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Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen der elektrischen Anzeigeinstrumente
von dynamischen Auswuchtmaschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung zum Einstellen der elektrischen Anzeigeinstrumente von einen elektrischen
Rahmen aufweisenden dynamischen Auswuchtmaschinen, bei denen den von Schwingungsumformern
erzeugten Wechselspannungen je eine Spannung überlagert wird, die so groß gewählt
ist, daß die Anzeigeinstrumente für beide Ebenen »Null« anzeigen und bei denen ferner
in weiteren Meßläufen unter Einsetzen von Probegewichten in den Prüfling die Einstellung
des elektrischen Rahmens einschließlich der Einregelung der Größenanzeige der Meßinstrumente
vorgenommen wird sowie die Spannungen für die Messung abgeschaltet werden.
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Bei dynamischen Auswuchtmaschinen mit elektrischer Anzeige kann man
im elektrischen Stromkreis einen vollkommen ausgewuchteten Prüfling dadurch vortäuschen,
daß die Unwuchtwirkungen des Prüflings auf die Schwingungsumformer durch Einschalten
gleich großer, aber entgegengesetzter Wechselspannungen ausgeglichen werden. Auf
diese Weise ist die Einstellung des elektrischen Rahmens der Auswuchtmaschine möglich,
ohne daß fehlerfrei ausgewuchtete Meisterprüflinge benötigt werden. Die Nullungsverfahren
der in Rede stehenden Art sind jedoch bisher nur durchführbar, wenn Wechselspannungen
zur Verfügung stehen, die sowohl in der Amplitude als auch in der Phase so regelbar
sind, daß sie identisch den von den Schwingungsumformern gelieferten Wechselspannungen
entsprechen.
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Nach der deutschen Patentschrift 969 034 werden die benötigten Wechselspannungen
über Transformatoren vom Wuchtmaschinenphasengeber abgegriffen.
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Diese Spannungen werden so groß gewählt, daß, wenn sie den von den
Schwingungsumformern erzeugten Wechselspannungen entgegengeschaltet werden, die
Anzeigeinstrumente für beide Ebenen»Null« anzeigen. In weiteren Meßläufen wird sodann
unter Einsetzen von Probegewichten in den Prüfling die Einstellung des elektrischen
Rahmens vorgenommen und eine geeignete Größenanzeige der Meßinstrumente gewählt.
Für die Messung werden die überlagerten Spannungen abgeschaltet.
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Einer der Nachteile dieses bekannten Verfahrens ist darin zu sehen,
daß es relativ aufwendig ist, was nicht zuletzt auf die Anwendung von Wechselspannungen
als Kompensationsspannungen zurückzuführen ist.
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Es sind zwar Auswuchtmaschinen einer vereinfachten Bauweise bekannt,
bei welchen der Wechselstromgenerator und der zugehörige Regelteil eingespart sind
und eine mit dem Prüfling synchron
umlaufende, einfache Unterbrechereinrichtung verwendet
wird, durch welche die Wechselspannungen der Schwingungsumformer dergestalt zerhackt
werden, daß beispielsweise das Signal über 1800 durchgelassen und über die restlichen
1800 des Umlaufs des Prüflings unterdrückt wird. Für diese Gattung von Auswuchtmaschinen
gibt es jedoch bisher noch keine einfachen Nullungsverfahren.
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Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es nun Aufgabe
der Erfindung, die vorgenannten Mängel der bekannten Auswuchtmaschinen zu vermeiden
und ein Verfahren und eine Vorrichtung in Vorschlag zu bringen, wodurch bei Einsparung
des Wechselstromgebers eine möglichst einfache Nullung und Einstellung des elektrischen
Rahmens möglich sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter
Verwendung eines Unterbrechers als Phasengeber, der die Wechselspannungen der Schwingungsumformer
nachdem sie den elektrischen Rahmen durchlaufen haben, zerhackt, in den Stromkreis
der Schwingungsumformer eine einstellbare Gleichspannung entgegengesetzter Polarität
eingespeist wird.
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Dem Verfahren gemäß der Erfindung liegen folgende Überlegungen zugrunde:
Die bisherige Annahme, daß die Wechselspannungen eines Schwingungsumformers wirkungsmäßig
nur wieder durch eine phasenmäßig und größenmäßig regelbare Wechselspannung kompensiert
werden können, ist nur bedingt richtig. Selbstverständlich kann eine Wechselspannung
mit gleich großen positiven und negativen Anteilen nicht durch eine Gleichspannung
wirkungsmäßig so kompensiert werden, daß ein nachgeschaltetes Gleichspannungsinstrument
Null anzeigt. Bei den Auswuchtmaschinen der in Rede stehenden Art wird jedoch die
von dem Schwingungsumformer
erzeugte Wechselspannung nach Durchlauf
durch den elektrischen Rahmen durch die Unterbrechereinrichtung so zerhackt, daß
das Siganl über 1800 des Umlaufs des Prüflings unterdrückt und über die anderen
1800 durchgelassen wird. Wird nun der Wechselspannung vorher eine Gleichspannung
überlagert, so unterliegt diese ebenfalls dem Zerhackungsvorgang. Eine aus einer
Wechselspannung in der angegebenen Art erzeugte Impulsspannung kann jedoch mittels
einer im gleichen Rhythmus zerhackten Gleichspannung so kompensiert werden, daß
ein nachgeschaltetes Gleichspannungsanzeigeinstrument Null anzeigt. Besonders bequem
ist dabei, daß die Gleichspannung vorher bereits der Wechselspannung überlagert
werden kann, so daß also nicht eine getrennte Unterbrechereinrichtung für die Gleichspannung
erforderlich ist.
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Die Anzahl der Probeläufe ist selbstverständlich etwas größer als
bei Nullungs- und Rahmeneinstellverfahren, bei welchen mit Wechselspannungen regelbarer
Phase und Amplitude gearbeitet wird. Dafür benötigen jedoch, wie eingangs angeführt,
die bekannten Maschinen einen beträchtlich größeren Aufwand, der in vielen Fällen
nicht in Kauf genommen wird, wie die verhältnismäßig weite Verbreitung der Maschinen
mit Unterbrechereinrichtung zeigt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bleibt die
Unterbrechereinrichtung während sämtlicher Probeläufe in der gleichen Stellung.
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Wenn weitere Einsparungen vorgenommen werden müssen, kommt man sogar
mit einer einzigen einstellbaren Gleichspannungsquelle für einen einzigen Schwingungsumformer
aus. Die zweite einstellbare Gleichspannungsquelle für den zweiten Schwingungsumformer
kann theoretisch entfallen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des
Verfahrens wird die Unterbrechereinrichtung phasenmäßig so eingestellt, daß eine
der beiden Schwingungsumformerspannungen am Meßgerät keine Anzeige ergibt und daß
nur die Spannung des anderen Schwingungsumformers kompensiert wird.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann nach den allgemeinen Praktiken
abgewandelt und den verschiedenen Nullungs- und Rahmeneinstellmethoden angepaßt
werden. Insbesondere kann die Reihenfolge der einzelnen Verfahrensschritte geändert
werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung, welche sich zur
Durchführung des genannten Verfahrens eignet.
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Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist wenigstens eine einstellbare
Gleichspannungsquelle vorgesehen, die vorzugsweise in Serie zum Schwingungsumformer
geschaltet ist.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung
ist jedem Schwingungsumformer eine einstellbare Gleichspannungsquelle zugeordnet.
Die Gleichspannungsquelle ist von negativer Spannung über Null zur positiven Spannung
einstellbar.
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Weiterhin ist zweckmäßigerweise ein Umschalter vorgesehen, welcher
den elektrischen Rahmen der Auswuchtmaschine derart außer Wirkung setzt, daß die
Spannung der Schwingungsumformer je getrennt für sich nur dem der zugeordneten Ebene
entsprechenden Anzeigeinstrument ohne Restmomentenausgleich zugeleitet wird. An
Stelle der Betätigung des Umschalters können selbstverständlich auch die Einstellglieder
für den elektrischen Rahmen in eine
Nullstellung gebracht werden, bei der keine Überlagerung
der Schwingungsumformerspannungen mehr stattfindet.
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Gemäß einer weiterhin bevorzugten Vorrichtung ist ein Schalter vorgesehen,
mittels dessen die den Schwingungsumformerspannungen überlagerten Gleichspannungen
für die Dauer der Unwuchtmessung abschaltbar sind.
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Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der der Schalter
von einem Deckel oder von einem ähnlichen Sperrteil gesteuert wird, welcher die
Ebenen-, Größen- und Nullungsregler überdeckt oder deren Betätigung sonstwie verhindert.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 schematisch den Aufbau der Vorrichtung,
Fig.2 eine Ansicht des die Anzeigeinstrumente enthaltenden Schaltbordes.
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Die Erfindung ist auf Auswuchtmaschinen anwendbar, bei welchen mit
einer den Prüfling 1 tragenden Welle 2 ein Unterbrecher 3 gekuppelt ist. Die Welle
2 ist in Schwinglagern 4 und 5 gelagert, an welchen Schwingungsumformer 6 und 7
angreifen.
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Gemäß der Erfindung sind Einsteller 8 und 9 vorgesehen, mittels welchen
man zu den Ausgangsspannungen der Schwingungsumformer 6 und 7 je eine einstellbare
Gleichspannung mit frei wählbarer Pb larität addieren kann. Die Einsteller 8 und
9 werden von je einer Gleichspannungsquelle gespeist, wie dies schematisch durch
die Elemente 11 und 12 angedeutet ist.
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Der Auswuchtmaschine ist ein elektrischer Rahmen 13 zugeordnet, welchem
die Wechselspannungen der Schwingungsumformer 6 und 7 zusammen mit den überlagerten
Gleichspannungen zugeleitet werden. Der elektrische Rahmen 13 kann irgendeine beliebige
Bauart haben. Bedingung ist nur, daß er für Gleichstromkomponenten durchlässig ist,
d. h., es muß also eine galvanische Kopplung zwischen den Eingängen und den Ausgängen
bestehen.
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Durch den elektrischen Rahmen 13 werden in bekannter Weise einstellbare
Bruchteile der Spannungen der Schwingungsumformer einander wechselweise überlagert.
Die Einstellung der Spannungsbruchteile erfolgt durch Ebeneneinsteller 14 und 15.
Um diese unwirksam machen zu können, kann ein Umschalter 16 vorgesehen werden. Die
Ebeneneinsteller 14 und 15 können jedoch auch von Hand in ihre Neutralstellung gebracht
werden.
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Der elektrische Rahmen 13 hat in bekannter Weise zwei Ausgänge 17
und 18, welche der linken und der rechten Meßebene zugeordnet sind. Bei Betätigung
des Umschalters 16 wird also die vom Schwingungsumformer 6 herrührende Wechselspannung
einschließlich der überlagerten Gleichspannung ausschließlich dem Ausgang 17 und
die von dem Schwingungsumformer 7 herrührende Wechselspannung einschließlich der
überlagerten Gleichspannung ausschließlich dem Ausgang 18 des elektrischen Rahmens
13 zugeleitet. In den Ausgängen 17 und 18 sind in bekannter Weise je ein Größeneinstellerl9
und 22 vorgesehen. Es schließt sich ein Umschalter 26 an, mittels dessen wahlweise
einer der Ausgänge 17 und 18 an ein Größenanzeigeinstrument 21 angeschaltet werden
kann. Auf den Umschalter 26 kann verzichtet werden, wenn für jede Ausgleichsebene
je ein Anzeigeinstrument vorgesehen ist. Das
Größenanzeigeinstrument
21 kann durch einen Kondensator 20 überbrückt sein. Es mißt dementsprechend ausschließlich
die Gleichstromkomponente.
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Durch den Unterbrecher 3 werden die den Ausgängen 17 oder 18 des
elektrischen Rahmens 13 zugeordneten Stromkreise jeweils über 1800 eines Umlaufs
des Prüflings 1 geschlossen und über die anderen 1805 geöffnet. Die Phase dieses
Zerhackvorganges ist mittels eines Handrades 3 a einstellbar. Durch Drehen des Handrades
3 a auf Maximalanschlag oder auf Null anzeige des Größenanzeigeinstrumentes 21 kann
in bekannter Weise der Unwuchtwinkel ermittelt werden.
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Der elektrische Rahmen 13, die Einsteller 8 und 9, die Ebeneneinsteller
14 und 15, die Größeneinsteller 19 und 22 und das Größenanzeigeinstrument 21 können
zu einer einzigen Einheit vereinigt sein, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die
auseinandergezogene Darstellung in Fig. 1 wurde lediglich zur besseren Übersicht
gewählt.
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Wie dies in F i g. 2 dargestellt ist, werden die Ebeneneinsteller
14 und 15 und die Größeneinsteller 19 und 22 zur Einstellung des Größenanzeigeinstruments
21 von einem Deckel24 überdeckt, welcher einen Schalter 25 betätigt. Durch den Schalter
25 werden die an den Einstellern 8 und 9 abgegriffenen Gleichspannungen abgeschaltet,
wenn der Deckel 24 geschlossen ist. Der Deckel 24 kann verschließbar sein; er verhindert
dann eine unbefugte Betätigung der genannten Einstellelemente. Gleichzeitig ist
gesichert, daß keine Fehlmessungen bei den eigentlichen Meßläufen infolge fehlerhafter
Überlagerung der Gleichspannungen auftreten können.
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Im einzelnen wird mit der Vorrichtung die Einstellung und die Unwuchtmessung
wie folgt durchgeführt: Ein Prüfling 1 mit unbekannter Unwucht wird auf die Welle
2 der Auswuchtmaschine aufgespannt. Der Deckel 24 wird angehoben, wodurch über den
Schalter 25 Gleichspannungen an die Ausgänge der Schwingungsumformer 6 und 7 gelegt
werden. Der Umschalter 16 des elektrischen Rahmens 13 wird so eingestellt, daß die
von dem Schwingungsumformer 6 herrührende Spannung ausschließlich auf den Ausgang
17 und die von dem Schwingungsumformer 7 herrührende Spannung ausschließlich auf
den Ausgang 18 des elektrischen Rahmens 13 aufgeschaltet werden, ohne daß Spannungskomponenten
der Schwingungsumformer zum Restmomentausgleich einander gegenseitig überlagert
werden.
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Im ersten Lauf werden nun die Einsteller 8 und 9 so eingeregelt,
daß das Größenanzeigeinstrument 21 für beide Ebenen »Null« anzeigt. Die sich durch
die Wirkung des Unterbrechers 3 über 1800 eines Umlaufs erstreckenden Wechselspannungsimpulse
werden also durch Rechteckimpulse entgegengesetzter Größe wirkungsmäßig genau kompensiert.
Es wird also durch die Überlagerung der Gleichspannungen ein ideal ausgewuchteter
Prüfling 1 vorgetäuscht.
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Nunmehr wird der Umschalter 16 umgelegt, so daß der elektrische Rahmen
13 zur Wirkung kommt. Es wird - z. B. in der linken Meßebene - ein Probegewicht
an dem Prüfling 1 angebracht, und zwar in derjenigen Stellung, welche phasenmäßig
der Einstellung des Unterbrechers 3 gegenüberliegt. Durch dieses zusätzliche Probegewicht
entstehen zusätzliche Schwingungen in den beiden Schwingungsumformern 6 und 7, und
dementsprechend liefert normaler-
weise das Größenanzeigeinstrument 21 für beide
Ebenen einen Ausschlag. Die Anzeige auf dem Größenanzeigeinstrument 21 wird nun
für die rechte Ebene durch Betätigung des Ebeneneinstellers 15 auf Null zurückgeregelt,
d. h., es wird der Wechselspannung des Schwingungsumformers 7 ein entsprechender
Bruchteil der Spannung des Schwingungsumformers 6 überlagert.
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Der Prüfling wird wieder zum Stillstand gebracht; das Probegewicht
wird entnommen und nunmehr in der rechten Ebene ebenfalls phasenmäßig um 1800 zur
Einstellung des Unterbrechers 3 gegenüberliegend in den Prüfling 1 eingesetzt. Bei
dem anschließenden dritten Lauf wird der Umschalter 26 wieder nach links umgelegt
und durch Betätigung des Ebeneneinstellers 14 das Größenanzeigeinstrument 21 auf
Null zurückgestellt, womit die Einstellung des elektrischen Rahmens und damit der
Restmomentenausgleich vollzogen ist Bei demselben Lauf kann gleichzeitig das Anzeigeinstrument
21 größenmäßig für die rechte Ebene justiert werden, d. h., das Anzeigeinstrument
21 wird durch Betätigung des Größeneinstellers 22 bei nach rechts gelegtem Umschalter
auf die dem eingesetzten Unwuchtgewicht tatsächlich entsprechende Größe eingeregelt.
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Für einen vierten Lauf wird nun das Ausgleichsgewicht wieder aus
der rechten Meßebene entnommen und in die linke Meßebene eingesetzt. Durch Betätigung
des Größeneinstellers 19 wird der Ausschlag des Anzeigeinstruments 21 für die linke
Ebene auf die dem Probegewicht tatsächlich entsprechende Größe eingeregelt.
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Wenn nunmehr die von den regelbaren Widerständen 8 und 9 abgegriffenen
Gleichspannungen durch Schließen des Deckels 24 abgeschaltet werden, erhält man
in einem fünften Lauf die dem Prüfling 1 tatsächlich anhaftenden Unwuchten.