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Verfahren zur Ermittlung der Größe von Unwuchten rotierender Körper
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Größe von Unwuchten rotierender
Körper.
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Beim Wuchten von Rotationskörpem, beispielsweise Fahrzeugrädern od.
dgl., müssen verschiedene Tabellen verwendet oder Einstellungen der Maschinen vorgesehen
werden, die, etwa nach Radgrößen geordnet, Zugehörigkeiten von Auswuchtgewichtsgrößen
zu den ermittelten Amplituden des schwingenden Teils der Maschinen angeben. Für
jede Größe oder Gruppe von Größen der Räder sind dann Kurven oder Tabellen vorhanden,
auf denen die den jeweiligen Amplituden zugehörigen Gewichte in einer bestimmten
Gewichtseinheit angegeben sind.
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Es hat sich nun bei Wuchtmaschinen, insbesondere bei solchen, die
nach dem Auslaufverfahren arbeiten, erwiesen, daß diese aus Versuchen ermittelten
Tabellen oder Einstellungen elektrischer Organe auf bestimmte Werte nicht mit den
eingestellten Verhältniswerten von Wuchtamplituden zu Gewichtsangaben übereinstimmen,
so daß sich Abweichungen bis zu 10 und mehr Prozent ergeben, die nur durch Probelauf
und entsprechendes Nachwuchten beseitigt werden können. Diese Abweichungen liegen
aber weit über den bei diesen Wuchtmaschinen zulässigen Arbeitstoleranzen. Ferner
werden dem Bedienungspersonal immer wieder neue Aufgaben gestellt, besonders, wenn
in Rädern neuer Typen, für welche die Werte in den Tabellen noch nicht enthalten
sind, die dynamischen Unwuchten zu beseitigen sind. So ist das Personal auf empirische
Schätzungen angewiesen.
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Es ist zwar bereits bekannt, daß Räder verschiedener Abmessungen
bei gleichen Hebelarmverhältnissen, also gleichen Momenten der Ausgleichsgewichte,
verschiedene Ergebnisse zeigen können. Beispielsweise ist es bekannt, daß Unterschiede
der Gewichtssumme der Räder plus Reifen bei gleicher angegebener Reifengröße bis
zu 40°/o betragen können und daß diese Unterschiede in die Messung der dynamischen
Unwucht eingehen und die Ergebnisse gegenüber den Sollwerten der Tabellen verfälschen.
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Es ist deshalb vorgeschlagen worden, bestimmte Dimensionen der Räder
nach ihrer Größe, nämlich Durchmesser, Breite und Gewicht, »abzutasten«, um so eine
genaue Einstellung hinsichtlich der Größe zu ermöglichen und bessere Ergebnisse
in der Praxis zu erzielen. Diese Vorschläge sind jedoch grundsätzlich nicht richtig;
sie bedingen außerdem einen so großen baulichen Aufwand, daß eine praktische Einführung
schon deshalb nicht in Betracht kommen kann.
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Es war zwar weiterhin bekannt, daß das Massenträgheitsmoment bzw.
das Gewicht des Prüfkörpers und dessen Schwerpunktlage bei Wuchtmaschinen,
bei denen
ein entsprechender Schwingweg gemessen wurde, eine entscheidende Rolle spielt und
in die Messung mit eingeht. Es wurde auch erwähnt, daß das Gewicht und der Schwerpunkt
des Prüfkörpers von Bedeutung seien. Nach dem bisherigen Stand der Technik wird
die starre Wuchtmaschine, bei der keine Schwingwege, sondern Kräfte gemessen werden,
als die Möglichkeit angegeben, das Problem der Massenträgheit zu vermeiden.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe soll daher nach einem
anderen Gesichtspunkt gelöst werden. Dieser geht davon aus, daß dem Massenträgheitsmoment
der zu wuchtenden Körper eine wesentliche Rolle zukommt, so daß dessen Wert zu ermitteln
ist, der als Kennwert bei der Bestimmung der Unwuchtgröße dient.
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Diese Massenträgheit ist z. B. bei Fahrzeugrädern bei gleichen angegebenen
Felgendimensionen infolge der verschienen Massengröße, deren Verteilung und deren
Anordnung zu den Bezugsachsen, also auch zur Einstellung der Räder zu den vorhandenen
Schwingungsmittelpunkten, so verschieden groß, daß die obenerwähnten Unterschiede
in der Größenanzeige der Unwuchten auftreten.
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Wenn also das Massenträgheitsmoment als Kennwert des zu prüfenden
Rades berücksichtigt wird, erfolgt die Korrektur, die zur Erzielung richtiger Meßergebnisse
der Amplitudenangabe bzw. ihrer Umrechnung in Gewichtsgrößen notwendig ist, da bisher
bei der empirisch erfolgten Aufstellung der Tabellen jeweils nur das Trägheitsmoment
stillschweigend in die Messung aufgenommen wurde, das dem betreffenden Eichrad entsprach.
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Die Erfindung geht weiter davon aus, daß die Federkonstante der Wuchtmaschinen
einer Type praktisch gleich oder mit zusätzlichen Mitteln gleich einstellbar ist
und die Reibungskräfte in praktisch
gleicher Größe auftreten. Bei
gleichen Federkonstanten und gleicher Reibung und bekannter geometrischer Anordnung
der Ausgleichsgewichte ist durch Zuhilfenahme des Massenträgheitsmomentes als bisheriger
Unbekannten eine feste Beziehung zur Amplitude, insbesondere in der Schwingungsresonanz,
gegeben.
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Die Erfindung betrifft dementsprechend ein Verfahren zur Ermittlung
der Größe der Unwucht, bei welchem außer der eigentlichen Unwuchtmessung das Massenträgheitsmoment
des Prüflings einschließlich der schwingenden Teile der Auswuchtmaschine in bezug
auf die Schwingachse der Maschine ermittelt wird, und ist dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ermittlung dieses Massenträgheitsmomentes die Drehzahl des Prüflings in
der Resonanz gemessen wird.
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In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verfahren an Hand einer
besonders geeigneten Vorrichtung näher beschrieben.
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Gemäß der Erfindung wird das Massenträgheitsmoment des zu wuchtenden
Körpers 1 - eines Fahrzeugrades - einschließlich des schwingenden Teils der Wuchtmaschine,
wie der um die Achse 3 schwingenden Welle 2 mit dem Befestigungsflansch für das
Rad 1 und mit der Schreibscheibe 4, durch Ermittlung der Drehzahl des Prüflings
in der Resonanz ermittelt.
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Diese Ermittlung erfolgt beispielsweise mittels eines Drehzahlmessers
5, der über einen Magnetgeber 6 an die umlaufende Welle gekuppelt ist. Der Druckknopf
7 erlaubt beispielsweise, den Drehzahlanzeiger in der gemessenen Lage festzuhalten.
Diese Drehzahl des zu prüfenden Gegenstandes in der Resonanz ist ein brauchbarer
Faktor als Maß für die Massenträgheit.
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Sind nun Kurven oder Tabellen vorhanden, die aus Versuchen mit verschiedenen
Rädern aufgestellt wurden und bei deren Ermittlung ein jeweilig unbekanntes Trägheitsmoment
mitgemessen wurde, so ist
bei Berücksichtigung eines nach dem Verfahren der Erfindung
ermittelten Massenträgheitskennwertes -also des Frequenzfaktors - eine Korrektur
der Beziehung Amplitude-Ausgleichsgewichtsgröße möglich.
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Wird beispielsweise für ein Rad mit einem Reifen der Größe 6,70 13
für das eine Amplitude von 30 mm einer Gewichtsgröße von 40 g entspricht, eine Tabelle
Nr. 3 verwendet und nach Feststellung des Trägheitsfaktors ermittelt daß das zu
prüfende Rad eine größere Massenträgheit, also eine kleinere Resonanzfrequenz besitzt,
so muß dann die Wahl des Gewichts nach der Tabelle Nr. l erfolgen, nach der eine
Amplitude von 30 mm einer Gewichtsgröße von 48 g, d. h. in der Praxis 50 g, entspricht,
um einen restfreien Ausgleich der Unwucht zu erreichen.
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Es können nun aber auch für Räder, bei denen nur die Reifengrößen
bekannt, diese selbst aber tabellenmäßig nicht erfaßt sind, nach Ermittlung des
Trägheitsfaktors eine richtige Tabelle aufgestellt werden.