DE4028522C2

DE4028522C2 - Device for compensating the radial runout of a rotating element, in particular the winding wheel of a wheel winding machine, and method for determining the control signals therefor

Info

Publication number: DE4028522C2
Application number: DE19904028522
Authority: DE
Inventors: Dietrich Luederitz
Original assignee: DIETRICH LUEDERITZ ING BUERO E
Current assignee: DIETRICH LUEDERITZ ING BUERO E
Priority date: 1990-09-07
Filing date: 1990-09-07
Publication date: 1994-09-29
Anticipated expiration: 2010-09-08
Also published as: DE4028522A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kompensie ren des Radialschlags eines rotierenden Elements, insbeson dere des Wickelrads einer Radwickelmaschine, gemäß dem Ober begriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Ermitteln der Ansteuersignale dafür, gemäß dem Patentanspruch 8.The invention relates to a device for compensation radial runout of a rotating element, in particular that of the winding wheel of a wheel winding machine, according to the upper Concept of claim 1 and a method to determine the control signals therefor, according to claim 8.

Eine dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entspre chende Vorrichtung ist aus der GB-PS 1 077 134 bekannt. Beim Gegenstand dieser Druckschrift ist beabsichtigt, die Achse eines Werkstücks mit der Rotationsachse der Werk stückdrehung in Übereinstimmung zu bringen. Hierzu wird das Werkstück auf einer Platte angeordnet, die auf einem Kreuz schlitten beweglich gelagert ist. Die Werkstückposition wird mittels eines Meßfühlers erfaßt und nach jeweiliger Umdrehung schrittweise solange korrigiert, bis die Werk stückachse die gewünschte Position eingenommen hat. Es er folgt somit kein kontinuierlicher Antrieb des rotierenden Elements mit bestimmter Drehzahl, um über mehrere Zyklen hinweg Meßergebnisse zu gewinnen und zu speichern.One corresponds to the preamble of claim 1 chende device is known from GB-PS 1 077 134. The subject of this document is intended to be the Axis of a workpiece with the axis of rotation of the work to align piece rotation. For this, the Workpiece arranged on a plate on a cross carriage is movably mounted. The workpiece position is detected by means of a sensor and according to each Correction of rotation gradually until the factory piece axis has assumed the desired position. It he thus there is no continuous drive of the rotating Elements with a certain speed to run over several cycles win and save measurement results.

Aus der DE 37 42 149 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der eine statische und auch dynamische Unwucht eines rotierenden Elements durch Meßfühler bestimmt wird. An der Antriebsachse des rotierenden Elements sind Kraftmeßdosen angeordnet, in Abhängigkeit von deren Ausgangssignalen über Stellmotoren Ausgleichsgewichte radial so lange verfahren werden, bis die Unwucht unter einen vorgewählten Wert abge sunken ist. Diese Ausgestaltung ist allerdings verhältnis mäßig platzaufwendig und sperrig, d. h. nicht kompakt auf baubar. Ein eventueller Höhenschlag läßt sich hierbei nicht mit Sicherheit kompensieren.A device is known from DE 37 42 149 A1, where a static and dynamic unbalance of a rotating element is determined by sensors. At the Drive axis of the rotating element are load cells arranged depending on their output signals via Move servomotors counterweights radially for so long until the unbalance is below a preselected value is sunken. However, this configuration is proportionate moderately space-consuming and bulky, d. H. not compact on buildable. A possible change in height cannot be done here compensate with certainty.

Die DE-OS 21 48 832 betrifft eine Vorrichtung zum Aus wuchten von umlaufenden Körpern. Im Unterschied zur Kompen sation des Radialschlags, bei der erreicht werden soll, daß die Element-Mittelachse mit der Antriebs-Drehachse zusam menfällt, geht es bei der Unwuchtbeseitigung um die Kompen sation von Versetzungen zwischen dem Massenschwerpunkt des Elements und der Antriebsachse. Ein eventueller Versatz zwischen der Element-Mittelachse und der Antriebs-Drehachse wird hierbei aber weder berücksichtigt noch kompensiert. Bei dieser Druckschrift sind innerhalb einer hohlen Welle Auswuchtgewichte vorhanden, die über Motoren so verstellt werden können, daß die gewünschte Auswuchtung erreicht wird.DE-OS 21 48 832 relates to a device for off balancing of rotating bodies. In contrast to the Kompen sation of the radial runout at which it should be achieved that the element center axis together with the drive axis of rotation falls, the unbalance is about the compen sation of dislocations between the center of mass of the Elements and the drive axle. A possible offset between the element center axis and the drive axis of rotation however, this is neither taken into account nor compensated for. This publication is within a hollow wave There are balancing weights that are adjusted via motors that the desired balancing can be achieved becomes.

Die DE-PS 3 86 714 ist ähnlich wie die DE-OS 21 48 832 auf eine Auswuchtvorrichtung gerichtet, bei der zur Aus wuchtung ein Planetenradgetriebe eingesetzt wird. Über den Ablauf der Messung sind dieser Druckschrift keinerlei Anga ben entnehmbar.DE-PS 3 86 714 is similar to DE-OS 21 48 832 directed to a balancing device in which to a planetary gear is used. On the This publication does not contain any anga in the course of the measurement ben removable.

Die DE-AS 19 62 877 betrifft eine Vorrichtung zum Zen trieren eines Rotationskörpers, bei dem das Meßglied zu gleich als Stellglied dient, das gegen den Rotationskörper drückt und diesen solange verschiebt, bis eine Exzentrizi tät beseitigt ist.DE-AS 19 62 877 relates to a device for Zen trieren a rotating body in which the measuring element to immediately serves as an actuator against the rotating body presses and moves it until an eccentric activity is eliminated.

Die DE 38 32 236 A1 offenbart eine Anordnung zur dyna mischen Kompensation von Rundlaufschwankungen bei Rotations körpern, bei der ein Regler eingesetzt wird, dem die Meßsignale einer den Umlauf des Rotationskörpers abtasten den Meßeinrichtung zugeführt werden und dessen Ausgangssi gnal die Verschiebung eines senkrecht zur Achse verstellba ren, den Rotationskörper tragenden Lagers steuert.DE 38 32 236 A1 discloses an arrangement for dyna mix compensation of concentricity fluctuations during rotation bodies, in which a controller is used, to which the Measurement signals one scan the rotation of the rotating body are fed to the measuring device and its output gnal the displacement of a vertically adjustable to the axis ren, the bearing supporting the rotating body controls.

In der DE 38 05 143 C1 ist ein Walzenlager für Druckma schinen beschrieben, bei dem eine Walze über ein Walzenauf nahmestück in einer Exzenterbuchse gelagert ist, die mecha nisch verstellbar ist.DE 38 05 143 C1 is a roller bearing for printing machines described, in which a roller over a roller mounts in an eccentric bushing, the mecha is nisch adjustable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung zum Kompensieren des Radialschlags eines rotierenden Elements zu schaffen, die sich durch einfachen, kompakten Aufbau auszeichnet und eine zuverlässige Radialschlagkom pensation ermöglicht, sowie ein Verfahren zum Ermitteln der Ansteuersignale für eine solche Vorrichtung anzugeben.The invention has for its object a Vorrich device to compensate for the radial runout of a rotating To create elements that are simple, compact Structure excels and a reliable radial impact pensation allows, and a method for determining the Specify control signals for such a device.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 bzw. 8 genannten Merkmalen gelöst.This object is achieved with the in claims 1 and 8 respectively mentioned features solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims specified.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie im wesentlichen zentrisch im Innern des rotierenden Elements angebracht werden kann und daher raumsparend auf genommen ist, so daß der Gesamtaufbau der Vorrichtung kom pakt ist.The device according to the invention has the advantage that they are essentially centric inside the rotating Elements can be attached and therefore save space is taken so that the overall structure of the device com is pact.

Auf Grund des motorischen Antriebs der im folgenden auch als Verstellexzenter bezeichneten Verstelleinrichtung kann diese sehr präzise auch um feine Winkelbeträge verstellt werden, so daß eine sehr genaue Kompensation eines eventuellen Radialschlags, im folgenden auch als Höhen schlag bezeichnet, des rotierenden Elements gewährleistet werden kann.Due to the motor drive of the following too adjustment device referred to as an eccentric these are also adjusted very precisely by fine angular amounts be, so that a very accurate compensation of a any radial runout, hereinafter also called heights referred to blow, guaranteed of the rotating element can be.

Die Genauigkeit der Einstellung ist auf Grund der im we sentlichen zentrischen Anordnung des Verstellexzenters noch weiter erhöht, da Verstellungen des Verstellexzenters auf Grund des geringen Winkelabstands zur Drehachse nur mit ge ringem Hebelarm wirksam sind, so daß sich sehr feine Stu fungen der Exzentrizitätskompensation durchfahren und ein stellen lassen.The accuracy of the setting is due to the in substantial central arrangement of the adjusting eccentric further increased because the adjustment of the adjustment eccentric Due to the small angular distance to the axis of rotation only with ge ring lever arm are effective, so that very fine Stu Run through the eccentricity compensation and enter let put.

Vorzugsweise sind die Motoren im wesentlichen in axialer Richtung angeordnet, so daß die in Radialrichtung gesehene Bauhöhe des Verstellexzenters und damit der gesamten Kompensationsvorrichtung verhältnismäßig gering ist.Preferably the motors are substantially axial Direction arranged so that the radial direction seen height of the adjustment eccentric and thus the entire Compensation device is relatively small.

Insbesondere ist es vorteilhaft, eine zumindest partiell als Hohlwelle ausgebildete Welle zu verwenden und einen der Motoren im Inneren der Welle anzuordnen. Damit wird für den Motor kein zusätzlicher Raum benötigt. Insbesondere wenn der Motor mit Planetengetriebe ausge stattet ist, ist es möglich, eine Verdrehung des Ge triebe-Außenkranzes und damit der damit verbundenen Welle zu erreichen, während je nach Einspannzustand der Sonnenrad-Achse oder der Planetenräder-Achse eine rela tive Drehung auch der damit gekoppelten Komponenten oder bei Bedarf eine Festhaltung von deren Lage steuer bar ist. Der Einsatz eines Planetengetriebes bewirkt weiterhin, daß das Ausmaß der Umdrehung des Getriebeau ßenkranzes oder der anderen Getriebe-Abtriebskomponen ten aufgrund des großen Untersetzungsverhältnisses sehr feinfühlig mit hoher Präzision erfolgen kann.In particular, it is advantageous to at least partially to use as a hollow shaft and a shaft to arrange the motors inside the shaft. In order to no additional space is required for the engine. Especially when the engine is out with planetary gear is equipped, it is possible to twist the Ge outer ring and thus the associated To reach the shaft, depending on the clamping condition of the Sun gear axis or the planet gear axis a rela tive rotation of the components connected to it or, if necessary, a record of their location tax is cash. The use of a planetary gear causes further that the extent of rotation of the gearbox ßenkranzes or other gearbox output components due to the large reduction ratio can be done sensitively with high precision.

Speziell bei Verbindung des Planetengetriebe-Sonnenrads mit dem inneren Drehelement des Verstellexzenters kann eine sehr feinstufige Verstellung der Winkellage zwi schen der das Planetengetriebe umschließenden Welle und dem inneren Drehelement durchgeführt werden.Especially when connecting the planetary gear sun gear with the inner rotating element of the adjustment eccentric a very fine adjustment of the angular position between the shaft surrounding the planetary gear and the inner rotating element can be performed.

Vorteilhafterweise ist der andere Motor als Schrittmo tor ausgebildet und in bevorzugter Ausgestaltung auf der dem Planetengetriebe gegenüberliegenden Seite des inneren Drehelements angeordnet. Dies erlaubt einer seits eine sehr einfache Steuerung des Motors durch Zu führung einer entsprechenden Anzahl von Impulsen, wobei die vom Motor jeweils eingenommene Winkellage stets de finiert ist. Weiterhin ist auch die geometrische Anord nung der Motoren bei sehr einfacher Montage übersicht lich und reparaturfreundlich.The other motor is advantageously a step motor gate trained and in a preferred embodiment the opposite side of the planetary gear inner rotating element arranged. This allows one a very simple control of the engine by Zu leadership of a corresponding number of pulses, wherein the angular position assumed by the engine always de is finished. Furthermore, the geometric arrangement of the motors with a very simple assembly overview Lich and easy to repair.

Durch exzentrische Anordnung der Welle des Schrittmo tors in bezug auf die Eingriffsachse des anderen Motors bzw. des mit diesem gekoppelten Getriebes läßt sich in einfacher und stabiler Weise eine Exzentrizität ein stellen, deren Größe und Richtung von dem Ausmaß der gegenseitigen Verdrehung der beiden Motoren bestimmt ist. By eccentric arrangement of the shaft of the step motor tors with respect to the engaging axis of the other motor or the gear coupled to this can be in an eccentricity in a simple and stable manner represent the size and direction of the extent of the mutual rotation of the two motors determined is.

Vorzugsweise umfaßt der Verstellexzenter drei im we sentlichen konzentrische Elemente, die über Lager mit einander gekoppelt sind. Damit verfügt der Verstellex zenter über einen einfachen Aufbau. Hierbei kann der äußere Motor die Winkellage des inneren und mittleren Elements bezüglich der Rotationsachse und der andere Motor die Verdrehlage zwischen dem äußeren Element des Verstell exzenters und der Rotationsachse verstellen, so daß die Resultierende der Exzentrizitäten nach Größe und Winkellage die Exzentrizität des rotierenden Elements kompensiert.Preferably, the adjusting eccentric comprises three Substantial concentric elements that have bearing are coupled to each other. So the Verstellex centered on a simple structure. Here, the outer Motor the angular position of the inner and middle element with respect to the axis of rotation and the other motor the Rotational position between the outer element of the adjustment eccentric and the axis of rotation so that the resultant of the eccentricities by size and Angular position the eccentricity of the rotating element compensated.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfüh rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nä her beschrieben. Es zeigtThe invention is described below with reference to an embodiment approximately example with reference to the drawings described here. It shows

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Ausführungs beispiels der Vorrich tung, Fig. 1 is a sectional view of a processing example of the execution Vorrich,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den in neren Abschnitt eines bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 eingesetzten Verstellexzen ters, Fig. 2 is a schematic plan view of the portion of an in Neren Verstellexzen used in the apparatus of FIG. 1 ters,

Fig. 3 bis 6 schematisch unterschiedliche Verstellpo sitionen des Verstellexzenters, und Fig. 3 to 6 schematically different Verstellpo positions of the Verstellxzenters, and

Fig. 7 einen Programmablaufplan.7 shows a program flow chart .

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein allgemein mit 1 bezeichneter Verstellexzenter mit einer Welle 2 verbunden, die über Lager 3, 4 in ei nem Flanschrohr 5 drehbar gelagert ist. Das Flansch rohr 5 ist an einer Wandung 6 befestigt, die ein Be standteil der hinsichtlich ihres rotierenden Elements bezüglich dessen Höhenschlags zu kompensierenden Ma schine bildet. Insbesondere ist die Maschine eine Rad wickelmaschine für die Aufwicklung von Kondensatorfo lien und dergleichen auf Wickelräder, wobei das jeweils eingesetzte Wickelrad zusammen mit seinen Antriebskom ponenten das rotierende Element bildet. Beim Betrieb der Radwickelmaschine wird auf die Wickelrad-Aufnahme jeweils ein Wickelrad aufgespannt und dieses mit den Kondensatorfolien und dergleichen bewickelt. Nach Auf füllung des Wickelrads mit der aufgewickelten Folie wird dieses ausgetauscht und durch ein neues, noch leeres Wickelrad ersetzt, das dann bewickelt wird.In the embodiment shown in Fig. 1, a generally designated 1 adjusting eccentric is connected to a shaft 2 , which is rotatably supported via bearings 3 , 4 in egg NEM flange tube 5 . The flange tube 5 is attached to a wall 6 , which forms part of the Be machine with respect to its rotating element with respect to its stroke. In particular, the machine is a wheel winding machine for the winding of capacitor foils and the like on winding wheels, the winding wheel used in each case, together with its drive components, forming the rotating element. When the wheel winding machine is in operation, a winding wheel is clamped onto the winding wheel receptacle and this is wound with the capacitor foils and the like. After filling the winding wheel with the wound film, this is exchanged and replaced by a new, still empty winding wheel, which is then wound.

Beim Betrieb einer solchen Radwickelmaschine kann sich das Problem stellen, daß die Wickelräder zusammen mit ihrer Aufspannung gewisse, jeweils unterschiedliche Ex zentrizität zeigen, die zu einem Höhenschlag des Wic kelrads führt. Dies begründet Ungleichmäßigkeiten des Aufwickelvorgangs und ggf. unterschiedliche Spannungen an den aufgewickelten Folien, was nachteilig sein kann. Dieser Nachteil kann mit der Vorrich tung beseitigt werden.When operating such a wheel winding machine, pose the problem that the winding wheels together with their clamping certain, different Ex show centricity, which leads to a wik kelrads leads. This justifies irregularities in the Winding process and possibly different tensions on the wrapped foils, which can be disadvantageous. This disadvantage can with the Vorrich tion can be eliminated.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Welle 2 parti ell als Hohlwelle ausgebildet, kann jedoch auch durch gehend als Hohlwelle ausgeformt sein. Im Inneren der Welle 2 ist ein Motor 7 angeordnet. Der Motor 7 ist vorzugsweise als Motor mit Planetengetriebe ausgestal tet, da dieser sehr kompakt mit kleinem Radius in der Welle 2 untergebracht werden kann. Der Motor 7 kann aber auch von anderer Ausführung sein. Der Außenkranz des Planetengetriebes ist mit der Wandung der Welle 2 verbunden, so daß diese gemeinsam drehen können. Die Mittelachse der Welle 2 und des Motors 7 stimmen mit der Drehachse des Hauptantriebs, der vorzugsweise die Welle 2 antreibt, überein. Der Motor 7 wird durch eine Schraube 22 in der Hohlwelle befestigt.As can be seen from Fig. 1, the shaft 2 is parti ell formed as a hollow shaft, but can also be continuously formed as a hollow shaft. A motor 7 is arranged inside the shaft 2 . The motor 7 is preferably designed as a motor with a planetary gear, since it can be accommodated in the shaft 2 in a very compact manner with a small radius. The motor 7 can also be of a different design. The outer ring of the planetary gear is connected to the wall of the shaft 2 so that they can rotate together. The central axis of the shaft 2 and the motor 7 coincide with the axis of rotation of the main drive, which preferably drives the shaft 2 . The motor 7 is fastened in the hollow shaft by a screw 22 .

Das Sonnenrad des Planetengetriebes (oder in abgeänder ter Ausführungsform die Planetenräder) ist mit einer Welle 8 verbunden, die als ein Abtrieb des Motors 7 bzw. des mit ihm gekoppelten Planetengetriebes dient und kraftschlüssig in eine Bohrung 9 eines inneren Drehelements 10 des Verstellexzenters 1 eingreift. Bei Bewegung der Achse 8 verdreht sich somit das innere Drehelement 10 in gleichem Ausmaß. Auf der der Bohrung 9 axial gegenüberliegenden Seite des inneren Drehele ments 10 ist eine weitere Bohrung 11 eingebracht, in die eine Welle eines als Schrittmotor ausgebildeten Motors 12 kraftschlüssig eingreift.The sun gear of the planetary gear (or in a modified embodiment, the planet gears) is connected to a shaft 8 , which serves as an output of the motor 7 or the planetary gear coupled to it and engages non-positively in a bore 9 of an inner rotary element 10 of the adjusting eccentric 1 . When the axis 8 moves, the inner rotating element 10 thus rotates to the same extent. On the bore 9 axially opposite side of the inner Drehele element 10 , a further bore 11 is made , in which a shaft of a motor designed as a stepper motor 12 engages non-positively.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Bohrungen 9 und 11 exzentrisch zueinander angeordnet, so daß sich die räumliche Lage der Achse des Motors 12 bei Verdrehung des inneren Drehelements 10 ändert.As can be seen in particular from FIG. 2, the bores 9 and 11 are arranged eccentrically to one another, so that the spatial position of the axis of the motor 12 changes when the inner rotary element 10 is rotated.

Der Motor 12 ist vorzugsweise als Schrittmotor ausge staltet, kann aber auch von anderer Art sein. Die Aus gestaltung als Schrittmotor hat jedoch den Vorteil ei ner einfachen und präzisen Steuerbarkeit durch Zufüh rung von Impulsen entsprechender Anzahl.The motor 12 is preferably designed as a stepper motor, but can also be of a different type. However, the design as a stepper motor has the advantage of a simple and precise controllability by supplying pulses of an appropriate number.

Der Motor 12 ist über Befestigungsmittel 13, zum Beispiel in Form von Schrauben, mit einem mittleren Dreh teil 14 des Verstellexzenters 1 fest verbunden.The motor 12 is fixedly connected via fastening means 13 , for example in the form of screws, to a central rotary part 14 of the adjusting eccentric 1 .

Zwischen dem inneren Drehelement 10 und dem mittleren Drehteil 14 ist ein Lager 15 vorhanden, das beispiels weise als Nadellager ausgebildet ist, und eine gegen seitige Verdrehung des Drehelements 10 und des Drehteils 14 erlaubt, deren Ausmaß durch die Verdrehung des Motors 12 bestimmt wird. Between the inner rotating element 10 and the central rotating part 14 , a bearing 15 is present, which is designed as a needle bearing, for example, and allows mutual rotation of the rotating element 10 and the rotating part 14 , the extent of which is determined by the rotation of the motor 12 .

Am Außenumfang des mittleren Drehteils 14 des Verstell exzenters 1 ist ein Lager 16 vorhanden, das beispiels weise gleichfalls als Nadellager ausgestaltet ist. Au ßenseitig des Lagers 16 ist ein Zwischenadapter 17 als rotierendes Element vor handen, der bei Einsatz bei einer Radwickelmaschine als Wickelrad-Zwischenadapter für die Aufnahme des nicht dargestellten Wickelrads dient.On the outer circumference of the central rotating part 14 of the adjusting eccentric 1 , a bearing 16 is provided, which is also designed as a needle bearing, for example. On the outside of the bearing 16 there is an intermediate adapter 17 as a rotating element which, when used in a wheel winding machine, serves as an intermediate winding adapter for receiving the winding wheel (not shown).

An der axial außenliegenden Seite, d. h. an der dem Mo tor 12 zugewandten Seite des Zwischenadapters 17 ist ein Anschlagring 18 angebracht, der als Axialanschlag für das Lager 16 dient, das auf seiner Innenseite, wie aus Fig. 1 ersichtlich, durch Vorsprünge des mittleren Drehteils 14 festgelegt ist.On the axially outer side, ie on the Mo tor 12 facing side of the intermediate adapter 17 , a stop ring 18 is attached, which serves as an axial stop for the bearing 16 , which can be seen on its inside, as shown in FIG. 1, by projections of the central rotating part 14 is set.

Die Welle 2 ist über ihren Außenflansch an dem Zwi schenadapter 17 lösbar befestigt. Dies erfolgt z. B. über eine Schraubenmutterverbindung aus Bolzen 20, Mutter 21 und Tellerfedern 19. Im Normalfall sind der Zwischenadapter 17 und die Welle 2 fest miteinander verspannt, so daß bei Drehung des Zwischenadapters 17 während des norma len Maschinenbetriebs eine drehfeste Verbindung zwi schen dem Zwischenadapter 17 und der Welle 2 vorliegt. Um dies zu ge währleisten, ist zusätzlich ein Bolzen 23 in einem Langloch 24 des Zwischenadapters 17 geführt. Die Breite des Langlochs 24 entspricht dem Durchmesser des Bol zens 23, während die Länge des Langlochs so groß ge wählt ist, daß die maximalen Exzentrizitäten einge stellt werden können. Damit dreht sich während des Nor malbetriebs der Radwickelmaschine der Zwischenadapter 17 zusammen mit der Welle 2 in den Lagern 3, 4, ohne daß die Motoren 7 und 12 belastet oder verstellt wer den.The shaft 2 is releasably attached to the inter mediate adapter 17 via its outer flange. This is done e.g. B. a screw nut connection from bolt 20 , nut 21 and Belleville washers 19th Normally, the intermediate adapter 17 and the shaft 2 are firmly clamped together, so that upon rotation of the intermediate adapter 17 Zvi during the norma len engine operation, a rotationally fixed connection rule the intermediate adapter 17 and the shaft 2 is present. In order to ensure this, a bolt 23 is additionally guided in an elongated hole 24 of the intermediate adapter 17 . The width of the elongated hole 24 corresponds to the diameter of the Bol zens 23 , while the length of the elongated hole is so large that the maximum eccentricities can be set. This rotates during normal operation of the wheel winding machine, the intermediate adapter 17 together with the shaft 2 in the bearings 3 , 4 , without the motors 7 and 12 being loaded or adjusted who.

Lediglich bei einer Neujustierung der Exzentrizitäts kompensation, beispielsweise bei Aufsetzen eines neuen Wickelrads, wird die Spannvorrichtung zwischen dem Zwischenadapter 17 und der Welle 2 durch Spannen der Tellerfedern 19 durch Belastung in Richtung zum Bolzenkopf gelöst. Dies kann z. B. durch Pneumatik- oder Hydraulikzylinder, Magnete oder Motoren mit Schraubgetriebe bewerkstelligt werden. Die Exzentrizitätseinstellung erfolgt stets in einer vorgegebenen Ruhewinkellage der Welle 2. Der Bolzen 20 durchsetzt im Zwischenadapter 17 eine querschnittsgrö ßere Durchgangsbohrung, so daß bei der Exzentereinstel lung Verschiebungen zwischen dem Zwischenadapter 17 und dem Bolzen 20 bzw. dem Außenflansch der Welle 2 möglich sind.Only with a readjustment of the eccentricity compensation, for example when putting on a new winding wheel, the tensioning device between the intermediate adapter 17 and the shaft 2 is released by tensioning the plate springs 19 by loading in the direction of the bolt head. This can e.g. B. by pneumatic or hydraulic cylinders, magnets or motors with screw gears. The eccentricity is always set in a predetermined rest angle position of shaft 2 . The bolt 20 passes through the intermediate adapter 17 through a larger through-bore, so that in the eccentric adjustment shifts between the intermediate adapter 17 and the bolt 20 or the outer flange of the shaft 2 are possible.

Die bei einer Verstellung des Verstellexzenters erfor derliche Erregung der Motoren 7 und 12 kann über nicht dargestellte Kontakte erfolgen, die ledig lich während eines Justiervorgangs so bewegt werden, daß sie von außen zugänglich sind, während sie im Nor malfall in zurückgezogener Position ohne Zugreifbarkeit von außen gehalten sind. Die Anschlüsse der Motoren 7 und 12 können aber auch dauerhaft von außen zugänglich bleiben.The necessary excitation of the motors 7 and 12 when adjusting the adjusting eccentric can take place via contacts, not shown, which are only moved during an adjustment process in such a way that they are accessible from the outside, while in normal cases they are in a retracted position without access from the outside are held. The connections of motors 7 and 12 can also remain permanently accessible from the outside.

Die für eine Exzentrizitäts-Messung erforderliche Meß schaltung kann üblichen Aufbau aufweisen.The measurement required for an eccentricity measurement circuit can have the usual structure.

Für die Exzentrizitäts-Messung muß jedoch keine eigene Meßeinrichtung eingesetzt, sondern hierfür kann vielmehr eine bei einer Radwickelmaschine üblicherweise bereits vorgesehene Meßanordnung eingesetzt werden, die die Winkelbewegungen einer am Umfang des Wickelrads beweg lich aufliegenden Schwinge mißt. Die Schwinge ist an ihrem anderen Ende drehbar gelagert und folgt somit in ihrer jeweiligen Winkellage eventuellen Höhenschlagbe wegungen des Wickelrads bei dessen Umlauf. Ist das Wic kelrad im Idealfall völlig konzentrisch gelagert und besitzt keinerlei Unwucht oder Höhenschlag, bleibt die Winkellage der auf dem umlaufenden Wickelrad aufliegen den Schwinge unverändert. Bei Exzentrizitäten des ein gesetzten Wickelrads oder seiner Lagerung führt dieses aber während seines Umlaufs Exzentrizitätsbewegungen aus, die zu entsprechenden periodischen Winkelverände rungen der Schwingenlage führen. Die Amplitude sowie die Phasenlage dieser Schwingenbewegungen gegenüber der Wickelrad-Nullposition sind ein genaues Maß für die je weilige Exzentrizität des gerade eingesetzten Wickel rads.However, for the eccentricity measurement no own measuring device used, but can for this rather one usually in a wheel winding machine already provided measuring arrangement can be used, the Angular movements one on the circumference of the winding wheel on the swingarm. The swing arm is on their other end rotatably mounted and thus follows in their respective angular position movements of the winding wheel as it rotates. Is that wic ideally, the kelrad is completely concentric and has no imbalance or pitch, it remains Angular position of the lie on the rotating winding wheel the swingarm unchanged. With eccentricities of the one set winding wheel or its storage leads this but during its orbital eccentricity movements from that to corresponding periodic angular changes the swing arm position. The amplitude as well the phase position of these rocker movements compared to Winding wheel zero position are an exact measure for each eccentricity of the winding just inserted rads.

Über die an der Schwinge angeordnete Meßeinrichtung lassen sich die Schwingenbewegungen, insbesondere unter Einsatz einer elektrischen Lichtschranke, aber auch auf anderem, beispielsweise magnetischem Wege, sehr genau nach Umrechnung der Winkelbewegung in eine Radiusbewe gung in einer Größenordnung von 100stel Millimeter mes sen.Via the measuring device arranged on the rocker the swing arm movements, especially under Use of an electrical light barrier, but also on other, for example magnetic way, very precisely after converting the angular movement into a radius movement in the order of 100th of a millimeter sen.

Da diese Meßanordnung bei Radwickelmaschinen von vorn herein vorhanden ist, ist es nicht erforderlich, ir gendwelche zusätzlichen Meßaufnehmer anzuordnen. Insbe sondere ist es in diesem Fall nicht erforderlich, an oder in der Welle 2 oder an oder im Verstellexzenter 1 eine zusätzliche, platzbeanspruchende Meßanordnung vor zusehen, so daß der Aufbau kompakt gehalten werden kann. Die Erfassung der Exzentrizität erfordert in die sem Fall lediglich eine zusätzliche Auswertung der Aus gangssignale des Meßaufnehmers an der Schwinge, aber keine sonstigen zusätzlichen Maßnahmen.Since this measuring arrangement is available from the outset in wheel winding machines, it is not necessary to arrange any additional sensors. In particular sondere it is not necessary in this case, on or in the shaft 2 or at or in the adjusting eccentric 1 an additional, space-consuming measuring arrangement prior to watch so that the structure can be kept compact. The detection of the eccentricity in this case only requires an additional evaluation of the output signals from the sensor on the rocker, but no other additional measures.

In Fig. 7 ist ein Programmablaufplan dargestellt, ge mäß dem die Exzentrizitäts-Messung und der Exzentrizi täts-Ausgleich bei der beschriebenen Vorrichtung erfolgen kann. Beim Start der Exzentrizitäts-Messung und -Kompensation wird zunächst in einem Schritt S1 der Verstellexzenter 1 so eingestellt, daß seine Verstell größen u und v den Wert Null haben. Diese Einstellung ist schematisch in Fig. 5, linke Hälfte, dargestellt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist der Verstellexzen ter 1 in dieser Position so justiert, daß die Exzentri zitäten des Drehelements 10 und des mittleren Drehteils 14 sich kompensieren, die resultierende Exzentrizität also Null ist. Damit befindet sich der Verstellexzenter in seiner Neutral stellung.In Fig. 7, a program flow chart is shown, according to which the eccentricity measurement and the eccentricity compensation can take place in the described device. At the start of the eccentricity measurement and compensation of the adjusting eccentric 1 is adjusted first in a step S1, that its adjusting sizes u and v have the value zero. This setting is shown schematically in Fig. 5, left half. As can be seen from Fig. 5, the Verstellexzen ter 1 is adjusted in this position so that the eccentricities of the rotating element 10 and the central rotating part 14 compensate, the resulting eccentricity is therefore zero. The adjustment eccentric is now in its neutral position.

Die Einstellung des Verstellexzenters 1 in diese Neu tralstellung erfolgt durch Lösen des Bolzens 20 (Span nen der Tellerfedern 19) und entsprechende Verdrehung des Verstellexzenters 1 über die Motoren 7 und 12, wo nach der Zwischenadapter 17 und die Welle 2 wieder miteinander verspannt werden.The adjustment of the adjusting eccentric 1 in this new position is carried out by loosening the bolt 20 (clamping the plate springs 19 ) and correspondingly rotating the adjusting eccentric 1 via the motors 7 and 12 , where after the intermediate adapter 17 and the shaft 2 are clamped together again.

Danach wird in einem Schritt S2 ein Suchlauf gestartet, bei dem das rotierende Element, im Ausführungsbeispiel das Wickelrad, mit einer bestimmten Drehzahl angetrie ben wird. Während der Umdrehung des rotierenden Ele ments im Schritt S3 wird die Exzentrizität des rotie renden Elements samt aller an der Drehung beteiligten Komponenten, soweit sie die Wickelrad-Exzentrizität be einflussen, fortlaufend gemessen. Weiterhin werden im Schritt S3 die gemessenen Werte für die Exzentrizitäts winkel und -radien, d. h. das Ausmaß der Exzentrizität gespeichert. Beim Schritt S3 können durch vielfache Wiederholung des Meßvorgangs Werte für die Exzentrizi tät und ihre Winkellage in entsprechender Anzahl gewon nen werden, so daß durch Anwendung statistischer Ver fahren hieraus nicht nur ein resultierender Wert für die Exzentrizität und ihre Winkellage, sondern zusätz lich auch der mittlere quadratische Fehler der Messung ermittelt werden kann. Then a search is started in a step S2, in which the rotating element, in the embodiment the winding wheel, driven at a certain speed will. During the rotation of the rotating Ele In step S3, the eccentricity of the rotie elements including all those involved in the rotation Components as far as they are the winding wheel eccentricity influence, continuously measured. Furthermore, in Step S3 the measured values for the eccentricity angles and radii, d. H. the extent of eccentricity saved. At step S3, multiple Repetition of the measuring process Values for the eccentric and their angular position won in a corresponding number NEN so that by using statistical ver don't just drive a resulting value for the eccentricity and its angular position, but additional Lich also the mean square error of the measurement can be determined.

Anschließend wird in einem Schritt S4 der Suchlauf beendet und anschließend im Schritt S5 Werte für B und W, sowie, aus diesen Werten, für u′ und v berechnet.The search is then carried out in a step S4 ended and then in step S5 values for B and W, as well as, calculated from these values for u ′ and v.

In Fig. 3, rechte Hälfte, sind diese Werte schematisch eingetragen. Der Wert B bezeichnet den Radius der Ex zentrizität, d. h. das Ausmaß der Abweichung des Exzen trizitäts-Mittelpunkts von der Rotationsachse. Dies stellt die Amplitude der Exzentrizität dar. Der Wert W repräsentiert die Winkellage des Exzentrizitäts-Radius von der Null-Lage. Aus den Werten B und W können die Einstellwerte u′ und v für die Einstellung der beiden Exzenterscheiben des Verstellexzenters 1 ermittelt wer den. Dies geschieht in folgender Weise. Gemäß der Dar stellung in Fig. 3, rechte Hälfte, haben die Polar-Ko ordinaten der Punkte 0, 01 und 02 die Werte 0 (0,0); 01 (R, u′) = (5, u′) und 02 (B, W). Der Radius R entspricht dem Abstand zwischen dem Punkt 01 und dem Null-Punkt und besitzt beim Ausführungsbeispiel den Wert 5. Die einzelnen Größen hängen über folgende Funktionen mit einander zusammen:In Fig. 3, right half, these values are entered schematically. The value B denotes the radius of the eccentricity, ie the extent of the deviation of the eccentricity center from the axis of rotation. This represents the amplitude of the eccentricity. The value W represents the angular position of the eccentricity radius from the zero position. From the values B and W, the setting values u 'and v for the setting of the two eccentric disks of the adjusting eccentric 1 can be determined. This is done in the following way. . According to the Dar position in Figure 3, right half, the polar co-ordinates of the points have 0, 01 and 02 the values 0 (0.0); 01 (R, u ′) = (5, u ′) and 02 (B, W). The radius R corresponds to the distance between the point 01 and the zero point and has the value 5 in the exemplary embodiment. The individual variables are related to one another via the following functions:

u′ = f (B, W) = f (u′, v)
W = f (u′, v), w′ = 180° - W
B = f (v).u ′ = f (B, W) = f (u ′, v)
W = f (u ′, v), w ′ = 180 ° - W
B = f (v).

Hieraus ergibt sich:This results in:

B² - 2 · B · R · cos (w′ - u′) = 0B² - 2 · B · R · cos (w ′ - u ′) = 0

Auf die dargestellte Skalierung bezogen, beträgt v_prakt = v/36 (°).Based on the scaling shown, v _pract = v / 36 (°).

In einem Schritt S6 werden die berechneten Werte B, W, u′ und v angezeigt. Danach wird die Verbindung des Ver stellexzenters 1 mit dem Zwischenadapter 17 gelöst (Schritt S7) und dann die berechneten Werte u′ und v am Verstellexzenter 1 eingestellt (Schritt S8). Diese Ein stellung erfolgt durch entsprechende Ansteuerung der Motoren 7 und 12. Dies kann automatisch erfolgen, so daß kein manueller Eingriff der Bedienungsperson (mit Ausnahme der Verstellexzenter-Lösung im Schritt S7) notwendig ist.In a step S6, the calculated values B, W, u 'and v are displayed. Thereafter, the compound of the Ver stellexzenters 1 is achieved with the intermediate adapter 17 (step S7) and then the calculated values of u 'and v set on the adjusting eccentric 1 (step S8). This setting is made by driving motors 7 and 12 accordingly. This can be done automatically so that no manual intervention by the operator (with the exception of the adjustment eccentric solution in step S7) is necessary.

Nach Einstellung der ermittelten Werte u′ und v wird die Vorrichtung im Schritt S9 wieder gespannt, d. h. der Bolzen 20 und die Mutter 21 miteinander verspannt (Schritt S9). Danach wird im Schritt S10 nochmals ein Kontrollauf durchgeführt. In diesem Kontrollauf wird die Exzentrizität, die im Idealfall Null sein sollte, nochmals überprüft. Werden hierbei Exzentrizitäten festgestellt, d. h. ist noch ein restlicher Höhenschlag vorhanden, so wird im Entscheidungsschritt S11 zum Schritt S2 zurückgesprungen, d. h. der Suchlauf und Ein stellzyklus erneut durchfahren.After setting the determined values u 'and v, the device is clamped again in step S9, ie the bolt 20 and the nut 21 are clamped together (step S9). A check is then carried out again in step S10. In this check, the eccentricity, which should ideally be zero, is checked again. If eccentricities are determined here, ie there is still a residual change in altitude, then in decision step S11 the process jumps back to step S2, ie the search run and adjustment cycle are carried out again.

Wenn die Exzentrizität (nach der ersten Einstellung oder einer nochmaligen Nacheinstellung) genügend gering ist, wird zu nachfolgenden Schritten S12 und S13 über gegangen, bei denen die Maschine in aktiven Einsatz ge nommen wird, d. h. beim Ausführungsbeispiel der Aufwic kelvorgang auf das aufgespannte Wickelrad eingeleitet und über das Wickel-Programm gesteuert wird.If the eccentricity (after the first adjustment or a further readjustment) is sufficiently low is followed by subsequent steps S12 and S13 gone where the machine is in active use is taken, d. H. in the embodiment of Aufwic initiated on the stretched winding wheel and is controlled via the winding program.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des vorstehend beschrie benen Verfahrens zum Kompensieren des Höhenschlags des rotierenden Elements, bei dem der Höhenschlag des ro tierenden Elements nach Größe und Richtung gemessen und eine Kompensationseinrichtung entsprechend dem Meßer gebnis eingestellt wird, wobei die Kompensationsein richtung vor der Messung in eine Null-Lage eingebracht wird, in der sie keinen eigenen Höhenschlag erzeugt, und nach Messung und Einstellung der Kompensationsein richtung entsprechend dem Meßergebnis zumindest ein nochmaliger Testlauf unter Messung des Höhenschlags durchgeführt wird, besteht darin, daß die Einstellung der Kompensationseinrichtung beim oder nach der Durch führung des Testlaufes mindestens noch einmal verändert wird und auch hierbei der Höhenschlag erneut gemessen wird, wobei die Kompensationseinrichtung schließlich auf diejenige Einstellung eingestellt wird, bei der der kleinste Höhenschlag gemessen wurde. Hierbei ist es möglich, die Veränderung der Einstellung der Kompensa tionseinrichtung während der nachfolgenden Testläufe in kleinen Schritten gegenüber dem jeweils vorhergehenden Wert zu verändern und jeweils zu beurteilen, bei wel cher Einstellung sich der kleinste Fehler ergibt. Es wird hierbei der mittlere quadratische Fehler errechnet und die Kompensationseinrichtung schließlich so eingestellt, daß der mittlere quadratische Fehler des Höhenschlags am geringsten ist.A preferred embodiment of the above benen method to compensate for the height of the rotating element, in which the height of the ro element measured by size and direction and a compensation device corresponding to the knife result is set, the compensation being direction in a zero position before the measurement in which it does not generate its own peaks, and after measuring and adjusting the compensation direction according to the measurement result at least one repeated test run with measurement of the elevation is done is that the setting the compensation device during or after the through changed the conduct of the test run at least once is also measured here and the altitude change again is, the compensation device finally is set to the setting at which the smallest change in altitude was measured. Here it is possible to change the attitude of the compensa tion facility during the subsequent test runs in small steps from the previous one To change value and to judge at which the smallest error results. It becomes the mean square error calculated and finally the compensation device set so that the mean square error of the change in altitude is lowest.

Durch diese wiederholten Testläufe läßt sich auch ein Höhenschlag, der beispielsweise in der Aufnahme des ro tierenden Elements oder in eventuellen Fehlern der Aus richtung der Elementspeichen und dergleichen seine Ur sache hat, zuverlässig feststellen, so daß die Kompen sationseinrichtung schließlich in eine Einstellung ge bracht wird, die optimale Werte bringt. Mit den vorste hend angegebenen Verfahrensschritten wird somit eine Optimierung der Kompensation erreicht. These repeated test runs can also be used Heights, which, for example, in the recording of the ro element or in any errors of the off direction of the element spokes and the like thing has to reliably determine, so that the compen sationseinrichtung finally in a setting ge is brought that brings optimal values. With the previous one The specified process steps thus become a Optimization of compensation achieved.

In den Fig. 3 bis 6 sind unterschiedliche Verstell exzenter-Einstellungen zur Kompensation unterschiedli cher gemessener Höhenschläge dargestellt. In Fig. 3, linke Hälfte, ist eine Verstellexzenter-Einstellung ge zeigt, mit der sich ein gemessener Höhenschlag mit den Werten B ungefähr 3 mm und W = 60° kompensieren läßt.In FIGS. 3 to 6 different adjusting eccentric settings are shown to compensate for differing cher measured height punches. In Fig. 3, left half, an adjusting eccentric setting is shown, with which a measured vertical runout with the values B approximately 3 mm and W = 60 ° can be compensated.

Die jeweiligen Werte für B und W sind in den Fig. 3 bis 6 jeweils an den zugehörigen Kompensationseinstel lungen eingetragen.The respective values for B and W are shown in FIGS . 3 to 6 each on the associated compensation settings.

Wie aus den Fig. 3 bis 6 ersichtlich ist, weist die äußere Verstellexzenter-Scheibe das radial verlaufende Langloch 24 auf, in dem der Bolzen 23 zur Fixierung des Verstell exzenters in der jeweiligen Einstellposition eingreift.As can be seen from FIGS. 3 to 6, the outer adjusting eccentric disc has the radially extending elongated hole 24 in which the bolt 23 engages to fix the adjusting eccentric in the respective setting position.

In den Fig. 3 bis 6 liegt der gestrichelt gezeich nete Kreis jeweils konzentrisch zur Gesamt-Drehachse des rotierenden Elements, während die mit durchgezoge nen Linien dargestellten Kreise die einzelnen Exzenter scheiben veranschaulichen. Über die an den einzelnen Exzenterscheiben vorhandenen Zahlen und die Pfeile u und v läßt sich die jeweilige Verstellung der Exzenter scheiben augenfällig ablesen.In FIGS. 3 to 6, the dashed lines designated Drawn circle lies concentrically to the overall axis of rotation of the rotating member, while the circles shown with durchgezoge NEN lines slices each eccentric illustrate. The respective adjustment of the eccentric disks can be clearly seen from the numbers on the individual eccentric disks and the arrows u and v.

Claims

1.Device for compensating the radial runout of a rotating element, in particular the winding wheel of a wheel winding machine, with a device having motors for adjusting the rotating element driven by a drive device to compensate for the radial runout, with a measuring device for measuring the radial runout of the rotating element according to size and Angular position and for outputting corresponding measurement signals, and with an evaluation and control device for evaluating the measurement signals and forming control signals for the motors, characterized in that the device for adjusting the rotating element has two mutually arranged adjusting eccentrics adjustable by the motors, the adjusting axes of which parallel to the axis of rotation of the rotating element that the drive device is designed for the continuous drive of the rotating element in the measurement of the radial stroke, that the measuring device for continuous Measuring the Ra dial impact is formed, and that the evaluation and control device is designed for the continuous storage of measured values for the size and angular position of the radial impact and for the formation of the control signals on the basis of the smallest square error.

2. Device according to claim 1, characterized in that the motors ( 7 , 12 ) are mounted axially to the shaft ( 2 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that one of the motors ( 7 ) in the interior of the at least partially designed as a hollow shaft shaft ( 2 ) and is equipped with a planetary gear.

4. The device according to claim 3, characterized in that the sun gear of the planetary gear is connected to the radially inner adjusting eccentric ( 1 ).

5. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the axis of one of the motors ( 12 ) is arranged eccentrically to the output shaft of the other motor ( 7 ) and / or an intermediate gear and is connected to the inner adjusting eccentric.

6. The device according to claim 5, characterized in that the one motor ( 12 ) is designed as a stepper motor.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting eccentrics are coupled via bearings ( 15 , 16 ).

8. A method for determining the control signals for a device for compensating the radial impact according to one of the preceding claims, comprising the following steps:
Bring the adjustment eccentric to a starting position
continuous rotation of the rotating element, measurement and storage of values for the size and the angular position of the radial runout,
Calculation of the control signals from the measured values based on the smallest quadratic error.

9. The method according to claim 8, characterized in that the starting position is the neutral position.

10. The method according to claim 8, characterized in that the starting position is an already compensated position.

11. The method according to claim 8, characterized in that the starting position between successive measurement runs is changed in small steps so that the smallest quadratic error of the measured values of the respective Measuring runs is determined and the minimum value of the smallest quadratic error corresponding control signals used become.