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Auswuchtmaschine mit rückwirkungsfreier Hilfsspannungserzeugung Die
Erfindung betrifft eine Auswuchtmaschine, bei welcher eine mit dem Wuchtkörperumlauf
synchrone Hilfswechselspannung vorgegebener Phasenlage durch rückwirkungsfreie Abtastung
eines mit dem Wuchtkörper umlaufenden Aufzeichnungsträgers erzeugt wird, der eine
sinusförmig modulierte Aufzeichnung enthält, deren Periode einer 360°-Drehung des
Wuchtkörpers entspricht. Bei bekannten Auswuchtmaschinen dieser Art erfolgt die
Abtastung des Wuchtkörpers photoelektrisch. Es bereitet aber gewisse Schwierigkeiten,
bei photoelektrischer Abtastung des Wuchtkörpers sinusförmige Hilfswechselspannungen
zu erzeugen. Solche braucht man aber, wenn man als Anzeigeinstrument ein Wattmeter
benutzen will oder wenn man z. B. nach Art des Patentes 944899 eine direkte Anzeige
der Phasenlage der Unwucht mittels eines Kreuzfeldmeßsystems erhalten will.
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Bei bekannten photoelektrischen Abtastvorrichtungen wird auf dem
Wuchtkörper eine Marke angebracht, die photoelektrisch abgetastet wird und bei jedem
Durchgang einen Impuls erzeugt. Aus den so gewonnenen kurzzeitigen Impulsen wird
in nachgeschalteten Siebkreisen durch Heraussieben der sehr stark vertretenen höheren
Harmonischen eine Sinusspannung gemacht. Eine solche starke Siebung führt zu erheblichen
Signalverlusten und kann schwer beherrschbare Phasenfehler zur Folge haben. Es ist
ferner bekannt, auf dem Wuchtkörperumfang nicht nur schmale Marken anzubringen,
sondern den Wuchtkörper in dem Bereich, in welchem die photoelektrische Abtastung
erfolgt, auf einer Hälfte seines Umfanges dunkel und auf der anderen hell einzufärben.
Die Photozelle liefert dann nicht nur kurzzeitige Impulse, sondern eine Rechteckspannung,
aus welcher man durch Siebung eine Sinusspannung erzeugen kann. Man erhält damit
dank höheren Aufwandes etwas bessere Ergebnisse als bei der Aufbringung von schmalen
Marken. Im Grundsatz ist es jedoch nichts anderes, und die geschilderten Schwierigkeiten
werden nur unzureichend vermieden, abgesehen davon, daß eine 1800-Einfärbung des
Wuchtkörpers in vielen Fällen schwierig und nachteilig ist.
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Es ist zur Erzeugung rein sinusförmiger Hilfsspannungen durch photoelektrische
Abtastung des Wuchtkörpers auch bekannt, eine sinusartige Verteilung von schwarzen
und weißen Flächen auf dem Umfang des Wuchtkörpers vorzusehen. Es bietet in der
Praxis erhebliche Schwierigkeiten, die Schwärzung so zu graduieren, daß bei photoelektrischer
Abtastung eine genau sinusförmige Ausgangsspannung entsteht. Man muß dabei mit Druckverfahren
oder Schablonen arbeiten. Ob das erhaltene Signal in der Praxis dann hinreichend
sinusförmig ist und nicht doch noch einer Siebung bedarf, erscheint zweifelhaft.
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Aus diesem Grunde ist eine Anordnung vorgesehen worden, bei der von
der photoelektrisch erzeugten Rechteckspannung nach Verstärkung ein Synchronmotor
gespeist und von diesem ein Generator angetrieben wird, welcher die Hilfswechselspannung
liefert. Das erfordert natürlich einen unerwünscht hohen Aufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser
Schwierigkeiten durch rückwirkungsfreie Abtastung des Wuchtkörpers Hilfswechselspannungen
rein sinusförmiger Gestalt zu erzeugen.
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Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein magnetischer Aufzeichnungsträger
mit zwei Spuren vorgesehen ist, der an einem entsprechenden Tastkopf vorbeiläuft,
daß die eine Spur eine reine Trägerfrequenz und die andere eine Trägerfrequenz mit
sinusförmiger Modulation enthält und daß dem Tastkopf ein Demodulator zur Erzeugung
der sinusförmigen Hilfswechselspannung nachgeschaltet ist.
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Im Gegensatz zu den ersterwähnten Anordnungen wird bei der erfindungsgemäßen
magnetischen Abtastung nicht ein impuls- oder rechteckförmiges Signal von der Umlauffrequenz
erzeugt, das erst durch Sieb-oder andere Mittel in eine Sinusspannung umgewandelt
wird. Vielmehr sind die Abtastmittel von vornherein so ausgebildet, daß sie ein
rein sinusförmiges Signal mit der Umlauffrequenz liefern, und das ist bei einer
magnetischen Abtastung im Gegensatz zu einer photoelektrischen ohne sonderlichen
Aufwand möglich.
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Es ist eine Vorrichtung zur Messung der Torsion einer Welle bekannt,
bei der zwei Tonspuren auf Scheiben an den Enden der Welle vorgesehen sind, die
eine relativ hohe Frequenz eingeprägt erhalten.
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Durch diese hohe Frequenz machen sich schon kleine
Verwindungen
der Welle als starke Verschiebungen der abgetasteten Signale bemerkbar, so daß man
eine relativ genaue und empfindliche Torsionsmessung durchführen kann. Um solche
Dinge geht es bei der Erfindung nicht. Es gilt nicht, durch hohe eingeprägte Frequenzen
eine genaue Verwindungs-, also Winkelmessung, vorzunehmen. Vielmehr geht es bei
der Erfindung um die Form der Spannung, auf die es bei der vorbekannten Torsionsmessung
gar nicht ankommt. Das eingeprägte Sinussignal entspricht einer 360°-Drehung des
Wuchtkörpers, so daß man eine genau sinusförmige Hilfswechselspannung erhält, unabhängig
davon, mit welcher Drehzahl der Wuchtkörper umläuft.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren schematisch
dargestellt und im folgenden beschrieben.
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Mit 1 (F i g. 1) ist ein Wuchtkörper bezeichnet, der in Lagern 2,
3 umläuft. Um den Wuchtkörper 1 ist ein Magnettonband 4 mit zwei Spuren 4 a und
4 b herumgelegt, von denen die eine, 4 a, eine reine Trägerfrequenz enthält. Die
andere, 4 b, enthält diese Trägerfrequenz sinusförmig frequenzmoduliert. Das Tonband
4 läuft an einem entsprechenden Tastkopf 5 üblicher Bauart vorbei, und die beiden
von diesem gelieferten Spannungen werden über einen ebenfalls in der Tonbandgerätetechnik
üblichen Zweikanalverstärker 6 einem Demodulator 7 zugeführt, welcher eine sinusförmige
Hilfswechselspannung entsprechend der Frequenzmodulation der Spur 4 b liefert. Diese
steuert über phasenschiebende Kreuzglieder 8 einen phasenempfindlichen Gleichrichter
9.
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In den Lagerebenen des Wuchtkörpers 1 sind piezoelektrische ElementelO,
11 vorgesehen. Diese liefern Meßspannungen nach Maßgabe der in den Lagerebenen wirksamen
Unwuchtkräfte. Die Spannungen werden zwecks Restmomentenausgleichs einer üblichen
Spannungsteileranordnung 12 zugeführt. Die so erhaltene Meßwechselspannung liegt
über einen Verstärker 13 mit quadratisch abfallendem Frequenzgang (von2) an dem
phasenempfindlichen Gleichrichter 9 an. Die von diesem gelieferte Spannung wird
durch ein Gleichstrominstrument 14 angezeigt.
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Zur Anzeige der Phasenlage der Unwucht ist nach Art des Patentes
944 899 ein Kreuzfeldmeßsystem 15 vorgesehen, an dessen Feldwicklungen die Hilft
wechselspannung und eine durch ein entsprechendes System 16 erzeugte um 90" dazu
phasenverschobene zweite Hilfswechselspannung anliegt. Der stark gedämpften Drehspule
des Systems 15 wird die Ausgangsspannung des Verstärkers 13 zugeführt.
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F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem statt des Gleichstrominstruments
14 mit dem Gleich. richter 9 ein Wattmeter 17 vorgesehen ist.
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Statt eines Tonbandes kann man auch einen scheibenförmigen Aufzeichnungsträger
vorsehen, der auf die Stirnfläche oder die Wellenstümpfe der Wuchtkörper aufgebracht
wird. Dies dürfte in vielen Fällen von Vorteil sein, weil man dabei von den Abmessungen
des Wuchtkörpers unabhängig ist. Statt mit einer Frequenzmodulation kann man natürlich
auch mit einer Amplituden- oder Phasenmodulation arbeiten.
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Durch geeignete Bemessung der Schaltglieder8, 13 kann man erreichen,
daß die Anzeige von der Drehzahl des Wuchtkörpers unabhängig wird. Man kann dann
also den Wuchtkörper irgendwie antreiben und dann auslaufen lassen und erhält dabei
eine konstante direkte Anzeige von Größe und Phasenlage der Unwucht.