DE745989C - Einrichtung zum Auswuchten eines Umlaufkoerpers mit Hilfe eines an seiner Lagerstelle angeordneten Kristallschwingungsgebers - Google Patents

Abstract

Einrichtung zum Auswuchten von Umlaufkörpern. Die Spanung eines an der Lagerstelle angeordneten Kristallschwingungsgebers wird mit der Spannung eines mit dem Umlaufkörper gekuppelten Einphasengererators in einem dynamometrischen Meßgerät verglichen und die Lage der Unwucht durch Verdrehung der Phase der Generatorspannung bis zum Null- oder Höchstausschlag des Meßgerätes ermittelt.

Description

• Einrichtung zum Auswuchten eines Umlaufkörpers mit Hilfe eines an seiner Lagerstelle angeordneten Kristallschwingungsgebers Bei neuzeitlichen bekannten Auswuchtverfahren wird ein Piezoquarzkristallschwingungsgeber oder ein Seignettesalzgeber im starren Lager des Umlaufkörpers angeordnet und die Spannung dieses Schwingungsgebers mit der in seiner Phase relativ zum Läufer schwenkbaren Spannung eines kleinen mit dem auszuwuchtenden Umlaufkörper gekuppelten Einphasengenerators in einem dynamometrischen Meßgerät verglichen. Durch Messen des Phasenverdrehungswinkels der Spannung jenes Hilfsgenerators bis zum Null. oder Höchstausschlag des Leistungsmeßgerätes kann dann die Unwuchtlage ermittelt werden.
• Das auf diese Weise erhaltene Meßergebnis würder einwandfrei sein, wenn die Änderungen der beiden dem Meßgerät zugeführten Spannungen nach gleicher Gesetzmäßigkeit insbesondere bei beiden Spannungen verhältnisgleich mit den Drehzahländerungen des Umlaufkörpers. geschenen würden. Es ist festgestellt worden. daß diese Voraussetzung ohne weiteres nicht erfüllt ist und demzufolge die Genauigkeit und Empfindlichkeit der Auswuchtmethode darunter leidet.
• Das Maß. das fiir die Ausn-uchtempfindlicht eist in Betracht kommt, hängt von den Kräften ab, die auf die Lager übertragen werden, an denen der Kristallgeber ang-ebracht ist. Da diese Kräfte aber abhängig von der Drehzahl des Umlaufkörpers sind, kann man nicht etwa unabhängig von der Drehzahl auf einen eindeutig festgelegten Ausschlagswert der Lager hin auswuchten.
• Die auf das Lager und damit auf den Kristallgeber übertragenen Kräfte sind aber nicht den Drehzahländerungen des Umlaufkörpers verhältnisgleich. sondern den Beschleunigungen.
• Als Maß der Auswuchtempfindlichkeit und auch der Auswuchtgenauigkeit muß dementsprechend ein bestimmter Beschleunigungswert, etwa in Bruchteilen der Erdbeschleuniging, angenommen werden. Bei einer sinusförmigen Bewegung ändert sich bekanntlich die Beschleunigung verhältnisgleich mit dem Quadrat der Drehzahl, Wenn man also bei verschiedenen Drehzahlen auswuchten will. so müßte sich unter der Voraussetzung gleichbleibender Schwingungsamplitude des Lagers für eine einwandfreie Genauigkeit und Empfindlichkeit die dem dynamometrischen Meßgerät zugeführte Leistung quadratisch mit der Drehzahl des Umlaufkörpers ändern. Das würde aber nicht zutreffen, wenn man den Spulen des dynamometrischen Meßgerätes die vom Kristallgeber einerseits und von dem Einphasengenerator gelieferte Spannung andererseits ohne weitere Maßnahme zuführen würde, denn die Spannung des Kristallgebers ändert sich, wie bereits erörtert, verhältnisgleich mit dem Quadrat der Drehzahl, die Spannung des Binphasengenerators jedoch ist direkt proportional der Drehzahl, da man den Einphasengenerator mit konstantem Kraftfluß. etwa durch eine konstante Erregung. arbeiten läßt.
• Will man zu einem befriedigenden Ergebnis kommen, so müßte daher angestrebt werden, der anderen Spule des dynamometrischen Meßgerätes, die mit dem Kristallgeber in Verbindung steht, ebenfalls eine bei gleichbleibender Lageramplitude mit der Drehzahl des Umlaufkörpers sich verhältnisgleich ändernde Größe zu geben. Diese Größe wird durch die Geschwindigkeit des unter dem Einfluß der Wellenschwingungen des Umlauf. körpers stehenden Kristallgebers bestimmt.
• Da dieser Kristallgeber ohne weiteres Spannungen erzeugt. die den Kräften. also den Beschleunigungen, proportional sind. die sich jedoch verhältnisglcich mit dem Quadrat der Drehzahlen des Umlaufkörpers ändern, so erhält man nach bekannten physikalischen Regeln jene gewünschte, verhältnisgleich mit der Drehzahl sich ändernde Größe für die zugehörige Spule des Leistungsmeßgerätes. wenn man die vom Kristallgeber gelieferte Spannung b über die Zeit t integriert. Auf Grund dieser Erkenntnis wird erfindungsgemäß der Kristallgeber mit der ihm zuge. teilten Spule des dynamometrischen Meßgerätes unter Zwischenschaltung von Mitteln verbunden, die eine Zeitintegration der vom Kristallgeber erzeugten Spannung bewirken, also unmittelbar den Wert #b # dt als Ausgangsspannung zum Ausdruck bringen. Solche Mittel sind an sich bekannt. Das Leistungsmeßgerät steht dann sowohl von seiten des Einphasenhilfsgenerators als auch des kristallgebers auschließlich unter dem Einfluß verhältnisgleich mit der Drehzahl des Umlaufkörpers sich ändernder Größen.
• Durch diese Integrierung wird aber auch gleichzeitig die Oberwelligkeit stark vermindert. Der Einphasengenerator liefert eine sinusreine Spannung. wenn man ihn. wie dies bei der praktischen Ausführung der Fall ist, besonders in diesem Sinne auslegt. anders verhält es sich dagegen mit der vom Kristallgeber gelieferten Spannung. Diese ist. wie Messungen gezeigt haben, häufig durch Oberwellen stark verzerrt. Hierdurch entsteht zwar infolge der Sinusform der Spannung des Einphasengenerators keine mittlere Leistung im dynamometrischen Meßgerät, aber der Zeiger wird infolge der um Null pendelnden Leistung stark unruhig, so daß die Nullabgleichungen erschwert werden. Man könnte Siebketten anwenden, um die Oberwellen abzudrosseln. Durch die angewendeten Mittel zur Zeitintegration der Kristallgeberspan@ung wird jedoch jede Oberwelle im Verhältnis zur Grundwelle auf den ii-ten Teil verkleinert, n-enn n die Ordnungszahl der Oberwelle darstellt. Die Integrierung ist somit in doppelter Hinsicht wertvoll für die Erzielung einer einwandfreien Auswuchtung.
• Die Integrierung läßt sich beispielsweise dadurch ausführen. daß man den Kristallgeber über einen hohen Ohmschen Widerstand in Hintereinanderschaltung mit einem Kondensator verbindet, der einen kleiiien kapazitiven Widerstand gegenüber dem Ohmschen Widerstand besitzt und dessen an ihm herrschende, an die zugehörige Spule des dynamometrischen Meßgerätes angeschlossene Spannung dem Wert #b # dt entspricht. Eine solche Anordnung ist in Fig. t dargestellt. bei der 1 den auszuwuchtenden Umlaufkörper, 2 seine beiden starren Lager. 3 den am linksseitigen Lager angeordneten Kristallgeber und den Einphasengenerator darstellt. dessen Spannungsphase relativ zu seinem mit dem Umlaufkörper I gekuppelten Läufer 5 in irgendeiner bekannten Weise. etn-a durch Drehung des Ständers 6. geschwenkt werden kann. Während die Spannung des Ständers 6, dessen Wicklung unmittelbar mit der einen Spule S des dynamometrischen Meßgerätes 7 verbunden ist, sich bereits lediglich durch . Auslegung des Gcnerators verhältnisgleich mit der Drehzahl des Umlaufkörpers 1 ändert, ist, um diese Proportionalität auch für die der anderen Spule 12 des dynamometrischen Meßgerätes zugeführte Spannung des Kristallgebers 3 zu erzielen. dieser über einen Verstärker 9 und erfindungsgemäß über einen hohen Ohmschen Widerstand I0 mit einem Kondensator ii verbunden. an den die andere Spule 12 des Meßgerätes 7 angeschlossen wird.
• Die an dem Kondensator auftretende Spannung ist dann bekanntlich gleich dem zeitlichten Integral des Stromes und somit verhältnisgleich dem gewünschten Zeitintegral (b dt der Spannung des Kristallgebers.
• Eine besonders zweckmäßige und einfache Verwirklichung des Erfindungsgedankens ergibt sich, wenn man an Stelle der in Fig. 1 dargestellten Schaltanordnung von Widerstand und Kondensator als Verstärker 9, der zwischen Kristallgeber 3 und Meßgerät 7 eingefligt zu werden pflegt, einen integrierenden Verstärker benutzt. Solche Verstärker mit integrierender Eigensdhaft sind an sich bekannt.
• Die Anordnung eines jeden Verstärkers verursacht allgemein Phasenfehler. Da es bei dem Auswuchtverfahren aber gerade auf eine genaue Bestimmung der Phasenlage ankommt, sini solche Phasenfehler für die Messung sehr störend, so daß es erwünscht ist, sie auszuscheiden. Erfindungsgemäß geschieht dies in der Weise, daß entsprechend Fig. 2 außer dem Verstärker 9 zwischen dem Kristallgeber 3 und der zugehörigen Spule 12 des dynamometrischen Meßgerätes 7 auch zwischen der Wicklung des Ständers 6 des Einphasengenerators und der zugehörigen Spule 8 des Meßgerätes ein weiterer Verstärker 13 angeordnet wird, der den gleichen Winkelfehler in Abhängigkeit von der Drehzahl des Umlaufkörpers besitzt wie der zum Kristallgeber 3 gehörende Verstärker 9, so daß somit der Einfluß von Phasenfehlern kompensiert wird.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Einrichtung zum Auswuchten von Umlaufkörpern, bei der die Spannung eines an der Lagerstelle angeordneten Kristallschwingungsgebers mit der Spannung eines mit dem Umlaufkörper gekuppelten Einphasengenerators' in einem dynamometrischen Meßgerät verglichen und die Lage der Unwucht durch Verdrehung der Phase der Generatorspannung bis zum Null- oder - Höchstausschlag des Meßgerätes ermittelt wird, dadurch gekennzeidnet, daß der Kristallgeber mit der ihm zugeteilten Spule des dynamometrischen Meßgerätes unter Zwischenschaltung von Mitteln verbunden ist, die eine Integration der vom Kristallgeber erzeugten Spannung über die Zeit bewirken.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristallgeber (3) über einen hohen Ohmschen Widerstand (1 o) in Hintereinanderschaltung mit einem Kondensator (I I) verhunden ist, der einen kleinen kapazitiven Widerstand gegenüber dem Ohmschen Widerstand besitzt und dessen an ihm herrschende, an die zugehörige Spule (12) des, dynamometrischen Meßgerätes (7) angeschlossene Spannung gleich dem Zeitintegral der Spannung des Kristallgebers (3) ist (Fig. 1).
3. 3. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verstärkung der vom Kristallgeber (3) erzeugten Spannung der zwischen Kristallgeber und der zugehörigen Spule (12) des dynamometrischen Meßgerätes (7) geschaltete Verstärker (g) in an sich bekannter Weise als integrierender Verstärker ausgebildet ist.
4. 4. Einrichtung, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß außer zwischen dem Kristallgeber (3) und der zugehörigen Spule (12) des dynamometrischen Meßgerätes (7) auch zwischen dem Einphasengenerator (4) und seiner zugehörigen Spule (8) des Meßgerätes (7) ein weiterer Vers'tärker (r 3) angeordnet ist, der den gleichen Winkelfehler in Abhängigkeit von der Drehzahl des Umlaufkörpers besitzt wie der zum Kristallgeber (3) gehörende Verstärker (gj, so daß auf diese Weise der Einfluß von Phasenfehlern kompensiert wird (Fig. 2).

   Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ....... Nr. 589 to6.