WO2004005878A1 - Vorrichtung und verfahren zum befestigen von ausgleichs­gewichten an rotoren, insbesondere an gelenkwellen oder kardanwellen - Google Patents

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WO2004005878A1
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WO
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rotor
pliers
longitudinal direction
unit
counterweights
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PCT/DE2003/002180
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Martin Rogalla
Frank Hillringhaus
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Schenck Rotec Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/30—Compensating imbalance
    • G01M1/32—Compensating imbalance by adding material to the body to be tested, e.g. by correcting-weights

Definitions

  • the invention relates to a device for attaching counterweights to rotors with a plurality of counterbalance planes, in particular to cardan shafts or cardan shafts, preferably in a balancing machine, which has at least one pincer-like device which can be positioned along the rotor axis and with which a counterweight can be placed on the outer circumference of the rotor and fastened there , and a method for attaching counterweights to rotors by means of a pair of pliers.
  • Devices and methods of the type mentioned at the outset are used in series production in order to economically balance large numbers of rotors which have several compensation planes, for example cardan shafts or cardan shafts.
  • a rotor for example a cardan shaft
  • a balancing machine to determine the unbalance according to size and angular position and then to use counterweights in the balancing planes of the cardan shaft on the circumference of the rotor by means of at least one pliers-like device assigned to the balancing machine place and fasten.
  • the balance weight is taken up by a unit of the forceps-like device, the forceps-like device is brought into the compensation position and the rotor is rotated into the correct angular position. Then the balance weight is attached by means of a gluing or welding process, for example.
  • a forceps-like device is provided in each compensation level for balancing in several compensation levels. Instead, only one pincer-like device that can be displaced along the rotor axis can be provided, which device is displaced into the respective compensation plane becomes. Regardless of whether one or more pliers-like devices are provided, for each balancing step the pliers-like device is equipped with the complex balancing weight that is required at this balancing point.
  • the invention has for its object to enable a simple and inexpensive application of the required balance weights in a device and a method of the type mentioned.
  • the pincer-like device is designed to accommodate a plurality of counterweights.
  • several counterweights are moved transversely to the longitudinal direction of the rotor and a selected counterweight is placed and fastened on the circumference of the rotor.
  • a fully automatic unbalance compensation is possible in a simple manner, in which all the balancing weights for the complete unbalance compensation of a rotor are fastened to the rotor by means of only a pair of pliers-like devices, without intermediate equipping with counterweights being necessary.
  • This also includes a possibly required second additional unbalance compensation step, which takes place in a compensation plane of the rotor that is closely adjacent in the longitudinal direction of the rotor.
  • the forceps-like device can advantageously be equipped with counterweights at only one suitable loading station. This can be done by means of an automatic placement device or by the operator.
  • the frequency and / or the duration of the assembly process is reduced, so that, for example, two balancing machines for cardan shafts or cardan shafts can be operated by only one operator in the overturning cycle. This applies in particular if only a single loading station for loading several balancing machine is provided and this is ergonomically convenient, for example, between the balancing machines or is arranged at the ends.
  • the lower construction costs due to only a pair of pliers and the simplification of equipping with counterweights also result in lower production costs.
  • An embodiment of the invention is structurally favorable in which, in the case of pliers-like fastening devices with two pliers units, the lower pliers unit preferably has a receiving part which can be displaced relative to the latter and transversely to the longitudinal direction of the rotor for accommodating a plurality of counterweights, since customary slide solutions can be used here and only low inertial masses are to be moved.
  • the lower pliers unit By using the lower pliers unit, a holder for the counterweights can generally be dispensed with.
  • An embodiment of the invention is constructed in a very simple manner, in which both pliers units can be moved together along the rotor axis.
  • the receiving part has matrix-shaped receptacles for counterweights arranged transversely to the longitudinal direction of the rotor and in the longitudinal direction of the rotor, it is possible to provide different counterweight shapes or materials, for example sheet steel or aluminum sheet strips for welding. This means that rotors with different shapes or materials can also be balanced in mixed operation.
  • the application ie the placement and subsequent attachment of the counterweights, is further simplified by an embodiment in which the receiving part and the other pliers unit are displaceable relative to one another in the longitudinal direction of the rotor and both are preferably jointly displaceable transversely to the longitudinal direction of the rotor, since the receptacle with the selected compensating weight and the counter element on the other pliers unit can be quickly arranged opposite each other.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the lower pliers unit preferably has receptacles for counterweights lying one behind the other transversely to the longitudinal direction of the rotor, to which counter-elements in a corresponding number on the other pliers unit are assigned in the pliers feed direction.
  • both spot and projection welding methods can be used.
  • MIG and TIG welding processes have previously been used for aluminum material, but here too, projection welding of preformed shims is now possible.
  • a particularly simple method for applying the counterweight provides that in a pair of pliers with two pliers units, several counterweights are preferably taken up on the lower pliers unit. These can be slidably received via a receiving part to the lower pliers unit or instead directly on the lower pliers unit in such a way that they can only be moved together with the latter.
  • counter elements are in the number of
  • the corresponding number of counterweights is provided on the upper tongs unit and both tongs units are jointly positioned transversely to the longitudinal rotor direction. tion shifted, and after placing the selected balance weight, this and the associated opposite counter element are brought to rest on the rotor circumference and fastened.
  • the selected balance weight is placed and fastened opposite a single counter element on the upper pliers unit.
  • the receiving part is only displaced transversely to the longitudinal direction of the rotor on the lower pliers unit, only the application process being considered in one compensation plane.
  • balancing weights are provided in several rows one behind the other in the longitudinal direction of the rotor - that is, in a matrix on the receiving part on the lower tong unit - in an advantageous method, the upper tong unit, which does not carry any balancing weights, is not moved when the selected balancing weight is placed, so it remains arranged opposite the compensation point.
  • the receiving part can be moved transversely to the longitudinal direction of the rotor and in the longitudinal direction of the rotor.
  • counter-elements are arranged on the upper tong unit in the transverse direction corresponding to the number of counterweights lined up in a row of the lower tong unit and then a displacement of the receiving part in the longitudinal direction of the rotor on the lower tong unit and a joint displacement of the lower and upper pliers unit in the transverse direction.
  • counter elements on the upper tong unit in the longitudinal direction of the rotor in a number which corresponds to the number of successive counterweight rows on the lower tong unit; here the common shift takes place in the longitudinal direction and the displacement of the receiving part on the lower pliers unit in the transverse direction.
  • Figure 1 shows a device for attaching balance weights in
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in front view
  • FIG. 3 shows part of the device according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a further embodiment of part of the device according to FIG. 1.
  • a balancing machine 1 is indicated schematically in FIG. 1, in which a rotor 2 to be balanced is incorporated.
  • the balancing machine 1 comprises, in a manner not shown in detail, bearing devices for the rotor 2 to be balanced, at least one rotary drive, sensors for detecting the rotational behavior of the rotor 2 and of vibrations induced by unbalance, and an evaluation device for determining the unbalance of the rotor 2.
  • the balancing machine 1 is also arranged a device 3 for fastening balance weights in several balance planes of the rotor 2.
  • the device 3 can be displaced in the x-direction of a right-angled coordinate system, as symbolized by the double arrow x in FIG.
  • a guide rail 4 arranged on the frame of the balancing machine 1 along the rotor axis, which in the illustration according to FIG. 2 lies on the blade plane.
  • the guide rail 4 spans the balancing machine in the longitudinal direction of the rotor and is offset to the rear relative to the rotor axis in relation to the operator side.
  • the device 3 can thus be moved on the guide rail 4 in different compensation planes and then locked.
  • the device 3 can also be displaced in the y direction, as indicated in FIG. 1 by the double arrow y, transversely to the rotor axis in order to enable the rotor 2 to be inserted into the bearing devices of the balancing machine 1 or to be removed.
  • the device 3 is shifted away from the operator's side towards the staggered guide rail 4 for storing the rotor 2 or removing it.
  • the device 3 is moved back in the direction of the rotor axis after the rotor 2 has been stored.
  • the device 3 has a tong-like device 5 with which a counterweight can be placed in the respective counterbalancing plane on the outer circumference of the rotor 2 and fastened there.
  • the pliers-like device 5 comprises - as can be seen in more detail in FIGS. 3 and 4 - two pliers units 6, 7 which are floating with respect to one another in the pliers feed direction indicated by the double arrow z and which can be moved relative to one another with the aid of a feed unit 8 for increasing or reducing their distance.
  • the tongs-like device 5 is arranged to fasten the counterweights with its tongs 6, 7 on both sides of the rotor 2 so that it partially encompasses the feed direction intersecting the rotor axis.
  • the pliers units 6, 7 are together through a feed unit 8 to the system one of the pliers units 6, 7 can be moved on the rotor circumference, in the exemplary embodiment shown up to the abutment of the upper pliers unit 6 on the rotor 2. As soon as the upper pliers unit 6 is in contact with the rotor 2, the lower pliers unit 7 is also moved by the counterforce of the feed unit 8 acting on it brought into contact with the rotor 2.
  • the movement of the lower pliers unit 7 is made possible by a floating mounting of the pliers-like device 5 on a carrier 12 in the plier feed direction z.
  • the forceps-like device 5 is supported on the carrier 12 via a preferably pneumatic cylinder unit 9.
  • the cylinder unit 9 is subjected to reduced pressure for weight compensation. It can also be subjected to full pressure in order to raise the forceps-like device 3 so far when the rotor is not inserted that measuring bearing stands provided for mounting the rotor can be run over in the x direction.
  • the lower tongs unit 7 is designed to accommodate several counterweights.
  • three receptacles 7a, 7b and 7c are arranged one behind the other transversely to the longitudinal direction of the rotor 2 and can be moved together on the lower pliers unit 7 by means of an actuating device 11.
  • the receptacles 7a, 7b, 7c can be attached to the receiving part 10, but the receptacles 7a, 7b, 7c can also be displaceable in a guide profile one behind the other.
  • the balance weight located in the receptacle 7c selected for this balancing plane, which is adapted in shape to the rotor circumference in this balancing plane, the receptacles 7a, 7b, 7c from the arrangement shown in FIG.
  • the device 3 After opening the pliers-like device 5, the device 3 is moved into the next compensation level and a further compensation weight is applied there, the rotor 2 being screwed into the compensation angle position for this compensation level determined during the measurement phase before all application processes. After balancing weights have been applied in all balancing planes, the device 3 with the pincer-like device 5 is moved back in the direction of the guide rail 4, the rotor 2 is removed and an unbalanced rotor is stored in the balancing machine, the unbalance is determined and the balancing is carried out as described above.
  • three receptacles 7a, 7b and 7c are arranged on the lower pincer unit 7, which are not displaceable relative to the latter.
  • the three receptacles 7a, 7b and 7c on the lower pliers unit 7 are assigned three counter elements 6a, 6b and 6c on the upper pliers unit 6 in alignment in the pliers feed direction.
  • the balance weight selected from the three balance weights for the respective balance plane for example the balance weight 7a for the rotor section with the smallest diameter shown in dash-dotted lines in FIG the receptacles 7a, 7b, 7c and the counter-elements 6a, 6b, 6c, which are arranged so that they cannot move, so that the rotor 2 lies with its axis in alignment between the upper counter-element 6a and the lower receptacle 7a.
  • the application or welding process then takes place as described in more detail above.
  • the balancing weights are designed as balancing sheets, the shape of which is adapted to the rotor circumference in the respective balancing plane.
  • the tongs-like device 5 is moved to a loading station for the purpose of equipping the three receptacles 7a, 7b, 7c of the lower tongs unit 7 with compensating plates which are to be used in the newly balanced rotor. It goes without saying that, if necessary, more or less than three consecutive receptacles for counterweights can also be provided.
  • the device is first arranged in the desired level of compensation and then, for example, the receiving part is moved in the longitudinal direction of the rotor in accordance with the type of rotor to be balanced, until the respective row of three of the associated compensation plates is in the plane in which the counter element of the upper pliers unit is also located.
  • the compensation plate selected from this row of three is applied as described in more detail above with reference to FIG. 3 with displacement of the receiving part on the lower pliers unit.
  • a number of individual counter-elements corresponding to the number of rows of three on the lower pliers unit is provided on the upper pliers unit, so that only a displacement of the receiving part on the lower pliers unit in the transverse direction is required for the application, apart from, of course, the movement in the pliers feed direction and the displacement of the device into the respective compensation plane.
  • a correction balancing by means of a second additional unbalance compensation step, which takes place in a compensation plane that is closely adjacent in the longitudinal direction of the rotor, since only a different pair of counter element and row of three is to be selected.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung (3) zum Befestigen von Ausgleichsgewichten an Rotoren (2) mit mehreren Ausgleichsebenen, insbesondere an Gelenkwellen oder Kardanwellen, vorzugsweise in einer Auswuchtmaschine (1), die zumindest eine längs der Rotorachse positibnierbare zangenartige Einrichtung (5) aufweist, mit der ein Ausgleichsgewicht am Außenumfang des Rotors (2) plazierbar und dort befestigbar ist, wird zur Vereinfachung und zur kostengünstigeren Applikation der Ausgleichsgewichte vorgeschlagen, die zangenartige Einrichtung (5) zur Auf­nahme von mehreren Ausgleichsgewichten auszubilden.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Befestigen von Ausgleichsgewichten an Rotoren, insbesondere an Gelenkwellen oder Kardanwellen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen von Ausgleichsgewichten an Rotoren mit mehreren Ausgleichsebenen, insbesondere an Gelenkwellen oder Kardanwellen, vorzugsweise in einer Auswuchtmaschine, die zumindest eine längs der Rotorachse positionierbare zangenartige Einrichtung aufweist, mit der ein Ausgleichsgewicht am Außenumfang des Rotors plazierbar und dort befestigbar ist, sowie ein Verfahren zum Befestigen von Ausgleichsgewichten an Rotoren mittels einer zangenartigen Einrichtung.
Vorrichtungen und Verfahren der eingangs genannten Art werden in der Serienfertigung eingesetzt, um größere Stückzahlen von Rotoren, die mehrere Ausgleichsebenen aufweisen, beispielsweise Gelenkwellen oder Kardanwellen, wirtschaftlich auszuwuchten.
Aus der DE 44 40 812 A1 ist bekannt, einen Rotor, beispielsweise eine Kardanwelle, in einer Auswuchtmaschine anzuordnen, die Unwucht nach Größe und Winkellage zu ermitteln und anschließend mittels zumindest einer, der Auswuchtmaschine zugeordneten zangenartigen Einrichtung Ausgleichsgewichte in den Ausgleichsebenen der Kardanwelle am Rotorumfang zu plazieren und zu befestigen. Dazu wird das Ausgleichsgewicht von einer Einheit der zangenartigen Einrichtung aufgenommen, die zangenartige Einrichtung in die Ausgleichsposition gebracht und der Rotor in die richtige Winkellage gedreht. Dann wird das Ausgleichsgewicht befestigt mittels eines beispielsweise Klebe- oder Schweißvorganges. Zum Unwuchtausgleich in mehreren Ausgleichsebenen ist in jeder Ausgleichsebene eine zangenartige Einrichtung vorgesehen. Statt dessen kann nur eine längs der Rotorachse verschiebbare zangenartige Einrichtung vorgesehen sein, die jeweils in die betreffende Ausgleichsebene verschoben wird. Unabhängig davon, ob eine oder mehrere zangenartige Einrichtungen vorgesehen sind, erfolgt für jeden Ausgleichsschritt eine aufwendige Bestückung der zangenartigen Einrichtung mit demjenigen Ausgleichsgewicht, das an dieser Ausgleichsstelle erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung und einem Verfahren der eingangs genannten Art eine einfache und kostengünstige Applikation der erforderlichen Ausgleichsgewichte zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die zangenartige Einrichtung zur Aufnahme von mehreren Ausgleichsgewichten ausgebildet ist. Zum Befestigen mittels der zangenartigen Einrichtung werden mehrere Ausgleichsgewichte quer zur Längsrichtung des Rotors bewegt und ein ausgewähltes Ausgleichsgewicht am Rotor- umfang plaziert und befestigt.
Mit der Erfindung wird auf einfache Weise ein vollautomatischer Unwuchtausgleich möglich, bei dem alle Ausgleichsgewichte für den kompletten Unwuchtausgleich eines Rotors mittels nur einer zangenartigen Einrichtung am Rotor befestigt werden, ohne daß zwischenzeitliche Bestückungen mit Ausgleichsgewichten erforderlich sind. Dies schließt auch einen eventuell erforderlichen zweiten ergänzenden Unwuchtausgleichsschritt ein, der in einer in Rotorlängsrichtung eng benachbarten Ausgleichsebene des Rotors erfolgt. Die zangenartige Einrichtung kann vorteilhaft an nur einer geeigneten Beladestation mit Ausgleichs- gewichten bestückt werden. Dies kann mittels einer automatischen Bestükkung- seinrichtung oder auch vom Bediener erfolgen. Es wird die Häufigkeit und/oder die Dauer des Bestückungsvorgangs reduziert, so daß beispielsweise zwei Auswuchtmaschinen für Gelenkwellen oder Kardanwellen durch nur einen Bediener im überschlagenden Takt bedient werden können. Dies gilt insbeson- dere dann, wenn nur eine einzige Beladestation zur Bestückung mehrerer Aus- wuchtmaschinen vorgesehen ist und diese ergonomisch günstig beispielsweise zwischen den Auswuchtmaschinen liegt oder an deren Enden angeordnet ist. Durch den geringeren Bauaufwand aufgrund nur einer zangenartigen Einrichtung und der Vereinfachung der Bestückung mit Ausgleichsgewichten ergeben sich auch geringere Herstellungskosten.
Konstruktiv günstig ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der bei einer zangenartigen Befestigungseinrichtung mit zwei Zangeneinheiten vorzugsweise die untere Zangeneinheit ein zu dieser und quer zur Rotorlängsrichtung verschieb- bares Aufnahmeteil zur Aufnahme mehrerer Ausgleichsgewichte aufweist, da hier übliche Schlittenlösungen eingesetzt werden können und nur geringe träge Massen zu bewegen sind. Durch Benutzung der unteren Zangeneinheit kann in der Regel auf eine Halterung für die aufgenommenen Ausgleichsgewichte verzichtet werden.
Sehr einfach aufgebaut ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der beide Zangeneinheiten längs der Rotorachse gemeinsam verschiebbar sind.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der das Aufnahmeteil matrixförmig quer zur Rotorlängsrichtung und in Rotorlängsrichtung angeordnete Aufnahmen für Ausgleichsgewichte aufweist, ist es möglich, unterschiedliche Ausgleichsgewichtsformen oder -materialien, zum Beispiel Stahlblech oder Aluminiumblechstreifen zum Anschweißen, vorzuhalten. Damit lassen sich auch Rotoren, die in ihrer Form oder ihrem Material unterschiedlich sind, im Mixbetrieb auswuchten. Die Applikation, d.h. die Plazierung und anschließende Befestigung der Ausgleichsgewichte wird weiter vereinfacht durch eine Ausgestaltung, bei der das Aufnahmeteil und die andere Zangeneinheit in Rotorlängsrichtung zueinander verschiebbar sind und beide quer zur Rotorlängsrichtung vorzugsweise gemeinsam verschiebbar sind, da so die Aufnahme mit dem ausgewählten Ausgleichs- gewicht und das Gegenelement an der anderen Zangeneinheit schnell einander gegenüberliegend angeordnet werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß vorzugsweise die untere Zangeneinheit quer zur Rotorlängsrichtung hintereinanderliegende Aufnahmen für Ausgleichsgewichte aufweist, denen in Zangenzustellrichtung jeweils Gegenelemente in entsprechender Anzahl an der anderen Zangeneinheit zugeordnet sind. Damit sind jeder Aufnahme fluchtend gegenüberliegende Gegenelemente zugeordnet und die Auswahl und Applikation des ausgewählten Ausgleichsgewichtes wird durch einfaches gemeinsames Verschieben beider Zangeneinheiten quer zur Rotorlängsachse möglich, ohne daß dabei zusätzliche bewegliche Bauteile erforderlich sind.
Mit einer als Schweißvorrichtung ausgestalteten zangenartigen Einrichtung, die Elektroden an beiden Zangeneinheiten aufweist, können sowohl Punkt- als auch Buckelschweißverfahren zum Einsatz kommen. Für Aluminiummaterial werden bisher MIG- und WIG-Schweißverfahren verwendet, aber auch hier ist inzwischen das Buckelschweißen von vorgeformten Ausgleichsblechen möglich.
Ein besonders einfaches Verfahren zur Applikation des Ausgleichsgewichts sieht vor, daß bei einer zangenartigen Einrichtung mit zwei Zangeneinheiten mehrere Ausgleichsgewichte an vorzugsweise der unteren Zangeneinheit aufgenommen werden. Diese können über ein Aufnahmeteil verschiebbar zur unteren Zangeneinheit aufgenommen werden oder statt dessen direkt auf der unteren Zangen- einheit derart, daß sie nur mit dieser gemeinsam bewegt werden können.
Beim Applikationsverfahren von unverschieblich auf der unteren Zangeneinheit angeordneten Ausgleichsgewichten sind Gegenelemente in der der Anzahl der
Ausgleichsgewichte entsprechenden Anzahl an der oberen Zangeneinheit vorge- sehen und beide Zangeneinheiten werden gemeinsam quer zur Rotorlängsrich- tung verschoben, und nach Plazierung des ausgewählten Ausgleichsgewichts werden dieses und das zugehörige gegenüberliegende Gegenelement zur Anlage am Rotorumfang gebracht und befestigt.
Bei der Applikation unter Verschiebung des Aufnahmeteils wird das ausgewählte Ausgleichsgewicht einem einzigen Gegenelement an der oberen Zangeneinheit gegenüberliegend plaziert und befestigt. Bei nur einer Reihe von quer zur Rotorlängsrichtung auf dem Aufnahmeteil angeordneten Ausgleichsgewichten wird das Aufnahmeteil lediglich quer zur Rotorlängsrichtung auf der unteren Zangen- einheit verschoben, wobei nur der Applikationsvorgang in einer Ausgleichsebene betrachtet ist.
Werden Ausgleichsgewichte in mehreren in Rotorlängsrichtung hintereinander- liegenden Reihen - also matrixförmig auf dem Aufnahmeteil an der unteren Zan- geneinheit - vorgesehen, wird bei einem vorteilhaften Verfahren die obere Zangeneinheit, die keine Ausgleichsgewichte trägt, bei der Plazierung des ausgewählten Ausgleichsgewichts nicht verschoben, bleibt also der Ausgleichstelle gegenüberliegend angeordnet. Das Aufnahmeteil kann bei der Plazierung des ausgewählten Ausgleichsgewichts quer zur Rotorlängsrichtung und in Rotor- längsrichtung verschoben werden. Es kann jedoch auch vorgesehen werden, daß Gegenelemente an der oberen Zangeneinheit in Querrichtung entsprechend der Anzahl der in einer Reihe der unteren Zangeneinheit aufgereihten Ausgleichsgewichte angeordnet werden und dann eine Verschiebung des Aufnahmeteils in Rotorlängsrichtung auf der unteren Zangeneinheit und eine gemein- same Verschiebung von unterer und oberer Zangeneinheit in Querrichtung erfolgt. Schließlich ist auch noch eine Anordnung von Gegenelementen an der oberen Zangeneinheit in Rotorlängsrichtung in einer Anzahl, die der Anzahl der hintereinanderliegenden Ausgleichsgewichtsreihen an der unteren Zangeneinheit entspricht, möglich; hier erfolgt die gemeinsame Verschiebung in Rotorlängs- richtung und die Verschiebung des Aufnahmeteils auf der unteren Zangeneinheit in Querrichtung.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Ausgleichsgewichte an der oberen Zan- geneinheit oder an der oberen und der unteren Zangeneinheit vorzusehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine Vorrichtung zum Befestigen von Ausgleichsgewichten in
Seitenansicht,
Figur 2 die Vorrichtung nach Figur 1 in Vorderansicht,
Figur 3 einen Teil der Vorrichtung nach Figur 1 ,
Figur 4 eine weitere Ausführungsform eines Teils der Vorrichtung nach Figur 1.
In Figur 1 ist schematisiert eine Auswuchtmaschine 1 angedeutet, in die ein auszuwuchtender Rotor 2 eingelagert ist. Die Auswuchtmaschine 1 umfaßt in nicht näher dargestellter Weise Lagereinrichtungen für den auszuwuchtenden Rotor 2, zumindest einen Drehantrieb, Sensoren zur Erfassung des Drehverhaltens des Rotors 2 und von unwuchtinduzierten Schwingungen sowie eine Auswerteeinrichtung zur Ermittlung der Unwucht des Rotors 2. An der Auswuchtmaschine 1 angeordnet ist ferner eine Vorrichtung 3 zur Befestigung von Ausgleichsgewichten in mehreren Ausgleichsebenen des Rotors 2. Die Vorrichtung 3 ist in x-Richtung eines rechtwinkligen Koordinatensystems, wie in Figur 2 durch den Doppelpfeil x symbolisiert, auf einer am Rahmen der Auswuchtmaschine 1 angeordneten Führungsschiene 4 längs der Rotorachse, die in der Darstellung nach Figur 2 in der Blattebene liegt, verschiebbar. Die Führungs- schiene 4 überspannt die Auswuchtmaschine in Rotorlängsrichtung und ist versetzt nach hinten, bezogen auf die Bedienerseite, zur Rotorachse angebracht. Die Vorrichtung 3 kann somit auf der Führungsschiene 4 in unterschiedlichen Ausgleichsebenen verschoben und anschließend arretiert werden.
Die Vorrichtung 3 ist ferner in y-Richtung wie in Figur 1 durch den Doppelpfeil y angedeutet quer zur Rotorachse verschiebbar, um die Einlagerung des Rotors 2 in die Lagereinrichtungen der Auswuchtmaschine 1 bzw. seine Entnahmen zu ermöglichen. Die Vorrichtung 3 wird dabei zur Einlagerung des Rotors 2 oder seiner Entnahme von der Bedienerseite weg auf die versetzt angebrachte Führungsschiene 4 hin verschoben. Um die Befestigung von Ausgleichsgewichten zu ermöglichen, wird die Vorrichtung 3 nach dem Einlagern des Rotors 2 wieder in Richtung Rotorachse zurückverfahren.
Die Vorrichtung 3 weist eine zangenartige Einrichtung 5 auf, mit der ein Aus- gleichsgewicht in der jeweiligen Ausgleichsebene am Außenumfang des Rotors 2 plazierbar und dort befestigbar ist. Die zangenartige Einrichtung 5 umfaßt - wie aus den Figur 3 und 4 näher ersichtlich - zwei in der durch den Doppelpfeil z angedeuteten Zangenzustellrichtung schwimmend zueinander gelagerte Zangeneinheiten 6, 7, die mit Hilfe einer Vorschubeinheit 8 zur Vergrößerung oder Verkleinerung ihres Abstandes relativ zueinander bewegbar sind.
Die zangenartige Einrichtung 5 wird zum Befestigen der Ausgleichsgewichte mit ihren Zangeneinheiten 6, 7 so beiderseits des Rotors 2 diesen teilweise umgreifend angeordnet, daß die Zustellrichtung die Rotorachse schneidet. Die Zangen- einheiten 6, 7 sind gemeinsam mittels einer Vorschubeinheit 8 bis zur Anlage einer der Zangeneinheiten 6, 7 am Rotorumfang bewegbar, im dargestellten Ausführungsbeispiel bis zur Anlage der oberen Zangeneinheit 6 am Rotor 2. Sobald die obere Zangeneinheit 6 an dem Rotor 2 anliegt, wird die untere Zangeneinheit 7 durch die auf sie einwirkende Gegenkraft der Vorschubeinheit 8 ebenfalls in Kontakt mit dem Rotor 2 gebracht. Die Bewegung der unteren Zangeneinheit 7 wird hierbei durch eine in Zangenzustellrichtung z schwimmende Lagerung der zangenartigen Einrichtung 5 an einem Träger 12 ermöglicht. Hierbei ist zur Kompensation ihres Gewichtes die zangenartige Einrichtung 5 über eine vorzugsweise pneumatische Zylindereinheit 9 an dem Träger 12 abgestützt. Die Zylindereinheit 9 wird zur Gewichtskompensation mit reduziertem Druck beaufschlagt. Sie kann zusätzlich mit vollem Druck beaufschlagt werden, um die zangenartige Einrichtung 3 bei nicht eingesetztem Rotor so weit anzuheben, daß zur Lagerung des Rotors vorgesehene Meßlagerständer in x-Richtung überfahren werden können.
Die untere Zangeneinheit 7 ist zur Aufnahme mehrerer Ausgleichsgewichte ausgebildet.
In der Ausführungsform nach Figur 3 sind drei Aufnahmen 7a, 7b und 7c quer zur Längsrichtung des Rotors 2 hintereinanderliegend angeordnet und auf der unteren Zangeneinheit 7 gemeinsam mittels einer Betätigungseinrichtung 11 verschiebbar. Zur gemeinsamen Verschiebung können die Aufnahmen 7a, 7b, 7c auf dem Aufnahmeteil 10 angebracht sein, es können jedoch die Aufnahmen 7a, 7b, 7c auch hintereinanderliegend in einem Führungsprofil verschiebbar sein. Zur Applikation des in der Aufnahme 7c befindlichen, für diese Ausgleichsebene ausgewählten Ausgleichsgewichts, das von der Form her dem Rotorumfang in dieser Ausgleichsebene angepaßt ist, werden die Aufnahmen 7a, 7b, 7c aus der in Figur 3 dargestellten Anordnung, in der die Aufnahme 7a fluchtend zur Rotorachse steht, gemeinsam in die in Figur 1 dargestellte Stellung verschoben, in der die Aufnahme 7c mit dem ausgewählten Ausgleichsgewicht fluchtend zur Rotor- achse steht. Die zangenartige Einrichtung 5 wird nun in Zustell richtung bis zur Anlage der oberen Zangeneinheit 6 am Rotor 2 bewegt. Danach erfolgt die Zustellung der unteren Zangeneinheit 7, wobei die obere Zangeneinheit 6 als Gegenlager dient. Das Ausgleichsgewicht in der Aufnahme 7c wird gegen den Rotorumfang gepreßt und durch einen Schweißvorgang am Rotor 2 befestigt, wobei die obere und die untere Zangeneinheit 6, 7 als Elektroden dienen. Nach dem Öffnen der zangenartigen Einrichtung 5 wird die Vorrichtung 3 in die nächste Ausgleichsebene verfahren und dort ein weiteres Ausgleichsgewicht appli- ziert, wobei vor sämtlichen Applikationsvorgängen der Rotor 2 in die während der Meßphase ermittelte Ausgleichswinkellage für diese Ausgleichsebene eingedreht wird. Nachdem Ausgleichsgewichte in allen Ausgleichsebenen appliziert sind, wird die Vorrichtung 3 mit der zangenartige Einrichtung 5 in Richtung Führungsschiene 4 zurückgefahren, der Rotor 2 entnommen und ein unwuchtbehafteter Rotor in die Auswuchtmaschine eingelagert, die Unwucht bestimmt und der Aus- gleich wie oben beschrieben vorgenommen.
In der Ausführung der zangenartigen Einrichtung 5 nach Figur 4 sind drei Aufnahmen 7a, 7b und 7c an der unteren Zangeneinheit 7 angeordnet, die gegenüber dieser nicht verschiebbar sind. Den drei Aufnahmen 7a, 7b und 7c an der unteren Zangeneinheit 7 sind in Zangenzustellrichtung fluchtend drei Gegenelemente 6a, 6b und 6c an der oberen Zangeneinheit 6 zugeordnet. Zur Applikation des aus den drei Ausgleichsgewichten für die jeweilige Ausgleichsebene ausgewählten Ausgleichsgewichts, beispielsweise des Ausgleichsgewichts 7a für den in Figur 4 strichpunktiert dargestellten Rotorabschnitts mit dem kleinsten Durch- messer, wird die gesamte zangenförmige Einrichtung 5 bzw. die untere und obere Zangeneinheit 6, 7 mit den darauf unverschieblich angeordneten Aufnahmen 7a, 7b, 7c und den Gegenelementen 6a, 6b, 6c so verschoben, daß der Rotor 2 mit seiner Achse fluchtend zwischen dem oberen Gegenelement 6a und der unteren Aufnahme 7a liegt. Danach erfolgt die Applikation bzw. der Schweiß- Vorgang wie oben näher beschrieben. In den beschriebenen Ausführungsformen sind die Ausgleichsgewichte als Ausgleichsbleche ausgebildet, deren Form dem Rotorumfang in der jeweiligen Ausgleichsebene angepaßt ist. Nachdem ein Rotor 2 ausgeglichen ist, wird die zangenartige Einrichtung 5 zu einer Beladestation verfahren zwecks Bestückung der drei Aufnahmen 7a, 7b, 7c der unteren Zangeneinheit 7 mit Ausgleichsblechen, die beim neu auszuwuchtenden Rotor zum Einsatz kommen sollen. Es versteht sich, daß im Bedarfsfall auch mehr oder weniger als drei hintereinander- liegende Aufnahmen für Ausgleichsgewichte vorgesehen werden können.
In Abänderung der in Figur 3 dargestellten Ausführung kann in nicht näher dargestellter Weise vorgesehen werden, daß weitere Reihen von beispielsweise drei Aufnahmen in Längsrichtung des Rotors hintereinander vorgesehen sind. Dadurch ergibt sich insgesamt eine matrixförmige Anordnung von Aufnahmen, wobei diese zweckmäßig auf einem auf der unteren Zangeneinheit verfahrbaren Aufnahmeteil angeordnet sind Diese auf dem sowohl in Richtung quer zur Rotorlängsachse als auch in Rotorlängsrichtung verfahrbaren Aufnahmeteil angeordneten Aufnahmen können so mit Ausgleichsblechen bestückt werden, daß beispielsweise Rotoren unterschiedlicher Form oder unterschiedlichen Materials im Mixbetrieb ausgewuchtet werden können. Dazu wird zunächst die Vorrichtung in der gewünschten Ausgleichsebene angeordnet und dann beispielsweise das Aufnahmeteil in Rotorlängsrichtung entsprechend der Art des auszuwuchtenden Rotors verfahren, bis die jeweilige Dreierreihe der zugeordneten Ausgleichsbleche in der Ebene steht, in der auch das Gegenelement der oberen Zangeneinheit steht. Die Applikation des aus dieser Dreierreihe ausgewählten Ausgleichsblechs erfolgt wie oben unter Bezug auf Figur 3 näher beschrieben mit Verschiebung des Aufnahmeteils auf der unteren Zangeneinheit.
Es kann jedoch auch vorgesehen werden, daß eine der Anzahl der Dreierreihen an der unteren Zangeneinheit entsprechende Anzahl einzelner Gegenelemente an der oberen Zangeneinheit vorgesehen wird, so daß zur Applikation lediglich eine Verschiebung des Aufnahmeteils an der unteren Zangeneinheit in Querrichtung erforderlich ist, abgesehen natürlich von der Bewegung in Zangenzustellrichtung und der Verschiebung der Vorrichtung in die jeweilige Ausgleichs- ebene. Bei dieser Ausgestaltung ist es auch sehr einfach möglich, eine Korrek- turauswuchtung mittels eines zweiten ergänzenden Unwuchtausgleichsschrittes durchzuführen, der in einer in Rotorlängsrichtung eng benachbarten Ausgleichsebene erfolgt, da nur ein anderes Paar von Gegenelement und Dreierreihe zu wählen ist.
Es versteht sich auch, daß anstelle der oder zusätzlich zu der dargestellten und beschriebenen Schweißeinrichtung auch andere bekannte Befestigungseinrichtungen wie Klebeinrichtungen eingesetzt werden können.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Vorrichtung zum Befestigen von Ausgleichsgewichten räumlich von der Auswuchtmaschine zu trennen, falls sich dies beispielsweise für eine Fertigungslinie als günstig herausstellt. Der Rotor wird dann von der Auswuchtmaschine in die Vorrichtung umgelagert, wobei Informationen über die ermittelte Unwucht bzw. daraus resultierende Ausgleichsdaten weitergegeben werden.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum Befestigen von Ausgleichsgewichten an Rotoren (2) mit mehreren Ausgleichsebenen, insbesondere an Gelenkwellen oder Kardanwellen, vorzugsweise in einer Auswuchtmaschine (1), die zumindest eine längs der Rotorachse positionierbare zangenartige Einrichtung (5) aufweist, mit der ein Ausgleichsgewicht am Außenumfang des Rotors (2) plazierbar und dort befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zan- genartige Einrichtung (5) zur Aufnahme von mehreren Ausgleichsgewichten ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die zangenartige Einπchtung (5) zwei in Zangenzustellrichtung schwimmend zueinander gelagerte Zangeneinheiten (6, 7) umfaßt, die gemeinsam bis zur Anlage einer Zangeneinheit (6 oder 7) am Rotor (2) bewegbar sind, und die andere Zangeneinheit (7 oder 6) durch Relatiwerschiebung zur ersten Zangeneinheit (6 oder 7) am Rotor (2) anlegbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise die untere Zangeneinheit (7) ein zu dieser und quer zur Rotorlängsrichtung verschiebbares Aufnahmeteil zur Aufnahme mehrerer Ausgleichsgewichte aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zangeneinheiten (6, 7) in Rotorlängsrichtung gemeinsam verschiebbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil matrixförmig quer zur Rotorlängsrichtung und in Rotorlängsrichtung angeordnete Aufnahmen (7a, 7b, 7c) für Ausgleichsgewichte aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnah- meteil und die andere Zangeneinheit (6) in Rotorlängsrichtung zueinander verschiebbar sind und beide quer zur Rotorlängsrichtung vorzugsweise gemeinsam verschiebbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise die untere Zangeneinheit (7) quer zur Rotorlängsrichtung hintereinander- liegende Aufnahmen (7a, 7b, 7c) für Ausgleichsgewichte aufweist, denen in Zangenzustellrichtung jeweils Gegenelemente (6a, 6b, 6c) in entsprechender Anzahl an der anderen Zangeneinheit (6) zugeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zangenartige Einrichtung (5) als Schweißvorrichtung mit Elektroden an beiden Zangeneinheiten (6, 7) ausgebildet ist.
9. Verfahren zum Befestigen von Ausgleichsgewichten an Rotoren (2) mittels einer zangenartigen Einrichtung (5), bei dem an dieser mehrere Ausgleichsgewichte angeordnet werden, bei dem die mehreren Ausgleichsgewichte quer zur Rotorlängsrichtung bewegt werden und bei dem ein ausgewähltes Ausgleichsgewicht an der Ausgleichsstelle am Rotorumfang plaziert und dort befestigt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der zangenartigen Einrichtung (5) zwei schwimmend in Zangenzustellrichtung gelagerte Zangeneinheiten (6, 7) vorgesehen werden und mehrere Ausgleichsgewichte an vorzugsweise der unteren Zangeneinheit (7) aufge- nommen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Plazierung des ausgewählten Ausgleichsgewichtes beide Zangeneinheiten (6, 7) quer zur Rotorlängsrichtung gemeinsam verschoben werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Plazierung des ausgewählten Ausgleichgewichtes eine an vorzugsweise der unteren Zangeneinheit (7) angeordnete Aufnahme für Ausgleichsgewichte quer zur Rotorlängsrichtung verschoben wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß zur Plazierung des ausgewählten Ausgleichsgewichtes quer zur Rotorlängsrichtung die Zangeneinheit, die keine Ausgleichsgewichte trägt, nicht verschoben wird.
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