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Auswuchtmaschine Die Erfindung betrifft eine Auswuchtmaschine mit
zwei kraftmessenden Gebern in den Lagerebenen.
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Zur elektrischen Umrechnung der in den Lagerebenen gemessenen Unwuchtkräfte
auf die Ausgleichsebene sind Spannungsteileranordnungen bekannt, durch welche von
den Geberspannungen Teilspannun gen abgegriffen und in geeigneter Weise gegeneinandergeschaltet
werden. Die Lagerkräfte Pr,PII hängen mit den auf die Ausgleichsebenen bezogenen
Unwuchten P1, P2 durch die einfachen Beziehungen zusammeln: Pr = Pr a b PnbC, (1)
-P2 = -PII ### + PI a/b, (2) worin a und c die Abstände zwischen den Lagerebenen
und den Ausgleichsebenen und b deren Abstand voneinander bedeuten (vgl. Fig. 1).
Daher kann die Einstellung der Spannungsteileranordnung mit rechnerisch aus den
Abständen der lager- und Ausgleichsebenen ermittelten Einstellwerten erfolgen. Bei
einer bekannten Anordnung werden zwei Spannungsteiler, an denen je eine der Geberspannungen
anliegt, direkt a+b nach Maßgabe der Werte und c/b eingestellt, b und die abgegriffenen
Teilspannungen werden gegeneinandergeschaltet. Es ist dann aber erforderlich, die
a + b Werte und c/b rechnerisch zu ermitteln (vgl. zum b Beispiel die niederländische
Patentschrift 87182).
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Es ist zur Vermeidung dieser Nachteile eine Anordnung bekannt, bei
welcher zum Ausgleich der Restmomente eine Spannungsteileranordnung vorgesehen ist,
die aus wenigstens drei Spannungsteilern besteht, welche proportional zu den Abständen
zwischen den beiden Lagerebenen und den zugeordneten Ausgleichsebenen bzw. den Ausgleichsebenen
voneinander eingestellt werden (vgl. deutsche Patentschrift 962 474). Bei der bekannten
Anordnung werden a + b die Ausdrücke und c/b mittels einer Potentiob meterschaltung
nachgebildet, deren einzelne Potentiometer nach Maßgabe von a, b und c selbst eingestellt
werden. Da der Abstand b der beiden Ausgleichsebenen voneinander in den erwähnten
Ausdrücken zweimal vorkommt, nämlich einmal im Zähler und einmal im Nenner, sind
bei der bekannten Anordnung vier Potentiometer vorgesehen, von denen zwei proportional
zu b eingestellt werden. Man kann zu diesem Zweck diese zwei Potentiometer auf einer
gemein-
samen Welle anordnen, so daß sie gemeinsam eingestellt werden. Dies stellt
aber einen nicht unerheblichen Aufwand dar. Es hat sich außerdem in der Praxis gezeigt,
daß es Schwierigkeiten bereitet, die Charakteristiken der b-Potentiometer hinreichend
genau einander anzupassen, so daß sie mit einem gemeinsamen Einstellglied einstellbar
sind.
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Die Erfindung geht aus von einer solchen Anordnung, bei welcher mittels
zweier Spannungsteiler von den Geberspannungen Teilspannungen abgegriffen und gegeneinandergeschaltet
werden und der Differenzmeßwert mittels des dritten Spannungsteilers durch den an
diesem eingestellten Wert elektrisch dividiert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile
der vorerwähnten Anordnung zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht,
daß nur die von den besagten zwei Spannung teilern abgegriffenen Teilspannungen
U1 - und Uij elektrisch subtrahiert werden und dem Quotientenmeßwert (1 h b UIIe)
eine der Geberspannungen (UI,UII) überlagert wird.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich eine wesentliche
Schaltungsvereinfachung ergibt; wenn man von einer etwas umgeformten Fassung der
Gleichungen (1) und (2) ausgeht, nämlich - -Pia Pnc P1 = PI + (3) b PIa - PIIc b
Hierbei treten die Abstände a, b und c jeder nur einmal auf, so daß man fürjeden
nur ein Potentiometer vorzusehen braucht. Die beiden ersterwähnten Spannungsteiler
werden proportional zu a und c, der dritte wird nach Maßgabe von b eingestellt.
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Man kann eine Auswuchtmaschine nach der Erfindung leicht so ausbilden,
daß sie gleichzeitig die Unwuchten in beiden Ausgleichsebenen anzeigt. Das kann
nämlich einfach in der Weise erfolgen, daß der Quotientenmeßwert gleichzeitig zwei
Ausgangsstromkreisen zugeführt wird und ihm in dem einen die eine und in dem anderen
die zweite Geberspannung überlagert wird.
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Für fliegende Wichtung (negative Werte von a oder c) kann die Anordnung
so getroffen werden, daß die Geberspannungen mittels eines Schalters umpolbar sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und im folgenden beschrieben: Fig. 1 zeigt schematisch einen Wuchtkörper mit den
Lagen der Lager- und Ausgleichsebenen; F i g. 2 zeigt die Schaltung einer Auswuchtmaschine
nach der Erfindung.
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Durch die Kräfte PI und PII werden in bekannter Weise in den in den
Lagerebenen LL und RL (Fig. 1) angeordneten Gebern Maßspannungen UI und UII erzeugt.
Diese Geberspannungen liegen zwischen den Punkten 1, 2 bzw. 1,3 (Fig. 2) an. Sie
werden mittels Transistoren 4, 5 verstärkt. Widerstände 6, 7 bzw.
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8, 9 dienen zur Einstellung des Arbeitspunktes der Transistoren 4,
5. Die Widerstände 10, 11 dienen in üblicher Weise als Gegenkopplung und Arbeitspunktstabilisierung.
An den Widerständen 12, 13 fällt dann eine verstärkte Geberspannung - U1 bzw. Us
ab. Diese wird über Kopplungskondensatoren 14 bzw. 15 je einem zweiten Transistor
16 bzw. 17 zugeführt. Die Widerstände 18, 19, 20 bzw. 21, 22, 23 dienen in üblicher
Weise zur Einstellung der Arbeitspunkte der Transistoren 16, 17 und zur Gegenkopplung
und Arbeitspunktstabilisierung. An den Widerständen 24,25 fallen ebenfalls die verstärkten
Geberspannungen ab. Die dort abgegriffenen Spanungen sind aber gegenüber den Spannungen,
die an jen Widerständen 12, 13 abfallen, um 1800 phasenverschoben (AusgangsspannungistgegenüberEingangsspannung
bei einem Transistor in Emitterschaltung um 1800 verschoben).
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An den Widerständen 12, 13 bzw. 24,25 liegen also Spannungen an,
die beide Male den Geberspannungen Uk Un I entsprechen, aber um 1800 gegeneinander
phasenverschoben sind. Mit 65 und 66 sind nun zwei zweipolige Umschalter bezeichnet.
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Durch diese werden wahlweise die an den Widerbeiden 12 und 13 oder
die an den Widerständen 24 und 25 abgegriffenen Spannungen an Potentiometer 26 bzw.
27 angelegt. Damit sich die Belastung des nicht an die Potentiometer 26,27 angelegten
Transistors nicht ändert, wird durch die Umschalter 65, 66 dabei jeweils ein entsprechender
Festwiderstand (als gleichwertige Bürde) 28 bzw. 29 eingeschaltet.
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Die Potentiometer 26 und 27 werden proportional zu a (Fig. 1) undc
eingestellt. Die abgegriffenen Spannungen proportional a U1 und proportional c Un
werden über Kopplungskondensatoren 30, 31 auf die Basen von Transistoren 32, 33
gegeben. Die Widerstände 34,35 bzw. 36, 37 dienen wieder zur Einstellung des Arbeitspunktes
des Transistors.
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Die Ausgangsspannungen der Transistoren 32, 33 werden über Entkopplungswiderstände
38, 39 addiert und auf die Basis eines Transistors 40 gegeben.
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Die Transistoren 3Z,-33 sind als Widerstandsuntersetzer geschaltet,
damit sie die Potentiometer 26,27 nicht beIasten. Sie verstärken die Spannungen
also
nicht. Auch der Transistor 40 ist als Widerstandsuntersetzer geschaltet; sein
Arbeitswiderstand ist mit 41 bezeichnet. Die Ausgangsspannung der Transistorstufe
40, 41 wird auf eine zweite ebenfalls als Widerstandsuntersetzer geschaltete Transistorstufe
42, 43 gegeben, deren Ausgangs spannung über einen Kopplungskondensator44 an einem
Spannungsteiler anliegt. Dieser besteht aus einem als Regelwiderstand geschalteten
Potentiometer 45 und einem Festwiderstand 46, der sich aus Parallelschaltung von
46, 67 und dem Eingangswiderstand des Transistors 47 ergibt.
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Die Ausgangsspannung der Stufe 42, 43 ist durch die wiederholte Widerstandsuntersetzung
so niederohmig, daß sie sich mit einer Änderung der Belastung nicht ändert. Sie
ist proportional UIa-UIIc. Das Potentiometer 45 plus Festwiderstand 46 wird proportional
b eingestellt. Es ist einleuchtend, daß b einen bestimmten Wert nicht unterschreiten
kann. Wenn die Teilspannung des Spannungsteilers nun an dem Festwiderstand 46 vom
Wert R abgegriffen wird, so ist ist sie ~ Rb. Die Schaltung führt also eine elektrische
Division durch b aus. Man erhält einen Wert UIa - UIIc b Diese Spannung wird gleichzeitig
zwei Transistoren 47, 48 zugeführt. Mit 49, 50 bzw. 51, 52 sind die üblichen Arbeitswiderstände
der Transistoren bezeichnet; 50, 52 dienen im wesentlichen der Arbeitspunktstabilisierung.
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Die an den Widerständen 12 bzw. 13 abgegriffenen Spannungen werden
außer den Transistoren 16 bzw. 17 auch gleichzeitig Transistoren 53 bzw. 54 zugeführt.
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Die Ausgangsspannungen dieserTransistoren53und54, die proportional
den vollen Geberspannungen UI und Un sind, werden über Kopplungskondensatoren 55,56,
Entkopplungswiderstände 57,58 und Justierwiderstände 59, 60 Potentiometern 61, 62
zugeführt, zusammen mit den Ausgangsspannungen der Transistoren 47 und 48, die über
Kondensatoren 63, 64 zugeführt werden.
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An den Potentiometern 61 und 62 werden die Ausgleichsradien eingestellt.
Es werden an ihnen Spannungen abgegriffen, die proportional sind zu UIa-UIIc Ur+
b bzw.
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-Un+ UIa - UIIc b die also Meßwerte für die Unwuchten in den beiden
Ausgleichsebenen darstellen. Diese beiden Meßwerte können mit einer erfindungsgemäßen
Schaltung gleichzeitig angezeigt oder sonstwie verarbeitet werden.
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Durch die Schalter 65, 66 kann die Phase der an den Potentiometern
26, 27 anliegenden Spannung geändert werden. Das entspricht einerVorzeichenumkehr
der Abstände a oder c, wie sie bei » fliegenden Wuchten« auftreten kann, d. h. bei
einer Auswuchtung, bei welcher eine oder beide Ausgleichsebenen außerhalb der Lagerebenen
liegen.
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Die angegebene Schaltung kann natürlich in äquivalenter Weise mit
Röhren ausgeführt werden. Als
Geber kann man z. B. Bariumtitanatelemente
verwenden. Die Lagerkräfte können jedoch auch auf jede andere geeignete Weise, z.
B. durch magnetostriktive Messung, ermittelt werden.
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Die mit 1 gekennzeichnete Klemme liegt an der Masse.