DE7519678U

DE7519678U - Device for determining the static unbalance of a test piece

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Publication number: DE7519678U
Application number: DE7519678U
Authority: DE
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Publication date: 1975-10-16

Description

Li-BiII-, Nüth. ZeitlerLi-BiII-, Nüth. Zeitler

Palenlanwl'sPalenlanwl's

0 0 0 Mü η c h 2 η 2 2 · Steinsdortstraße 2 1 - ? 2 · T e I e fι η ü B 9 / 2 9 3ί δ 20 0 0 Mü η c h 2 η 2 2 · Steinsdortstraße 2 1 -? 2 · T e I e fι η ü B 9/2 9 3ί δ 2

C 7406C 7406

Gebr. HOFMANN KG , Maschinenfabrik 61 Darm Stadt, Pallaswiesenstraße 72Gebr. HOFMANN KG, Maschinenfabrik 61 Darm Stadt, Pallaswiesenstrasse 72

Vorrichtung zur Bestimmung der statischen Unwucht eines PrüfkörpersDevice for determining the static unbalance of a test piece

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der statischen Unwucht e^;nes Prüfkörpers mit einem Aufnahmeteller, der in mindestens zwei Freiheitsgraden gegen die Wirkung einer Gegenkraft kardanisch in Wälzlagern gelagert ist und mit Meßwertaufnehmern, die mit dem Aufnahmeteller verbunden sind.The invention relates to a device for determining the static unbalance e ^; nes test body with a mounting plate, which is gimbaled in roller bearings in at least two degrees of freedom against the action of a counterforce, and with transducers that are connected to the mounting plate.

N/MN / M

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Bei einer derartigen Vorrichtung, welche auch Auswuchtwaage genannt wird, ist es notwendig, daß 6er Wuchtkörper mit seinem Sollschwerpunkt sich über dem Kardandrehpunkt befindet. Um dies -'· erreichen, sind Auswuchtwaagen mit elektromagnetischer Kompensation bekannt (DT-PS 1 648 510), bei der der Aufnahmeteller in zwei Freiheitsgraden beweglich gelagert ist und welcher durch eine durch die Kompensationseinrichtung erzeugte Gegenkraft jeweils in die Ausgangslage zurückgebracht wird. Kompensationseinrichtungen sind auch bei Wiegevorrichtungen, die nicht für die statische Unwuchtmessung geeignet sind, bekannt (deutsches Patent 1 194 167).In such a device, which is also called Auswuchtwaage, it is necessary that 6 weight body is located with its desired center of gravity above the Kardandrehpunkt. In order to achieve this , balancing scales with electromagnetic compensation are known (DT-PS 1 648 510), in which the mounting plate is movably mounted in two degrees of freedom and which is brought back to the starting position by a counterforce generated by the compensation device. Compensation devices are also known for weighing devices that are not suitable for static unbalance measurement (German patent 1 194 167).

Trotz dieser bekannten Koiapensationseinrichtungen ergeben sich bei Auswuchtwaagen mit kardanischer Lagerung noch Schwierigkeiten. Zur kardanischen Lagerung der Aufnahmeteller werden in aller Regel Rillenoder Schrägkugellager verwendet. Diese bekannten Kugellager sollen in Richtung der Kardanachsen gesehen sowohl die radiale als auch die axiale Fixierung des Aufnahmetellers gewährleisten.Despite these known Koiapensationseinrichtung result in Balancing scales with cardan bearings still have difficulties. To the Cardanic mounting of the support plates, grooved or angular contact ball bearings are usually used. These well-known ball bearings are supposed to seen in the direction of the cardan axes ensure both the radial and the axial fixation of the mounting plate.

Die Lagerung in radialer Richtung verursachte hierbei keine Probleme, jedoch konnte eine axiale Lagerung nur durch eine entsprechende Anpreßkraft der Kugellagerflanken in axialer Richtung erzielt werden, um ein Spiel zwischen der Kardanlagerung und dem Gehäuse der Auswuchtwaage zu verhindern.The storage in the radial direction did not cause any problems, however, an axial bearing could only be achieved by applying a corresponding pressing force of the ball bearing flanks in the axial direction in order to achieve a To prevent play between the cardan bearing and the housing of the balance scale.

Der Nachteil dieser Lagerung besteht darin, daß durch die starken Anpreßkräfte aufgrund der Reibung ein Moment um die jeweilige Kardanachse auftritt. Dieses durch die Reibung bewirkte Moment löst eine Hysterese aus, welche das Auflösungsvermögen und die Auswuchtgenauigkeit der Auswuchtwaage stark verschlechtert. Es besteht daher die Gefahr, dpSThe disadvantage of this storage is that the strong contact pressure a moment occurs around the respective cardan axis due to the friction. This moment caused by the friction releases a hysteresis which greatly worsens the resolution and the balancing accuracy of the balance scale. There is therefore a risk of dpS

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trotz eines ideal ausgewuchteten Körpers auf dem Aufnahmeteller infolge der Lagerreibung, insoeeondere in Richtung der Kardanachsen, eine Unwucht angezeip' wird, die nicht vorhanden ist. Dieser angezeigte Wert entspricht dann c jm P.eibungswert der Lagerung.despite an ideally balanced body on the mounting plate as a result the bearing friction, especially in the direction of the cardan axles, an imbalance is displayed 'which does not exist. This displayed value corresponds to then c jm friction value of storage.

Wenn die Anpreßkraft der Kugellagerflanken in axialer Richtung der Kardanachsen gering ist, kann durch Druck oder Stoß der Aufnahmeteller verschoben werden, was bei Rillenkugellagern auch eine radiale Laufachsenänderung hervorrufen kann und zu Fehlmessungen führt. Dieser Druck oder Stoß kann beispielsweise beim Einlagern des Wuchtkörpers auftreten, so daß der Kardandrehpunkt aus seiner Ursprungslage auswandert. Die Meßelektronik wird in diesem Fall eine Unwucht anzeigen, obwohl keine vorhanden ist.When the contact pressure of the ball bearing flanks in the axial direction of the cardan axles is low, the mounting plate can be displaced by pressure or impact, which in the case of deep groove ball bearings also changes the radial axis of the running axis can cause and lead to incorrect measurements. This pressure or shock can occur, for example, when the balancing body is stored, so that the cardan pivot point emigrates from its original position. In this case, the measuring electronics will indicate an imbalance, although none is present.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Bestimmung der statischen Unwucht eines Prüfkörpers vorzuschlagen, die ein gutes Auflösungsvermögen hat und eine sichere und praktisch reibungsfreie Lagerung des Aufnahmetellers gewährleistet.The object of the invention is therefore to provide a device for determining the to propose static imbalance of a test body, which has a good resolution and a safe and practically frictionless storage of the mounting plate guaranteed.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Aufnahmeteller in bezüglich der Kardanachsen radialer Richtung durch die Wälzlager und in axialer Richtung der fCardanachsen durch axial starre Torsionsstäbe gelagert ist.This object is achieved according to the invention in the device of the type mentioned at the beginning solved in that the receiving plate in relation to the cardan axes radial direction through the roller bearings and in the axial direction of the fCardanachsen is supported by axially rigid torsion bars.

Die Torsionsstäbe fallen hierbei bevorzugt mit den Kardanachsen zusammen, so daß in axialer Richtung der Torsionsachsen eine starre und damit reibungsfreie Lagerung des Aufnahmetellers gewährleistet wird.The torsion bars preferably coincide with the cardan axles, so that in the axial direction of the torsion axes a rigid and therefore frictionless Storage of the receiving plate is guaranteed.

Zweckmäßigerwei se sind zwei Kardanachsen vorgesehen, wobei die Torsionsstäbe im Kardankreuz liegen und zwei Torsionsstäbe mit ihren Enden an einem Kardanring und dem Aufnahmeteller und zwei weitere TorsionsstäbeTwo cardan axles are expediently provided, the torsion bars lie in the cardan cross and two torsion bars with their ends on a cardan ring and the mounting plate and two further torsion bars

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um 90 versetzt mit ihren Enden am Kardanring und einem Maschinengehäuse bzw. Maschinenrahmen befestigt sind. offset by 90 with their ends are attached to the cardan ring and a machine housing or machine frame.

Bevorzugt sind die Wälzlager als Tonnenlager ausgebildet. Die Torsionsstäbe können auch biegeweich ausgebildet sein.The roller bearings are preferably designed as barrel bearings. The torsion bars can also be made flexible.

Die Erfindung ermöglicht somit eine kardätsche Lagerung, welche in Bezug auf die Kardanachsen sowohl in axialer als auch in radialer Richtung praktisch reibungsfrei ist, da durch die starre Abstützung in Richtung der Kardanachsen an den Kugellagerflanken keine Anpreßkräfte auftretet., die Reibungskräfte hervorrufen. Eine hieraus resultierende Hysterese ist ausgeschlossen, so daß eine höhere Meßgenauigkeit und ferner eine bessere Justage der Auswuchtwaage möglich wird.The invention thus enables a card holder storage, which in With respect to the cardan axles in both the axial and radial directions is practically frictionless, since the rigid support in the direction of the Cardan axles on the ball bearing flanks no contact pressure occurs., The Cause frictional forces. A hysteresis resulting from this is excluded, so that a higher measuring accuracy and also a better adjustment of the balance scale is possible.

In den beiliegenden Figuren wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Anhand dieser Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigen:A preferred embodiment is shown in the accompanying figures. The invention is to be explained in greater detail on the basis of these figures. Show it:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Auswuchtwaage entlang1 shows a vertical section through a balancing scale

den Linien C-D in Fig. 2 undthe lines C-D in Figures 2 and

Fig. 2 eine Draufsicht durch einen horizontalen Schnitt der Auswucht-Fig. 2 is a plan view through a horizontal section of the balancing

waage in Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-B.balance in Fig. 1 along the section line A-B.

Die in den Figuren dargestellte Auswuchtwaage weist eine Aufnahmevorrichtung 2 auf, auf welcher mittels eines Zentrierdornes 3 ein zu messender Wuchtkörper 1 genau mittig mit seinem Sollschwerpunkt ausgerichtet werden kann. Die Aufnahmevorr jhtung 2 befindet sich auf einem Aufnahmeteller 4, auf welchem sie mit nicht näher dargestellten, bekannten Mitteln befestigtThe balance scale shown in the figures has a receiving device 2, on which by means of a centering pin 3 a to be measured Balancing body 1 are aligned exactly in the middle with its target center of gravity can. The mounting device 2 is located on a mounting plate 4, on which it is attached with known means not shown

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weiden kann. Jede Aufnahmevorrichtung 2 ist d-^m jeweiligen zu messenden Wuchtkörper angepaßt.can graze. Each recording device 2 is to be measured in each case Balancing body adapted.

Der Aufnahmeteller 4 ist an einem Maschinengehäuse 5 kardanisch gelagert, so daß er um beispielsweise zwei Kardanachsen Bewegungen ausführen kann. Auslenkungen des Aufnahmetellers 4 aus der Waagrechten, die durch Unwucht η hervorgerufen werden, können durch Meßwertaufnelimer 10 urri 11, Wdlche insbesondere als Kraftmeßaufnehmer ausgeführt sind, aufgenommen werden. Diese Meßwertaufnehmer 10 und 11 können außerdem mit einei bekannten Kompensationseinriehtung versehen sein, die gesteuert vom Ausschlag des Aufnahmetellers 4 eine Gegenkraft erzeugen, die den Aufnahmeteller 4 wieder in die Ausgangslage zurückführt.The receiving plate 4 is cardanically mounted on a machine housing 5, so that it can execute movements around two cardan axes, for example can. Deflections of the receiving plate 4 from the horizontal, which are caused by imbalance η, can be measured by measured value pickups 10 urri 11, Wdlche are designed in particular as force transducers, added will. These transducers 10 and 11 can also be equipped with a known Kompensationseinriehtung be provided, which is controlled by the deflection of the receiving plate 4 generate a counterforce which returns the receiving plate 4 to its starting position.

Außerdem sind mit dem Aufnahmeteller 4 Meßwertaufnehmer 12 und 13 verbunden, welche die statische Absenkung des Aufnahmetellers 4, welche z. B. durch das Gewicht des Wuchtkörpers 1 hervorgerufen wird, ausgleichen. Die Meßwertaufnehmer 10, 11, 12, 13 können am Maschinengehäuse 5 befestigt sein. Abtastmittel 7 der Meßwertaufnehmer sind mit dem Aufnahmetellei' 4 verbunden.In addition, 4 transducers 12 and 13 are connected to the mounting plate, which the static lowering of the receiving plate 4, which z. B. caused by the weight of the balancing body 1, compensate. The transducers 10, 11, 12, 13 can be attached to the machine housing 5 be. Sampling means 7 of the transducers are connected to the receiving element 4.

Für die kardanische Lagerung des Aufnahmetellers 4 sind Wälzlager 14 und Is vergesehen. Diese Wälzlager sind in einem Achsenkreuz der Kardanlagerung angeordnet. Der Aufnahmeteller 4 ist über die Wälzlager 14 an Lagerbolzen welche an einem Kardanring 16 befestigt sind, um eine der beiden Kardanachsen schwenkbar gelagert. Die Wälzlager 14 sind dabei in Stegen 20, welche sieb am Aufnahmeteller 4 befinden, angeordnet. Der Kardanring 16 wird seinerseits in Wälzlagern 18 gelagert, die um 90 versetzt sind gegenüber den Wälzlagern 14. Die Wälzlager 18 sind in Stegen 8, welche am Maschinengehäuse 5 befestigt sind, untergebracht. Die Lagerung des Kardan-Rolling bearings 14 and Is are used for the cardanic mounting of the mounting plate 4 disregarded. These rolling bearings are in a cross axis of the cardan bearings arranged. The receiving plate 4 is via the roller bearings 14 on bearing bolts which are attached to a cardan ring 16, around one of the two cardan axles pivoted. The roller bearings 14 are arranged in webs 20 which are located on the receiving plate 4. The gimbal ring 16 is in turn stored in roller bearings 18 which are offset by 90 relative to the roller bearings 14. The roller bearings 18 are in webs 8, which on Machine housing 5 are attached, housed. The storage of the cardan

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rings 16 erfolgt über Lagerbolzen 9, welche am Kardanring 16 befestigt sind. Man erhält hierdurch eine um eine zweite Kardanachse schwenkbare Lagerung des Kardanrings 16 am Maschinengehäuse 5. Die zweite Kardanachse ist gegenüber der Kardanachse, welche durch die Wälzlager 14 verläuft, um 90 versetzt. Um eine ausreichende Abstützung gegenüber dem Maschinengehäuse zu gewährleisten, sind die Wälzlager 18 in entsprechenden Stützen 8 am Gehäuse untergebracht. Man erhält hierdurch die bezüglich der beiden Kardanachsen radiale Lagerung des Aufnahmetellers 4.rings 16 takes place via bearing pins 9 which are attached to the cardan ring 16 are. This gives a pivotable one about a second cardan axis Mounting of the cardan ring 16 on the machine housing 5. The second cardan axis is opposite the cardan axis, which runs through the roller bearings 14, offset by 90. In order to ensure adequate support with respect to the machine housing, the roller bearings 18 are in corresponding Supports 8 housed on the housing. This gives you the regarding of the two cardan axles, radial mounting of the receiving plate 4.

Die Wälzlager 14 und 18 für die radiale Fixierung des Kardanrings ?6 und des Aufnahmetellers 4 sind als Tonnenlager ausgebildet.The roller bearings 14 and 18 for the radial fixation of the cardan ring? 6 and the receiving plate 4 are designed as barrel bearings.

Die axiale Lagerung erfolgt durch axial starre Torsionsstäbe 17 und 19. Die Torsionsstäbe 17 sind mit ihren einen Endmam Aufnahmeteller 4 und mit ihren anderen Enden am Kardanring 16 befestigt. Die beiden anderen Torsionsstäbe 19 sind um 90 versetzt zu den Torsionsstäben 17 angeordnet und sind mit ihren einen Enden am Kardanring 16 und mit ihren anderen Enden an ortsfest am Maschinengehäuse 5 angeordneten Stegen befestigt. Die Enden der Torsionsstäbe 17 und 19 sind mit an sich bekannten, nicht näher dargestellten Mitteln an den jeweiligen Bauteilen befestigt. Beim Ausführungsbeispiel fallen die Torsionsachsen der Torsionsstäbe 17 und 19 mit den Kardanachsen zusammen. Die Torsionsotäbe können auch biegeweich ausgebildet sein.Axial support is provided by axially rigid torsion bars 17 and 19. The torsion bars 17 are fastened with one of their ends on the receiving plate 4 and with their other ends on the cardan ring 16. The two other torsion bars 19 are offset by 90 to the torsion bars 17 and are arranged with their one ends on the cardan ring 16 and with their other ends on the machine housing 5 in a stationary manner Bars attached. The ends of the torsion bars 17 and 19 are attached to the respective components by means which are known per se and are not shown in detail attached. In the exemplary embodiment, the torsion axes of the torsion bars 17 and 19 coincide with the cardan axes. The torsion bars can also be made flexible.

Um die wirksame Länge der Torsionsstäbe 19 zu erhöhen, können sich diese durch die Lagerbolzen 9 erstrecken und im Kardanring 16 befestigt sein.To increase the effective length of the torsion bars 19, can these extend through the bearing bolts 9 and be fastened in the cardan ring 16.

Die Torsionsstäbe 17 und 19 haben außer der sicheren und reibungsfreien axialen Fixierung noch den weiteren Vorteil, daß sie bei einer durch eineThe torsion bars 17 and 19 have besides the safe and frictionless axial fixation still has the further advantage that it is at a by a

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Unwucht hervorgerufenen Auslenkung in ihre Ausgangslage zurückstreben und damit auch die geringen, noch verbleibenden Keibungen in den Wälzlagern 14 und 18 kompensieren.Strive back to their original position caused by the imbalance and thus also compensate for the small, still remaining corrugations in the roller bearings 14 and 18.

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Claims

Protection claims

1. Device for determining the static unbalance of a test piece with a mounting plate that gimbals in at least two degrees of freedom against the action of a counterforce in roller bearings is stored and with transducers with the support plate

? » are connected, characterized in that the Aufnahiaetoller (4) in

with respect to the cardan axis in the radial direction through the roller bearings (14,18)

and in the axial direction of the cardan axles by axially rigid torsion bars (17,19) is stored.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Axes of the torsion bars (17, 19) coincide with the cardan axes.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that two cardan axles are provided and the torsion bars (17, 19): lm cardan cross lie, two torsion bars (17) with their ends on a cardan ring (16) and the receiving plate (4) and two further torsion bars (19) offset by 90 ° with their ends on the cardan ring (te) and a machine housing (5) are attached.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the roller bearings (14, 18) are designed as barrel bearings.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the torsion bars (17, 19) are also flexible.

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