsmittel über die vorbestimmten Konfigurationsgrenzen des Rotationskörpers während dessen Rotation um seine Achse vorsteht oder nicht.

Es ist möglich, ein Bewegungselement vorzusehen, das durch direkten Kontakt mit einem Ausgleichselement bewegt wird, und einen Erfassungsteil vorzusehen, der dieses Bewegungselement bewegt. Der Erfassungsteil kann derart aufgebaut sein, daß er die Größe der Bewegung des Bewegungselementes erfaßt und dann die erfaßte Bewegungsgröße anzeigt.

Es ist ferner möglich, als Auftragshöhe-Erfassungsteil einen Lichtstrahlerzeuger, der einen Lichtstrahl in tangentialer Richtung bezüglich der vorgeschriebenen Konfiguration des Rotationskörpers aussendet, und ein Lichtstrahlenaufnahmemittel vorzusehen, das in einer dem Lichtstrahlenerzeuger gegenüberliegenden Lage angeordnet ist und den ausgesandten Lichtstrahl empfängt. Der Auftragshöhe-Erfassungsteil ist dann mit einem Bestimmungsmittel versehen, das bestimmt, daß das Ausgleichsmittel über die vorgeschriebene Konfiguration des Rotationskörpers hinaussteht, für den Fall, daß das Erfassungsmittel findet, daß der ausgesandte Lichtstrahl von dem Lichtaufnahmemittel nicht erfaßt werden kann, oder in dem Falle daß der Lichtstrahl in reduzierter Menge vom Lichterfassungsmittel empfangen wird.

Als Lichtstrahlenerzeuger ist es möglich, eine Laserlicht emittierende Einheit zu verwenden, die Laserlichtstrahlen aussendet, während es für die Lichtaufnahmemittel möglich ist, eine Laserlicht-Empfangseinheit zu verwenden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Darstellung des Auswuchtvorganges bei einer dynamischen Auswuchtvorrichtung gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Kitthöhe-Erfassungsteils der dynamischen Auswuchtvorrichtung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2A eine perspektivische Ansicht einer Führungsplatte,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, jedoch bei einer modifizierten Konstruktion des ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild ähnlich der Fig. 1, jedoch gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Kitthöhe-Erfassungsteils der dynamischen Auswuchtvorrichtung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung,

Fig. 6 eine Vorderansicht der Hauptteile des Kitthöhe-Erfassungsteils der dynamischen Auswuchtvorrichtung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung und

Fig. 7 eine Seitenansicht der Hauptteile nach Fig. 6.

Die in der Zeichnung gemäß mehrerer Ausführungsbeispiele dargestellte und kurz als dynamische Auswuchtvorrichtung bezeichnete Vorrichtung dient zum Beseitigen von an Drehkörpern vorhandenen dynamischen Unwuchten zur Verbesserung der Massenverteilung in bezug auf die durch die Lagerung festgelegte Drehachse bzw. zum Herstellen des dynamischen Gleichgewichtes.

Gemäß Fig. 1 ist eine dynamische Auswuchtvorrichtung 10 mit einem Meßteil 12 versehen, der den Zustand des dynamischen Ungleichgewichts bzw. Unwucht, nämlich die Lage und die Größe der Unwucht in einem rotierenden Körper (Werkstück) W, wie bspw. einem Rotor für einen Motor mißt. Ferner besitzt die Vorrichtung 10 einen Steuerteil 14, der die Lage und Menge eines als Ausgleichsmittel verwendeten Kittes P am Werkstück W auf der Basis der Ergebnisse bestimmt, die durch die Messung der Lage und der Größe der oben beschriebenen Unwucht erhalten werden.

Mit diesem Steuerteil 14 ist ein Werkstück-Positionierteil 16 verbunden, durch den die Vorrichtung 10 in der Lage ist, das Werkstück W in die zum Anwenden des Kittes P geeignete Position zu bringen, wie dies von dem Steuerteil 14 bestimmt ist.

Mit dem Steuerteil 14 sind außerdem ein Kittabgabeteil 18, der den Kitt P durch eine Düse auf die Korrekturposition (die Lage, an der der Kitt aufzubringen ist) am Werkstück W ausbringt, nachdem dieses durch den Werkstück-Positionierteil 16 in Stellung gebracht ist, ferner ein Kittschneideteil 20, der den aus der Düse ausgebrachten Kitt P, nach dessen Ausbringen in der vorgeschriebenen Menge abschneidet, wodurch der Kitt vom Kittabgabeteil 18 abgetrennt und auf das Werkstück W geklebt wird, und ein Kittandrückteil 22 verbunden, der den auf das Werkstück W gebrachten Kitt P nach unten schiebt und den Kitt an Ort und Stelle am Werkstück W fixiert. Diese einzelnen Teile werden vom Steuerteil 14 gesteuert und es ist deshalb möglich, daß die Vorrichtung 10 den Kitt P in einer für den jeweiligen Zustand der Unwucht des Werkstück W geeigneten Art und Weise automatisch anbringt.

Das Werkstück W, auf dem der Kitt P mit dem Werkstück-Positionierteil 16 fixiert wird, wird zu einem Unwucht- bzw. Gleichgewichtsüberprüfungsteil 24 transportiert. Dieser Gleichgewichtsüberprüfungsteil 24 hat grundsätzlich denselben Aufbau wie der Meßteil 12 und ist in der Lage, den Zustand der dynamischen Unwucht im Werkstück W, nachdem der Kitt P daran fixiert worden ist, zu verifizieren bzw. zu überprüfen.

Das Werkstück W im ausgewuchteten bzw. Gleichgewichtszustand, wie es nochmals durch den Gleichwichtsüberprüfungsteil 24 festgestellt worden ist, wird zu einem Kittaushärteteil 26 transportiert, welcher den auf dem Werkstück W aufgebrachten Kitt P aushärtet und am Werkstück W fixiert.

Das Werkstück W wird mit dem durch den Kittaushärteteil 26 gehärteten und darauf fixierten Kitt P zu einem Kitthöhe-Erfassungsteil 30 transportiert. Fig. 2 zeigt die Konstruktion bzw. den Aufbau dieses Kitthöhe-Erfassungsteils 30, mit dem festgestellt wird, bis zu welcher Höhe bzw. wie weit der Kitt P die Oberfläche des Werkstücks W überragt.

Das Werkstück W besitzt einen Stahlkern 100, der als eine etwa runde Säule geformt ist, wobei eine Spulenwicklung 101 um den Stahlkern gewickelt ist und ein Schaft 40 den Kern mittig durchdringt.

Ein Befestigungsbauteil 32 im Kitthöhe-Erfassungsteil 30 besitzt eine Schaftauflage 34, die zum Halten des Werkstücks W an Ort und Stelle verwendet wird. In einer der Schaftauflage 34 abgewandten Lage ist ein Motor 36 zum rotierenden Antreiben des Werkstücks W angeordnet; ferner ist ein Futter 38 mit der Abtriebsachse des Motors 36 fest verbunden. Ist der Schaft 40 des Werkstücks W mit dem Futter 38 drehfest verbunden, ist das Werkstück W zwischen dem Motor 36 und der Schaftauflage 34 angeordnet, so daß das Werkstück W durch den Motor 36 in Drehung versetzt werden kann.

Eine Trägerplatte 42 ist an einem Ort oberhalb der Schaftauflage 34 mit einer Verlängerung in Richtung des Motors 36, nämlich in Richtung zum an Ort und Stelle gebrachten Werkstück W gehalten. An einem Ort unterhalb der so angeordneten Trägerplatte 42 ist eine Führungsplatte 46 mittels eines Bolzens 44 befestigt, der derart angeordnet ist, daß er relativ zur Trägerplatte 42 bewegbar ist. Die Führungsplatte 46 ist an der Unterseite einer Grundplatte 48 befestigt, deren abgewandte Seite an der Trägerplatte 42 hängend gehalten ist. Dank dieser Konstruktion kann sich die Führungsplatte 46 über die Grundplatte 48 in eine durch den Pfeil A in Fig. 2 gekennzeichnete Richtung relativ zur Trägerplatte 42 bewegen. Die Führungsplatte 46 besitzt eine dem Umriß des Werkstücks W entsprechende Form. Dies bedeutet, daß diejenige Fläche der Führungsplatte 46, die dem Werkstück W gegenüberliegt, eine konkave Form nach innen hin entsprechend dem Außenumriß des Werkstücks W aufweist, wie dies in Fig. 2A dargestellt ist. Ferner besitzt diese dem Werkstück W gegenüberliegende Innenfläche der Führungsplatte 46 an der Seite des Eintritt des rotierenden Werkstückes W unter die Führungsplatte 46 in Richtung des Pfeiles B in Fig. 2A eine seitliche schräge Fläche in Richtung der Relativbewegung zum Werkstück W. Demzufolge wird eine direkte Berührung mit dem Kitt P, der am durch den Motor 36 rotierend angetriebenen Werkstück W fixiert ist, an dieser schrägen bzw. geneigten Innenfläche auftreten, wenn er zu weit vorsteht, wobei die Führungsplatte 46 in die durch den Pfeil A in Fig. 2 angezeigte Richtung langsam und sanft bewegt wird.

Auch die Führungsplatte 46 wird in eine in einem bestimmten Abstand vom Werkstück W entfernte Lage zwischen dem Motor 36 und dem Schaftlager 34 gebracht. Mit anderen Worten, die Form und die gewählte Position der Führungsplatte 46 sind entsprechend den maximal zulässigen Außenabmessungen des Werkstücks W bestimmt.

Darüber hinaus ist eine Meßuhr 50 an der Trägerplatte 42 befestigt. Der Taster 52 der Meßuhr 50 ist in unmittelbarem Kontakt mit der oberen Fläche der Grundplatte 48. Aufgrund dieser Aufnahme ist es möglich, die Größe der Bewegung zu erfassen, wenn sich die Führungsplatte 46 in Richtung des Pfeiles A gemäß Fig. 2B bewegt.

Es sei nun die Funktion dieses ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Bei der dynamischen Auswuchtvorrichtung 10 der oben beschriebenen Konstruktion werden der Ort und die Größe der dynamischen Unwucht des Werkstückes W vom Meßteil 12 gemessen, und danach wird der Kitt P aus dem Kittabgabeteil 18 automatisch abgegeben und auf das Werkstück W gebracht, nachdem dies durch das Werkstück-Positionierteil 16 in Stellung gebracht worden ist. Nachdem eine vorgeschriebene Menge an Kitt P abgegeben worden ist, wird der Kitt P vom Kittabschneideteil 20 abgeschnitten und dann der Kittandrückteil 22 in Tätigkeit gebracht, der dann den am Werkstück W angebrachten Kitt P andrückt und fixiert.

Danach wird der Zustand des Gleichgewichts bzw. der Unwucht dieses Werkstücks W vom Gleichgewichtsüberprüfungsteil 24 nochmals überprüft und das Werkstück W wird zum Kittaushärteteil 26 weitertransportiert, der das Werkstück W derart beaufschlagt, daß der daran angeklebte Kitt P ausgehärtet und fixiert wird.

Nach dem Aushärten des Kittes P erfaßt der Kitthöhe-Erfassungsteil 30, ob der Kitt P, der am Werkstück W fest angebracht ist, über die vorgeschriebene Konfiguration des Werkstücks W hinausragt.

Im Kitthöhe-Erfassungsteil 30 wird das Werkstück W mit dem fest daran angebrachten Kitt P zwischen den Motor 36 und die Schaftauflage 34 gebracht und das Werkstück W wird vom Motor 36 rotierend angetrieben. War das Andrücken des Kittes P durch das Kittandrückteil 22 nicht vollständig beendet, bspw. in dem Falle, in dem der Kitt P die vorgeschriebene Konfiguration des Werkstücks W immer noch überragt, oder in dem Falle, in welchem eine neue Ausbauchung des Kittes P gebildet worden ist, weil der Kitt P noch nicht vollständig ausgehärtet ist, wird solch ein vorstehender Bereich des Kittes P bei der Rotation des Werkstücks W gegen die Führungsplatte 46 stoßen. Infolge dessen bewegt sich die Führungsplatte 46 zusammen mit der Grundplatte 48 in die Richtung des Pfeiles A gemäß Fig. 2. Da der Taster 52 in unmittelbarem Kontakt mit der oberen Fläche der Grundplatte 48 gehalten ist, bewegt sich der Taster 52 mit der Bewegung der Grundplatte 48 mit, und die Größe dieser Bewegung, nämlich die Größe des (zu weit) vorstehenden Bereiches des Kitts P wird an der Meßuhr 50 angezeigt.

Steht somit der Kitt P über die maximal zulässigen Außenabmessungen des Werkstücks W vor, kann die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ein solches Vorstehen des Kittes P automatisch erfaßen.

Deshalb vermeidet die Vorrichtung 10 gemäß vorliegender Erfindung die Notwendigkeit jeglicher manueller Untersuchungsarbeit, die sonst von einem Arbeiter zum Überprüfen des Zustandes einer ungleichen Höhe bzw. eines (übermäßigen) Vorstehens des Kittes, was nach dem Aushärtevorgang des Kittes P der Fall sein kann, wie dies beim herkömmlichen Verfahren nach dem Stande der Technik der Fall ist, geleistet werden muß. Somit wird mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren und der hier vorgeschlagenen Vorrichtung eine sehr weitgehend verbesserte Produktivität erreicht. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nicht mehr notwendig, daß der Arbeiter eine visuelle Untersuchung durchführt, wie sie bei Arbeitern erforderlich war, die mit Vorrichtungen nach dem Stand der Technik gearbeitet haben. Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einen gewissen Grad an Produktqualität garantieren, da in den Untersuchungsergebnissen keinerlei Steuung oder übersehene Fehler auftreten. Unter diesem Blickwinkel hat eine durchgeführte Untersuchung schließlich dargelegt, daß die Vorrichtung 10 gemäß vorliegender Erfindung selbst ein Vorstehen des Kittes in einer Größenordnung von 0,15 mm über die maximal zulässigen Abmessungen des Werkstücks W hinaus automatisch erfassen kann. Ferner konnte der Zustand von Ausbauchungen bzw. vorstehenden Bereichen des Kittes P in einer Untersuchung von insgesamt 4000 Exemplaren des Werkstücks W genau bestimmt werden.

Bei diesem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung wurde als Werkstück W ein Läufer einer elektrischen Maschine, wie der Läufer eines Motors zylindrischer Form verwendet. Eine Symmetriereinrichtung AE5, wie sie von der Firma Shimadzu Seisakusho Ltd. hergestellt wird, wird als Bauteil für die Konstruktion des Meßteils 12, des Steuerteils 14, des Werkstück-Positionierteils 16, des Kittabgabeteils 18, des Kittabschneideteils 20, des Kittandrückteils 22 und des Gleichgewichtsüberprüfungsteils 24 verwendet. Ferner wird ein Trocknungsofen mit warmer Umluft, wie er von der Firma Tokiwa Kogyo Kabushiki Kaisha (Tokiwa Industries, Ltd.) hergestellt wird, als Kittaushärteteil 26 verwendet. Die Innentemperatur in diesem Trocknungsofen ist bei 150°C angesetzt.

Anhand der Fig. 3 sei eine Modifizierung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Bei der Beschreibung dieser Modifizierung werden diejenigen Bauteile, Teile oder dgl., die mit denen des ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles identisch sind, in der Beschreibung weggelassen und hier nur mit den entsprechenden Bezugsziffern, wie sie beim ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet wurden, bezeichnet.

Die Form des Werkstücks W2, die von einem Kitthöhe-Erfassungsteil 130 dieser Modifizierung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles untersucht werden soll, ist zur Form des Werkstücks W des ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles unterschiedlich. Das Werkstück W2 besitzt einen mittigen Schaft 140 und besitzt insgesamt eine flache Scheibenform, wobei sein Außenumfangsbereich eine sich verjüngende Form besitzt, die zum Rand hin schlanker und schlanker wird.

Der Kitthöhe-Erfassungsteil 130 ist so aufgebaut, daß er den Kitt P erfaßt, wobei das Werkstück W2 derart gehalten ist, daß dessen Achse in aufwärtiger bzw. abwärtiger Richtung angeordnet ist. Somit ist eine Schaftauflage 134 in einer etwa L-Form ausgebildet und erstreckt sich an seiner längeren Seite in etwa horizontaler Richtung (Fig. 3) über eine Länge, die größer ist als die Länge der längeren Seite der Schaftauflage 34 beim ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung. In einem oberen Bereich, der dem Teil in der Nähe des vorderen Endes dieser längeren Seite abgewandt ist, ist ein Motor 36 derart angeordnet, daß seine Abtriebswelle nach unten zeigt. Am Endbereich der Abtriebswelle des Motors 36 ist ein Futter 38 befestigt, durch welches der Schaft 140 des Werkstücks W2 sicher und drehfest in seiner festgelegten Position gehalten ist. Das Werkstück W2 wird zwischen die Schaftauflage 134 und das Futter 38 eingesetzt und danach mit Hilfe des Motors 36 rotierend angetrieben.

Eine Führungsplatte 146, die von der Trägerplatte 42 gehalten ist, ist derart angeordnet, daß sie ihre untere Fläche einer Seite des Werkstücks W2 gegenüberliegt. Dieser untere Innenfläche der Führungsplatte 146 ist mit einem ebenen Flächenbereich, der die einer ebenen Fläche in der Mitte des Werkstücks W2 gegenüberliegt, und mit einem geneigten Flächenbereich versehen, der der geneigten Fläche am Umfangsbereich des Werkstücks W2 gegenüberliegt, so daß diese Flächenbereiche der Führungsplatte 146 mit den Flächenbereichen an einer Seite des Werkstücks W2, dem die Führungsplatte 146 zugeordnet ist, zusammenpassen.

Eine weitergehende Beschreibung kann entfallen, da sie im übrigen mit den entsprechenden Teilen des ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles identisch ist.

Auch die Beschreibung der Arbeitsweise dieser Modifizierung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels vorliegender Erfindung kann hier entfallen, da sie nahezu identisch mit der Arbeitsweise der Vorrichtung nach dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist, mit der Ausnahme, daß das Werkstück W2 vom Motor 36 in der Weise rotierend angetrieben wird, daß die Mittelachse des Schaftes 140 des Werkstückes W2 in einer Richtung angeordnet ist, die von oben nach unten verläuft.

Das Werkstück W2, das bei dieser Modifizierung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles verwendet wird, ist der flache Läufer eines Scheibenläufermotors.

Im folgenden sei ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung beschrieben. Auch hierbei sind diejenigen Teile, die grundsätzlich den im ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendeten Teilen entsprechen, in der detaillierten Beschreibung weggelassen und lediglich mit denselben Bezugsziffern versehen.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild entsprechend dem der Fig. 1 einer dynamischen Auswuchtvorrichtung 60 gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.

Bei dieser dynamischen Auswuchtvorrichtung 60 wird das Werkstück W, auf das der Kitt P mit Hilfe des Werkstück-Positionierteils 16 aufgebracht ist, zum Gleichgewichtsüberprüfungsteil 24 transportiert, das den Zustand der Unwucht bzw. des Gleichgewichts des Werkstückes W überprüft und das Werkstück W vorwärts zum Kitthöhe-Erfassungsteil 200 bewegt. Wenn durch das Kittenhöhe-Erfassungsteil 200 verifiziert bzw. erneut festgestellt worden ist, daß die Anordnung der Ablagerung des Kittes P innerhalb der vorgeschriebenen Konfiguration des Werkstücks W ist, wird der Vorgang des Aushärtens des auf dem Werkstück W angebrachten Kittes P vom Kittaushärteteil 26 ausgeführt.

Eine detaillierte Beschreibung des Kitthöhen-Erfassungsteils 200 sei nun anhand der Fig. 5, 6 und 7 gegeben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt das Werkstück W, das zum Herstellen des dynamischen Gleichgewichtes zu bearbeiten ist, dieselbe Form wie das Werkstück W des ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles.

Der Kitthöhe-Erfassungsteil 200 ist mit einem Paar von Auflagern 202 versehen, die derart angeordnet und gehalten sind, daß sie das Werkstück W mit dessen Schaft 40 in einer horizontalen Ebene halten. Die Auflager 202 sind durch Platten etwa rechteckiger Form gebildet und besitzen im mittigen Bereich ihrer unteren Längsseite einen Einschnitt 202A in Form eines Rechtecks und im mittigen Bereich der anderen oberen Längsseite jeweils eine Kerbe 202B in Form eines von oben offenen Dreiecks, wobei die Auflager 202 durch diese Einschnitte bzw. Kerben die Form eines Gatters besitzen. Die Kerbe 202B ist als Halteteil für den Schaft 40 des Werkstücks W ausgebildet.

Das Kitthöhen-Erfassungsteil 200 ist ebenfalls mit einem Antriebsteil versehen, der zum rotierenden Antreiben des Werkstücks W um den Schaft 40 verwendet wird. Der Antriebsteil ist mit einem Motor 204 und einer Antriebsscheibe 206 versehen, die am Endbereich der Abtriebswelle 204A des Motors 204 drehfest angeordnet ist. Der in dieser Art und Weise aufgebaute Antriebsteil ist derart angeordnet, daß die Antriebsscheibe 206 in unmittelbarem Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Stahlkernteils 100 des Werkstücks W ist, wenn dieses auf den Auflagern 202 aufliegt. Bei dem Motor 204 zugeführter elektrischer Energie wird die Antriebsscheibe 206 von der Abtriebswelle 204A rotierend angetrieben, so daß die Rotation der Antriebsscheibe 206 das Werkstück W in eine rotierende Bewegung um dessen Schaft 40 bringt.

Das Kitthöhe-Erfassungsteil 200 ist mit einer Abtastvorrichtung versehen, die abtastet bzw. erfaßt, ob der Kitt P über die vorgeschriebene Konfiguration des Werkstücks W ragt oder nicht. Die Abtastvorrichtung ist in der Weise aufgebaut, daß drei Sätze eines Erfassungsteils angeordnet sind, der einen lichtemittierenden Teil 208, welcher einen Laserlichtstrahl aussendet, und einen Lichtaufnahmeteil 210, der das Laserlicht empfängt, aufweist (die einzelnen Sätze dieser Teile 208 und 210 sind mit der Bezugsziffer folgenden Kleinbuchstaben a, b, c, gekennzeichnet). Der lichtemittierende Teil 208a und der Licht empfangende Teil 110a, die zusammen einen derartigen Satz bilden, sind derart angeordnet, daß sie sich einander gegenüber liegen, wobei ihre Verbindungslinie diejenige eines anderen Satzes kreuzen, und daß der lichtemittierende Teil 208a einen Laserstrahl in Richtung der Tangente an die vorgeschriebene Konfiguration eines Wicklungsteils des Paares von Windungsteilen 101 des Werkstücks W emittiert. Der lichtemittierende Teil 208b und der lichtaufnehmende Teil 210b, die einen weiteren Satz miteinander bilden, sind ebenfalls derart angeordnet, daß sie einander gegenüberliegen und ihre Verbindungslinie die eines anderen Satzes rechtwinklig kreuzt, und daß der lichtemittierende Teil 208b einen Laserstrahl in Richtung der Tangente an die vorgeschriebene Konfiguration des anderen Wicklungsteiles des Paares von Windungsstreifen 101 des Werkstückes W aussendet. Der lichtemittierende Teil 208c und der lichtaufnehmende Teil 210c, die zusammen den verbleibenden Satz bilden, sind derart angeordnet, daß sie sich einander in axialer Richtung des Schaftes 40 des Werkstücks W gegenüberliegen, und ebenfalls derart, daß der lichtemittierende Teil 208c ein Laserlichtstrahl in Richtung der Tangente an die vorgeschriebene Konfiguration des Stahlkernteils 100 des Werkstücks W aussendet. Die einzelnen lichtemittierenden Teil 208a, 208b und 208c sind so aufgebaut, daß sie einen Laserlichtstrahl in einer flachen Ebene aussenden, während die einzelnen lichtempfangenden Teil 210a, 210b und 210c derart aufgebaut sind, daß sie den Laserlichtstrahl in der flachen Ebene empfangen.

Deshalb werden in dem Falle, in dem der Kitt P auf dem Werkstück W über die vorgeschriebene Konfiguration des Werkstücks W übersteht, die Laserlichtstrahlen von den einzelnen lichtemittierenden Teilen 208a, 208b und 208c vom Kitt P unterbrochen, so daß der Teil des so vom Kitt P unterbrochenen Laserlichtstrahles nicht von dem betreffenden Lichtaufnahmeteil 210a, 210b bzw. 210c empfangen wird. In diesem Falle erfaßt die Vorrichtung, ob der Kitt P über die vorgeschriebene Konfiguration des Werkstücks W hinausragt oder nicht. Bei diesem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist darüber hinaus der Steuerteil 14 mit einem Erfassungsteil versehen, der erfaßt, ob der Kitt P über die vorgeschriebene Konfiguration des Werkstücks W vorsteht oder nicht und zwar auf der Basis des Ergebnisses der Abtastung durch den Erfassungsteil.

Dieses Kitthöhe-Erfassungsteils 200 ist in der Lage, die Höhe bzw. das Vorstehen des Kittes P durch einen kontaktlosen Abtastvorgang zu erfassen, wodurch es möglich ist, dieser Zustand zu erfaßen, bevor der Kitt P am Werkstück W vom Kittaushärteteil 26 ausgehärtet wird. Da das Werkstück W im Kitthöhe-Erfassungsteil 200 rotiert, ist es möglich, den Zustand des Gleichgewichts bzw. der Unwucht des Werkstücks W unter Verwendung dieser Rotation nochmals festzustellen, so daß es möglich sein wird, die dynamische Auswuchtvorrichtung 60 in kompakterer Größe insgesamt aufzubauen, wenn die Vorrichtung die Überprüfung des dynamischen Gleichgewichtes des Werkstücks W im Kitthöhe-Erfassungsteil 200 ohne einen separat vorgesehenen Gleichgewichtüberprüfungsteils 24 durchführen kann.

Bei jedem der beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele vorliegender Erfindung ist die dynamische Auswuchtvorrichtung in einer Konstruktion realisiert, in welcher das Vorstehen des Kittes P durch eine Abtastvorrichtung erfaßt wird, die eine solche Abtastung mit Hilfe einer Meßuhr oder mindestens eines Laserlichtstrahles ausführt. Die Abtastmittel sind jedoch hierauf nicht beschränkt. Bspw. ist es möglich, als derartige Abtastmittel optische Sensoren, Drucksensoren, magnetische Sensoren, Linearerfassungsanordnungen, Differenzialtransformer, Begrenzungsschalter oder Rotationskodierer zu verwenden.

Claims (17)

1. Verfahren zum Herstellen des dynamischen Gleichgewichtes eines Rotationskörpers, wobei das dynamische Gleichgewicht des Rotationskörpers durch Anbringen mindestens eines Ausgleichsmittels am Rotationskörper eingestellt wird, nachdem der Ort und die Größe einer dynamischen Unwucht am Rotationskörper gemessen worden sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• a) Abgeben des Ausgleichsmittels von einem Abgabeteil in einer auf der Grundlage des Ergebnisses der Messung der Größe der dynamischen Unwucht bestimmten Menge an einem auf der Grundlage des Ergebnisses der Messung der Lage der dynamischen Unwucht bestimmten Ort des Rotationskörpers;
• b) Abschneiden des Ausgleichsmittels nach dem Abgeben mit Hilfe eines Schneideteils, wodurch das Ausgleichsmittel vom Abgabeteil getrennt und auf den Rotationskörper aufgebracht wird;
• c) erneutes Feststellen des Zustandes der dynamischen Unwucht am Rotationskörper und danach Aushärten des Ausgleichsmittels auf dem Rotationskörper durch einen Aushärteteil; und
• d) Erfassen, ob das fest aufgebrachte Ausgleichsmittel über eine vorgeschriebene Konfiguration des Rotationskörpers hinausragt oder nicht, mittels eines die Auftragshöhe des Ausgleichsmittels erfassenden Teils.

2. Verfahren zum Herstellen des dynamischen Gleichgewichtes eines Rotationskörpers, wobei das dynamische Gleichgewicht des Rotationskörpers durch Anbringen mindestens eines Ausgleichsmittels am Rotationskörper eingestellt wird, nachdem der Ort und die Größe einer dynamischen Unwucht am Rotationskörper gemessen worden sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• a) Abgeben des Ausgleichsmittels von einem Abgabeteil in einer auf der Grundlage des Ergebnisses der Messung der Größe der dynamischen Unwucht bestimmten Menge an einem auf der Grundlage des Ergebnisses der Messung der Lage der dynamischen Unwucht bestimmten Ort des Rotationskörpers;
• b) Abschneiden des Ausgleichsmittels nach dem Abgeben mit Hilfe eines Schneideteils, wodurch das Ausgleichsmittel vom Abgabeteil getrennt und auf den Rotationskörper aufgebracht wird;
• c) erneutes Feststellen des Zustandes der dynamischen Unwucht am Rotationskörper und gleichzeitiges Erfassen, ob das fest aufgebrachte Ausgleichsmittel über eine vorgeschriebene Konfiguration des Rotationskörpers hinausragt oder nicht, mittels eines die Auftragshöhe des Ausgleichsmittels erfassenden Teils; und
• d) danach Aushärten des Ausgleichsmittels auf dem Rotationskörper durch einen Aushärteteil.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Schritt (e), der darin besteht, daß zwischen den Schritten (b) und (c) das auf den Rotationskörper gebrachte Ausgleichsmittel durch Andrücken mittels eines Andrückteils fixiert wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper der Läufer eines Motors ist.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper der Läufer eines Triebwerks ist.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (d) dadurch ausgeführt wird, daß eine Abtastelement mit dem Ausgleichsmittel in Berührung gebracht wird, während das Ausgleichsmittel zusammen mit dem rotierend angetriebenen Rotationskörper rotiert.

7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassen der Auftragshöhe des Ausgleichsmittels nach Schritt (d) (Anspruch 1) bzw. nach Schritt (c) (Anspruch 2) kontaktlos ausgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laserlichtstrahl in Richtung auf die Tangente an der vorgeschriebenen Konfiguration des Rotationskörpers während dessen Rotation ausgesendet wird.

9. Vorrichtung zum Herstellen des dynamischen Gleichgewichtes eines Rotationskörpers, mit einem Meßteil (12), der die Lage und die Größe einer dynamischen Unwucht mißt, gekennzeichnet durch:
ein Applikationsteil (18-22), der eine vorgeschriebene Menge Ausgleichsmittel (P) an einem am Rotationskörper (W) auf der Grundlage des Ergebnisses der Messung des Meßteils (12) bestimmten Ort aufbringt; und
ein Auftrags-Erfassungsteil (30, 200), der erfaßt, ob das Ausgleichsmittel (P) auf dem Rotationskörper (W) über eine vorgeschriebene Konfiguration des Rotationskörpers hinausragt oder nicht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Applikationsteil ein Abgabeteil (18) besitzt, der das Ausgleichsmittel abgibt und das abgegebene Ausgleichsmittel auf den Rotationskörper (W) bringt, und daß ferner ein Schneideteil (20), der das vom Abgabeteil (18) aufgebrachte Ausgleichsmittel (P) abschneidet, und ein Unwuchtüberprüfungsteil (24) vorgesehen ist, der den Zustand der dynamischen Unwucht des Rotationskörpers (W) mit dem aufgebrachten Ausgleichsmittel (P) verifiziert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner mit einem Andrückteil (12) versehen ist, der das Ausgleichsmittel (P), wie es von dem Schneideteil (20) abgeschnitten ist, vorzugszweise nach unten an den Rotationskörper (W) drückt und an diesem fixiert.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner mit einem Aushärteteil (26) versehen ist, der das Ausgleichsmittel (P), wie es am Rotationskörper (W) aufgrund des Zustandes der vom Unwuchtüberprüfungsteil (24) verifizierten dynamischen Unwucht aufgebracht ist, aushärtet.

13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner mit einem Aushärteteil (24) versehen ist, der das Ausgleichsmittel (P), wie es bereits vom Auftragshöhen-Erfassungsteil (200) dahingehend überprüft worden ist, ob es über das vorgeschriebene Limit übersteht oder nicht, aushärtet.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (W) der Läufer eines Motors ist.

15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (W) der Läufer eines Triebwerks ist.

16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftragshöhen-Erfassungsteil (30) derart aufgebaut ist, daß die Erfassung durch Berührung mit dem Ausgleichsmittel (P) am Rotationskörper (W) durchführbar ist.

17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftragshöhen-Erfassungsteil (200) derart aufgebaut ist, daß die Erfassung durch bezüglich des Ausgleichsmittels (P) kontaktlose Messung erfolgt.