DE4101425A1 - Vorrichtung zum unwuchtmessen an einem rotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unwuchtmessen an einem Rotor mit einem in einer Meßrichtung schwingfähigem Rotorlager, in welchem der Rotor bei der Messung drehbar gelagert ist, einem im wesentlichen tangential oder mit ge­ ringer Umschlingung am Rotor anliegenden Riementrieb für den Antrieb des Rotors bei der Messung, und einer Meßwandler­ einrichtung, die in Meßrichtung wirkende Kräfte oder Schwin­ gungen erfaßt und ein entsprechendes Signal für die Unwucht­ messung liefert.

Bei derartigen herkömmlichen Meßstationen, insbesondere in automatischen Auswuchtanlagen, greift der Riementrieb tangen­ tial oder mit geringer Umschlingung am Rotor unten an. Die Zugrichtung des Riemens bzw. Bandes des Riementriebs ist die gleiche wie die Meßrichtung, mit welcher die Meßwandler­ einrichtung am Lagerbock bzw. Meßtisch Kräfte bzw. Schwin­ gungen erfaßt. Die Zugrichtung des Riemens bzw. Bandes am Rotor und die Meßrichtung liegen dabei in horizontaler Rich­ tung. Durch die Anordnung soll vor allem ein durch den Riementrieb unbehindertes Ein- und Auslagern des Rotors in das Rotorlager gewährleistet werden. Dies ist vor allem bei automatischen Auswuchtanlagen, in denen mit hohen Takt­ geschwindigkeiten gearbeitet wird, von Bedeutung.

Es hat sich bei dieser bekannten Meßvorrichtung gezeigt, daß synchron mit der Drehzahl des Rotors während des Meß­ laufs Kräfte auftreten, die das Meßergebnis beeinflussen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der Störungen durch synchron mit der Drehzahl auftretende Kräfte, die das Meßergebnis beeinflussen, weitgehend beseitigt sind.

Diese Aufgabe wird auch bei der eingangs genannten Vorrich­ tung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zugrichtung des Riementriebs am Rotor senkrecht zur Meßrichtung der Meßwandlereinrichtung liegt.

Die Erfindung geht davon aus, daß die synchron mit der Drehzahl auftretenden Kräfte, welche das Meßergebnis verfälschend beeinflussen können, aus Rundlauffehler und Rundheitsfehler des Rotors resultieren. Diese bewirken beim Meßlauf unterschiedliche Riemenspannungen bei jeder Rotor­ umdrehung. Diese verursachen dann die Kraftschwankungen, welche nicht nur in radialer Richtung, sondern auch in tan­ gentialer Richtung zum Rotor, d. h. also in Zugrichtung und mithin in Meßrichtung, sich auswirken.

Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn die Zugrichtung des Riementriebs am Rotor senkrecht zur Meßrichtung der Meß­ wandlereinrichtung, insbesondere des in der Meßwandler­ einrichtung vorhandenen Meßwandlers, liegt, diese Störungen minimiert bzw. beseitigt werden können.

Wenn die Unwuchtmeßvorrichtung im Zusammenhang mit einer solchen Transporteinrichtung für den Rotor verwendet wird, bei der das Ein- und Auslagern des Rotors in das Rotorlager in vertikaler Richtung erfolgt, ist es von Vorteil, die Meßrichtung der Meßwandlereinrichtung, insbesondere des Meßwandlers, gegenüber der Horizontalen und auch den Riemen­ trieb gegenüber der Vertikalen um einen gleichen Winkel, insbesondere spitzen Winkel, unter Beibehaltung des Winkels von 90° zwischen der Zugrichtung und der Meßrichtung geneigt anzuordnen. Auf diese Weise läßt sich ein durch den Riemen­ trieb unbehindertes vertikales Ein- und Auslagern des Rotors gewährleisten. Bevorzugt weist dieser Neigungswinkel etwa 30° auf.

Für das Rotorlager kommt insbesondere eine oben offene Lagerschale zur Anwendung, so daß ein einfaches Ein- und Auslagern des Rotors gewährleistet bleibt. Es kann sich hierbei um eine Halbschale, beispielsweise Messinghalbschale, oder auch um eine Prismenlagerschale handeln.

Die Anordnung des Meßwandlers ist bei der geneigten Anord­ nung so, daß beim Einlagern des Rotors in das Rotorlager der Meßwandler entlastet ist.

Insbesondere in automatischen Auswuchtanlagen, in welchen in hohen Stückzahlen und mit kurzen Taktzeiten eine große Anzahl von Rotoren, bei denen es sich beispielsweise um Motoranker von Elektromotoren handeln kann, gemessen werden, ist die Erfindung in vorteilhafter Weise anwendbar.

Anhand der beiliegenden Figur, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, wird die Erfindung noch näher erläu­ tert.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel einer Unwuchtmeß­ vorrichtung für einen Rotor 1 ist ein Meßtisch 15 auf einer schrägen Lagerfläche 16 eines Maschinenrahmens 13 gelagert. Das Rotorlager 6, welches eine Prismenlagerschale 11 auf­ weist, ist über Federn 9, welche Stabfedern sind, schwin­ gungsfähig am Meßtisch 15 gelagert. Die Schwingungsrichtung, welche durch die Anordnung der Federn 9 vorgegeben ist, ist durch einen Doppelpfeil M dargestellt. Diese Schwin­ gungsrichtung entspricht auch der Meßrichtung eines am Maschinenrahmen abgestützten Meßwandlers 7. Das Rotorlager 6 ist über eine Lagerplattenanordnung 17 an den oberen Enden der Federn 9 abgestützt. An der Unterseite der Lagerplatten­ anordnung 17 befindet sich eine bügelförmige Übertragungs­ einrichtung 8, welche die Schwingungen bzw. Kräfte, welche von dem Rotorlager 6 und der Lagerplattenanordnung 17 aus­ gehen und durch den Rotor 1 beim Meßlauf verursacht werden, auf den Meßwandler 7 übertragen.

Ein derartiger Meßtisch 15 mit zwei dazugehörigen Rotorlagern 6 dient zur Lagerung des Rotors 1 beim Unwuchtmeßlauf. Die Meßanordnung des Ausführungsbeispiels weist den über vier Stabfedern, insbesondere Rundstabfedern 9, abgestützten Meßtisch 15, zwei Meßwandler 7 und zwei am Meßtisch 15 gela­ gerte Rotorlager 6 auf. Beim dargestellten Ausführungs­ beispiel handelt es sich um Rotore, die mit ihren beiden stirnseitigen Wellenzapfen, von denen einer gezeigt ist, in den Lagerschalen 11 der beiden Rotorlager 6 gelagert werden.

Zum Antrieb des Rotors 1 dient ein Riementrieb, der aus einem Endlosriemen 2 besteht, welcher um drei Umlenkrollen 3, 4 und 5 geschlungen ist. Um die Umlenkrolle 5 ist ferner ein Antriebsriemen 18 geschlungen, der den Antrieb eines Antriebsmotors 12 überträgt. Der Endlosriemen 2 des Riemen­ triebs liegt tangential bzw. mit geringer sich aus dem An­ drücken des Endlosriemens 2 ergebender Umschlingung am zu messenden Rotor 1 an. Die Antriebsrichtung, welche durch den Doppelpfeil A angezeigt ist, verläuft tangential zum Rotor 1 und senkrecht zur Meßrichtung M des Meßwandlers 7. Die Antriebsrichtung A ist bestimmt durch die Lage der beiden Umlenkrollen 3 und 4 und verläuft parallel zur Ver­ bindungslinie V der Rollenachsen der beiden Umlenkrollen 3 und 4.

Wie das Ausführungsbeispiel in der Figur ferner zeigt, ist der Riementrieb, bestehend aus den Umlenkrollen 3, 4 und 5 und dem Endlosriemen 2, gegenüber der Vertikalen um einen bestimmten Winkel a geneigt. Dieser Winkel ist so bemessen, daß eine vertikale Ein- und Auslagerung des Rotors in Richtung eines Doppelpfeiles B unbehindert durch den Riementrieb, insbesondere unbehindert durch die obere Um­ lenkrolle 3, erfolgen kann. Wenn die dargestellte Vorrich­ tung in einer automatischen Auswuchtanlage eingebaut ist, wird der Rotor 1 nach dem vertikalen Auslagern aus dem Rotorlager 6, z. B. nach rechts in eine weitere nicht näher dargestellte Bearbeitungsposition der automatischen Auswucht­ anlage, weitertransportiert. Es kann sich hier beispiels­ weise um die Ausgleichsstation handeln, in welcher der Un­ wuchtausgleich in Abhängigkeit von der gemessenen Unwucht stattfindet.

Desgleichen ist die Meßrichtung M des Meßwandlers 7 um den spitzen Neigungswinkel a gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet, so daß der Winkel von 90° zwischen der Zugrich­ tung A des Riementriebs und der Meßrichtung M des Meßwand­ lers 7 beibehalten wird. Die Lagerschale 11 hat im Rotor­ lager 6 eine horizontale Anordnung.

Außerdem ist eine Verbindungslinie C zwischen der Rotorachse des eingelagerten Rotors 1 und der Angriffsstelle der Über­ tragungseinrichtung 8, mit welcher vom Rotor 1 ausgehende Kräfte bzw. Schwingungen auf den Meßwandler 7 übertragen werden, ebenfalls gegenüber der Vertikalen um einen spitzen Neigungswinkel a geneigt. Das heißt, diese Verbindungslinie C verläuft parallel zur Zugrichtung A des Endlosriemens 2 des Riementriebs.

Der spitze Neigungswinkel a ist so bemessen, daß ein unbe­ hindertes vertikales (Doppelpfeil B) Ein- und Auslagern des Rotors 1 in das Rotorlager 6 und aus dem Rotorlager 6 er­ folgen kann. Bevorzugt hat der Winkel, wie dies beim darge­ stellten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, 30°.

Ferner ergibt sich aus dem dargestellten Ausführungsbeispiel, daß in bevorzugter Weise der Meßwandler 7, welcher so ange­ ordnet ist, daß er schräg oberhalb bezüglich der Übertra­ gungseinrichtung 8, welche vom Rotor 1 bzw. Rotorlager 6 ausgehende Kräfte oder Schwingungen auf den Meßwandler 7 überträgt, liegt. Hierbei ist die schräge Lage durch den schon erwähnten Neigungswinkel a bestimmt. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, daß beim Einlagern des Rotors 1 auf das Rotorlager 6 und mithin auf die Übertragungsein­ richtung 8 übertragene Kräfte und Belastungen nicht auf den Meßwandler 7 wirken. Der Meßwandler 7 bleibt daher beim Einlagern des Rotors 1 in das Rotorlager 6 entlastet. Auf diese Weise werden mögliche Beschädigungen des Meßwandlers 7 vermieden.

Wie das Ausführungsbeispiel zeigt, kann auch der Antriebs­ motor 12 an dem Maschinenrahmen 13 an einer schrägen Konsole 10 mit dem Neigungswinkel a schräg gelagert sein.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Unwuchtmessen an einem Rotor mit einem in einer Meßrichtung schwingfähigen Rotorlager, in welchem der Rotor bei der Messung drehbar gelagert ist, einem im wesentlichen tangential oder mit geringer Umschlingung am Rotor anliegenden Riementrieb für den Antrieb des Rotors bei der Messung, und einer Meßwandlereinrichtung, die in Meßrichtung wirkende Kräfte oder Schwingungen erfaßt und ein entsprechendes Meßsignal für die Unwuchtmessung liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugrichtung des Riemen­ triebs (2-5) am Rotor (1) senkrecht zur Meßrichtung (M) der Meßwandlereinrichtung (7, 8) liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßrichtung (M) gegenüber der Horizontalen und der Riementrieb (2-5) gegenüber der Vertikalen um einen spitzen Winkel (a), welcher eine durch den Riementrieb (2-5) un­ behinderte vertikale Ein- und Auslagerungsbewegung (B) des Rotors (1) gewährleistet, geneigt angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (a) etwa 30° beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorlager (6) eine oben offene Lagerschale (11) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (11) horizontal ange­ ordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwandler (7) in der Meßwandler­ einrichtung (7, 8) so angeordnet ist, daß er beim Einlagern des Rotors (1) in das Rotorlager (6) entlastet ist.