-
Einrichtung und Verfahren zum Einstellen der elektrischen Anzeigevorrichtung
an Auswuchtmaschinen
Auswuchtmaschinen, auf denen mit geringem Zeitaufwand ausgewuchtet
werden soll, besitzen eine Einrichtung, mit der erreicht wird, daß Unwucht in der
linken Ausgleichsebene des Wuchtkörpers bei der Unwuchtanzeige für die rechte Ausgleichsebene
nicht in Erscheinung tritt, und umgekehrt.
-
Bei mechanischen (Kompensations- oder Auslauf-) .Nuswuchtmaschinen
ist diese Einrichtung unter dem Namen »mechanischer Rahmen« bekannt. Bei elektrodynamischen
Auswuchtmaschillen mit Wattmeter- oder Oszillographenanzeige besteht die Einrichtung
aus elektrischen Bauteilen zur wahlweisen Mischung der von Schwingungsaufnehmern
erzeugten elektrischen Spannungen und wird »elektrischer Rahmen« genannt. Die Einstellung
des elektrischen Rahmens bei den bisher gebräuchlichen, den Schwingweg messenden
Maschinen ergibt sich aus Daten des Wuchtkörpers, die sich rechnerisch schwer erfassen
lassen. Sie wird meist empirisch an einem ausgewuchteten Körper oder nach einer
bestimmten Vorschrift in mehreren Meßläufen durchgeführt. Es besteht deshalb der
Wunsch, die Einstellung des elel<trischen Rahmens zu erleich kern.
-
Eine verei,nfachte Einstellung des elektrischen Rahmens ist auf folgende
Weise versucht worden.
-
Die beim Umlauf eines ungewuchteten Körpers erzeugten Schwingungsaufnehmerspannungen
wer-. den durch Gegenspannungen zu Null gemacht, wonach der Wuchtkörper am Meßgerät
als ausgewuch tet erscheint und die Einstellung des elektrischen Rahmens auf einfache
Weise vorgenommen werden kann. Generatoren erzeugen die Gegenspannungen, und zwar
für jeden Schwingungsaufuehmer einer, die sämtlich mit dem Wuchtkörper synchron
umlaufen. Größe und Phasenlage der von diesen Generatoren erzeugten Gegenspannungen
werden dabei so geregelt, daß sie den von den Schwingungsaufnehmern erzeugten Spannungen
das Gleichgewicht halten und das Meßgerät den Wert Null anzeigt.
-
Der Anbau zusätzlicher Generatoren zum Phasengeber bringt jedoch Komplikation
und Verteuerung mit sich. Deshalb sind Versuche durchgeführt worden, um die notwendigen
Gegenspannungen über Spannungsteiler und Widerstände vomPhasengeber selbst abzugreifen.
Sie scheiterten, weil es nicht möglich war, die Gegenspannungen aus ein und derselben
Spannungsquelle in ihrer Wirkung auf die von zwei Schwingungsaufnehmern abgegebenen
Spannungen ausreichend unabhängig voneinander zu machen.
-
Andere Versuche benutzten Schwingungsaufnehmer, deren Magnetkern
mit einer zusätzlichen Spule bewickelt war. Wenn man diese Spule mit einem nach
Größe und Winkellage einstellbaren Wechselstrom versorgt, kann die von der Tauchspule
abgegebene Spannung ebenfalls beeinflußt werden. Bei diesen Versuchen haben sich
Schwierigkeiten besonders in bezug auf die Drehzahlunahhängigkeit der Phasenlage
ergeben. Ferner war auch hier der notwendige Aufwand erheblich.
-
Die Einrichtung nach der Erfindung hat ebenfalls den Zweck., die
von einem ungewuchteten Körper erzeugten Schwingungsaufnehmerströme oder -spannungen
durch Gegenströme oder -spannungen auszugleichen. um wie bei einem bereits ausgewuchteten
Körper, den elektrischen Rahmen nach einer einfachen Vorschrift bequem einstellen
zu können. ffennzeichnend für die Erfindung ist der Abgriff der benötigten Gegenströme
oder -spannungen über Transformatoren vom Wuchtmaschinen-Phasengeber, und ihre Schaltung
zu den Schwingungsaufnehmerströmen oder -spannungen. Größe und Phasenlage der Ströme
bzw. Spannungen lassen sich in einer dem Meßverfahren angepaßten Weise sinngerecht
regeln.
-
Zur näheren Erläuterung der Erfindung dienen die schematisch abgebildeten
Ausführungsbeispiele.
-
Gemäß Abb. I ist der auszuwuchtendeKörper I auf den Lagerbrücken
2 und 3 schwingbar gelagert. Er wird vom Motor 8 über Riemenscheiben g und I0, Vorgelegewelle
5 und die Gelenkwelle 4 angetrieben. Die Scheibe6 mit einer Gradeinteilung von o
bis 360 ° auf der Vorgelegewelle und der mit dieser Welle gekuppelte Phasengeber
7 laufen synchron und winkeltreu mit dem Wuchtkörper um. Der Phasengeber liefere
z. B. zwei um go0 in der Phase gegeneinander versetzte Wechselströme. Die durch
Unwucht des Körpers I erzeugten Bewegungen der Lagerbrücken 2 und 3 werden in den
Schwingungsaufnehmern II und 12, Z. B. durch Tauchspulen, die in permanenten Magneten
schwingen, in Wechselspannungen umgesetzt.
-
Bisher war es üblich, die Spannungen von den Schwingungsaufnehmern
ii und 12 sowie die Ströme vom Phasengeber 7 dem Meßgerät 14 unmittelbar zuzuführen.
Gemäß der Erfindung werden sie zunächst der neuen EinrichtangI3 zugeleitet, die
dann ihrerseits Ströme bzw. Spannungen an das Meßgerät 14 abgibt. Die neue Einrichtung
ermöglicht es, am Meßgerät 14 die Anzeige eines unausgewuchteten Körpers I als die
eines bereits ausgewuchteten erscheinen zu lassen Dies geschieht dadurch, daß den
Strömen oder Spannungen der Schwingungsaufnehmer 11 und I2 gleich große, entgegengesetzt
gerichtete Ströme oder Spannungen aus dem Phasengeber zugeschaltet werden. Auf diese
Weise kann die Einstellung des elektrischen Rahmens am Meßgerät 14 in einfachster
Weise vorgenommen werden. Die neue Einrichtung arbeitet nach folgendem Grundsatz,
den Abb. 2 veranschaulicht. Als Beispiel ist die Stromaddition gewählt.
-
Von dem vom Phasengeber 7 zum Meßgerät 14 fließenden Strom wird eine
Spannung von z. B.
-
25 Volt abgegriffen und einem Transformator 15 zugeführt, dessen Sekundärseite
mit einer Spannung von 2,5 Volt einen Widerstand I6 von 20 Ohm speist. Der Widerstand
16 enthält einen fest angeordneten Mittelahgriff I7 und einen verschiebbaren Abgriff
18. Der vom linken Schwingungsaufnehmer II kommende Strom wird einpolig zum Meßgerät
I4 weitergeführt, während in den anderen Pol der Mittelabgriff I7 und der verschiebbare
Abgriff I8 eingeschaltet sind.
-
Durch die Spannung von 2,5 Volt am Widerstands6 entsteht dort ein
Strom von I25 Milliampere. Der Transformator gibt demnach sekundärseitig eine Leistung
von etwa 0,3 Watt und hat primärseitig als Verbraucher am Phasengeber gegenüber
dem Verbrauch des Wattmeters selbst von 5 Watt einen vernachlässigbaren Einfluß.
Je nach Stellung des verschiebbaren Abgriffes I8 kann in den Stromkreis vom Schwingungsaufuehmer
II zum Meßgerät 14 eine Spannung bis zu 1,25 Volt positiv oder negativ zugeschaltet
werden. Bei einer Impedanz des Kreises: Schwingungsaufnehmer-Meßgerät von etwa 250
Ohm wird durch die am Widerstand 16 erzeugte Spannung ein Strom von 5 Milliampere
zusätzlich erzeugt, der ausreicht, um auch bei größeren Unwuchten den vom Schwingungsaufnehmer
erzeugten Strom auszugleichen.
-
Durch den Widerstand I6 als zusätzlichem Widerstand im Meßkreis des
Wattmeters wird zwar ein kleiner Fehler erzeugt, der aber wegen des Widerstandsverhältnisses
10 Ohm zu 250 Ohm vernachlässigbar ist.
-
Ein vollständiges Ausführungsbeispiel für die neue Einrichtung zeigt
Abb. 3, und zwar bei Anwendung der Schaltung nach Abb. 2 für zwei um go O in der
Phase gegeneinander versetzte Ströme aus dem Phasengeber 7 zum Meßgerät 14 sowie
für die zwei Schwingungsaufnehmer II und I2. Ferner enthält die Einrichtung in der
paarweisen Anordnung der Transformatoren 15 und 19 noch zusätzliche Mittel, um die
in den Transformatoren 15 entstandene, von der Frequenz abhängige Phasenverschiebung
durch regelbares Zuschalten des jeweils aus der anderen Phase gespeisten Transformators
19 auszugleichen.
-
Die Einrichtung enthält die Anschlüsse. 20 und 2I für die beiden
beispielsweise um go 0 gegeneinander in der Phase versetzten Ströme vom Phasengeber
7 zum Meßgerät I4, ferner die Anschlüsse 22 und 23 für die Stromzuführung von den
Schwingungsaufnehmern II und 12 zum Meßgerät 14. In den Stromzuführungen22, 23 ist
ein durch einen Knopf zu
bedienender Schalter 24, 25 eingebaut,
nach dessen Kurzschließen die gesamte Einrichtung ausgeschaltet und der Wuchtprozeß
in üblicher Weise vorgenommen werden kann.
-
Bei geöffnetem Schalter 24, 25 ist die neue Einrichtung wirksam.
Durch Regelung des Abgriffes 26' am Widerstand 26 wird am Meßgerät die erste Komponente
des vom linken Schwingungsaufnehmer 11 erzeugten Stromes auf Null zurückgebracht.
-
Die Regelung des Widerstandes 26 beeinflußt die Anzeige der zweiten
Komponente des linken Schwingungsaufnehmers am Meßgerät nicht, wenn vorher der Regelwiderstand
27 der gewählten Wuchtdrehzahl entsprechend so eingestellt ist, daß der von den
Transformatoren 15 und 19 gemeinsam erzeugte Strom in der Phasenlage mit der ersten
Phasenlage am Meßgerät übereinstimmt. In sinngemäßer Weise werden durch die Widerstände
28, 30 und 32 die Anzeigen am Meßgerät für die übrigen Komponenten der Messung zu
Null gemacht, nachdem vorher die Regelwiderstände29, 3I und 33 gemäß der gewählten
Wuchtdrehzahl richtig einreguliert sind. Auch dann, wenn die Regelwiderstände 27,
29, 31 und 33 nicht genau oder überhaupt nicht eingestellt sind, läßt sich in einfacher
Weise durch eine wegen der gegenseitigen Beeinflussung mehrmals zu wiederholende
Einstellung der Widerstände 26, 28, 30 und 32 in kurzer Zeit die Anzeige » Null
« am Meßgerät 14 für alle vier Meßkomponenten erreichen.
-
Die Einstellung des elektrischen Rahmens unter Benutzung der neuen
E inrichtullg,,eschieht in folgender Weise: Nach Einlegen des auszuwuchtenden Körpers
I wird dieser im ersten Lauf mit der gewählten Wuchtdrehzahl angetrieben und beide
Lagerbrükken 2 und 3 freigegehen. Die entstehenden Anzeigen der vier Komponenten
am Meßgerät Iß werden durch Drehen an den Regelw iderständen 26, 28, 30 und 32 zu
Null gemacht. Danach wird die Wuchtmaschine abgeschaltet. Jetzt wird am auszuwuchtenden
Körper I, z. B. in der linken Ausgleichsebene El (Abh. I) unter o° der Skalenscheibe6,
ein Tariergewicht bekannter Größe, und in der rechten Ausgleichsehene Er unter go
° der Skalenscheibe 6 ein zweites Tariergewicht. ebenfalls von bekannter Größe,
eingesetzt und die Wuchtmaschine zum zweiten Lauf wieder eingeschaltet. Die an den
Lagerbrücken 2 und 3 erzeugten Schwingungen entstehen jetzt durch die ursprüngliche
Unwucht und die angesetzten Tariergewichte. Das Meßgerät 14 zeigt jedoch nur die
Wirkung der Tariergewichte an. Der elektrische Rahmen des Meßgerätes 14 kann nun
in einfacher Weise so eingestellt werden, daß das in der linken Ausgleichsebene
eingesetzte Tariergewicht in der Anzeige rechts nicht mehr auftritt, während im
selben Lauf, vermöge seiner anderen Winkelstellung das Tariergewicht in der rechten
Ausgleichsebene, in seiner Wirkung auf die Anzeige links zum Verschwinden gebracht
werden kann. Ferner können noch beim selben Lauf nach Einstellung des elektrischen
Rahmens auf die Ausgleichsebenen auch die Empfindlichkeiten, d. h. die Verhältnisse
Tariergewicht zu Anzeige in cmg Je Teilstrich oder in Gramm je Teilstrich oder in
mm Bohrtiefe je Teilstrich od. dgl. abgelesen und bei dazu ausgerüsteten Geräten
mit besonderen Reglern des elektrischen Rahmens auf von vornherein gewünschte, Werte
eingestellt werden. Das Meßgerät ist nunmehr eingestellt und geeicht, d. h., wenn
man die Tariergewichte entfernt und die neue Einrichtung durch Kurzschließen des
Schalters 24, 25 während eines dritten Laufes abgeschaltet hält, so zeigt das Meßgerät
14 die tatsächliche Unwucht des Körpers I richtig an. Man kann aber auch, ohne die
Maschine stillzusetzen, während des zweiten Laufes die neue Einrichtung mittels
Schalter 24, 25 abschalten, wonach das Meßgerät 14 außer den angesetzten Tariergewichten
auch die anzubringenden Korrekturen in cmg, g, mm Bohrtiefe od. dgl. unmittelhar
anzeigt.
-
Statt der in All).2 prinzipiell gezeigten Schaltung zur Stromaddition
im Kreis des Schwingungsaufnehmers kann auch eine Schaltung zur Spannungsaddition
gemäß Ahl). 4 gewählt werden. Nach dieser Schaltung wird aus dem vom Phasengeber
7 zum Meßgerät 14 laufenden Stromkreis eine Spannung von beispielsweise 25 Volt
abgegriffen und an einen Widerstand 34 von 5000 Ohm gelegt. Dieser Widerstand 34
ist mit einem fest angebrachten Mittelabgriff 35 und mit einem verschiebbaren Abgriff
36 versehen. Je nach Stellung des Abgriffes 36 kann an die Primärseite eines Transformators
37 eine Spannung von etwa 12 Volt positiv oder negativ gelegt werden. I)er Transformator
37 ist so ausgelegt, daB er sekundärseitig eine Spannung von maximal etwa 0,5 Volt
bei einer Stromstärke von etwa 10 Milliampere liefert. Die Spannung der Sekundärseite
wird an den vom Schwingungsaufnehmer 1 1 zum Meßgerät i4 führenden Stromkreis gelegt
und zu der vom Schwingungsaufnehmer erzeugten Spannung addiert.
-
Allgemein gilt, daß die neue Einrichtung als Vorsatzgerät zu bereits
vorhandenen elektrischen Auswuchtmaschineneinrichtungen hinzugenommen werden kann,
wobei an diesen keine Änderungen nötig sind. Bei neuen Auswuchtinaschinen kann sie
mit der Anzeigevorrichtung zusammengebaut werden.
-
Schaltung und Aufbau der neuen Einrichtung gestatten ferner, alte
Anzeigevorrichtungen gegen neue mit der eingebauten Einrichtung auszutauschen, ohne
daß Änderungen an derWuchtmaschine nötig sind.
-
Die Einrichtung nach der Erfindung läßt sich außer zur Erleichterung
der Einstellung des elektrischen Rahmens an Auswuchtmaschinen auch zur Steuerung
von Werkzeugmaschinen od. dgl. verwenden, die den Massenausgleich automatisch vornehmen.
Die vier Regelwiderstände 26, 28, 30 und 32 erhalten hierfür eine Verlängerung ihrer
Wellen. Diese Einrichtung wird auf folgende Weise angewandt: Nachdem am Meßgerät
der elektrische Rahmen eingestellt ist, wird bei der Unwuchtmessung die Anzeige
der vier Komponenten durch Drehen an den Widerständen26, 28, 30, 32 nacheinander
am
Wattmeter auf Null zurückgebracht. Die Stellung der vier Regelwiderstände
ist dann ein Maß für den in den vier Komponenten vorzunehmenden Massenausgleich,
wobei die Werkzeugmaschinen durch die verlängerten Wellen der vier Regelwiderstände
über eine elektrische Einrichtung gesteuert. werden können.