Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Unwucht eines umlaufenden K¯rpers.
Die Unwucht jedes sich drehenden Kör- pers lässt sich bekanntlich durch Hinzulügen acder Abnehmen von Massen in zwei mögliehst veit voneinander entfernten Ebenen, den sogenanntenAusgleichsebenenbeseitigen. Ander : eits kann man sich die einem Körper anhafende Unwucht aus zwei in den Ausgleiehsbenen angebrachten Massen zusammenge- ; etzt denken. Bei Umlauf des Korpers werden lureli diese Zusatzmassen Zentrifugalkräfte @rzeugt. Zur Messung der Unwucht eines umaufenden Körpers war es bisher üblieh, den Körper in einem sehwingungsfähigen Rahmen : n lagern und die von der Unwucht erzeugten Schwingungen in zwei Ausgleichsebenen zu estimmen. Dabei werden bei bekannten Ein @ichtungen dieser Art die mechanischen sehwingungen in elektrisehe Wechselströme im gewandelt.
Da die Lagerebenen des um- aufenden Körpers aus praktischen Gründen @icht mit den Ausgleichsebenen zusammenfalen können, bereitet es gewisse Schwierigkeien, die Unwuehtschwingungen, die in den \usgleiehsebenen auftreten, zu messen da man @a praktisch die Messung nur in den Lagerbenen vornehmen kann. Der in jeder der jag'erebenen gewonnene Messwert ist aber laturgemäss von den Unwuchtmassen in beilen Ausgleichsebenen abhängig.
In die Mess- verte gehen ausser der Unwuchtmasse und lem Ausgleichsradius auch noch das TrÏg ] eitsmoment des schwingend gelagerten Rör- ers und der sehwingenden Teile der Maschine sowie die Konstanten der diese Teile zurüekholenden Fesselungsfedern ein. 35
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch elektrische Messung, die in den Lagerebenen vorgenommen werden muss, die Unwuchtmasse jeder Ausgleichsebene getrennt und unabhängig von fälschenden 40 Einflüssen zu bestimmen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zum Messen der Unwucht eines umlaufenden Körpers in zwei Ausgleichs- ebenen, wobei die in den Lagerebenen auf- 45 tretenden Unwuchtkräfte durch elektromecha- nische Wandler in Wechselspannungen umgewandelt und Teilspannungen davon gegenein andergeschaltet werden, wobei diese Teilspannungen in Abhängigkeit von den Lager-und so Ausgleichsebenenabständen derart gewählt werden, dass ihre Differenz der in einer der Ausgleichsebenen vorhandenen Unwuehtkraft proportional ist.
Im weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durehführung ss des vorerwähnten Verfahrens, bei der mit den Lagern, welche zur Aufnahme des Körpers bestimmt sind, elektromechanische Kraftmes- ser verbunden sind, die je einen Spannungsteiler speisen, an denen mittels einstellbarer60 Abgriffsorgane die Teilspannungen abgegriffen werden, wobei die Differenz der von den Abgriffsorganen abgenommenen Teilspannungen an ein Anzeigeinstrument gelegt sind.
Die Erfindung geht in erster Linie von65 der Erkenntnis aus, dass sich dieses Ziel we sentlich leichter erreichen lässt, wenn man an n Stelle der Schwingungsmessung eine Kraftmessung vornimmt, also den umlaufenden Körper nicht in einem sehwingungsfähigen Rahmen lagert, sondern die in den Lagerebenen angeordneten Geber als elektromeeha- nische Kraftmesser ausbildet. Als solche kann man vorzugsweise piezoelelitrische Kristalle anwenden.
Damit beseitigt man ztmäehst alle obgenannten Einflüsse, die mit der sehwingenden Lagerung des umlaufenden Körpers zu sammenhängen. Es kommt nun noch darauf an, die sogenannten Restmomente zu beseitigen, das heisst den Einfluss, den bei der Be stimmung der einen Unwuehtmasse die Unvvuchtmasse der andern Ausgleichsebene aus übt. Man kann bei der Kraftmessung davon ausgehen, dass sich die von den Unwuchtmas- sen ausgeübten Zentrifugalkräfte nach den Gesetzen der Statik auf die beiden Lagerebenen verteilen. Daraus ergibt sich, dass sich der Einfluss des Restmomentes aus gewissen geometrischen Beziehungen, die mit den Ab ständen der Ausgleichs-und Lagerebenen zusammenhängen, ableiten lässt.
Die an beiden Spannungsteilern abgegrif- fenen Spannungen werden additiv überlagert und gegebenenfalls ber Verstärker einem Anzeigeinstrument zugeleitet. Entscheidend ist dabei die richtige Einstellung der Spannungsteiler-Abgriffe. Zum besseren Verständnis der dafür geltenden Bedingungen soll zunächst die schematisebe Figur 1 näher erläu tert werden.
Ein umlaufender Körper R sei in den Ebenen III und IV gelagert. Die Ausgleichs- ebenen des Körpers R sind mit I und II bezeichnet. Es sei angenommen, dass in den Ausgleichsebenen I und II Unwuchtkräfte P1 und P2 auftreten. Beide Kräfte P1 und P2 wirken sowohl in der Lagerebene III als auch in der Lagerebene IV und werden dort durch elektromechanische Wandler GIII und GIV in entsprechende Wechselspannungen umgewandelt. Jedem dieser Wandler GIII und GIV ist ein Spannungsteiler SIII und SIV zugeordnet.
Die Abgriffe AIII und AIV sind zu zwei Klemmen geführt, zwischen denen die Messspannung UII abgenommen wird. Wenn die an den Spannungsteilern Slll und SIV liegenden Wandlerspannungen mit UIII und UIV bezeichnet werden, ist die von AIII abgenommene Spannung = e/LIII. UIII, die von AIV abgenommene d/LIV. UIV.
LIII bzw. Llv ist die Gesamtlänge der Spannungsteiler. Will man die Kraft P2 in der Ausgleichsebene II messen, so muss die Beziehung : e/LIII:d/LIV = a : (b + c) (1) hergestellt werden, wie sich dureh Rechnung ableiten lässt. Nur wenn die Agriffe n und Ajv in dieser Weise eingestellt sind, gilt die Beziehung : Pn = const. P2 (2)
Das Verhältnis der Teilspannungsfaktoren e/LIII:d/LIV mu¯ also dem Abstandver hältnis a : (b + c) der Lagerebenen III und IV von der andern Ausgleichsebene I entsprechen.
Ordnet man, wie in Fig. l dargestellt ist, in den Lagerebenen III und IV gleiche Spannungsteiler SIII, SIV an, so ergibt sich rein geometrisch die richtige Einstellung der Abgriffe AIII und AIV immer dann, wenn die Verbindungslinie AIII-AIV die andere Ausgleichsebene I im Punkte K schneidet.
Man kann also die beiden Agriffe AIII und AIV durch einen bei K schwenkbar gelagerten Hebel 8 verbinden. Es ist leicht einzusehen, dass auch bei der gestrichelt eingezeichneten Stellung des Hebels 8 ein der obigen Bedingung (1) genügendesVerhältnis derTeilspan- nungsfaktoren hergestellt sein würde. In diesem Falle würde sieh allerdings der Propor tionalitätsfaktor der Formel (2) geändert haben.
Die Anordnung lässt sieh nun so ausbilden, dass man eine solehe restmomentfreie Messung der Unwucht an Korpern beliebiger Form und Abmessung, also bei verschiedener Lage der Lager-und Ausgleichsebenen ausführen kann, ohne dass es notwendig wird, die Me¯vorrichtung f r jeden Fall neu zu eich@n. Es soll also erreicht werden, dass sich bei einer Verlagerung der Ebenen I-IV der Proportionalitätsfaktor der Formel (2) nicht ändert.
Der Proportionalitätsfaktor ist jedoch einerseits abhängig von den Abständen der Ebenen I, II, III, IV, anderseits von einer Apparate-Konstanten, die mit h bezeichnet werden soll. Es lässt sich ableiten, dass die Apparatekonstante h durch den senkrechten Abstand der Schnittpunkte K und K1 des Hebels 8 mit den beiden Ausgleichsebenen I und II dargestellt wird.
Wenn man nun erreichen will, dass die Proportionalitätskonstante obiger Formel bei beliebigen Abständen der Ebenen I, II, III, IV die gleiche bleibt, so muss man dafür sorgen, dass immer die Beziehungen d : h = (b+a) : b ; e : la. = s6 : b (3) gelten. Dann wird d (b+c)/b. h; e=a/b. h Nach den Formeln (4) sind also die an den Spannungsteilern SIII und SIV einzustellenden Absolutwerte bestimmt, die nur von (len Abstandsverhältnissen der Ebenen und der Apparatekonstanten A. abhängig sind.
In Fig. 2 ist eine Umwuchtmessvorrich- tung schematiseh dargestellt, durch die eine solche Einstellung der Teilspannungsfaktoren mechanisch erreicht wird. Es sind hier im Abstande h zwei parallele Sehienen 10, 10'an geordnet, auf denen je ein Schwenklager 9, 9' für den Hebel 8 versehiebbar gelagert ist. Die Schwenidager 9, 9'werden immer so auf den Schienen 10, 10' verschoben, dass sie in den jeweiligen Ausgleichsebenen 1 und II liegen.
Die Schiene 10 ist gegenüber den Nullpunkten der Spannungsteiler 6, 7 um den Betrag g -nach unten versetzt. Diese Versetznng wird 2 dadurch ausgeglichen, dass die Spannungsteilerabgriffe 6'iund 7'um den gleichen Betrag-nach oben verlegt sind. In entspre
2 chender Weise ist die Schiene 10'nach oben und zwei weitere Spannungsteilerabgriffe 6" und 7"nach unten um h versetzt. Man er
2 hält nun, wie oben beschrieben, zwischen den Abgriffen 6'und 7'eine Spannung UI = const. Pi.
Da aber naturgemäss die gleichen Überlegungen auch für eine Messung der Unwucht- kraft ? 2 in der Ausgleichsebene II gelten, kann man zwischen den Abgriffen 6"und 7" eine Spannung UII = const. P2 abnehmen. Das bedeutet aber, dass man bei ein und derselben Einstellung der Doppelabgriffe 6', 6"und 7', 7"zugleich die Unwuchtkräfte in beiden Ausgleichsebenen I und II messen kann.
Will man die Unwuchtkräfte versehieden geformter Umlaufkörper mit der beschriebenen Einrichtung messen, so-verschiebt man die Schwenklager 9, 9'in die jeweiligen Ausgleichsebenen I und II und die Spannungsteiler 6, 7 in die jeweilige Lagerebene III lmd IV und erhält völlig selbstän- dig die richtige Einstellung der Spannungsteilerabgriffe 6', 7' und 6", 7", bei der einerseits die durch Formel (1) gegebene Kompen- sationsbedingung, anderseits die Bedingung für die Unveränderliehkeit der Proportionalitätskonstante Formel (3) und (4) erf llt ist.
Es ist also nur ein einmaliges Eineichen der durch den Schienenabstand h dargestellten Apparatekonstanten erforderlich.
Da die Unwuchtkräfte proportional mit dem Quadrat der Drehzahl des Körpers R anwachsen, muss für alle Körper die gleiche Drehzahl gewährleistet sein. Man wird also fur den Antrieb am besten einen Synchronmotor verwenden.
Die an den Potentiometern abgegriffenen elektrischen Wechselspannungen werden einem Verstärker V zugeführt und um einen bestimmten Faktor verstärkt, zur Anzeige ge bracht. Dieses Anzeigeinstrument J kann dann f r eine bestimmte Tourenzahl des rotierenden Sörpers direkt in Gramm (Masse), bezogen auf den Ausgleiehsradius 1 cm, geeicht werden. Soll der Unwuehtausgleich auf einem Radius von 2 em, 3 em... usw. vorgenommen werden, so braucht man nur mittels einer Spannungsteilerschaltung den Verstär- kungsgrad des Verstärkers V auf die Hälfte, ein Drittel, usw. zu reduzieren, was ohne weiteres stufenlos mit einem Potentiometer P vorgenommen werden kann.
Somit ist es also möglich, die Unwuchtmasse auf jeden gew nschten Radius bezogen, unmittelbar am Anzeigeinstrument J abzulesen.
Die Fig. 3 bis 6 zeigen in schaubildlicher Darstellung eine Ausführungsform der in Fig. 2 schematiseh dargestellten Unwucht Messvorrichtung.
Fig. 3 stellt eine Gesamtansicht der Vorrichtung dar.
Fig. 4 zeigt in vergrösserter Darstellung ein Lagerteil.
Fig. 5 zeigt einen der Spannungsteiler.
Fig. 6 zeigt vergrössert eines der verschiebbaren Sehwenklager.
In Fig. 3 ist der umlaufende Körper mit 1 bezeichnet, dessen Welle 2 beiderseits in prismatischen Lagern 3 aufliegt. Durch eine Kupplung 4. ist die Welle 2 mit einem Synehronmotor 5 verbunden. Zwei Spannungsteiler 6, 7 sind an den Lagerträgern 11 an gebraeht. Die Abgriffe der Spannungsteiler 6, 7 sind durch einen Hebel 8 miteinander verbunden. Der Hebel 8 ist durch zwei Schwenklager 9, 9' gefesselt, von denen das eine, 9, auf einer Schiene 10 und das andere, 9', auf einer parallelen Schiene 10'versehiebbar angeordnet ist. Beide Schienen 10, 10' sitzen fest auf einem Maschinenbett 12, auf dem die Lagerträger 11 mit den Spannungsteilern 6, 7 verschiebbar geführt sind.
An jedem der Lagerträger 11 ist (vgl.
Fig. 4) ein prismatisches Lager 3 mit Blattfedern 13, 13' befestigt. Seitlich liegt am Lager 3 ein elektromechanischer Kraftmesser 14 an, der einen piezoelektrischen Kristallkörper 15 enthält. Durch eine starke Wendel- feder 16 wird das Lager 3 an den Kraftmesser 14 angedr ckt.
An jedem Lagerträger 11 sind unten zwei Tragwinkel 17, 17'angebraelit, die mit einer Führungsleiste 18 verbunden sind (vgl. Fig. 5).
Zwisehen den Tragwinkeln 17, 17'ist der Spannungsteiler 6 (bzw. 7) angeordnet, und zwar sind die Tragwinkel 17, 17'an den beiden Lagerträgern 11 so gegeneinander versetzt angebracht, dass die Nullpunkte der Spannungsteiler 6, 7 in der Mitte zwischen den Schienen 10, 10'liegen.
Die Spannungsteiler 6 und 7 werden, wie in den schematischen Fig. 1 und 2 dargestellt, von dem am gleichen Lagerträger 11 sitzenden Kraftmesser 14 gespeist. Auf der F h rungsleiste 18 gleitet ein Sehieber 19, der zwei voneinander isolierte Agriffe 6' (7') und 6" (7") trägt. Diese haben voneinander einen Abstand, der dem Abstand h der Sehienen 10, 10'entsprieht. Der Schieber 19 ist drehbar auf einem Schieber 20 gelagert, der auf dem Hebel 8 gleitet.
In älmlieher Weise sind auch die Sehwenklager 9, 9' ausgebildet, die den Hebel 8 an die Sehienen 10, 10'fesseln.
Wie in Fig. 6 dargestellt, besteht das Schwenklager 9 aus zwei drehbar miteinander verbundenen Schiebern 21, 22, von denen der eine (21) auf dem Hebel 8 und der andere (22) auf der Sehiene 10 (bzw. 10') gleitet.
Man kann nun die Lagerträger 11 mit den daran befestigten Spannungsteilern 6, 7 auf dem Maschinenbett 12verschieben,wennman lÏngere oder kürzere Körper auswuehten will. Ferner kann man die Sehwenklager 9, 9' längs der Schienen 10, 10'in die jeweiligen Ausgleiehsebenen schieben. Dann ergibt sieh selbsttätig eine bestimmte Lage des Hebels 8 und davon abhängig die riehtige Einstellung der Spannungsteilerabgriffe 6'. 7' und 6", 7", zwischen denen ein Messwert abgenommen werden kann, der in jedem Falle mit dem gleichen Faktor der Unwuchtkraft Py bzw.
P proportional ist.
Man kann natürlieh, anstatt die Einstel- lung der Spannungsteiler mechanisch vorzunehmen, die Einstellwerte auch durch eine nomogrammartig ausgebildete, die Lage der Lager und Ausgleichsebenen ähnlichkeits- getreu wiedergebende Rechenvorrichtung ermitteln und die Einstellung selbst von Hand vornehmen.
Mit der beschriebenen Vorrichtung lässt sich also eine restmomentfreie Messung der t nwuehtkräfte in beiden Ausgleiehsebenen bequem durehführen. Zur Bestimmung der Lage der Unwucht lassen sich zusätzlich die versehiedenen dafür bekannten Methoden anwenden. Man kann auch unter Anwendung der vorliegenden Erfindung das sogenannte geortete Wuchten durchführen, eine Me thode, die bekanntlich darin besteht, innerhalb einer Ausgleichsebene die Unwucht- massen in zwei senkrecht aufeinander stehenden Komponenten zu messen.
Method and device for measuring the unbalance of a rotating body.
As is well known, the imbalance of every rotating body can be eliminated by adding or removing masses in two planes that are as far apart as possible, the so-called compensation planes. On the other hand, one can combine the imbalance attached to a body from two masses attached in the equalization planes; think now. When the body rotates, these additional masses are generated by centrifugal forces. To measure the unbalance of a rotating body, it has been customary up to now to mount the body in a frame that can vibrate and to determine the vibrations generated by the unbalance in two compensation planes. In the case of known devices of this type, the mechanical visual vibrations are converted into electrical alternating currents.
Since, for practical reasons, the bearing planes of the surrounding body cannot coincide with the compensation planes, it creates certain difficulties in measuring the unbalanced vibrations that occur in the equilibrium planes, since in practice the measurement can only be carried out in the bearing planes. The measured value obtained in each of the hunter levels is, however, naturally dependent on the unbalanced masses in both compensation levels.
In addition to the unbalanced mass and the balancing radius, the moment of inertia of the swinging mounted Rörer and the visual swinging parts of the machine as well as the constants of the restraint springs that return these parts are also included in the measurement values. 35
The present invention is based on the object of determining the unbalance mass of each balancing plane separately and independently of falsifying influences by means of electrical measurements that must be carried out in the bearing planes.
The subject matter of the present invention is a method for measuring the unbalance of a rotating body in two compensation planes, whereby the unbalance forces occurring in the bearing planes are converted into alternating voltages by electromechanical converters and partial voltages thereof are switched against one another, these partial voltages depending on the spacing between the bearings and the balancing planes is selected in such a way that their difference is proportional to the imbalance force present in one of the balancing planes.
The invention also relates to a device for carrying out the aforementioned method, in which electromechanical force meters are connected to the bearings which are intended to hold the body, each feeding a voltage divider, at which the partial voltages are tapped by means of adjustable pick-off elements , the difference in the partial voltages taken from the tapping elements being applied to a display instrument.
The invention is primarily based on the knowledge that this goal can be achieved much more easily if a force measurement is carried out in place of the vibration measurement, i.e. the rotating body is not stored in a frame capable of visual vibration, but rather the transducers arranged in the storage levels trains as an electro-mechanical force gauge. Piezo-elastic crystals can preferably be used as such.
In this way, all of the above-mentioned influences, which are related to the visual-swinging position of the rotating body, are eliminated. It is now still a matter of eliminating the so-called residual torques, i.e. the influence that the unbalanced mass of the other compensation level exerts when determining one unbalanced mass. When measuring the force, it can be assumed that the centrifugal forces exerted by the unbalanced masses are distributed over the two bearing levels according to the laws of statics. This means that the influence of the residual torque can be derived from certain geometrical relationships that are related to the distances between the compensation and bearing planes.
The voltages tapped at both voltage dividers are additively superimposed and, if necessary, fed to a display instrument via an amplifier. The correct setting of the voltage divider taps is decisive here. For a better understanding of the applicable conditions, the schematic figure 1 will first be explained in more detail.
A circumferential body R is stored in levels III and IV. The compensation planes of the body R are labeled I and II. It is assumed that imbalance forces P1 and P2 occur in compensation planes I and II. Both forces P1 and P2 act both in bearing level III and in bearing level IV and are converted into corresponding alternating voltages there by electromechanical converters GIII and GIV. A voltage divider SIII and SIV is assigned to each of these converters GIII and GIV.
The taps AIII and AIV are led to two terminals, between which the measurement voltage UII is taken. If the converter voltages applied to the voltage dividers Slll and SIV are designated UIII and UIV, the voltage taken from AIII is = e / LIII. UIII, the d / LIV approved by AIV. UIV.
LIII or Llv is the total length of the voltage divider. If one wants to measure the force P2 in the compensation level II, the relationship: e / LIII: d / LIV = a: (b + c) (1) must be established, as can be derived from the calculation. Only if the agriffs n and Ajv are set in this way does the relationship apply: Pn = const. P2 (2)
The ratio of the partial stress factors e / LIII: d / LIV must therefore correspond to the distance ratio a: (b + c) of the storage levels III and IV from the other compensation level I.
If, as shown in FIG. 1, the same voltage dividers SIII, SIV are arranged in the storage levels III and IV, the correct setting of the taps AIII and AIV always results when the connecting line AIII-AIV the other compensation level I. intersects at point K.
The two Agriffe AIII and AIV can thus be connected by a lever 8 pivoted at K. It is easy to see that even with the position of the lever 8 shown in dashed lines, a ratio of the partial tension factors that satisfies the above condition (1) would be established. In this case, however, the proportionality factor of the formula (2) would have changed.
The arrangement can now be designed in such a way that such a residual torque-free measurement of the unbalance on bodies of any shape and size, i.e. with different positions of the bearing and compensation planes, can be carried out without the need to re-lock the torque device in each case eich @ n. The aim is to ensure that the proportionality factor of formula (2) does not change when levels I-IV are shifted.
However, the proportionality factor depends on the one hand on the distances between levels I, II, III, IV, and on the other hand on an apparatus constant, which is to be designated by h. It can be deduced that the apparatus constant h is represented by the vertical distance between the intersection points K and K1 of the lever 8 with the two compensation planes I and II.
If one now wants to achieve that the constant of proportionality of the above formula remains the same for any distance between levels I, II, III, IV, one must ensure that the relationships d: h = (b + a): b; e: la. = s6: b (3) hold. Then d becomes (b + c) / b. H; e = a / b. h According to the formulas (4), the absolute values to be set at the voltage dividers SIII and SIV are determined, which are only dependent on the spacing ratios of the levels and the apparatus constants A.
In FIG. 2, an imbalance measuring device is shown schematically, by means of which such an adjustment of the partial stress factors is achieved mechanically. There are two parallel rails 10, 10'an arranged at a distance h, on each of which a pivot bearing 9, 9 'for the lever 8 is displaceably mounted. The Schwenidager 9, 9 'are always shifted on the rails 10, 10' so that they are in the respective compensation levels 1 and II.
The rail 10 is offset downward by the amount g relative to the zero points of the voltage dividers 6, 7. This offset is compensated for by the fact that the voltage divider taps 6 ′ and 7 ′ are moved upwards by the same amount. In cor
Similarly, the rail 10 'is offset upwards and two further voltage divider taps 6 ″ and 7 ″ downwards by h. Man he
2 now holds, as described above, a voltage UI = const between the taps 6 'and 7'. Pi.
But then naturally the same considerations for measuring the unbalance force? 2 apply in the compensation level II, a voltage UII = const. Can be found between the taps 6 "and 7". Take off P2. However, this means that with one and the same setting of the double taps 6 ', 6 "and 7', 7", the unbalance forces in both compensation planes I and II can be measured at the same time.
If you want to measure the unbalance forces of differently shaped recirculating bodies with the device described, you move the pivot bearings 9, 9 'into the respective compensation planes I and II and the voltage dividers 6, 7 into the respective bearing plane III and IV and obtain the completely independently correct setting of the voltage divider taps 6 ', 7' and 6 ", 7", in which on the one hand the compensation condition given by formula (1) and on the other hand the condition for the unchangeability of the proportionality constant formula (3) and (4) is fulfilled.
It is only necessary to calibrate the apparatus constants represented by the rail distance h once.
Since the imbalance forces increase proportionally with the square of the speed of the body R, the same speed must be guaranteed for all bodies. So it is best to use a synchronous motor for the drive.
The electrical alternating voltages tapped at the potentiometers are fed to an amplifier V and amplified by a certain factor, brought to the display. This display instrument J can then be calibrated for a certain number of revolutions of the rotating body directly in grams (mass), based on the adjustment radius 1 cm. If the balancing act is to be carried out on a radius of 2 em, 3 em ... etc., one only needs to reduce the gain of amplifier V to half, a third, etc. by means of a voltage divider circuit, which is easily and continuously can be made with a potentiometer P.
It is thus possible to read off the unbalanced mass directly on the display instrument J in relation to any desired radius.
FIGS. 3 to 6 show a diagrammatic representation of an embodiment of the unbalance measuring device shown schematically in FIG. 2.
Fig. 3 shows an overall view of the device.
4 shows a bearing part in an enlarged representation.
Fig. 5 shows one of the voltage dividers.
Fig. 6 shows enlarged one of the displaceable pivot bearings.
In FIG. 3, the rotating body is denoted by 1, the shaft 2 of which rests in prismatic bearings 3 on both sides. The shaft 2 is connected to a synchronous motor 5 by a coupling 4. Two voltage dividers 6, 7 are used on the bearing brackets 11. The taps of the voltage dividers 6, 7 are connected to one another by a lever 8. The lever 8 is tied up by two pivot bearings 9, 9 ', one of which, 9, is arranged so as to be displaceable on a rail 10 and the other, 9', on a parallel rail 10 '. Both rails 10, 10 'sit firmly on a machine bed 12, on which the bearing supports 11 with the voltage dividers 6, 7 are displaceably guided.
On each of the bearing supports 11 (cf.
Fig. 4) a prismatic bearing 3 with leaf springs 13, 13 'attached. An electromechanical force gauge 14, which contains a piezoelectric crystal body 15, rests on the side of the bearing 3. The bearing 3 is pressed against the dynamometer 14 by a strong helical spring 16.
At the bottom of each bearing support 11 are two support brackets 17, 17 'angled steel, which are connected to a guide strip 18 (see FIG. 5).
The voltage divider 6 (or 7) is arranged between the support brackets 17, 17 ', namely the support brackets 17, 17' are attached to the two bearing brackets 11 offset from one another in such a way that the zero points of the voltage dividers 6, 7 are in the middle between the Rails 10, 10 'lie.
The voltage dividers 6 and 7 are, as shown in the schematic FIGS. 1 and 2, fed by the dynamometer 14 located on the same bearing bracket 11. A slide valve 19 slides on the guide bar 18 and carries two handles 6 '(7') and 6 "(7") which are isolated from one another. These have a spacing from one another which corresponds to the spacing h of the rails 10, 10 ′. The slide 19 is rotatably mounted on a slide 20 which slides on the lever 8.
The pivot bearings 9, 9 ', which tie the lever 8 to the rails 10, 10', are also designed in the same way.
As shown in Fig. 6, the pivot bearing 9 consists of two rotatably interconnected slides 21, 22, of which one (21) slides on the lever 8 and the other (22) on the rail 10 (or 10 ').
You can now move the bearing bracket 11 with the voltage dividers 6, 7 attached to it on the machine bed 12 if you want to select longer or shorter bodies. Furthermore, the pivot bearings 9, 9 'can be pushed along the rails 10, 10' into the respective leveling planes. Then you see automatically a certain position of the lever 8 and, depending on this, the correct setting of the voltage divider taps 6 '. 7 'and 6 ", 7", between which a measured value can be taken, which in each case with the same factor of the unbalance force Py or
P is proportional.
Of course, instead of setting the voltage dividers mechanically, you can also determine the setting values by means of a nomogram-like computing device that reproduces the position of the bearings and compensation planes in a similar manner and make the setting yourself by hand.
With the device described, a residual torque-free measurement of the tensile forces can be conveniently carried out in both levels of compensation. The various known methods can also be used to determine the position of the unbalance. The so-called located balancing can also be carried out using the present invention, a method which, as is well known, consists in measuring the unbalance masses in two components that are perpendicular to one another within a balancing plane.