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Einrichtung zur Ermittlung der Winkellage einer Unwucht an Umlaufkörpern
auf Auswuchtmaschinen mit elektrodynamischer Anzeige
Für Auswuchtmaschinen mit elektrodynamischer
Anzeige der Unwucht eines Umlaufkörpers in zwei vorteilhafterweise senkrecht. zueinander
stehenden Komponenten ist vorgeschlagen worden, den mit dem Prüfkörper synchron
umlaufenden Phasen- oder Winkellagengeber mit zwei zueinander senkrecht stehenden
Statorwicklungen zu versehen, um zwei den Unwuchtkomponentenrichtungen entsprechende
Phasenströme zu erzeugen und zwei Unwuchtkomponenten nacheinander getrennt nach
Ausgleichsebenen an einem Wattmeter zur Anzeige zu bringen.
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Die Winkellage einer Unwucht bestimmt sich hierbei aus dem Winkel
der von den Komponenten gebildeten Resultierenden. Es ist aber auch möglich, die
Unwuchtwinkellage unmittelbar festzustellen, indem man den Stator des Phasengebers
und mit ihm die Komponentenrichtungen bis zum maximalen Ausschlag des Anzeigegeräts
verdreht. Bekannte Einrichtungen hierzu besitzen den Nachteil, daß die Einstellung
auf den Maximalwert eine sehr ungenaue Winkelanzeige ergibt und daß der Stator um
3600 verdrehbar sein muß. Dies hat nicht nur Nachteile für den betriebssicheren
Aufbau der Einrichtung, sondern ergibt im statistischen Mittel eine Suchverdrehung
um I800 und damit eine lange Suchzeit für die Winkellage.
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Es ist vorgeschlagen worden, die Genauigkeit der Winkellagenanzeige
dadurch zu erhöhen, daß der Ausschlag des Wattmeters durch Umschalten auf die zweite,
um go0 versetzte Wicklung des Phasengebers zu Null gemacht wird; dies ergibt für
sich allein keine eindeutige Winkelanzeige für die Unwucht-
lage.
Der Wuchter weiß daraus noch nicht, ob er die richtige oder die um I800 verkehrte
Winkellage abliest.
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Die Erfindung vermeidet die geschilderten Nachteile und verbessert
auch die Handhabung einer Einrichtung zur Ermittlung der Unwuchtwinkellage an Umlaufkörpern
auf Auswuchtmaschinen mit Wattmeteranzeige, bei der ein induktiver Phasengeber mit
zwei zueinander senkrecht stehenden Wicklungen des Stators oder ein Widerstandsphasengeber
mit zwei zueinander senkrecht stehenden Bürstenpaaren zur Erzielung zweier zeitlich
um go0 phasenverschobener Ströme zur Komponentenmessung verwendet und der Phasengeber
drehbar eingerichtet ist. Die Erfindung besteht darin, daß zwei in ihrer Gradteilung
um I800 gegeneinander versetzte Winkelskalen für dieAblesung der Statorverdrehung
bzw. der Unwuchtrichtung und ein - an sich bekanntes - Wattmeter mit Nullanzeige
in der Skalenmitte verwendet wird. Weitere Erfindungsmerkmale geben die Unteransprüche
an.
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Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kann der Wuchter beim Suchen
der genauen Winkellage in beliebiger Richtung bis zum nächsten Nullpunkt drehen.
Er kommt im statistischen Mittelwert mit einer Drehung um 450, also einer Suchzeit
von einem Viertel der bisherigen aus, wenn er so dreht, daß der Ausschlag sofort
abfällt. An welcher der beiden Skalen die richtige Winkellage abzulesen ist, zeigt
sich sofort nach Umschaltung um go0. Dann erfolgt nämlich ein maximaler Zeigerausschlag
entweder im Plusbereich oder im Minusbereich des Wattmeters mit Nullpunkt in der
Skalenmitte. Es ist leicht, dem einen Skalenbereich die eine Winkelskala und dem
anderen Skalenbereich die andere Winkelskala zuzuordnen. Die doppelte Gradeinteilung
in Verbindung mit dem Wattmeter mit Nullpunkt in der Skaienmitte macht die Winkelanzeige
scharf und sinnfällig. Die Erfindung gestattet also eine rasche und gleichzeitig
genaue Ablesung.
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Wenn die Erfindung mit einem Phasengeber verwirklicht wird, dessen
Stator, wie bisher, ortsfest bleibt, dessen Rotor jedoch mittels eines Differentials
gegenüber dem Wuchtkörper verdreh- und verstellbar gemacht ist, so bedarf es hierbei
nur einer Verstellmöglichkeit des Differentials um go0, damit sich maximale Phasenverschiebung
von I800 erreichen läßt.
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Als weiterer Vorteil der neuen Einrichtung fällt ins Gewicht, daß
am drehbaren Phasengeber die Schleifringe für die Stromzufuhr durch ein bewegliches
Kabel ersetzt werden können, weil der Drehbereich auf I800 beschränkt bleiben darf.
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In der Zeichnung ist in den Abb. I bis 3 die Einrichtung der Erfindung
schematisch dargestellt. Mit I ist der Wuchtkörper, mit 2 die bekannten Tauchspulen
zur elektrischen Messung der mechanischen Ausschläge der Lagerbrücken, mit 3 der
über die Gelenkkupplung 4 synchron angeschlossene Phasengeber bezeichnet.
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Gemäß Abb. 1 wird der Stator mit dem in Abb. 3 dargestellten gradnierten
Winkellagenschaltknopf g um maximal I800 verdreht. Gemäß Abb. 2 wird an Stelle des
Stators der-Rotor auf der Welle 5 durch das Differential 6 gegenüber dem Wuchtkörper
I in gleicher Weise verdreht. Ein am Differential 6 angeordneter Zahnkranz 7 mit
dem Ritzel 8 wird durch den Winkellagenschaltknopf g gedreht.
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Die Plus- und Minuszeichen auf der Winkelskala der Abb. 3 stehen zweckmäßig
in der Mitte zwischen den Winkelwerten, sie bedeuten nämlich nicht, daß z. B. zwischen
+ I80 und - 360 unterschieden werden soll, sondern bilden nur eine mnemotechnische
Stütze für den Wuchter, die ihn stets darauf hinweist, daß er bei einer Größtanzeige
im Plusbereich den Winkelwert an der Skala o bis I800 ablesen muß und bei einer
Größtanzeige im Minusbereich den Winkelwert an der Skala i8o bis 3600.
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Die Betriebsweise der Einrichtung nach der Erfindung gestaltet sich
hierbei folgendermaßen: Beim Auswuchten des Prüfkörpers erscheint an dem mit Nullstrich
in der Mitte der Skala versehenem Wattmeter die Komponente der Unwucht in der jeweils
eingeschalteten Komponentenrichtung in einem Ausschlag nach rechts (t) oder links
(-).
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Diese Komponente wird in einer beispielsweise mit w bezeichneten Komponentenrichtung
durch die erfindungsgemäße Einrichtung des Phasengebers mit Hilfe der Verdrehung
des mit dem Stator bzw. Rotor des Phasengebers verbundenen Winkellagenknopfes auf
Null zurückgeführt. Alsdann ist es nur noch notwendig, den Komponentenschalter (nicht
dar : gestellt) auf die andere, beispielweise mit s bezeichnete Komponentenrichtung
zu stellen, d. h. auf die zu der eben angezeigten Komponente rechtwinklige Komponentenrichtung
zu stellen, wodurch das Wattmeter auf den zweiten Phasengeberstrom geschaltet und
ein erneuter, infolge der Verdrehung des Stators (bzw. Rotors) diesmal maximaler
Ausschlag des Wattmeters erzielt wird. Dieser AusschIag zeigt nunmehr unmittelbar
die Größe der Unwucht in der eingestellten Ebene an.
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Die Winkellage der Unwucht ergibt sich aus der Stellung des Winkellagenknopfes
9, mit dem die Komponente in der mit w bezeichneten Komponentenrichtung auf Null
gebracht wurde. Die Winkelstellung ist nach einem Merkmal der Erfindung an zwei
konzentrischen Skalen ablesbar, von denen die eine von o bis I800 und die andere
von I80 bis 3600 geteilt ist, so daß sich auf der zweiten Skala jeweils ein um I800
größerer Wert ablesen läßt als auf der ersten Skala.
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Die eindeutige Entscheidung, ob die Winkellage an der Skala o bis
1800 oder i8o bis 3600 abzulesen ist, gibt nach einem Merkmal der Erfindung das
Vofzeichen der Größenanzeige der Unwucht in der Komponentenrichtung s, das entweder
+ oder -sein kann.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es zweckmäßig, die
eine Skala übersichtlich mit Pluszeichen und die andere Skala übersichtlich mit
Minuszeichen zu versehen, wobei die Winkellage an der Aus skala abzulesen ist, falls
der Wert für die Größe in der Komponentenrichtung s mit einem Pluszeichen abgelesen
wird. Wird die Größe der
Unwucht in der Stellung s mit einem Minuszeichen
abgelesen, dann ist auch die Winkellage an der Minusskala abzulesen.
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Die Bewegung des Stators (Rotors) um I800 wird zweckmäßig in vergrößerter
Übersetzung auf die Skala des Winkelknopfes übertragen, so daß, wie in Abb. 3 dargestellt,
die I800-Drehung fast den gesamten Kreisumfang der Skala umfaßt.