DE2345664B2 - Auswuchtvorrichtung zum dynamischen auswuchten von umlaufenden maschinenteilen, insbesondere von in axialer richtung breiten schleifscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auswuchtvorrichtung -^s5 zum dynamischen Auswuchten von umlaufenden Maschinenteilen, insbesondere von in axialer Richtung breiten Schleifscheiben, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die hinsichtlich der Oberflächenrauhigkeit und der ^f>0 Formgenauigkeit von geschliffenen Werkstücken gestellten strengen Anforderungen bedingen, daß die zum Schleifen verwendeten Schleifscheiben ohne Schwingungen umlaufen. Durch fehlende Homogenität des verwendeten Schleifkörpers, durch eine nicht genau ^fi5 zentrische Lagerung, durch ungleichmäßigen Verschleiß oder durch ungleichmäßige Kühlflüssigkeitsaufnahme. kommt es zu Unwuchten in der Schleifscheibe und damit zu unzulässigen Schwingungen. Aus diesem Grunde müssen die Schleifscheiben — gegebenenfalls mehrmals am Tage - ausgewuchtet werden. Die Auswuchtarbeiten sind in der Regel zeitraubend. Zeitersparnisse sind rnög'ich, wenn die Schleifscheibe /„_m Auswuchten nicht angehalten und nicht demontiert zu werden braucht.

Nach dem Stande der Technik sind verschiedene Auswuchtvorrichtungen bekannt, die ohne Anhalten und Demontage der Schleifscheibe arbeiten. Bei diesen bekannten Auswuchtvorrichtungen ist im Innern der Schleifscheibe ein Ausgleichsgewicht vorgesehen, das über ein mechanisches Stellglied verstellt werden kann, das in der Antriebswelle der Schleifscheibe angeordnet ist. Diese vorbekannte Auswuchtvorrichtung und deren Verstellmechanismus sind nur für das statische Auswuchten geeignet, wo nur eine einzige Auswuchtebene vorhanden ist. Dieses statische Auswuchten reicht Tür Schleifscheiben von geringer axialer Breite aus.

Bei in axialer Richtung breiten Schleifscheiben ist jedoch eine dynamische Auswuchtung erforderlich, die bekanntlich mit zwei Auswuchtebenen arbeitet. Hier/u reicht es jedoch nicht etwa aus, die bekannte statische Auswuchtvorrichtung mit zwei Auswuchtebenen zu versehen. Wegen der gegenseitigen Abhängigkeit des Auswuchk-ffekts in beiden Auswuchtebenen in bezug auf den Schwerpunkt der Schleifscheibe sind bei der dynamischen Auswuchtung nämlich zwei unabhängige Stellglieder und zwei Meßfühler mit einer angeschlossenen Analog-Rechnereinheit — der sogenannte elektrische Rahmen — erforderlich, der die zum Ausgleich der dynamischen Unwucht erforderlichen Stellgrößen für die beiden Stellglieder ermittelt. Bei derartigen dynamischen Auswuchtvorrichtungen mit zwei Auswuchtebenen und einem elektrischen Rahmen ist es bisher nicht möglich, den Auswuchtvorgang ohne zwischenzeitliches Anhalten der Schleifscheibe zu bewerkstelligen. Der Auswuchtvorgang setzt sich nämlich aus mehreren aufeinanderfolgenden Schritten zusammen, bei denen jeweils eine Messung und eine Verstellung der Ausgleichsgewichte aufeinander folgen. Dabei besteht ein besonderer Nachteil noch darin, daß durch die nach dem Stand der Technik verwendeten mechanischen Verstellvorrichtungen das Schwingungsverhallen der Schleifscheibe verändert wird, so daß eine Messung des Schwingungsverhaltens bzw. der Änderung des Schwingungsverhaltens während der Betätigung der mechanischen Verstellvorrichtungen nicht möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Auswuchtvorrichtung, mit deren Hilfe das Auswuchten von breiten Schleifkörpern oder umlaufenden Werkslücken mit zwei bzw. mehreren voneinander entfernt liegenden Auswuchtebenen schnell und einfach sowie mit einfachen Mitteln ohne ein Abstellen des Schlcifkörper- bzw. Werkstückumlaufs durchgeführt werden kann.

Für eine Auswuchtvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Art ist die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei der Auswuchtvorrichtung gemäß der Erfindung brauchen infolge der Verwendung von elektrischen Schrittschaltmotoren zum Versteilen der Ausgleichsgewichte in das umlaufende Bauteil von außen nur noch elektrische Signale, nicht aber mechanische Kräfte eingeleitet zu werden. Infolgedessen braucht das umlaufende Bauteil nicht angehalten zu werden und unter-

legt während des Verstellens der Ausgleichsgewichte keiner äußeren Störung, so daß das Schwingungsverfcalten und dessen Änderung wie bei der statischen Auswuchtung schmaler Schleifscheiben auch während des Verstellens der Ausgleichsgewichte gemessen werden kann. Hierdurch verkürzt sich die für das Auswuchten benötigte Zeit erheblich. Die Anwendung des Schrittschaltmotors ermöglicht weiterhin eine Fernbedienung während des Auswuchtens. Dies ist beispielsweise bei spitzenlosen Schleifmaschinen von großer Bedeutung, bei denen die Schleifscheiben nicht zugänglich sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, in der

F i g. 1 das Funktionsschema der einzelnen Teile der '5 Vorrichtung gemäß der Erfindung und

F i g. 2 einen Getriebeplan des Stellglieds zeigen.

Die elektrischen Meßumformer 2 können beliebige, binsichllich ihres Systems bekannte Weg-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsmesser sein. Ihre Aufga- ^o be besteht lediglich darin, zu den durch die Scheibenunwucht bedingten Reaktionskräften des Lagers b/w. den Amplituden, der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung der Schwingungen der Lage ,'stützen proportionale elektrische Signale herzustellen.

Der elektrische Rahmen 3 ist an sich bekannt und eine in der Auswuchttechnik gebräuchliche elektrische Vorrichtung, deren Aufgabe darin besteht, von der Meßebene unabhängig eine zu der Unwucht in der durch den Schwerpunkt des im Stellglied befindlichen Auswuchtgewichts 14 durchgehenden Auswuchtebenc 1 oder Il proportionale elektrische Spannungen aus der durch die elektrischen Meßumformer gelieferten Spannung zu bilden. Der elektrische Rahmen kann der Zahl der Auswuchtebenen entsprechend umgeschaltet werden.

Der Filterverstärker 4 ist ein in bekannter Weise 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 den einzelnen Auswuchtebenen vorhandenen Unwuchten proportionale Spannungen zu erzeugen und die sonstigen störenden Signale auszufiltern.

Das Instrument 5 zeigt einen zu den in den einzelnen Ebenen vorhandener. Unwuchten proportionalen Wert an. Zweckmäßigerweise wird dies z. B. auf die Schwingungsamplitude der Stützen des Schleifkörperlagers geeicht, die unter Einwirkung der in den einzelnen Auswuchtebenen entstehenden Unwuchten zustande kommt.

Schleifringe 6 dienen zur Stromzuleitung für einen Schrittschaltmotor 12 sowie Magnetschalter 10 und 11 eines Stellglieds 1. Über eine sogenannte Ebenenwahlereinheit 7 ist jeweils eine Steuerelemente enthaltende Speiseeinheit 8 an das in der auszuwuchtenden Auswuchtebene 1 oder Il befindliche Stellglied angeschlossen. Der Ebenenwählschalter des elektrischen Rahmens 3 und der Schalter der Ebencnwählereinhcit 7 arbeiten gleichzeitig und gleichsinnig. ⁽'°

Die die Steuerelemente enthaltende Speiseeinheil 8 hat die Aufgabe, die einzelnen Magnetschalter und den Schrittschallmotor 12 des Stellglieds 1 mit der entsprechenden Spannung zu versorgen. Die Speiseeinheit N enthält hierzu den Positionsgrößenumschalter 21 und ''· das den Schrittschaltmotor betätigende Bedienungselement 22.

Auf dieser Grundlage kann nunmehr die Arbeitsweise der in zwei oder mehreren Ebenen wirkenden dynamischen Auswuchtvorrichiung einfach erklärt werden. Als Beispiel wird eine Schleifschtibenauswuchtvorrichtung mit zwei Auswuchiebenen vorgeführt. Die in Umlauf gebrachte Schleifwelle ■» versetzt, soweit in der Schleifscheibe bzw. im langen umlaufenden Teil eine Unwucht vorhanden ist, die Lagerstützen in Schwingungen und diese Schwingungen werden durch die elektrischen Meßumformer 2 in analoge elektrische Signale umgewandelt. Diese Signale gelangen zum elektrischen Rahmen 3, wo sie jeweils in Abhängigkeit von der Stellung des Ebenenwählschalters zu Signalen umgewandelt werden, die der in der Auswuchtebene 1 oder Il vorhandenen Unwucht proportional sind. Von hier gelangt das Signal in den Filterverstärker 4, wird hier von Störschwingungen durch Filtern befreit und gelangt entsprechend verstärkt in das Zeigergerät 5. Das Zeigergerät 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 Größenstellung geschaltet, derzufolge ein an der Welle 9 befestigter feststehender Teil des Magnetschalters 11 eine Ringscheibe 23 anzieht. Die Ringscheibe 23 steht über Stege 24 mit einem Ringüansch 25 in Verbindung. Zufolge seiner Bewegung gegen die Kraft einer Feder 18 löst sich der Ringflansch 25 von dem auf einem Geradführungssiück 13 angeordneten Reibbelag. Die Teile 23, 24, 25 und eine Kurvenscheibe 16 sowie die Feder 18 bilden eine auf der Welle 9 verdrehbare Einheit. Bei Verdrehung des den Schrittschaltmotor 12 betätigenden Drehknopfs 22 wird in einer solchen Reihenfolge Strom den Wicklungen des Schrittschaltmotors 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 in bezug auf die Welle nach rechts oder links. Infolge der Verdrehung verschiebt die Kurvenscheibe 16 mit Hilfe des Stifts 15 den Abstand des Schwerpunkts des ringförmigen Auswuchtgewichts 14 von seiner Drehachse auf dem Geradführungsstück 13 und damit vermindert oder erhöht sich der durch das Anzeigegerät 5 angezeigte Wert. Das zur Betätigung des Schrittschaltmotors 22 vorgesehene Bedienungselement ist so lange nach rechts oder links zu verdrehen, bis das Instrument 5 den niedrigsten Wert anzeigt. Dann ist der Positions-Größen-Schalter 21 in die andere Position umzuschalten. Darauf gibt der Magnetschalter 11 die Ringscheibe 23 frei, und demzufolge wird die Oberfläche der Scheibe 25 durch die Feder 18 an die auf dem Geradführungsstück 13 angeordneten Reibbeläge 26 gepreßt, wodurch eine gegenseitige Verdrehung der Kurvenscheibe 16 und des Geradführungsslücks 13 verhindert wird. Mit dem Umschalten des Positions-Größen-Schalters 21 zugleich erhält ein Magnetschalter 10 Spannung und /icht gegen die Kraft von Federn 17 eine von Stiften 19 geführte Ringscheibe 27 an, wodurch sich diese von dem an das Geradführungsstück 13 belästigten Reibbelag entfernt. Beim Verdrehen des den Schrittschallmotor 12 betätigenden Drehknopfs 22 n.K'h rechts oder links verdrehen sich während des Umk'.iils der Sehleifmaschinenw cüe 9 die Teile 23, 24, 16. 18 2h. Π, 15, 14 und 28 gleichsam eine Einheit bildend auf der Welle 9 nach rechts oder links. Demzufolge bewegt sich der Schwerpunkt des ringförmigen Ausgleichsgewichts 14 im Vergleich zur umlaufenden Schleifmaschinenwellc 9 auf einer Kreisbahn. Das den

Schrittschallmotor 22 betätigende Bedienungselement ist solange 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 Abstands und der Winkelstellung des Auswuchtgewichts 14. Nach Durchführung des Auswuchtens in der einen Ebene ist mittels der Ebenenwählereinheit 7 auf die andere Ebene umzuschalten und der vorstehend beschriebene Arbeitsvorgang zu wiederholen. Durch Umschalten des Ebenenwählschalters 7 wird der Magnetschalter 10 des vorgenannten Stellglieds spannungsfrei. Die Ringscheibe 27 wird durch die Feder 17 an den Reibbelag 28 gedrückt und sodann kann die Winkelstellung des Auswuchtgewichts 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, ausgewuchtet und die Schleifarbeit kann begonnen werden.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die dynamische Schleifscheiben-Auswuchtvorrichtung gemäß der Erfindung aus verhältnismäßig einfachen Bauelementen besteht, die innerhalb der Grenzen diir Arbeitsgenauigkeit der Vorrichtung ein theoretisch vollkommenes dynamisches Auswuchten ermöglichen. Durch den Einsatz der Vorrichtung gemäß der Erfindung können die Schleifscheiben bzw. Schleifkörper ohne nennenswerte

ίο Unterbrechung des Arbeitsvorgangs der Maschine innerhalb einiger Minuten dynamisch ausgewuchtet werden, wogegen ein Auswuchten ohne diese Vorrichtung erhebliche Zeit in Anspruch nehmen würde.

Bei dem dargestellten Ausführungübeispiel der Erfin· dung sind nur zwei Auswuchtebenen vorhanden Selbstverständlich kann die Vorrichtung jedoch aucl· mil drei oder mehr Auswuchtebenen versehen sein, wo bei eine entsprechende Anzahl von Stellgliedern 1 vor handen ist und der elektrische Rahmen 3 und die Ebe nenwählereinheit 7 entsprechend ausgebildet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Auswuchtvorrichtung zum dynamischen Auswuchten von umlaufenden Maschinenteilen, insbesondere von in axialer Richtung breiten Schleifscheiben, mit mindestens zwei mit dem umlaufenden Maschinenteil verbundenen Ausgleichsgewichten, die in axialer Richtung mit Abstand zueinander angeordnet sind und deren Lage relativ zur Achse <° des umlaufenden Maschinenteils während des Umlaufs mittels Verstellvorrichtungen verstellbar ist, sowie mit den Lagern des umlaufenden Maschinenteils zugeordneten Meßfühlern zur Messung der auftretenden Schwingungen, einem den Meßfühlern >5 nachgeschalteten elektrischen Rahmen, einem auf die jeweilige Drehzahl abstimmbaren Filterverstärker und einem Anzeigegerät, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verstellvorrichtung

(1) einen in dem umlaufenden Maschinenteil angeordneten und mit diesem umlaufenden elektrischen Schrittschaltmotor (12) aufweist, durch den sowohl die Winkelstellung als auch der Abstand des Ausgleichsgewichts (14) in bezug auf die Achse des umlaufenden Maschinenteils verstellbar ist. ²S

2. Auswuchtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgewicht (14) mittels einer Kurvenscheibe (16) radial verschiebbar in einem Führungsstück (13) angeordnet ist, das in dem umlaufenden Maschinenteil um dessen Achse drehbar gelagert is', wobei die Kurvenscheibe (16) zur radialen Verschiebung des Ausgleichsgewichts (14) über einen ersten Elektromagneten (11) steuerbar an den Läufer des Schrittschaltmotors (12) anschließbar ist und das Führungsstück (13) zur WinkelveiStellung des Ausgleichsgewichts (14) über einen zweiten Elektromagneten (10) steuerbar mitsamt der Kurvenscheibe (16) an den Läufer des Schrittschaltmotors (12) anschließbar ist oder zur Arretierung der Winkelstellung mit dem umlaufenden Maschinenteil verbindbar ist.

3. Auswuchtvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur lösbaren Verbindung der Kurvenscheibe (16) und des Führungsstücks (13) mit dem Läufer des Schrittschaltmotors (12) bzw. dem umlaufenden Maschinenteil federbelastete Reibungskupplungen (25, 26; 27, 28) verwendet werden, die durch die Elektromagneten (U, 10) zu öffnen sind.