DE2345664A1 - Auswuchtvorrichtung mit zwei oder mehreren auswuchtebenen zum dynamischen auswuchten von maschinenteilen, insbesondere breiten schleifkoerpern waehrend ihres umlaufes - Google Patents

Description

D 5 - 77

Szerszamgepipari Müvek
3udapest, X., Liget u. 22.
Ungarn

AUSWUCHTVORRICHTUNG MIT ZVJEI ODER MEHREREN AUSWUCHT-EBENElT ZUM DYNAMISCHEN AUSiJUCHTEN VON UMLAUFENDEN MASCHINENTEILEN, INSBESONDERE BREITEN SCHLEIFKÖRPER!! WÄHREND IHRES UMLAUFES

Gegenstand der Erfindung ist eine Auswuchtvorrichtung mit zwei oder mehreren Auswuchtebenen zum dynamischen Auswuchten von umlaufenden Maschinenteilen, insbesondere breiten Schleifkörpern während ihres Umlaufes, in erster Linie zu dem in zwei Ebenen erfolgenden dynamischen Auswuchten von breiten Schleifkörpern mit grössen axialen Abmessungen, wobei jedoch die Vorrichtung auch in einer Variante mit mehr als zwei Auswuchtebenen zur Verwendung gelangen kann.

Die hinsichtlich der Oberflächenrauhigkeit und

A372-7 24-Er -1-

509830/0364

der Forragenauigkeit der geschliffenen Werkstücke gestellten immer strenger werdenden Anforderungen bedingen, dass die Schleifkörper ohne Schwingungen umlaufen. Die fertigungsbedingten Materialinhomogenitäten im Schleifkörper, dessen exzentrische Aufnahme, der ungleichmässige Verschleiss und die ungleichmässige Kühlflüssigkeitsaufnahme führen zu Unausgeglichenheiten, d.h. Unwuchten, und diese verursachen Schwingungen.- Das Ausmass dieser Unwuchten verändert sich mit der Zeit. Aus diesem Grunde wird es erforderlich, die Schleifkörper bei anspruchsvolleren schwierigeren Arbeiten während einer Arbeitsschicht auch mehrmals auszuwuchten. Ein Auswuchten kann jedoch wirtschaftlich nur so durchgeführt werden, wenn man dazu den Schleifkörper von der Schleifmaschine nicht demontieren und sogar nicht einmal zum Stillstand bringen muss, sondern wenn er auch während seines Umlaufes ausgewuchtet werden kann.

Zum statischen Auswuchten der Schleifscheibe sind zahlreiche verschiedene Apparate bekannt; beginnend von dem an Kanten oder Rollen erfolgenden Abwälzen bis zu den auf der Schleifmaschine selbst bei Umlauf des Schleifkörpers einsetzbaren von Hand zu bedienenden oder vollautomatischen Auswuchteinrichtungen, wie z.B. die in der ungarischen Patentschrift Nr. 153 27 8 oder in der DDR- -Patentschrift Nr. 19 585 beschriebenen Erfindungen. All diese Vorrichtungen ermöglichen jedoch nur ein in einer einzigen Auswuchtebene erfolgendes, d.h., nur statisches Auswuchten, was bei Schleifkörpern bzw. Schleifscheiben, die im Vergleich zu den axialen Abmessungen einen grossen Durchmesser aufweisen, auch zufriedenstellend ist.

Die in einer Ebene wirkenden statischen Auswuchtvorrichtungen können jedoch zum Auswuchten von Schleifkörpern, deren axiale Abmessungen grosser als der Scheibendurchmesser oder mit diesem vergleichbar sind, nicht mehr verwendet werden. Diese Schleifkörper genügt

509830/0364 BAD ORIGINAL

es nicht mehr nur statisch auszuwuchten, sondern sie müssen auch dynamisch ausgewuchtet werden.

Zum dynamischen Auswuchten sind zwei Auswuchtebenen und in jeder Auswuchtebene je eine Auswuchtvorrichtung erförderlich. Eine einfache Verdopplung der auf das Stellglied während des Umlaufes des Schleifkörpers einwirkenden Stellglieder löst jedoch diese Frage bei weitem nicht. Neben den Stellgliedern ist auch eine Analog- -Rechnereinheit - der bekannte elektrische Rahmen - erforderlich. Diese ermöglicht, dass das Instrument unabhängig von der Messebene die in den einzelnen Auswuchtebenen vorliegenden Unwuchtwerte anzeigt, in deren Kenntnis das dynamische Auswuchten durchgeführt werden kann. Die erfindungsgemässe Einrichtung is-t in der Lage, durch Verdopplung der während des Umlaufes verwendeten und zweckdienlich ausgebildeten Stellglieder und mit Hilfe des elektrischen Rahmens /der Analog-Rechnereinheit/ ein im Vergleich zu den bisher bekannten das Auswuchten während des Umlaufes verrichtenden Auswuchtmaschinen in seiner Wirkung neues, in seiner Qualität besseres und anstelle des statischen ein dynamisches Auswuchten zu vollführen .

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, mit deren Hilfe das Auswuchten von breiten Schleifkörpern oder umlaufenden Werkstücken mit zwei bzw. mehreren voneinander entfernt liegenden Auswuchtebenen schnell und einfach sowie mit einfachen Mitteln ohne ein Abstellen des Schleifkörper- bzw. Werkstückumlaufes durchgeführt werden kann.

Die Erfindung ist eine Auswuchtvorrichtung mit zwei oder mehreren Auswuchtebenen zur Bestimmung der dynamischen Unwucht-Paramter von umlaufenden Maschinenteilen, insbesondere breiten Schleifkörpern und bezieht sich weiterhin auf die zum dynamischen Auswuchten während des Umlaufes dienenden und in der Nabe des umlaufenden Teiles-'

509830/0364

oder der Schleifscheibe möglichst in axialer Richtung voneinander entfernt in den einzelnen Auswuchtebenen angeordneten Stellglieder, auf die zum Messen der Änderung des in den Lagern der Welle des umlaufenden Teiles unter Einwirkung der Unwucht entstehenden mechanischen Kennwerte geeigneten elektrischen Messumformer, auf den in Abhängigkeit von der Lage der Messebene und der Stellebene /der Auswuchtebene/ auf das Verhältnis der Abstandsmasse der Ebenen ein für alle Male einstellbaren elektrischen Rahmen, den auf die der Drehzahl des umlaufenden Teiles entsprechende Frequenz abgestimmten Bandverstärker, auf das Anzeigeinstrument, auf die zur Steuerung der Stellglieder erforderlichen entsprechenden umlaufenden Stromzuleitungselemente 6, die Ebenenwählereinheit und auf die zur Betätigung der Stellglieder dienenden Steuerelemente enthaltende Speiseeinheit /Netzeinheit/, auf die in den Stellgliedern befindlichen ringförmigen Auswucht-

tr

gewichte, auf die zur Änderung des von der Drehachse gemessenen Abstandes und der Winkelstellung der Auswuchtgewichte dienende und in die Hohlnabe des Schleifkörpers eingebauten SchrittschaBaotoren /Stellantriebe/, auf die

zur Änderung des Unwuchtwinkels und der Unwuchtgrösse dienenden Kupplungen, auf die die Befestigung sichernden Federn, Reibbeläge und Scheiben.

,Die weiteren Einzelheiten der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Zeichnung beschrieben. Auf der Zeichnung sind:

Fig. 1 das Funktionsschema de© einzelnen Einheiten der erfindungsgemässen Einrichtung; Fig. 2 der Getriebeplan des Stellgliedes.

Die elektrischen Messumformer 2 können beliebige hinsichtlich ihres Systems bekannte Weg-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsmesser sein. Ihre Aufgabe besteht lediglich darin, zu den durch die Scheibenunwucht bedingten Reaktionskräften des Lagers bzw. den Am-

509830/0364

pjituden, der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung der Schwingungen der Lagerstützen proportionale elektrische Signale /Zeichen/ herzustellen.

Der elektrische Rahmen 3 ist eine an sich be-: kannte und in der Auswuchttechnik gebräuchliche elektrische Schaltung, deren Aufgabe darin besteht, von der Messebene unabhängig eine zu der Unwucht in der durch den Schwerpunkt des im Stellglied befindlichen Auswuchtgewichtes 14- durchgehenden Auswuchtebene I oder II proportionale elektrische Spannung aus der durch die elektrischen Messumformer gelieferten Spannung zu bilden. Der elektrische Rahmen kann der Zahl der Auswuchtebenen entsprechend umgeschaltet werden.

Der Bandverstärker 4 ist ein auf die der Drehzahl des Schleifkörpers entsprechende Frequenz abgestimmter an sich bekannter Verstärker, dessen Aufgabe darin besteht, die aus dem elektrischen Rahmen kommende und zu d^n in den einzelnen Auswuchtebenen vorhandenen Unwuchten proportionale Spannung zu verstärken und die sonstigen störenden Signale auszufiltern.

Das Instrument 5 zeigt einen zu den in den einzelnen Ebenen vorhandenen Unwuchten proportionalen VJert. Zxtfeckmässigerweise wird dieser z.B. auf die Schwingungsamplitude der Stützen des Schleifkörperlagers geeicht, die unter Einwirkung der in den einzelnen Auswuchtebenen entstehenden Unwuchten zustande kommt.

Die umlaufenden Stromanschlüsse /Zuleitungen/ 6 dienen zur Stromzuleitung für den Schrittschaltmotor 12 sowie die Magnetschalter 10 und 11 des Stellgliedes.

Die Aufgabe der Ebenenwählereinheit 7 besteht darin, die die Steuerelemente 21, 22 enthaltende Speiseeinheit /Netzeinheit/ 8 an das in der auszuwuchtenden Auswuchtebene I oder II befindliche Stellglied anzuschliessen. Der elektrische Rahmen III und die Schalter der Ebenenwählereinheit 7 arbeiten gleichzeitig.

509830/0364 BAD ORIGINAL

-δ-

Die die Steuerelemente 21, 2 2 enthaltende Speiseeinheit 8 hat die Aufgabe, die einzelnen Magnetschalter und den Schrittschaltmotor des Stellgliedes mit der entsprechenden Spannung zu versorgen. Die Speiseeinheit 8 enthält den Positionsgrossenumschalter 21 und das den Schrittschaltmotor betätigende Bedienungselement 22.

Auf dieser Grundlage kann nunmehr die Arbeits- . weise der in zwei oder mehreren Ebenen wirkenden dynamischen Auswuchtvorrichtung einfach erklärt werden. Als Beispiel wird eine Schleifscheibenauswuchtvorrichtung mit zwei Auswuchtebenen vorgeführt. Die in Umlauf gebrachte Schleifwelle 9 versetzt, soweit in der Schleifscheibe bzw. im gangen umlaufenden Teile eine Unwucht vorhanden ist, die Lagerstützen in Schwingungen und diese Schwingungen werden durch die elektrischen Messumformer 2 in analoge elektrsiche Signale umgewandelt. Diese Signale gelangen zum elektrischen Rahmen 3, wo sie in Abhängigkeit von den Ebenenwählern zu Signalen umgewandelt werden, die der in der Auswuchtebene I oder II vorhandenen Unwucht proportional sind. Von hier gelangt das Signal in den Bandverstärker ¹I, wird hier von jeder eine von der Frequenz der Drehzahl abweichende Frequenz aufweisenden Schwingung durch Filtrieren befreit und gelangt entsprechend verstärkt in das Zeigergerät 5. Das Instrument 5 zeigt ein zu der in den einzelnen Auswuchtebenen vorhandenen Unwucht proportionales Signal an. Hiernach wird der in der Speiseeinheit 8 befindliche Positions-Grössen-Schalter 21 in die Grössen-Stellung geschaltet, demzufolge der an die Welle 9 befestigte feststehende Teil des Magnetschalters 11 den Abschlussdeckel 23 einzieht. Der Abschlussdeckel 23 steht über den Stift /Bolzen/ 24 mit der Scheibe 25 in Verbindung. Bei Weiterbewegung der Scheibe 25 presst die Feder 18 die Scheibe 2 5 nicht mehr an den auf dem Geradeführungstück 13 angeordneten Reibbelag, sondern die Teile 23, 24, 25 und 16 sowie die Feder 18 bilden eine

509830/0364

-3-

auf der Welle 9 verdrehbare Einheit. Bei Verdrehung des den Schrittschaltmotor 22 betätigenden Drehknopfes wird in einer Reihenfolge Strom den Wicklungen des Schritt's chaltmötors 12 zugeführt, dass der Läufer des Motors nach rechts oder links einen oder mehrere Schritte weiterschaltet. Demzufolge verdreht sich die ganze aus den Teilen 23, 24, 25, 16 und 18 zusammengestellte Einheit im Ver-■ gleich zur VJelle nach rechts oder nach links. Infolge der Verdrehung verschiebt die Kurvenscheibe 16 mit Hilfe des Stiftes 15 den Abstand des Schwerpunktes des ringförmigen Auswuchtgewichtes 14 von seiner Drehachse auf dem Geradeführungsstück 15 und deshalb vermindert oder erhöht sich der durch das Anzeigegerät 5 angezeigte Wert. Das zur Betätigung des Schrittschaltmotors 22 vorgesehene Bedienungselement ist so lange nach re_,chts oder nach links zu verdrehen, bis das Instrument 5 den niedrigsten Wert anzeigt. Dann ist der Positions-Grössen-Schalter 21 in die Positionsstellung umzuschalten. Darauf gibt der Magnetschalter 11 den Abschlussdeckel 23 frei, und demzufolge wird die Oberfläche der Scheibe 25 durch die Feder 18 an die auf dem Geradeführungstück 13 angeordneten Reibbeläge 26 gepresst, dadurch eine gegenseitige Verdrehung der Kurvenscheibe 16 und des Geradeführungsstückes 13 verhindert wird. Mit dem Umschalten des Positions-Grössen- -Schalters 21 zugleich erhält der Magnetschalter 10 Spannung und zieht den Abschlussdeckel 27 an sich, wodurch sich dieser von dem an das Geradeführungsstück 13 befestigten Reibbelag entfernt. Bei Verdrehen des den Schrittschaltmotor 22 betätigenden Drehknopfes nach rechts oder links verdrehen sich während des Umlaufes der Schleifmaschinenwelle 9 die Teile 23, 24, 16, 18, 26, 13, 15, 14, 28 gleichsam eine Einheit bildend auf der Welltf 9 nach rechts oder nach links. Demzufolge bewegt sich der Schwerpunkt des ringförmigen Auswuchtgewichtes 14 im Vergleich zur umlaufenden Schleifmaschinenwelle 9 auf einer Kreis-?

509830/0364

bahn. Das den Schrittschaltmotor 22 betätigende Bedienungselement ist so lange nach rechts oder nach links zu verdrehen, bis das Anzeigegerät 5 einen Wert von annähernd 0 anzeigt. Demgemäss erfolgt das Auswuchten der Schleifscheibe durch Einstellen des von der Drehachse gemessenen Abstandes und der Winkelstellung des Auswuchtgewichtes Nach Durchführen des. Auswuchtens in der einen Ebene ist mittels der Ebenenwählereinheit 7 auf die andere Ebene ' umzuschalten und der vorstehend beschriebene Arbeitsgang zu wiederholen. Durch Umschalten des EBenenwählerschalters 7 wird der Magnetschalter 10 des vorgenannten Stellgliedes spannungsfrei, der Abschlussdeckel 27 wird durch die Feder 17 an den Reibbelag 28 gedrückt und sodann kann die Winkelstellung des Auswuchtgewichtes 14 nicht weiter verstellt werden.

Nachdem das Auswuchten in einer der zuvor beschriebenen gleichen Weise auch in der anderen Auswuchtebene durchgeführt wurde, ist die Schleifscheibe nunmehr in zwei Ebenen, d.h., dynamisch ausgerüstet und die Schleifarbeit kann begonnen wErden.

Aus Vorstehendem geht hervor, dass die dynamische Schleif scheiben-Auswucht vorrichtung^{1 aus} einer derartigen Gruppirung verhältnismässig einfacher, zum grössten Teil bereits bekannte Bauelemente enthaltender Einheiten besteht, mit der innerhalb der Grenzen der Arbeitsgenauigkeit der Vorrichtung ein theoretisch vollkommenes dynamisches Auswuchten verwirklicht werden kann. Durch Einsatz der Vorrichtung können die Schleifscheiben bzw. Schleifkörper ohne nennenswerte Unterbrechung des Arbeitsvorganges der Maschine innerhalb einiger Minuten dynamisch ausgewuchtet werden, wogegen ein Auswuchten ohne diese Vorrichtung nur mit einer langwierigen Montagearbeit, Ausbau der Schleifscheibe, der Nabe und der Wellen und nur statisch oder mit einer eigens für diesen Zweck bestimmten dynamischen Auswuchtmaschine vorgenommen wer-

509830/0364

den kann.

Be.! der Ausführungsform der Erfindung wurde das Beispiel lediglich für die Durchführung des Auswuchtens in zwei Ebenen vorgeführt, wobei jedoch die Vorrichtung bei Verwendung der entsprechenden Zahl von Stellgliedern 1 sowie der entsprechenden Ausführung des elektrischen Rahmens 3 und der EBenenwählereinheit 7 auch zum Auswuchten in drei oder mehreren Ebenen verwendet werden kann.

509830/0364 BADORfGiNAL

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE

1.) Auswuchtvorrichtung mit zwei oder mehreren Auswuchtebenen zur Bestimmung der dynamischen Unwuchtparameter von umlaufenden Maschinenteilen insbesondere breiten Schleifkörpern /Schleifscheiben/ und zum dynamischen Auswuchten der Unwucht während des Umlaufes d adurch gekennzeichnet, dass sie in der Mabe des umlaufenden Teiles oder des Schleifkörpers in den einzelnen Auswuchtebenen CI₅ II} eine mit der Zahl der Auswuchtebenen "übereinstimmende Zahl von mit dem Schrittschaltmotor (12) verbundenen Stellglieder C13 , zum Messen der Änderung des in den Lagern der Welle des umlaufenden Teiles unter Einwirkung der Unwucht entstehenden mechanischen Kennwertes geeignete elektrische Messumformer C2), einen in Abhängigkeit von der Messebene,und der Stallebene /Auswuchtebene/„auf das Verhältnis der Abstand s masse der Ebenen einstellbaren elektrischen Rahmen C3) , einen auf die der Drehzahl des umlaufenden Teiles entsprechende Frequenz abstimmbaren Bandverstärker C¹O , ein Anzeigegerät ζ 5), zur Steuerung der Stellglieder erforderliche umlaufende Stromzuleitungselemente (6), die zum Schalten der in der jeweils gewünschten Auswuchtebene befindlichen Stellglieder erforderliche Ebenenwählereinheit C7), einen zur Betätigung der Stellglieder dienenden Positionsgrossen-Schalter C21} ein Bedienungselement C223zur Betätigung des Schrittschaltmotors und eine die Steuerelemente enthaltende Speiseeinheit /Netzeinheit/ besitzt.

2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass jedes einzelne in der Nabe des Schleifkörpers angeordnete Stellglied ringförmige Auswuchtgewichte Cl¹+^} zur

Änderung des von der Drehachse gemessenen Abstandes und der Winkelstellung des Schwerpunktes des ringförmigen

509830/0364

BAD ORIGINAL

Ausgleichgewichtes dienende und in die Hohlnabe des.Schleifkörpers eingebauten Schrittschaltmotor Cl2), mit dem umlaufenden Teil des Schrxttschaltmotors eine Einheit bildende Kurvenschexbe C16), zur Änderung des Unwuchtwxnkels und der Unwuchtgrösse dienende Kupplungen ClO, 11}, zur Befestigung dienende Federn (17, 18), Reibbeläge ^26, 28) und Scheiben (25, 27} besitzt.-

509830/0364 BAD ORfGfNAL