DE4244015A1

DE4244015A1 - Wuchtkopf mit verstellbarer Unwucht zur Anbringung an einem auszuwuchtenden Maschinenteil

Info

Publication number: DE4244015A1
Application number: DE19924244015
Authority: DE
Inventors: Thomas Gerlach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1992-12-24
Publication date: 1994-06-30

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Wuchtkopf mit einer durch einen Stellmotor um eine Umlaufachse einstellbaren Unwucht, der mit einem Wuchtkopfgehäuse an einem auszuwuchtenden, umlaufenden Maschinenteil anbringbar ist, wobei sie Unwucht nach Maßgabe der an dem Maschinenteil beobachteten Unwucht im Sinne einer Auswuchtung veränderbar ist.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Durch die DE-U 71 37 102 ist eine Einrichtung zur Auswuchtung von Schleifscheiben bekannt, bei welcher in einer Axialbohrung einer die Schleifscheibe tragenden Welle zwei Unwuchtkörper verdrehbar gelagert sind. Jeder dieser Unwuchtkörper enthält einen topfförmigen Teil. Jeder dieser topfförmigen Teile ist mit seiner zylindrischen Außenfläche in der Bohrung drehbar gelagert. In jedem der topfförmigen Teile sitzt ein außermittiges Fliehgewicht, das eine Unwucht bildet. Die topfförmigen Teile sind von je einem Stellmotor über ein Ritzel und eine Innenverzahnung gegenüber der Welle verdrehbar. Die Stellmotoren sind über Schleifringe ansteuerbar. Bei Auftreten einer Unwucht können die Fliehgewichte von den. Stellmotoren relativ zueinander verstellt werden. Das verändert die Größe der resultierenden Unwucht der Fliehgewichte. Die Fliehgewichte können auch gemeinsam relativ zu der Welle verdreht werden. Das verändert die Winkellage der Unwucht. Die Fliehgewichte können auf diese Weise so eingestellt werden, daß ihre resultierende Unwucht nach Größe und Winkellage gerade die Unwucht der Schleifscheibe oder eines sonstigen auszuwuchtenden Teils kompensiert.

Die DE-A-23 45 664 beschreibt eine auf dem gleichen Prinzip beruhende Auswuchtvorrichtung. Diese Auswuchtvorrichtung sitzt auf der Welle eines umlaufenden Teils. Die Auswuchtvorrichtung enthält einen Schrittmotor, dessen Stator ebenfalls auf der Welle sitzt. Über Magnetkupplungen ist durch den Schrittmotor entweder eine Nockenscheibe antreibbar, durch welche ein einziges Fliehgewicht axial verstellt wird, oder ist bei konstanter Lage des Fliegewichts die gesamte Anordnung mit dem Fliehgewicht um die Welle verdrehbar.

Die DE-A-30 42 543 beschreibt eine Einrichtung der vorliegenden Art, bei welcher auf eine Welle und innerhalb einer auszuwuchtenden Schleifscheibe ein Wuchtkopf mit einem Wuchtkopfgehäuse angeordnet ist. In dem Wuchtkopf sind zwei scheibenförmige Unwuchtkörper mit je einem Fliehgewicht drehbar gelagert. Die Unwuchtkörper sind einzeln durch je einen Stellmotor über ein Ritzel und eine Innenverzahnung verdrehbar. Diese Einrichtung entspricht im Prinzip der Einrichtung nach dem oben schon diskutierten DE-U-71 37 102.

Die EP-A-0 046 832 beschreibt eine weitere Ausführung eines Wuchtkopfes. Dort sind in einem zylindrischen, an eine Schleifscheibe anflanschbaren Gehäuse zwei Unwuchtkörper drehbar gelagert. Die Unwuchtkörper stehen über ein selbsthemmendes Schneckengetriebe miteinander in Eingriff. Das Schneckengetriebe sowie eine Schaltwelle mit Schnecken, von denen jeweils eine mit dem Schneckengetriebe in Eingriff ist, laufen normalerweise mit der Schleifscheibe um. Durch Abbremsen der Schaltwelle kann das Schneckengetriebe verstellt werden. Je nach den verwendeten, auf der Schaltwelle sitzenden Schnecken erfolgt eine Relativverstellung der Unwuchtkörper gegeneinander oder eine gemeinsame Verstellung beider Unwuchtkörper.

Die DE-A-37 33 144 beschreibt einen Wuchtkopf mit zwei koaxial angeordneten, ringförmigen Unwuchtkörpern die durch je ein Paar von tangential angeordneten Stellmotoren über Schneckengetriebe relativ zu einem Gehäuse verstellbar sind. Das Gehäuse wird an einen auszuwuchtenden, umlaufenden Teil angeflanscht.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wuchtkopf der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich ein geringes Bauvolumen ergibt, die Anzahl der Bauteile gering gehalten ist und zu einem großen Teil handelsüblich erhältliche Bauteile verwendet werden können und praktisch keine Verschleißteile vorhanden sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

a) der Stellmotor gleichachsig auf der Umlaufachse in dem Wuchtkopfgehäuse angeordnet ist,
b) die Unwucht von einem ersten Umwuchtkörper und einem dagegen verdrehbaren zweiten Unwuchtkörper gebildet ist,
c) der erste Unwuchtkörper mit dem Stellmotor in ständiger Antriebsverbindung ist,
d) der zweite Unwuchtkörper mit dem ersten Unwuchtkörper über einen Freilauf bei einer ersten Stellrichtung kuppelbar ist, und
e) gesteuerte Arretierungsmittel zum Arretieren des zweiten Unwuchtkörpers gegenüber dem Wuchtkopfgehäuse vorgesehen sind.

Zur Verstellung beider Unwuchtkörper dient ein einziger Stellmotor. Dieser Stellmotor ist ggf. über ein Getriebe in ständiger Antriebsverbindung mit dem ersten Unwuchtkörper. Der zweite Unwuchtkörper ist mit dem ersten Unwuchtkörper über einen Freilauf gekuppelt. Der zweite Unwuchtkörper kann durch die Arretiermittel wahlweise relativ zu dem umlaufenden Wuchtkopfgehäuse arretiert werden. Dann kann eine Verstellung der Unwuchtkörper gegeneinander und damit eine Veränderung der Größe der von den Unwuchtkörpern hervorgerufenen Unwucht dadurch erreicht werden, daß bei Arretierung des zweiten Unwuchtkörpers der erste Unwuchtkörper in Freilaufrichtung verstellt wird. Durch Lösen der Arretierung und Antrieb des ersten Unwuchtkörpers in Mitnahmerichtung des Freilaufs können beide Unwuchtkörper gemeinsam verstellt werden. Damit wird die Winkellage der resultierenden Unwucht eingestellt. Wenn die richtige Einstellung erreicht ist, wird der zweite Unwuchtkörper wieder arretiert. Die Position des ersten Unwuchtkörpers ist durch den Stellmotor und ggf. das Getriebe fixiert.

Durch Verwendung eines Schrittmotors als Stellmotor kann eine genaue Positionierung der beiden Unwuchtkörper in definierte Winkelstellungen erfolgen, die sich aus einer vorhergehenden Unwuchtmessung ergeben. Die beanspruchte Konstruktion ermöglicht eine konzentrische Anordnung der Teile zu der Umlaufachse. Viele Bauteile dieser Konstruktion können von handelsüblich erhältlichen Normteilen gebildet sein.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines Wuchtkopfes mit einstellbarer Unwucht zur Anbringung an einem auszuwuchtenden Körper.

Fig. 2 zeigt einen ersten Unwuchtkörper bei dem Wuchtkopf von Fig. 1 von rechts in Fig. 1 gesehen.

Fig. 3 zeigt einen zweiten Unwuchtkörper bei dem Wuchtkopf von Fig. 1 ebenfalls von rechts in Fig. 1 gesehen.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Mit 10 ist ein Wuchtkopfgehäuse bezeichnet. Das Wuchtkopfgehäuse 10 kann mittels eines Flansches 12 an ein auszuwuchtendes Teil, z. B. an eine Schleifscheibe, angeschraubt werden. Das Gehäuse 10 besteht aus einen zylindrischen Mantelteil 14, einem dem Flansch 12 abgewandten Bodenteil 16 und einem flanschseitigen Deckelteil 18. An dem Bodenteil 16 ist ein zentraler, zylindrischer Vorsprung 20 angeformt, der in das Innere des Wuchtkopfgehäuses 10 ragt. Auf der Außenseite des Bodenteils 16 ist eine zentrale, zylindrische Vertiefung 22 gebildet, die sich bis in den Vorsprung 20 hinein erstreckt. In dieser Vertiefung 22 sitzt ein als Schrittmotor ausgebildeter Stellmotor 24. Die Vertiefung ist durch eine Platte 26 abgedeckt.

In der inneren Stirnseite des Vorsprungs 20 ist eine flach zylindrische Vertiefung 28 gebildet. Die Vertiefung 28 steht mit der Vertiefung 22 durch einen zentralen Durchbruch 30 in Verbindung. Durch diesen Durchbruch 30 ragt eine Motorwelle 32 des Stellmotors 24. Der Stellmotor 24 ist durch Schrauben 34 an der zwischen den Vertiefungen 22 und 28 gebildeten Zwischenwand befestigt.

Die Motorwelle 32 bildet die Eingangswelle eines Getriebes 36. Das Getriebe 36 ist ein handelsüblich erhältliches Getriebe und daher hier nicht im einzelnen beschrieben. Das Getriebe 36 ragt zentral in die Vertiefung 28 hinein. Das Getriebe 28 weist eine als Hohlwelle 38 ausgebildete Abtriebswelle auf. Die Hohlwelle 38 ist auf einem Teil ihrer Länge auf einem zentralen Zapfen 40 über ein Wälzlager 42 gelagert. Der Zapfen 40 ist an den Deckelteil 18 angebracht. Die Achse des Zapfens 40 fällt mit der Umlaufachse zusammen.

Auf der Hohlwelle 38 sitzt ein erster Unwuchtkörper 44. Der Unwuchtkörper 44 besteht aus einem Nabenteil 46 und einem unwuchtigen Schwungkörper 48. Der Nabenteil 46 erstreckt sich über die gesamte Länge der Hohlwelle 38. Flanschseitig (rechts in der Figur) greift der Nabenteil 46 mit einem Rand 50 über die Stirnfläche der Hohlwelle 38 und ist mit dieser durch axiale Schrauben 52 verbunden. Der Nabenteil 46 ist weiter über ein Lager 54 in der Wandung der Vertiefung 28 gelagert.

Auf dem über den Schwungkörper 48 nach links in der Figur vorstehenden Abschnitt des Nabenteils 45 ist ein zweiter Unwuchtkörper 56 gelagert. Diese Lagerung erfolgt über ein Kugellager 58 und einen Freilauf 60. Der zweite Unwuchtkörper 56 weist eine Scheibe 62, einen Nabenteil 64 und einen einseitigen Schwungkörper 66 auf. Scheibe 62, Nabenteil 64 und Schwungkörper 66 sind aus einem Stück gefertigt.

Auf dem Vorsprung 20 sitzt ein Elektromagnet 68 mit einer ringförmigen Wicklung 70 und einem ringscheibenförmigen Polschuh 72. Auf dem Polschuh 72 sitzt ein ebenfalls ringscheibenförmiger Bremsbelag 74. Der magnetische Kreis des Elektromagneten 70 ist über das Wuchtkopfgehäuse 10, dem Zapfen 40 und die Scheibe 62 geschlossen. Der Elektromagnet 68 ist auf dem Vorsprung 20 axialbeweglich geführt. Der Elektromagnet 68 ist jedoch durch (nicht dargestellte) axiale Stifte gegen Verdrehung gesichert.

Der beschriebene Wuchtkopf arbeitet wie folgt:

Der Wuchtkopf wird mit dem Flansch 12 an einen auszuwuchtenden, umlaufenden Körper, z. B. eine Schleifscheibe, angeschraubt. Durch (nicht dargestellte) Kraft- oder Schwingwegaufnehmer werden Unwuchtschwingungen der Schleifscheibe erfaßt und nach Größe und Richtung bestimmt. Die Unwuchtkörper 44 und 56 werden dann von dem Schrittmotor 24 so verdreht, daß die resultierende Unwucht der Unwuchtkörper 44 und 56 entgegengesetzt gleich der Unwucht des auszuwuchtenden umlaufenden Körpers ist.

Aus der gegenwärtigen Position der beiden Unwuchtkörper 44 und 56 und der gemessenen Unwucht können die Positionen bestimmt werden, in welche die beiden Unwuchtkörper verdreht werden müssen, um eine Auswuchtung des Gesamtsystems von Schleifscheibe und Wuchtkopf zu erzielen. Es wird dann der Elektromagnet 68 abgeschaltet. Damit wird die Arretierung des zweiten Unwuchtkörpers 56 aufgehoben. Der Stellmotor 24 mit dem ersten Unwuchtkörper 44 wird nun in Mitnahmerichtung des Freilaufs 60 angetrieben. Dadurch wird der zweite Unwuchtkörper über den Freilauf 60 mitgenommen und kann in definierter Weise in die vorgesehene Position gedreht werden. Der Stellmotor ist ein Schrittmotor, so daß dessen Position durch die Schritte genau festgelegt ist. Dann wird der Elektromagnet 68 eingeschaltet und hält den zweiten Unwuchtkörper in dieser Position fest. Der Stellmotor wird dann umgesteuert und dreht sich in Freilaufrichtung des Freilaufs 60. Der zweite Unwuchtkörper 56 ist dann von dem ersten Unwuchtkörper 44 entkoppelt. Der erste Unwuchtkörper 44 kann dann allein in die gewünschte Position verdreht werden. Damit wäre das Gesamtsystem ausgewuchtet. Der erste Unwuchtkörper 44 wird durch den Schrittmotor 24 und das Getriebe 36 in seiner eingestellten Position gehalten, jedenfalls so lange der Schrittmotor 24 erregt ist. Der zweite Unwuchtkörper wird durch den Elektromagneten 68 in seiner eingestellten Position gehalten.

Der Elektromagnet 68 ist axial beweglich. Wenn die Wicklung 70 erregt wird, zieht sich der Elektromagnet 68 mit dem Bremsbelag 74 gegen die Scheibe 62. Da der Elektromagnet 68 gegen Verdrehung gesichert ist, wird die Scheibe 62 dadurch in ihrer Winkellage festgehalten.

Die beschriebene Konstruktion bietet den Vorteil, daß sie sehr kompakt ist. Alle Bauteile sind zu der Umlaufachse zentriert. Es ist nur ein Stellmotor zur Einstellung zweier Unwuchtkörper erforderlich. Dadurch, daß dieser Stellmotor ein Schrittmotor ist, kann eine Einstellung in genau definierte, sich aus der Unwuchtmessung ergebende Winkelstellung erfolgen. Die Unwuchtkörper mit ihren Schwunggewichten liegen dicht neben dem Flansch, also auch möglichst dicht an der auszuwuchtenden Schleifscheibe. Es treten dadurch keine großen dynamischen Unwuchten auf. Der als Schrittmotor ausgebildete Stellmotor, der Elektromagnet, der Freilauf und alle Lager sowie das Getriebe sind handelsüblich erhältliche Bauteile. Es sind daher nur relativ wenige speziell zu fertigende Bauteile erforderlich. Diese sind einfach herzustellen. Der Wuchtkopf ist klein, kann aber recht große Unwuchten herstellen und kompensieren, da ausreichend Raum für die Schwunggewichte vorhanden ist. Die Baugröße kann unter Beibehaltung aller wesentlichen Bauteile bequem vergrößert werden. Dazu brauchen nur das Gehäuse 10 und die Unwuchtkörper 44 und 56 durch entsprechende andere, größere und schwerere, Bauteile ersetzt zu werden.

Claims

1. Wuchtkopf mit einer durch einen Stellmotor (24) um eine Umlaufachse einstellbaren Unwucht, der mit einem Wuchtkopfgehäuse (10) an einem auszuwuchtenden, umlaufenden Maschinenteil anbringbar ist, wobei sie Unwucht nach Maßgabe der an dem Maschinenteil beobachteten Unwucht im Sinne einer Auswuchtung veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Stellmotor (24) gleichachsig auf der Umlaufachse in dem Wuchtkopfgehäuse (10) angeordnet ist,
b) die Unwucht von einem ersten Umwuchtkörper (44) und einem dagegen verdrehbaren zweiten Unwuchtkörper (56) gebildet ist,
c) der erste Unwuchtkörper (44) mit dem Stellmotor (24) in ständiger Antriebsverbindung ist,
d) der zweite Unwuchtkörper (56) mit dem ersten Unwuchtkörper (44) über einen Freilauf (60) bei einer ersten Stellrichtung kuppelbar ist, und
e) gesteuerte Arretierungsmittel (68, 74) zum Arretieren des zweiten Unwuchtkörpers (56) gegenüber dem Wuchtkopfgehäuse (10) vorgesehen sind.

2. Wuchtkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (24) ein Schrittmotor ist.

3. Wuchtkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der erste Unwuchtkörper (44) einen zur Umlaufachse unsymmetrischen Schwungkörper (48) und einen axial über den Schwungkörper (48) überstehenden Nabenteil (46) aufweist und
b) der zweite Unwuchtkörper (56) über einen Freilauf (60) auf dem Nabenteil (46) gelagert ist.

4. Wuchtkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Nabenteils (46) ein Getriebe (36) angeordnet ist, das mit einer Welle (32) des Stellmotors (24) verbunden ist und eine als Hohlwelle (38) ausgebildete Abtriebswelle aufweist, auf welcher der Nabenteil (46) des ersten Unwuchtkörpers (48) sitzt.

5. Wuchtkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungsmittel von einem Elektromagneten (68) gebildet sind, durch welchen ein Bremsbelag (74) an den zweiten Unwuchtkörper (56) anlegbar ist.

6. Wuchtkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (68) von einer ringförmigen Wicklung (70) gebildet ist, welche den Stellmotor (24) koaxial umgibt.

7. Wuchtkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (68) axial beweglich aber unverdrehbar in dem Wuchtkopfgehäuse (10) geführt ist.