DE3124248A1

DE3124248A1 - "verfahren und vorrichtung zum bestimmen und eindrehen der unwuchtwinkellage eines rotationskoerpers"

Info

Publication number: DE3124248A1
Application number: DE19813124248
Authority: DE
Inventors: Eickhart 6102 Pfungstadt Goebel
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1981-06-19
Filing date: 1981-06-19
Publication date: 1983-01-05
Also published as: ES510824A0; ES8302908A1; US4458532A; IT8219599A0; ES8302909A1; JPS582718A; GB2100867A; DE3124248C2; GB2100867B; IT1149750B; ES510825A0; FR2508165A1; FR2508165B1

Description

If

E 1111 rs

Gebr. Hofmann GmbH & Co. KG, Maschinenfabrik, Darmstadt

"Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen und Eindrehen der Unwuchtwinkellage eines Rotationskörpers"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 6.

Durch die DE-PS 2 64.3 962 ist eine Vorrichtung zum Auswuchten eines Rades bekannt geworden, mit der die Winkellage einer Unwucht am Rad relativ zu einer das Rad tragenden mit dem Rad starr verbundenen und in Umlauf zu setzenden Welle zu messen und zu speichern ist und bei der mittels zwei Indikatoren die Drehrichtung angezeigt wird, in der die Unwucht am Rad auf dem kürzesten Weg in die Ausgleichswinkellage gebracht werden kann und bei der ein weiterer. Indikator das Erreichen der eingedrehten Ausgleichswinkellage anzeigt. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Winkelcodierungseinrichtung zur Erzeugung einer Reihe von binären Codezahlen auf, wobei jede Codezahl einer bestimmten Winkellage des Radc-s entspricht.

Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht in der aufwendigen Winkelcodierungs- und den entsprechenden Leseeinrichtungen, die eine derartige Radauswuchtmaschine wesentlich verteuern. Des weiteren sind die Teile störanfällig und häufig den harten Werkstattanforderungen nicht gewachsen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein anderes Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen und Eindrehen der Unwuchtwinkellage eines Rotationskörpers bei der Unwuchtmessung in Auswuchtmaschinen vorzuschlagen, das eine sichere, störunanfälligere und wirtschaftlichere Arbeitsweise gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem eingangs genannten Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches und bei der eingangs genannten Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 6 gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Durch die Erfindung wird in einfachster Weise die Unwuchtwinke1-lage eines Rotationskörpers bestimmt und nachfolgend dieser

manuell oder automatisch auf dem kürzesten Weg in die entsprechende Ausgleichswinkellage eingedreht.

Durch die entgegengesetzte Zählweise nach dem Abschalten der Antriebseinheit der Auswuchtmaschine, wobei der Zählbeginn beim Vorwärtszählen und beim Rückwärtszählen auf voreinstellbare Zahlenwerte gesetzt wird, ist sichergestellt, daß die Summe der Komplementärzahlen immer gleich ist, so daß beim, dem Meßlauf folgenden Eindrehvorgang die gespeicherte Unwuchtwinkellage in die vorbestimmte Ausgleichswinkellage gedreht werden kann.

Durch den vorwählbaren Zählbeginn der Zähleinrichtung ist es auch möglich mechanische Fehler, die z. B. eine Phäsenschiebung hervorrufen, zu kompensieren. Des weiteren kann der Rotationskörper nach dem Meßlauf in eine geeignete und ergonomisch günstige Ausgleichsposition eingedreht werden.

In bevorzugter Ausführungsform wird die Zähleinrichtung zu Beginn des Vorwärtszählens auf 0 und zu Beginn des Rückwärtszählens auf 50 gesetzt, wobei pro Umdrehung des Rotationskörpers 100 Einzelimpulse erzeugt werden.

Durch den Vergleich der Summe der der Unwuchtwinkellage entsprechenden, gespeicherten Größe und der der momentanen Winkellage entsprechenden Größe, mit einer Größe, die der Hälfte der einen vollen Umdrehung des Rotationskörpers entsprechenden Größe entspricht, ist es möglich, den Rotationskörper auf dem kürzesten Wege in die vorbestimmte Ausgleichswinkellage einzudrehen, wobei an Anzeigeinstrumenten in bekannter Weise die Drehrichtung angegeben wird.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich beim Rückwärtszählen nicht von der Hälfte der einen vollen Umdrehung des Rotationskörpers entsprechenden Größe auszugehen, sondern von Null an rückwärts zu zählen. In diesem Fall wird beim nachfolgenden Eindrehen und sonst unveränderter Verfahrensweise, die Unwuchtwinkellage in eine um 180 gegenüberliegende Ausgleichsposition eingedreht.

In weiterer Ausführungsform kann durch Schiebung des Speicher-

:U.J. : I: ..: : ·: ■■ 3 1 2 Λ 2 4

impulses, z. B. um 180 , indem zur Speicherung der zweite Nulldurchgang der Unwuchtschwingung herangezogen wird, auch bei einem von 0 an beginnenden Rückwärtszählen, die Unwuchtwinkellage in die zuerst genannte Ausgleichsposition eingedreht werden.

Anhand der Zeichnungen wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert:

Fig.: 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen Auswuchtmaschine.

Fig.: 2 zeigt ein Blockschaltbild zur UnwuchtwinkellagenbeStimmung.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Auswuchtmaschine 1 weist eine Spindel 2 auf, auf der der Rotationskörper 3, in dem gezeigten Beispiel ein Kraftfahrzeugrad, mittels bekannter Mittel festgespannt ist. Die Spindel 2 ist über nicht dargestellte Kugellager in einem Lagergehäuse 4 drehbar gelagert. Das Lagergehäuse 4 ist beidseitig mit Lagerböcken 5 und 6 fest verbunden. Die Lagerböcke 5 und 6 können ihrerseits mit dem Maschinengehäuse verschweißt sein. Die Lagerböcke 5 und-.6 sind als Parallellenker ausgeführt, wobei das Lagergehäuse 4 über je eine Kraftmeßdose 7 und 8 gegenüber den Lagerböcken 5 und 6 abgestützt ist. Die Kraftmeßdosen 7 und 8 greifen vorzugsweise in der senkrechten Ebene der Spindel 2 an. Der Drehantrieb der Spindel 2 erfolgt über einen Antriebsmotor 9, vorzugsweise über einen Riementrieb 10. Der Antriebsmotor 9 kann direkt an einem der Lagerböcke 5 oder 6 befestigt sein. Hierdurch wird erreicht, daß keine Störungen, die z. B. durch den Riementrieb auftreten, nach außen wirken, so daß keine Beeinflussung der Meßergebnisse hervorgerufen wird.

Der Inkrementalgeber kann z. B. durch eine Schlitzscheibe 12, die an der Riemenscheibe 11 befestigt ist und eine Abtasteinrichtung 23 gebildet werden. Die Schlitzscheibe 12 kann vorzugsweise lOO Schlitze aufweisen. Es kann aber auch jede andere Zahl, z. B. 64, 128, abhängig von der geforderten Genauigkeit, gewählt werden.

/7

Als Nullbezugsmarke kann ein Schlitz der Schlitzscheibe 12 langer ausgeführt sein. Es kann aber auch jeder andere, beliebige Abtastimpuls oder der Überlauf der Zähleinrichtung 13 zum Steuern der Zähleinrichtung 13 verwendet werden.

Die Abtasteinrichtung 23 kann z. B. als opto-elektronische Einrichtung ausgeführt sein. Es kann aber auch jede andere bekannte Abtasteinrichtung, die z. B. induktiv arbeitet, eingesetzt werden.

Die Ausgangswerte der Meßwertaufnehmer 7 und 8 werden einer Mcßelektronik 24 weitergeleitet, die in bekannter Weise die Unwuchtgröße bezogen auf die beiden Ausgleichsebenen des Rotationskörpers 3 ermittelt.

Nach dem Start der Auswuchtmaschine wird die Zähleinrichtung 13 durch einen Impuls der Abtasteinrichtung 14 bzw. durch die Nullbezugsmarke vorzugsweise auf Null gesetzt. Die Zähleinrichtung 13 zählt nachfolgend pro Umdrehung bis 100 und wird dann wieder auf Null zurückgesetzt.

Der Überlauf der Zähleinrichtung 13, der insbesondere mit.der Meßelektronik 24 verbunden ist, kann zur Steuerung der Meßzeit herangezogen werden. Eine ausreichende Genauigkeit wird erreicht, wenn zur Bestimmung der Unwuchtgröße und -winkellage je Ausgleichsebene 32 Umdrehungen ausgewertet werden.

Die Zählerwerte werden zum Speicher 15 hingeführt. Beim Nulldurchgang der sinusförmigen Unwuchtschwingung wird der Speicher von der Meßelektronik durch einen Speieherimpuls 25 freigegeben und der anliegende Wert der Zähleinrichtung 13 übernommen.

Beim Abschalten der Auswuchtmaschine, das manuell oder automatisch erfolgen kann und vorzugsweise durch den Rücksetzimpuls der Zähleinrichtung gesteuert wird, wird gleichzeitig die Zähleinrichtung auf 50 gesetzt. Nachfolgend zählt die Zähleinrichtung von 50 an abwärts.

Ks ist auch möglich, daß die Zähleinrichtung von O bzw. 1OO an rückwärts zählt. In diesem Falle wird jedoch vorzugsweise vom, um 18O° versetzten, zweiten Nulldurchgang der sinusförmigen

Unwuchtschwingung der Speicher 15 freigegeben.

Nach dem Auslauf der Auswuchtmaschine erfolgt der Eindrehvorgang in die Unwuchtausgleichswinkellage. Dieser kann ebenfalls entweder manuell oder automatisch erfolgen.

Um zu erkennen, ob der Rotationskörper 3 vor- bzw. rückwärts gedreht wird, sind zwei Abtasteinrichtungen 23, die zueinander einen Bruchteil einer Impulsbreite versetzt sind, vorgesehen. Hierdurch ist eine eindeutige Bestimmung der Drehrichtung des Rotationskörpers 3 möglich.

Beide Werte, sowohl die im Speicher 15 gespeicherte Unwuchtwinkellage und die momentane Position des Rotationskörpers werden einem Addierer 16 weitergeleitet und dort addiert.

Die beiden letzten Ziffern der Summe des Addierers 16 werden einem Vergleicher 17 weitergeleitet. Die Hunderterstellen werden über einen Überlauf nach außen geleitet.

Im Vergleicher 17 erfolgt ein Vergleich des vom Addierer 16 eingegebenen Wertes mit einem voreingestellten Wert, der insbesondere der Hälfte der einer vollen Umdrehung des Rotationskörpers entsprechenden Größe, in dem gewählten Beispiel 50, entspricht.

In der nachfolgenden Tabelle erkennt man, daß durch die Summenbildung der gespeicherten Unwuehtwinkelposition und der momentanen Winkelposition und dem nachfolgenden Vergleich mit einem in etwa der Hälfte der einen vollen Umdrehung des Rotationskörpers 3 entsprechenden Größe, der kürzeste Eindrehweg und das Erreichen der Ausgleichswinkellage angezeigt werden kann.

Gespeicherte Po	Momentane _ Pp-	-...Suirai
sition beim Meß	sition beim
lauf (ζ. Β. 96)	Eindrehen
90	60
91	59
92	58
93	^57	1 53
94	56 -	1 52
95	55 _.. -.. - -	1 51
(Hl·	54	1 50
97	53 —	1 49
98	52 -	1 48
99	51 _	1 47
00	50
01	49
02	48
03	47
04	46
05	45
06	44

ίο

.—.Summenwer-t Vergleich mit

dem Wert

In dem gezeigten Beispiel beträgt der Zählerstand zu Beginn des Meßlaufes 0 und zu Beginn des. Rückwärtszählens 50. Es sind aber, wie bereits ausgeführt, auch ohne großen Aufwand andere Größen vorwählbar, um die Auswuchtmaschine an gewünschte Gegebenheiten anzupassen bzw. Toleranzen zu kompensieren.

Die Ausgänge des Vergleichers 17 steuern die Anzeigeinstrumente 19 - 21, wobei die beiden äußeren Anzeigeinstrumente und 20 die Drehrichtung angeben, in der der Rotationskörper gedreht werden muß, um auf dem kürzesten Weg in die Ausgleichswinkellage zu gelangen.

Beim Erreichen der Ausgleichswinkellage, d. h. die Summe des Speicherwertes 22 und die momentane Position des Rades entspricht dem eingestellten Wert 50, leuchtet das mittlere Anzeigeinstrument 20 auf.

Die Anzeige für die beiden Ausgleichsebenen erfolgt zeitmulti-

plex. Es ist aber auch möglich, für jede Ausgleichsebene eigene Anzeigeinstrumente 19-21 vorzusehen. Hierzu sind zusätzliche Speicher 15, Addierer 16 und Vergleicher 17 notwendig.

Claims

Ansprüche:

Γ 1 · / Verfahren zum Bestimmen und Eindrehen der Unwuchtwinkellage eines Rotationskörpers bei der Unwuchtmessung in Auswuchtmaschinen mit einem Inkrementalgeber und einer Zähleinrichtung die pro Umdrehung des Rotationskörpers zurückgesetzt wird, einem Speicher zur Speicherung der Unwuchtwinkellage und einem Vergleicher, der die momentane Winkellage des Rotationskörpers und die gespeicherte Unwuchtwinkellage miteinander vergleicht und Anzeigeinstrumenten, die die Brehrichtung zum Eindrehen des Rotationskörpers in die Unwuchtwinkellage angeben, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abschalten der Antriebseinheit (9) der Auswuchtmaschine (1) die Zähleinrichtung (13) rückwärts zählt und die Summe der gespeicherten Unwuchtwinkellage und der momentanen Winkellage des Rotationskörpers einem Vergleicher (17) eingegeben wirü, der den Wert mit einer in etwa der Hälfte der einer vollen Umdrehung des Rotationskörpers entsprechenden Größe vergleicht und aufgrund des Vergleiches die Anzeigeinstrumente (19 - 21) ansteuert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung (13) zu Beginn des Vorwärtszählens und zu Beginn des Rückwärtszählens auf voreinstellbare Zahlenwerte gesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung (13) zu Beginn des Rückwärtszählens auf einen, in etwa der Hälfte einer vollen Umdrehung des Rotationskörpers entsprechenden Zahlenwert gesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschaltvorgang der Antriebseinheit (9) der Auswuchtmaschine (1) von einem Rücksetzimpuls der Zähleinrichtung (13) gesteuert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige der Unwuchtwinkellage der vorhandenen Ausgleichsebene zeitmultiplex erfolgt.
6. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Bestimmen und Eindrehen der Unwuchtwinkellage eines Rotationskörpers bei der Unwuchtmessung in Auswuchtmaschinen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit einer Vorrichtung zum Auswuchten des Rotationskörpers, einem Inkrementalgeber, einer Zähleinrichtung, einem Speicher, einer Vergleichs- und einer Anzeigeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähleinrichtung (13) und dem Speicher (15) ein Addierer (16) nachgeschaltet ist, der die Summe des der Unwuchtwinkellage des Rotationskörpers (3) entsprechenden Zahlenwertes und des Zahlenwertes der momentanen Winkellage des Rotationskörpers (3) ermittelt und ein Vergleicher (17) nachgeschaltet ist, der einen Vergleich des Ausgangswertes des Addierers (16) mit einem in etwa der Hälfte der einen vollen Umdrehung des Rotationskörpers (3) entsprechenden Zahlenwert durchgeführt und, daß dem Vergleicher drei Anzeigexnstrumente (19 - 21) nachgeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Auswuchtspindel 2 ein Inkrementalgeber (12, 23) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Inkrementalgeber aus einer Schlitzscheibe (12) und mindestens einer Abtasteinrichtung (23) besteht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Inkrementalgeber (12, 23) für die Zähleinrichtung (13) pro Umdrehung 100 Einzelimpulse erzeugt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung (13) von einem beliebigen Abtastimpuls des Inkrementalgebers (12, 23) auf ihren Ausgangspunkt gesetzt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung (13) von einer Nullbezugsmarke des

Inkrementalgebers (12, 23) auf ihren Ausgangspunkt gesetzt wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung der Drehrichtung des Rotationskörpers 3 zwei Abtasteinrichtungen 23 vorgesehen sind, die zueinander einen Bruchteil einer Impulsbreite versetzt sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Addierer (16) einen Überlauf aufweist, so daß nur eine vorbestimmte Anzahl von Stellen dem Vergleicher (17) weitergeleitet werden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daii der überlauf der Zähleinrichtung (13) mit der Meßelektronik (24) verbunden ist, und die Signale zur Steuerung der Zähleinrichtung und/oder der Meßzeit herangezogen werden.