DE69522064T2

DE69522064T2 - Dynamisches Unwuchterfassungsgerät

Info

Publication number: DE69522064T2
Application number: DE69522064T
Authority: DE
Inventors: Roy F. Carlson; Peter L. Gross
Original assignee: Ransburg Corp
Current assignee: Micro Poise Measurement Systems LLC
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2015-09-26
Also published as: US5576490A; EP0704688A2; EP0704688A3; ES2160143T3; EP0704688B1; CA2158128A1; JP3810834B2; DE69522064D1; CA2158128C; JPH08184521A

Description

Die Erfindung betrifft Systeme zur Erfassung von dynamischen Unwuchten bei sich drehenden Elementen. Sie wird im Zusammenhang mit dynamischen Unwuchterfassungssystemen für Fahrzeugräder und Reifenaufbauten und unmontierte Fahrzeugreifen offenbart. Es wird jedoch angenommen, daß sie ebenfalls für andere Anwendungen nützlich ist.
Verschiedene Arten von automatischen Unwuchterfassungsgeräten sind bekannt. Es gibt die Gerätearten, wie sie beispielsweise in US 4 191 055 und den darin angegebenen Referenzen beschrieben sind.
EP-A-0097721 und DE-A-40 37 745 beschreiben dynamische Unwuchterfassungsgeräte für sich drehende Elemente, bei denen ein sich drehendes Element an einem Ende einer drehbar in einem Gehäuse befestigten Spindel gehalten ist. Die Spindel wird durch Einrichtungen gedreht, die einen an der Spindel befestigten Motorrotor und einen an dem Gehäuse befestigten Motorstator aufweisen. Während die Spindel sich dreht, wird die Vibration der Spindel erfaßt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das eine Unwucht in dem gehaltenen, sich drehenden Element anzeigt.
DE-A-34 00 506 offenbart eine Auswuchtmaschine, bei der ein Fahrzeugrad durch eine hydraulische oder pneumatische Klemme gehalten ist.
US-A-3935748 offenbart eine neigbare Auswuchtmaschine für aufgeblasene pneumatische Reifen, bei der Einrichtungen zum Aufblasen und Ablassen der Luft eines Reifens vorgesehen sind, während dieser an der Auswuchtmaschine gehalten ist.
Erfindungsgemäß besitzt ein Unwuchterfassungsgerät für ein sich drehendes Element eine Spindel mit einem ersten Ende zur lösbaren Halterung eines fluid-aufblasbaren sich drehenden Elements, das ein Befestigungsloch begrenzende Mittel aufweist, wobei die Unwucht von dem sich drehenden Element zu bestimmen ist, mit einem Gehäuse zur drehbaren Befestigung der Spindel und mit einer Einrichtung zum Bereitstellen eines Ausgangssignals, das sich auf eine Unwucht in dem gehaltenen, sich drehenden Element bezieht, während sich die Spindel dreht, und mit Mitteln zum Drehen der Spindel, wobei die Spindeldrehmittel einen Motorrotor, Mittel zur Befestigung des Motorroters auf der Spindel, einen Motorstator, Mittel zur Befestigung des Motorstators an dem Gehäuse und Mittel zur lösbaren Halterung des sich drehenden Elements an dem ersten Ende der Spindel aufweisen, das ein fluidbetätigtes Spannfutter zum lösbaren Greifen des sich drehenden Elements und zum Loslassen des sich drehenden Elementes aufweist,
wobei die Spindel Mittel aufweist, um wahlweise den Fluß eines aufblasbaren Fluids in das fluidaufblasbare sich drehende Element und aus dem fluidaufblasbaren sich drehenden Element zuzulassen, um das fluidaufblasbare sich drehende Element wahlweise auszudehnen bzw. zusammenzuziehen,
wobei eine Rotationsfluidkupplung auf der Spindel vorgesehen ist, um den Fluidstrom zu und von dem fluidbetätigten Spannfutter und/oder zu und von dem fluidaufblasbaren sich drehenden Element bereitzustellen.
Bevorzugt besitzt die Rotationsfluidkupplung eine zwischen der Spindel und dem Gehäuse gebildete Kammer, Einrichtungen, die in dem Gehäuse einen ersten Anschluß zum Anschließen der Kammer an eine Quelle des das Spannfutter betätigenden Fluids bereitzustellen, eine erste Einwegfluiddichtung zum Unterteilen der Kammer in einen ersten und einen zweiten Abschnitt und einen ersten Fluiddurchgang, der sich entlang der Spindel von dem ersten Abschnitt der Kammer zu dem fluidbetätigten Spannfutter erstreckt.
Das fluidbetätigte Spannfutter weist zur Veranschaulichung ein pneumatisches Spannfutter auf.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist zur Veranschaulichung eine Servomotorsteuerung vorgesehen, gemeinsam mit Einrichtungen zum wahlweisen Koppeln der Servomotorsteuerung an den Motorrotor und/oder den Motorstator, um den Motor zu steuern.
Zusätzlich kann zur Veranschaulichung in einer Ausführungsform der Erfindung die Einrichtung zum wahlweisen Koppeln der Servomotorsteuerung an den Motorstator und/oder den Motorstator Einrichtungen zum effektiven Sperren der Servomotorsteuerung während eines dynamischen Unwuchterfassungsintervalls für ein sich drehendes Element aufweisen.
Zusätzlich weisen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der Motorrotor und Stator gemeinsam einen bürstenlosen Gleichstrommotor auf.
Beispiele der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 in teilweiser Block- und Diagrammform ein erfindungsgemäßes System,
Fig. 2 eine teilweise Seitenaufsicht eines erfindungsgemäßen Systems,
Fig. 3 eine primäre teilweise Schnittansicht im wesentlichen entlang der Schnittlinien 3-3 in Fig. 2;
Fig. 4 eine primäre Schnittaufsicht eines anderen erfindungsgemäßen Systems und
Fig. 5 eine teilweise Draufsicht entlang der Schnittlinien 5-5 auf Fig. 4.
Nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3; ein dynamisches Unwuchterfassungsgerät 20 für Rotationselemente weist eine Spindel 22 der allgemein in dem US-Patent 4 191 055 beschriebenen Art auf. Zur Verdeutlichung sei das sich drehende Element ein Fahrzeugrad und Reifenaufbau. Ein Spindelgehäuse 28 befestigt die Spindel 22 drehbar in den Lagern 29. Kraftmeßdosen 30, die zwischen dem Spindelgehäuse 28 und dem Rahmen 32 des Geräts 20 angeordnet sind, stellen Ausgangssignale über die Unwucht des gehaltenen Rotationselements 26 bereit, während die Spindel 22 rotiert. Die Spindel 22 wird durch einen Motor 34 gedreht, der einen durch Bolzen 38 auf der Spindel 22 befestigten Rotor 36, einen Motorstator 40 und ein Gehäuse 42 zur Befestigung des Motorstators 40 an dem Spindelgehäuse 28 aufweist. Der Motorrotor 36 und Stator 40 weisen gemeinsam einen bürstenlosen Gleichstrommotor 34 auf.
Das sich drehende Element 26 besitzt eine zentrale Öffnung 44. Ein pneumatisch betätigtes Spannfutter 46 ist auf dem ersten Ende der Spindel 22 zum Eingriff in das zentrale Loch 44 befestigt, um das Rotationselement 26 zu greifen und um außer Eingriff mit der zentralen Öffnung 44 zu gelangen, damit das Rotationselement 26 freigegeben wird. Eine Rotationsfluidkupplung 50 an dem zweiten Ende 52 der Spindel 22 erlaubt einen Luftstrom zu und von dem pneumatisch betätigten Spannfutter 46. Die Rotationsfluidkupplung 50 weist ein ungefähr tassenförmiges Element 56 zur Befestigung an dem Gehäuse 42 auf, um eine Kammer 60 zwischen dem zweiten Ende 52 der Spindel 22 und dem Element 56 zu bilden. Eine erste Öffnung 62 ist in dem Element 56 zum Anschließen der Kammer 60 an eine Luftquelle 64 zur Spannfutterbetätigung vorgesehen. Eine Einwegfluiddichtung 66 teilt die Kammer 60 in einen ersten Abschnitt 68 und einen zweiten Abschnitt 70. Ein erster Fluiddurchgang 72 erstreckt sich entlang der Spindel 22 von dem ersten Abschnitt 68 zu der Kammer 60 des pneumatisch betätigten Spannfutters 46.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird mit den Fig. 1 und 4 bis 5 beschrieben; hierbei ist das Rotationselement 26 einen nicht montierten Fahrzeugreifen. Das erste Ende der Spindel weist Werkzeug zur Befestigung und zum Aufblasen von nicht montierten Reifen auf. Die Spindel 22 besitzt ebenfalls eine Rotations-Luftkupplung 76, die einen komprimierten Luftstrom zu und von der Spindel 22 zuläßt. Die Kupplung 76 schließt einen zweiten Anschluß 78 in dem Element 56 zur Kopplung der Kammer 60 an eine Quelle 80 für Druckluft und eine zweite Einwegfluiddichtung 82 zum Unterteilen der Kammer 60 in einen ersten Abschnitt 68 und einen zweiten Abschnitt 70 ein. Zweite Luftdurchgangswege 84 erstrecken sich entlang der Spindel 22 von dem zweiten Abschnitt 70 der Kammer 60 zu dem ersten Ende 24 der Spindel 22, um Druckluft zum Aufblasen des Rotationselements an dieser bereitzustellen. Ein Druckwandler 86 in dem zweiten Abschnitt 70 der Kammer 60 führt einen Luftdruck für das Aufblasen zurück.
Eine Servomotorsteuerung 90 ist wahlweise durch eine Mikrosteuerung 92 an die Motorsteuerung gekoppelt, um den Motor 34 zu steuern. Die Mikrosteuerung 92 sperrt wirkungsvoll die Servomotorsteuerung während eines dynamischen Unwuchterfassungsintervalls für ein sich drehendes Element, um eine Beeinflussung der Unwuchterfassung durch ein Zittern der Servosteuerschleife zu verhindern. Die Servosteuerschleife ist durch einen Positionsdecodierer 96 geschlossen, der auf der Außenseite des Gehäuse 42 befestigt ist. Der Positionsdecodierer 96 hat eine Eingangswelle, die eine angetriebene Riemenscheibe 98 trägt. Eine angetriebene Riemenscheibe 100 ist angrenzend an das Ende 52 der Spindel 22 in der Verbindung von Gehäuse 42 und Element 56 befestigt. Eine schlitzartige Öffnung 102 ist zwischen dem Gehäuse 42 und dem Element 56 vorgesehen, um einen Zeitmeßzahnriemen 104 durchzulassen, der sowohl um die Riemenscheiben 98, 100 geführt ist, um die notwendige Rotationsfrequenzinformation für den Decodierer 96 bereitzustellen und folglich für die Servomotorsteuerung 90.
In beiden dargestellten Ausführungsformen werden derselbe Motor 34, dasselbe Gehäuse 42 und dasselbe Element 56 verwendet. In der Ausführungsform der Fig. 2 bis 3 ist der Anschluß des Wandlers 86 in 108 angeschlossen, da der Wandler 86 in diesem Ausführungsbeispiel nicht verwendet wird.

Claims

1. Dynamisches Unwuchterfassungsgerät für sich drehende Elemente mit einer Spindel (22), die ein erstes Ende zur lösbaren Halterung eines fluid-aufblasbaren sich drehenden Elementes (26) besitzt, das eine ein Befestigungsloch (44) definierende Einrichtung aufweist, wobei die Unwucht des sich drehenden Elementes zu bestimmen ist, mit einem Gehäuse (28) zur drehbaren Befestigung der Spindel (22) und mit Einrichtungen (30), die ein die Unwucht in dem gehaltenen sich drehenden Element (26) betreffendes Ausgangssignal bereitstellen, während die Spindel sich dreht, und mit Einrichtungen (34) zum Drehen der Spindel (22), wobei die Spindeldreheinrichtungen (34) einen Motorrotor (36), Mittel zur Befestigung des Motorrotors (36) an der Spindel (22), einen Motorstator (40), Mittel zur Befestigung des Motorstators an dem Gehäuse (28) und Mittel zur lösbaren Halterung des Rotationselements an dem ersten Ende der Spindel aufweisen, das ein fluidbetätigtes Spannfutter 46 besitzt, um an dem sich drehenden Element (26) angreifend dieses lösbar zu greifen und um außer Kontakt mit dem sich drehenden Element zu gelangen, um dieses freizugeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (22) Einrichtungen (84) aufweist, um wahlweise den Fluß eines aufblasenden Fluids in das fluidaufblasbare sich drehende Element und aus dem fluidaufblasbaren sich drehenden Element zu leiten, um wahlweise das fluidaufblasbare sich drehende Element aufzublasen bzw. zu entleeren, und daß die Rotationsflüssigkeitskupplung (50) auf der Spindel (22) vorgesehen ist, um einen Fluidstrom zu und von dem fluidbetätigten Spannfutter (46) und/oder zu und von dem fluidaufblasbaren sich drehenden Element (26) zuzulassen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bereitstellen einer Rotationsfluidkupplung (50) ein zwischen der Spindel (22) und dem Gehäuse (28) ein eine Kammer (60) bildendes Mittel (56), ein einen ersten Anschluß (62, 78) zur Kopplung der Kammer (60) an eine Fluidquelle (64, 80) bereitstellendes Mittel, eine erste Einwegfluiddichtung (66) zum Unterteilen der Kammer in einen ersten Abschnitt (68) und einen zweiten Abschnitt (70) und einen ersten Fluiddurchgang (72) aufweist, der sich entlang der Spindel (22) von dem ersten Abschnitt (68) zu der Spitze der Spindel erstreckt.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (50) zum Bereitstellen einer Rotationsfluidkupplung ebenfalls Einrichtungen (78) aufweist, die einen zweiten Anschluß in dem Gehäuse zur Verbindung der Kammer (60) mit einer Fluidquelle und eine zweite Einwegfluiddichtung (68) zum Unterteilen der Kammer (60) in einen ersten Abschnitt (68) und einen zweiten Abschnitt (70) bereitstellen, und einen ersten und zweiten (72, 84) Fluiddurchgang aufweisen, der sich entlang der Spindel (22) zu dem ersten Ende der Spindel (22) erstreckt, um dieses mit dem das sich drehende Element aufblasenden und mit dem das Spannfutter betätigenden Fluid zu versorgen.

4. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche zusätzlich aufweisend eine Servomotorsteuerung (90) und ein Mittel (92) zum selektiven Koppeln der Servomotorsteuerung (90) an den Motorrotor (36) und/oder den Motorstator (40), um den Motor (34) zu steuern.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (92) zum selektiven Koppeln der Servomotorsteuerung (90) an den Motorrotor (36) und/oder den Motorstator (40) eine Einrichtung aufweist, um die Servomotorsteuerung (90) wirksam zu unterbinden während eines dynamischen Unwuchterfassungsintervalls für ein sich drehendes Element (26).

6. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorrotor (34) und Stator (40) gemeinsam einen bürstenlosen Gleichstrommotor (34) aufweisen.