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Kraftmessende Auswuchtmaschine
Es ist bereits eine Auswuchtmaschine
bekannt, bei der in den Lagerebenen des auszuwuchtenden Körpers kraftmessende elektromechanische
Geber, z. B. piezoelektrische Geber, angeordnet sind, die Spannungsteiler speisen.
Bei dieser Maschine wer- \ den an den Spannungsteilern Anteile T, und der von den
Gebern erzeugten Spannungen gegriffen, die in Reihe auf ein Anzeigeinstrument geschaltet
sind.
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Es ist ein besonderer Vorteil einer solchen Maschine, daß man durch
geeignete Bemessung der Spannungsanteile T1, T2 ohne Eichläufe für Wuchtkörper beliebiger
Form die Unwuchtkraft für beide Ausgleichsebenen restmomentfrei ermitteln kann.
Dazu ist erforderlich, daß für die Spannungsanteile Tj, T2 folgende Bedingungen
erfüllt sind: T1 : T2 = (a + b) : c, T1 = a + b/z . K, b T2 = c/b. K, wobei b der
geomertrische abstand der beiden Ausgleichsebenen, a und c die geometrischen Ab-Ausgleichsebenen,
a und c die geometrischen Abstände der Lagerebenen von den jeweils benachbarten
Ausgleichsebenen und K eine Apparatekonstante sind.
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Das Verhältnis der beiden Spannungsteil T1, T2 und deren Absolutwerte
sind also unter Berücksichtigung einer Apparatekonstanten K allein von den geometrisch
gegebenen Abstandsverhältnissen abhängig, so daß die Einstellung dr Spannungsteilerabgriffe
ohne Eichlauf für jeden beliebigen Wuchtkörper vorgenommen werden kann.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Vervollkommnung einer
solchen Auswuchtmaschine und bezweckt insbesondere eine Vereinfachung und Verbesserung
der Spannungsteilereinrichtung.
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In erster Linie besteht die Erfindung darin, daß beide Spannungsteiler
zwischen je zwei untereinander gleiche, der Apparatekonstante K entsprechende Festwiderstände
eingeschaltet sind, die einzeln durch Kurzschlußschalter überbrückt werden können.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß jeder der Spannungsteiler
aus einem Stufenschalter mit hochohmigen Festwiderständen und einem damit in Reihe
geschalteten kontinuierlich verstellbaren Potentiometer besteht, dessen Gesamtwiderstand
dem Widerstand einer Schaltstufe entspricht. Um eine universelle Anwendungsmöglichkeit
der Maschine bei dem verbesserten Spannungsteilersystem zu erreichen, wird weiterhin
vorgeschlagen, daß zur Auswuchtung von Körpern, deren Ausgleichsebenen außerhalb
der Lagerebenen liegen (fliegende Auswuchtung), einer der Geber umgepolt ist.
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Um den Sinn der Erfindung zu verstehen, soll zunächst an Hand der
Abb. I das Schema der bereits bekannten Anordnung erläutert werden, von der die
Erfindung ausgeht.
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Mit I und II sind die Ausgleichsebenen und mit III, IV die Lagerebenen
eines umlaufenden Wuchtkörpers bezeichnet. Der Abstand der beiden Ausgleichsebenen
I, II ist b. Der Abstand der Lagerebene III von der Ausgleichsebene I ist a.
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Der Abstand der Lagerebene IV von der Aus gleichsebene II ist c. In
den Lagerebenen III und IV sind Spannungsteiler 6, 7 angeordnet, die von kraftmessenden,
in den Lagerebenen angeordneten Gebern GIII, GIV gespeist und mit ihren Mittelanzapfungen
A, A' miteinander durch eine Leitung L verbunden sind. Im Abstand K von der elektrischen
Mitte der Spannungsteiler 6, 7 sind zwei Führungsschienen 10, 10' angeordnet, auf
denen einstellbare Gelenkschieber 9, 9' gleiten.
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Mit den Gelenkschiebern 9, 9' ist eine Stange 8 verbunden, die an
beiden Enden je zwei Abgriffe 6', 6" und 7', 7" der Spannungsteiler 6, 7 trägt.
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Der Abstand der beiden Abgriffe 6', 6" und 7', 7" entspricht der apparatekonstante
K. Zwischen 6' und 7' wird eine Meßspannung UI und zwischen 6" und 7" eine Meßspannung
UII abgenommen. beide Spannungen U1 und UH werden über eine Verstärker V und ein
zum Einstellen des Ausgleichs radius dienendes Potentiometer P wahlweise einem Anzeigeinstrument
1 zugeleitet.
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Wenn die beiden Gelenkschieber 9, 9' in die Ausgleichs ebene I, II
geschoben werden, so werden die Abgriffe 6', 6", 7', 7" der Spannungsteiler 6, 7
durch die Stange 8 so eingestellt, daß die obigen Bedingungen erfüllt sind. Das
ergibt sich aus den Änlichkeitsverhältnissen der so gebildeten Dreiecke. Die Abgriffe
6', 7' sind geometrisch bestimmt durch die gestrichelt eingezeichnete Verbindungslinie,
die die elektrische Mitte L im Punkt R schneidet. R ist der Schnittpunkt von L und
der Ausgleichsebene II.
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Es gilt dann : A6' = T1, A'7,= T2, AR a + b, RA' Tal : T2= (a + b)
: c.
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Zugleich gilt aber auch T1: : afb=K: b, T a+ b K b T2 : c= K: b,
T2 = c/b.K.
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Man erhält zwischen den Abgriffen 6', 7' eine Spannung UI, die der
Unwuchtkraft in der Ausgleichsebene I entspricht, wobei die in der Ausgleichsebene
II auftretenden Unwuchtkräfte kompensiert sind.
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Aus sinngemäßen Überlegungen ergibt sich, daß zwischen den Abgriffen
6", 7" durch die Spannung UII die Unwuchtkräfte in der Ausgleichsebene II restmomentfrei
gemessen werden, so daß nur eine Einstellung der Maschine erforderlich ist.
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Es bietet bei der hier beschriebenen Auswuchtmaschine gewisse technische
Schwierigkeiten, die beiden Spannungsteilerabgriffe 6', 6"-bzw. 7', 7" mit genügender
Genauigkeit so einzustellen, daß sie einen der Konstanten K entsprechenden Abstand
haben. Um diese Fehlerquelle auszuschalten, wird an Stelle der Spannungsteiler 6,
7 mit Doppelabgriffen 6', 6" und 7', 7" die in Abb. 2 dargestellte Schaltung mit
einfachen Spannungsteilern 6, 7 gewählt.
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Die Geber G111 und GIV speisen in geschilderter Weise die mit einfachen
Abgriffen II, 12 versehenen Spannungsteiler 6, 7. Beiderseits jedes Spannungsteilers
6, 7 sind Festwiderstände I3, 13', I4, 14' eingeschaltet, deren Widerstand der Konstanten
K entspricht. Jeder dieser Widerstände I3, 13', I4, 14' kann durch einen Kurzschlußschalter
15 kurzgeschlossen werden. Werden die Festwiderstände I3, 14 kurzgeschlossen, so
ist das gleichbedeutend mit einer Verschiebung der Spannungsteilerabgriffe II, 12
um denBetrag = K. Dasselbe gilt beim Kurzschließen der Festwiderstände I3T, 14'.
Der mechanische Abstand K der beiden Spannungsteilerabgriffe 6', 6" und 7', 7" wird
also
ersetzt durch eine elektrische Verschiebung der Abgriffe II,
12 durch Kurzschluß eines der Festwiderstartdspaare I3, 14 und I3', 14'. Diese Festwiderstände
I3, I4, 13', 14' lassen sich genauer demensionieren und gegebenenfalls auch leichter
verändern als der mechanische Abstand der Abgriffe 6', 6" bzw. 7', 7,'.
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In Abb. 3 ist einer der Spannungsteiler 6 bzw. 7 in abgewandelter
Ausführung dargestellt. Er besteht aus einem Stufenschalter 16, der die stufenweise
Einschaltung verschidener Festwidersände I7, I8, I9, 20 gestattet, und einem kontinuierlich
einstellbaren Potentiometer 2I, dessen Gesamtwiderstand dem Widerstand einer Stufe
entspricht.
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Bei einer solchen Ausbildung des Spannungsteilers 6 bzw. 7 läßt sich
eine große Einstellgenauigkeit erreichen. Von besonderem Vorteil ist, daß man auf
diese Weise unter Beibehaltung einer großen Einstellgenauigkeit den Spannungsteiler
hochohmig ausbilden kann und ihn ohne Zwischenschaltung von Anpassungsgliedern unmittelbar
an die Geber G1II, Giv, die bekanntlich einen hohen Innenwiderstand besitzen, anschließen
kann.
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Wenn Körper fliegend ausgewuchtet werden sollen, d. h. wenn die Ausgleichsebenen
I, II außerhalb der Lagerebenen III, IV liegen, ist es erforderlich, sehr große
Spannungsteiler 6, 7 vorzusehen, die sich, wie in Abb. I dargestellt ist, zu beiden
Seiten der elektrischen Mitte L erstrecken.
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Man kann nun die Hälfte der Spannungsteilerlänge einsparen, wenn man,
wie in Abb. 2 dargestellt ist, einen Umschalter 22 vorsieth, der es gestattet, eine
der Geber Gm bei fliegender Auswuchtung umzupolen. Natürlich kann die Umpolung des
Gebers G111 auch durch Umstecken der mit Steckersockeln versehenen Geber stattfinden.
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PATENTANSPPTÜCIIE : I. Auswuchtmaschine mit zwei in den Lagerebenen
des auszuwuchtenden Körpers angeordneten kraftmessenden elektromechanischen Gebern
und zwei ebenso angeordneten Spannungsteilern, die von den Gebern gespeist werden,
bei der an den Spannungsteilern gegeneinandergeschaltete Anteile Ti, T2 der von
den Gebern gelieferten Spannungen abgegriffen werden, für die folgende Bedingungen
erfüllt sind: T,: T2= (a + b) :c, T1 = a + b/b.K, T2 = c/b. K, wobei b der gemetrische
Abstand der beiden Ausgleichsebenen, a und c die geometrischen Abstände der Lagerebenen
von den jeweils benachbarten Ausgleichsebenen und K eine Apparatekonstante sind,
dadurch gekennzeichnet, daß beide Spannungsteiler (6, 7) zwischen je zwei untereinander
gleiche, der Apparatekonstante K entsprechende Festwiderstände (13, 13', I4, I4')
eingeschaltet sind, die einzeln durch Kurzschlußschalter (I5) überbrückt werden
können.