DE578298C

DE578298C - Balancing method and device with storage of the test body in at least three places

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Publication number: DE578298C
Application number: DE1930578298D
Authority: DE
Original assignee: Losenhausenwerk Duesseldorfer Maschinenbau AG
Current assignee: Losenhausenwerk Duesseldorfer Maschinenbau AG
Priority date: 1930-02-26
Filing date: 1930-02-26
Publication date: 1933-06-12

Description

Auswuchtverfahren und Auswuchtvorrichtung mit Lagerung des Prüfkörpers an mindestens drei Stellen Beim Auswuchten eines rotierenden Prüfkörpers werden bekanntlich durch Zusatzgewichte die Wirkungen der einzelnen _ Unbalanzen aufgehoben. Vorzugsweise werden hierbei in zwei Körperschnittebenen; die sich für die Anbringung der Ausgleichsgewichte besonders gut eignen, zwei Ausgleichgewichte angebracht, die die Gesamtwirkung der einzelnen Wuchtfehler in dem Prüfkörper gerade aufheben. Hierbei treten im Innern des Prüfkörpers jedoch innere Kräfte bzw. Momente auf, da der Ausgleich nicht in den jeweiligen Prüfkörperschnittebenen vorgenommen werden kann, in denen die die Unbalanz erzeugenden Fehler des Materials liegen. Solange der Körper als starr betrachtet werden kann, werden diese inneren Kräfte bzw. Momente vom Prüfkörper selbst aufgenommen. Es treten jedoch neue Erscheinungen auf, wenn der Prüfkörper nicht mehr als starr anzusehen ist. Es entstehen Durchbiegungen, die auf die bei der Rotation entstehenden Momente zurückzuführen sind und die besonders schädliche Folgen zeitigen.Balancing method and balancing device with storage of the test specimen in at least three places When balancing a rotating test specimen as is well known, the effects of the individual imbalances are eliminated by additional weights. In this case, preferably in two body sectional planes; which are suitable for attachment the counterweights are particularly suitable, two counterweights attached, which just cancel the overall effect of the individual balancing errors in the test specimen. Here, however, internal forces or moments occur in the interior of the test body, since the compensation is not made in the respective test specimen cutting planes in which the imbalance-causing defects of the material lie. So long the body can be viewed as rigid, these are internal forces or moments recorded by the test body itself. However, new phenomena appear when the test body can no longer be regarded as rigid. There are deflections, which can be traced back to the moments occurring during the rotation and which are particularly produce harmful consequences.

Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, den Prüfkörper, z. B. eine Kurbelwelle, an mehr als zwei Stellen in derselben Ebene schwingfähig zu lagern und an jeder Lagerstelle die Schwingungen zu messen und durch einstellbare Gegenkräfte (Federn) auszugleichen. Ein derartiges Verfahren ist aber infolge der zahlreichen gleichzeitig scbwingenden Lagerstellen umständlich und läuft auf ein glückhaftes Probieren hinaus.It has therefore already been proposed to use the test specimen, e.g. Legs Crankshaft, to be able to vibrate at more than two points in the same plane and to measure the vibrations at each bearing point and use adjustable counterforces (Springs) to balance. Such a method is due to the numerous at the same time swinging bearings cumbersome and runs on a happy one Try out.

Gemäß der Erfindung wird infolge wechselweise vorgenommener Feststellung einzelner Lagerstellen ein systematischer Arbeitsgang in nachstehender Weise erzielt: Es wird jeweils mindestens ein Lager freigegeben, während die übrigen starr gehalten werden, so daß die freien Lager den Durchbiegungen des Prüfkörpers folgen könen, und es werden nacheinander die den jeweils freigegebenen Lagern entsprechenden Teile des Prüfkörpers je für sich ausgewuchtet. Hierbei kann die Auswuchtung durch Anbringen von Ausgleichgewichten oder in sonst geeigneter bekannter Weise, insbesondere durch nach Größe und Phase einstellbare elektromagnetische Kräfte erfolgen.According to the invention, as a result of alternate determination individual storage locations a systematic operation is achieved in the following way: At least one bearing is released, while the others are held rigid so that the free bearings can follow the deflections of the test specimen, and there are successively the parts corresponding to the respective released camps of the test body each balanced for itself. The balancing can be done by attaching of counterweights or in any other suitable known manner, in particular by Electromagnetic forces adjustable according to size and phase take place.

Zur Ausführung des Verfahrens dient eine Auswuchtvorrichtung mit mehr als zwei Schwinglagern, die in bekannter Weise den elastischen Schwingungen des Probekörpers in einer Richtung völlig frei folgen können, diese jedoch in einer hierzu senkrechten Richtung verhindern, und bei der erfindungsgemäß die Schwinglager je für sich feststellbar sind.A balancing device with more is used to carry out the process as two oscillating bearings, which in a known manner counteract the elastic vibrations of the Test specimen can follow completely freely in one direction, but this in one prevent this perpendicular direction, and in the case of the invention the swing bearings are each detectable for themselves.

In Abb. r ist die Durchführung des Verfahrens an einem Beispiel näher erläutert. Auf einer Welle seien vier Scheiben i, a, 3, 4 angebracht, die im einzelnen je für sich bestimmte Ungleichmäßigkeiten der Massenverteilung aufweisen. Um nun den Prüfkörper nach dem vorliegenden Verfahren auszuwuchten, wird zunächst das mittlere Lager 6 freigegeben, d. h. es wird durch eine an sich beliebige Einrichtung dafür gesorgt, daß dieses mittlere Lager den in ihm auftretenden Massendrücken bei der Rotation des Prüfkörpers nachgeben kann. Infolge der angenommenen Wuchtfehler auf den beiden mittleren Scheiben wird sich gemäß der Elastizität der Welle und der Massenverteilung eine Durchbiegung der Welle zeigen etwa gemäß Abb. z. Diese Durchbiegung ist ein Maß für den vorhandenen Wuchtfehler, aus der dieser bestimmt werden kann. Durch Anbringung entsprechender Gegengewichte kann diese Durchbiegung bei der Rotation zum Verschwinden gebracht werden. Hierauf wird in ähnlicher Weise z. B. das linke Lager freigegeben, während die beiden anderen Lager 6 und 7 festgehalten werden. Ein in der linken Scheibe befindlicher Wuchtfehler hat eine Durchbiegung der Welleetwa gemäß Abb. 3 zur Folge, die durch entsprechende Gegengewichte zum Verschwinden gebracht werden kann. In ähnlicher Weise wird nunmehr das rechte Lager 7 freigegeben, wobei sich Schwingungen des Prüfkörpers bei der Rotation gemäß Abb. d. zeigen. Nach Beseitigung dieser Durchbiegun:gen ist die Welle ausgewuchtet, wobei die in den einzelnen Scheiben sich befindlichen Wuchtfehler eine wenigstens annähernd richtige Kompensation erfahren haben. Hierbei ist also nicht nur eine Beseitigung der Wuchtfehler durch zwei oder mehrere Ausgleichgewichte erfolgt, sondern die Auswuchtung hat die einzelnen Fehler so erfaßt, daß innere Spannungen und damit schädliche Lagerdrücke ausgeschaltet sind.In Fig. R, the implementation of the method is shown in more detail using an example explained. Let four disks i, a, 3, 4 be attached to a shaft each have certain non-uniformities in the mass distribution. Around Now to balance the test specimen according to the present method, the first step is middle bearing 6 released, d. H. it is made by any facility made sure that this middle bearing with the mass pressures occurring in it can yield to the rotation of the test body. As a result of the assumed balancing errors on the two middle discs will be according to the elasticity of the shaft and the mass distribution show a deflection of the shaft as shown in Fig. z. These Deflection is a measure of the existing balancing error from which it is determined can be. This deflection can be prevented by attaching appropriate counterweights can be made to disappear upon rotation. This is done in a similar way z. B. released the left camp while the other two camps 6 and 7 held will. A balancing error in the left disk has a deflection of the shaft as shown in Fig. 3, which is supported by appropriate counterweights for Can be made to disappear. In a similar way, the right camp now becomes 7 released, whereby vibrations of the test body during the rotation according to Fig. d. demonstrate. After eliminating these deflections, the shaft is balanced, whereby the balancing errors in the individual disks are at least approximately one have experienced correct compensation. So this is not just an elimination the balancing error is due to two or more counterweights, but rather the balancing has recorded the individual faults in such a way that internal tensions and thus harmful bearing pressures are turned off.

Im einzelnen ist zur Ausführung derartiger Messungen folgendes zu bemerken: Zunächst ist die Tourenzahl im allgemeinen wesentlich höher zu wählen als bei den bekannten Auswuchtverfahren. Vorteilhaft ist es hierbei, wenigstens angenähert mit der Tourenzahl so hoch zu gehen, daß die sich bei den verschiedenen Lagerungen ergebenen kritischen Tourenzahlen, bei denen sich also besonders starke Durchbiegungen zeigen, erreicht werden. Hierdurch wird die Empfindlichkeit der Messungen gesteigert.In detail, the following applies to the execution of such measurements note: First of all, the number of revolutions should generally be much higher than with the known balancing methods. It is advantageous here, at least approximated to go with the number of tours so high that the different The critical number of revolutions resulted from the bearings, which are particularly strong Show deflections can be achieved. This increases the sensitivity of the measurements increased.

Die einzelnen Lager können entweder völlig entfernt oder so angeordnet sein, daß sie bei Freigabe den Ausbiegungen der Welle in einer Richtung frei folgen können.The individual bearings can either be completely removed or so arranged be that they freely follow the bends of the shaft in one direction when released can.

Die Schwingungen selbst werden beispielsweise optisch gemessen in Rücksicht auf die Schnelligkeit und die Kleinheit der Schwingungen der einzelnen freigegebenen Lager.The vibrations themselves are measured optically in, for example Consideration of the speed and the smallness of the vibrations of the individual shared warehouse.

Die jeweils nötigen Gegengewichte können in der bekannten Weise bestimmt werden. Besonders vorteilhaft ist hier die Anwendung von elektrischen Auswuchtvorrichtungen, wie sie inzwischen bekannt geworden sind. _ Eine derartige Einrichtung ist in Abb.5 gezeigt, und zwar an dem Beispiel der Auswuchtung einer Kurbelwelle.The counterweights required in each case can be determined in the known manner will. The use of electrical balancing devices is particularly advantageous here, as they have become known in the meantime. _ Such a device is shown in Figure 5 shown using the example of the balancing of a crankshaft.

Die auszuwuchtende Kurbelwelle ist hier in drei Lagern 5, 6, 7 gelagert. Diese Lager sitzen auf Füßen 8, die ihrerseits auf einem Untersatz 9 beispielsweise so gelagert sind, daß sie seitlich ohne Überwindung einer Kraft ausweichen können. In der Zeichnung sind sie z. B. je auf Kugellagern gelagert. Jedes Lager kann durch eine an sich beliebige, der Deutlichkeit halber nicht gezeichnete Einrichtung festgestellt werden und gelöst. Der Antrieb erfolgt durch einen Motor io über einen entsprechenden Mitnehmer.The crankshaft to be balanced is supported here in three bearings 5, 6, 7. These bearings sit on feet 8, which in turn on a base 9, for example are mounted so that they can move sideways without overcoming a force. In the drawing they are z. B. each stored on ball bearings. Every camp can go through any device found for the sake of clarity is arbitrary be and solved. It is driven by a motor io via a corresponding one Carrier.

Auf der Welle des Antriebsmotors sitzt ein Generator i i mit verstellbarem Feld, der Wechselströme in an sich bekannter Weise erzeugt, die nach der Phase und durch Regulierung des Feldes auch in der Stärke beliebig einstellbar sind. Diese Ströme sind durch einen Umschalter wahlweise in Magnete zu schicken, die auf entsprechende Anker an den Füßen der Lager 5, 6, 7 einwirken.On the shaft of the drive motor there is a generator i i with an adjustable Field that generates alternating currents in a manner known per se, following the phase and by regulating the field, the strength can also be adjusted as required. These Currents are optionally to be sent through a changeover switch in magnets, which are set to the appropriate Anchors act on the feet of the bearings 5, 6, 7.

Eine Auswuchtung geht folgendermaßen vonstatten. Die Welle wird in die Lager gebracht und durch den Antriebsmotor auf eine passende Tourenzahl gebracht. Zunächst wird das mittlere Lager 6 freigegeben, und es werden die sich zeigenden Schwingungen durch Einstellung des Feldes des Generators und der Stärke desselben kompensiert. Hierauf wird ein entsprechendes Gegengewicht angebracht. Nach diesem ersten Ausgleich wird das eine der beiden äußeren Lager freigegeben und in derselben Weise verfahren. Im allgemeinen wird hierbei entsprechend der bei dieser Lagerung der Welle auftretenden kritischen Tourenzahl eine andere entsprechende Tourenzahl des Motors eingestellt. Nach dem Ausgleich -Wird bei freigegebenem dritten Lager in derselben Weise verfahren.Balancing is carried out as follows. The wave is in brought the bearings and brought them to a suitable number of revolutions by the drive motor. First, the middle bearing 6 is released, and it will be the ones that are shown Vibrations by adjusting the field of the generator and the strength of the same compensated. A corresponding counterweight is attached to this. After this first compensation is released one of the two outer camps and in the same Proceed wisely. In general, this is the same as for this storage the wave occurring critical number of revolutions another corresponding number of revolutions of the engine. After balancing -Will be released when the third warehouse proceed in the same way.

Die Wahl der Anzahl der Lager hängt von der Art des Prüfkörpers ab. Im allgemeinen genügen drei Lager zur Ausführung des Verfahrens, es können jedoch auch weitere Lager je nach Art des Prüfkörpers vorgesehen werden, wobei in entsprechender Weise zu verfahren ist.The choice of the number of bearings depends on the type of test piece. In general, three bearings are sufficient to carry out the method, but it can further bearings are also provided depending on the type of test specimen, with corresponding Wise to proceed.

Die Verwendung der elektromechanischen Kompensationsmethode zur Bestimmung der Gegengewichte hat im vorliegenden Falle eine besondere technische Bedeutung. Zunächst ist die Bestimmung der Gegengewichte durch Einwirkung von außen auf jedes Lager möglich. Mit der normalerweise geübten Bestimmung von Gegengewichten durch Aufzeichnungen auf der Welle und Ausprobieren der Größe des Gegengewichtes kommt man in dem vorliegenden Fall nur sehr langsam zu einem Erfolg. Die Größe der Gegengewichte ist nur sehr schwer zu finden, da der Einfluß einer Veränderung des-angebrachten Gegengewichtes nicht nur auf der Zentrifugalkraft dieses Gegengewichtes, sondern auch auf die von ihr erzeugte Durchbiegung einen Einfluß ausübt. Die elektromechanische Ausgleichmethode jedoch kann den beiden voneinander abhängigen Erschütterungsursachen sehr bequem und einfach folgen, so daß in kurzer Zeit das richtige Gegengewicht gefunden wird.The use of the electromechanical compensation method for determination the counterweights are of particular technical importance in the present case. First is the determination of the counterweights by external action on each Storage possible. With the normally practiced determination of counterweights through Record on the wave and try it out the size of the counterweight success is very slow in the present case. The size of the Counterweights is very difficult to find because of the influence of a change in the attached Counterweight not only on the centrifugal force of this counterweight, but also exerts an influence on the deflection produced by it. The electromechanical Compensation method, however, can be the two interdependent causes of vibration very convenient and easy to follow, so that in a short time the right counterweight Is found.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Balancing process in which the test specimen is at least three places is stored, characterized in that each at least one bearing released and the rest are held rigid, so that the free bearings the deflections of the test body can follow, and that one after the other the released Store the corresponding parts of the test specimen by attaching counterweights or in any other suitable known manner, in particular by size and phase adjustable electromagnetic forces, each individually balanced. Facility for carrying out the method according to claim i with more than two oscillating bearings that follow the elastic vibrations of the test specimen completely freely in one direction can, however, prevent this in a direction perpendicular to this, characterized in that that the swing bearings can be determined individually.