CN106441704B - 用于使工件在平衡定心装置上定向的装置 - Google Patents

Abstract

在一种用于使工件在平衡定心装置上定向的装置中规定，上法兰和下法兰在初始位置上同心地围绕平衡定心装置的平衡轴的轴线布置，其中，上法兰包括用于夹紧工件的夹紧件的接口，并且下法兰包括用于将装置固定在平衡轴上的固定件的接口。至少两个弹簧布置在上法兰和下法兰之间，使得上法兰在初始位置中在轴向和径向上仅支承在两个弹簧件上。处在初始位置上的上法兰能够借助反向于弹簧件指向的力相对于下法兰运动到偏心的位置中。包括压力弹簧和活塞的移动装置布置在上法兰和下法兰之间，使得在夹紧位置上，活塞通过压力弹簧的弹簧力能够与上法兰的固定件的支承件相贴靠，从而上法兰通过活塞能够向着下法兰被夹紧并且能够在偏心位置上止动。

Description

用于使工件在平衡定心装置上定向的装置

技术领域

本发明涉及一种装置，用于使工件在平衡定心装置上定向，所述装置具有上法兰和下法兰，它们在初始位置上同心地围绕平衡定心装置的平衡轴的轴线布置，其中，所述上法兰包括用于夹紧工件的夹紧件的接口，并且所述下法兰包括用于将所述装置固定在平衡轴上的固定件的接口。

背景技术

测量确定旋转的工件或机器部件惯性轴线的位置在所谓的平衡定心或质量定心时使用。在这种情况下，工件容纳在机器上的通过工件的几何形状预先确定的起始位置上并环绕由此产生的旋转轴线旋转。工件旋转期间，测量存在的不平衡并与相对于产生的旋转轴线确定工件惯性轴线的位置。在另一步骤中，然后改变工件的支承，使产生的旋转轴线和惯性轴线一致。随后在该位置上，在工件上加工定心孔或类似的定心件，用于将工件容纳在随后的加工过程中。

DE 10 2007 018 618 A1公开了一种涡轮增压器的结构，其基本上由带涡轮的径流式涡轮机和带压缩机轮的压缩机构成，该压缩机轮通过轴与涡轮抗扭连接。涡轮增压器在平衡定心方面的问题是，涡轮通常具有预浇注的中心，并且定心因此必须在该中心内进行。利用钻头定心经常导致与所要达到的额定位置产生偏差。备选地，定心也可以利用砂轮轴产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于工件定向的装置，借此可以使工件在平衡定心机上尽可能精确地定向。

所述技术问题按照本发明通过一种用于使工件在平衡定心装置上定向的装置解决，所述装置具有上法兰和下法兰，它们在初始位置上同心地围绕平衡定心装置的平衡轴的轴线布置，其中，所述上法兰包括用于夹紧工件的夹紧件的接口，并且所述下法兰包括用于将所述装置固定在平衡轴上的固定件的接口，其中，至少两个弹簧布置在上法兰和下法兰之间，使得所述上法兰在初始位置中在轴向和径向上仅支承在两个弹簧件上，并且处在初始位置上的上法兰能够借助反向于弹簧件指向的力相对于下法兰运动到偏心的位置中，其中，包括压力弹簧和活塞的移动装置布置在上法兰和下法兰之间，通过所述移动装置所述上法兰借助所述活塞能够受控地沿轴向运动到夹紧位置中，在该夹紧位置上所述上法兰贴靠地夹紧在所述下法兰上。优选地，在夹紧位置上，所述活塞通过压力弹簧的弹簧力能够与所述上法兰的固定件的支承件相贴靠，从而所述上法兰通过所述活塞能够向着所述下法兰被夹紧并且能够在偏心位置上止动。

通过按照本发明的装置的设计，上法兰弹性支承在初始位置上，因为它在轴向和经向上仅支承在弹簧件上。在初始位置上，上法兰可以相对于下法兰运动。由此容纳工件的上法兰在完成工件的不平衡测量后可以这样定向，使计算出的并且考虑了工件的不平衡的惯性轴线相对于所述轴线轴同地布置并且借助定心件、例如钻头或砂轮轴在工件内进行定心。在移动上法兰后，将上法兰以及工件置于上法兰不再能够运动的夹紧位置。在夹紧位置上，上法兰摩擦接合地贴靠在下法兰上。

通过上法兰的弹性支承，该上法兰基本上可以无摩擦、也就是没有粘滑运动效应地移动。与此相关有利的是，弹簧件设计为回形，因为这些弹簧件具有高抗拉和抗压强度并且因此确保上法兰遵循作用于其上的力，以便使上法兰沿拉力和压力方向移动。

在此建议，所述弹簧件包括上弹簧件和下弹簧件，并且所述上弹簧件在所述上法兰的固定件与所述下法兰的保持件之间夹紧，并且所述下弹簧件在所述固定件的自由端部与所述下法兰之间夹紧。通过弹簧件的布置，一方面上法兰弹性地支承并且在确定的区域内能够向着下法兰运动。另一方面，弹簧件这样设计，使得在最大负荷下，上法兰与下法兰之间仍存在足够的最小间隙，并且上法兰在初始位置上不与下法兰产生摩擦接合地贴靠。根据上法兰的几何形状构造，可有利地使用两个以上的弹簧件。弹簧件的弹簧力和构造尤其可与所要容纳的工件相配合。

还建议，所述上法兰与所述下法兰的间距能够借助移动装置改变，并且所述上法兰借助贴靠面能够与所述下法兰的支承面摩擦接合地贴靠。弹簧件有利地地这样设计，使得在上法兰的最大负荷下，在上法兰的贴靠面与下法兰的支承面之间存在最小间隙。由此既使在最大负荷下也确保上法兰的可运动性。移动装置借助固定器件布置在下法兰上。

在一种优选的设计方案中，所述下法兰具有至少一个气道和与该气道连接的进气阀，其中，所述气道如此布置，从而通过向进气阀鼓入压力空气能够向所述活塞的工作面施加压力并且使所述活塞克服所述压力弹簧的弹簧力运动，而不再与所述固定件的支承件相接触，从而使所述装置能够从夹紧位置进入初始位置。通过进气阀将压力空气送入一个或多个气道内。气道通入活塞的工作面，从而向活塞施加压力并使弹簧夹紧。只要压力空气从气道排出并因此在活塞上压力降低，压力弹簧就松弛并且将活塞压在支承件上，从而上法兰向着下法兰运动。与此相关有利的是，压力弹簧的弹簧力大于弹簧件的弹簧力。由此只要压力空气从气道排出并且压力弹簧压到活塞上，则弹簧件就可被夹紧。

为了排出气道内存在的压力空气，所述气道具有至少一个排气口，所述排气口借助封闭件被封闭。封闭件例如可以是栓塞或可调节的阀门。依据本发明的装置的封闭件此外与平衡机的气动***连接，由此压力空气可以受控地被送入气道并从气道排出。

为了使上法兰的位置相对于下法兰移动，所述上法兰在初始位置中借助沿相对于轴线的径向在中心作用于所述上法兰的定位装置，能够克服所述弹簧件的弹簧力在垂直于轴线延伸的平面中运动。定位装置在上法兰与弹簧件之间的中心作用，由此防止上法兰翻转。

在此建议，上法兰设计为罐状。通过上法兰的优选设计方案，在上与下法兰之间产生空隙，可用于容纳移动装置。此外，尽管上法兰具有很大的运动性，但上法兰仍能以结构简单的方式与下法兰产生接触。

附图说明

下面借助附图中所示本发明的实施例对本发明进行详细说明。在附图中：

该附图示出用于使工件、尤其涡轮增压器的涡轮在平衡定心装置上定向的装置的设计方案的半侧视图。

具体实施方式

所述装置基本上由上法兰1和下法兰2构成，它们在初始位置上同心地环绕平衡定心装置的未示出的平衡轴的轴线3布置。上法兰1具有用于夹紧件的接口4，利用该夹紧件可以夹紧未示出的工件的支承件，并且下法兰2具有用于固定件的接口5，所述固定件用于将装置固定在平衡轴上。夹紧件可以利用相应的固定件安装在上法兰1上。夹紧件的接口4为此具有相应的容纳件、如孔。

上法兰1设计为罐状，其中，上法兰1的侧壁6平行于轴线3延伸，从而在上法兰1的内部，确切地说在轴线3与侧壁6之间存在空隙，该空隙在轴向上具有开口。下法兰2与开口连接并进入由上法兰1形成的空间内。来自平衡轴可轴向运动的压杆7在下法兰2上导引并作为夹紧件的松弛机构的机械操纵件使用。压杆7的操纵可以利用与主轴线3同心布置的可安装在主轴下面的减压缸实现。压杆7此外在其自由端部8上可以具有螺纹，该螺纹可以用于拆卸压杆7。

在下法兰2上借助固定器件固定移动装置，该移动装置安置在由上法兰1成型的空间内。移动装置包括与轴线3同心定向的压力弹簧9，该压力弹簧围绕中心的环绕轴线3延伸的保持件10布置。保持件10具有贯通孔11并例如利用螺栓固定在下法兰2上。压力弹簧9一方面支承在保持件10的凸缘上，且另一方面支承在可运动活塞13的端部12上。活塞13同心地围绕保持件10延伸，其中，活塞13的第一端部12与保持件10形成***部，压力弹簧9***该***部内。

活塞13阶梯状构成并利用中间区域形成与下法兰2的导引件15间隔布置的工作面14。活塞13可以向导引件15轴向移动，从而工作面14与导引件15中间的距离可以缩小或变大。活塞13轴向上的可移动性一方面通过活塞13的第一端部12与保持件10的接触和另一方面通过工作面14与导引件15的接触进行限制。活塞13利用平行于轴线3的区域贴靠在导引件15上，从而基本上消除了活塞13的径向可运动性。在该区域内，此外存在两个例如作为密封圈的密封件16，其容纳在活塞13相应的槽内。

导引件15还具有至少一个气道17或多个气道17，其出口面垂直通到活塞13的工作面14上。在与工作面14相反的方向上，导引件15支承在两个密封件16上，这些密封件容纳在下法兰的凹处内并防止空气从气道排出。导引件15内的气道17与在下法兰2内径向延伸的且通向压杆8的气道17连接。气道17具有至少一个利用封闭件封闭的排气口18。封闭件例如可以设计为栓塞或阀门。

活塞13的例如设计为掣子的第二端部19与上法兰1的环形设计的且平行于侧壁6延伸的固定件21的支承件20相间隔。支承件20可以设计为固定件21的凸缘或凹处。固定件21通过固定器件固定在上法兰1上并在导引件15与侧壁6之间伸入由上法兰1包绕的空间内。

固定件21此外用于夹紧两个弹簧件，即上弹簧件22和下弹簧件23。上弹簧件22利用第一端部24在支承件20上面夹紧在固定件21的凸起上并利用第二端部25在压力弹簧9上面夹紧在保持件10上。下弹簧件23利用第一端部26夹紧在固定件的自由端部上并利用第二端部27夹紧在下法兰2上。弹簧件22、23的夹紧可以借助螺栓实现。弹簧件22、23设计为回形弹簧，其中，也可以利用其他弹簧弹性的部件或其他方式构成的弹簧。

依据本发明的装置借助可安装在下法兰2接口5上的固定器件与平衡轴固定连接。工件或工件的支承件通过布置在上法兰1上的用于夹紧件的接口夹紧在装置上。工件例如可以是涡轮增压器的涡轮。

在初始位置上，上法兰1与下法兰2同心定向并在轴向和径向上仅支承在两个弹簧件22、23上，从而上法兰1弹性支承在初始位置上并可以通过克服弹簧件22、23的弹簧力作用的力运动到偏心的位置上。根据弹簧件22、23的弹性特性，只要作用的力松弛，上法兰就返回同心位置内。对上法兰1的力由未示出的、沿相对于轴线3的径向在上法兰1上的中心作用的定位装置施加。定位装置使上法兰1可以克服弹簧件22、23的弹簧力在相对于轴线3垂直延伸的平面上运动。定位装置在上法兰1的区域上作用，该区域在本发明的意义上称为弹簧中心点28并处于垂直于轴线3延伸且布置在上弹簧与下弹簧件22、23之间中心的平面上。弹簧中心点28相对于上弹簧件22和下弹簧件23具有相同的距离。由此上法兰1可以无翻转地运动到偏心位置内。

工件在初始位置上固定在上法兰1上。只要下法兰2与上法兰1之间在夹紧位置上达到的固定连接松开，就有可能出现振动并将上法兰1从偏心位置弹回到初始位置。需要的振动衰减时间可以实验测定。需要时可以利用行程接收器测量自由振动的振幅。在足够小的振幅情况下，释放或自动操纵上法兰1的夹紧。只要弹簧件22、23的振动减弱，就使从上法兰1到下法兰2占据的同心定向锁定，方法是将气道17内的压力空气排出。这一点例如可以由此进行，即将封闭件从排气口18去除并因此使处于气道内的压力空气排出。但压力空气也可以通过至少一个在压杆8内的并与平衡机的气动***气动连接的气道17导入装置内并从该装置导出。该装置可以通过压杆8内的气道17例如借助连接的阀门排气。气动***以及压力空气的调节和控制可以通过控制平衡机进行。定位装置也可以通过该平衡机进行控制。

压力空气从装置排出并且压力弹簧9的弹簧力大于弹簧件22、23的弹簧力，由此压力弹簧9的弹簧力作用于活塞13的第一端部12，从而其工作面14接近导引件15，此外活塞13的第二端部19或安装在第二端部19上的掣子与上法兰1的固定件21的支承件20相贴靠。活塞13压紧固定件21并因此将上法兰1沿轴向压向下法兰2，其中，贴靠面29重新压在上法兰1的自由端部上，确切的说是侧壁6上，与下法兰2的支承面30产生摩擦接合的贴靠并使上法兰1从初始位置运动到夹紧位置。通过上法兰1的贴靠面29与下法兰2的支承面30之间的接触面，传递足够大的摩擦力矩，从而上法兰1在夹紧位置上不能相对于下法兰2运动。在该位置上，进行第一不平衡-测量过程，以确定工件的不平衡。

利用所测量的不平衡可以计算工件的偏心度并因此相对于给出的旋转轴线确定工件的惯性轴线。为了相对于所测量的偏心度确定工件的惯性轴线，需要时必须在平衡定心装置上改变工件的定向。为此通过布置在压杆8内的并与平衡机的气动***连接的气道17送入压力空气。压杆8内的一个或多个气道17与下法兰2内的气道17气动连接，其中，嵌入下法兰2的槽内并贴靠在压杆8上的密封件16防止压力空气泄露。压力空气从下法兰2内的气道17流动到导引件15的气道17内，从而向活塞13的工作面14施加压力并使活塞13克服压力弹簧9的弹簧力从支承件20提起，并且上法兰1从夹紧位置进入初始位置。弹簧件22、23这样设计，使得在上法兰1的最大负荷下，也就是即使在工件固定在上法兰1上时，上法兰1的贴靠面29与下法兰2的支承面30之间也存在最小间隙31。

上法兰1弹性支承在初始位置上并与固定在其上面的工件可以在垂直于轴线3延伸的平面上运动。上法兰1利用定位装置可以从其同心位置运动到偏心位置。只要上法兰1通过施加到弹簧中心28上的力与所测量的偏心度相应地移动定位装置并将其位置止动，压力空气就被从气道17中排出。由于取消了作用在活塞13的工作面14上的并且与压力弹簧9的弹簧力反向作用的反作用力，上法兰1通过活塞13进入夹紧位置并固定上法兰1的偏心位置。所计算的和可能情况下与工件的旋转轴线不同的惯性轴线现在可以通过引入定心确定。定心可以借助钻头或砂轮轴产生。如果利用偏心布置的位置固定的砂轮轴在工件旋转的情况下进行定心，那么中心的中央始终与旋转轴线精确地同心并且中心的圆度最佳。

Claims (12)

1.一种装置，用于使工件在平衡定心装置上定向，所述装置具有上法兰(1)和下法兰(2)，它们在初始位置上同心地围绕平衡定心装置的平衡轴的轴线(3)布置，其中，所述上法兰(1)包括用于夹紧工件的夹紧件的接口(4)，并且所述下法兰(2)包括用于将所述装置固定在平衡轴上的固定件的接口(5)，其中，至少两个弹簧件(22、23)布置在上法兰(1)和下法兰(2)之间，使得所述上法兰(1)在初始位置中在轴向和径向上仅支承在两个弹簧件(22、23)上，并且处在初始位置上的上法兰(1)能够借助反向于弹簧件(22、23)指向的力相对于下法兰(2)运动到偏心的位置中，其中，包括压力弹簧(9)和活塞(13)的移动装置布置在上法兰(1)和下法兰(2)之间，通过所述移动装置所述上法兰(1)借助所述活塞(13)能够受控地沿轴向运动到夹紧位置中，在该夹紧位置上所述上法兰(1)贴靠地夹紧在所述下法兰(2)上。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，在夹紧位置上，所述活塞(13)通过压力弹簧(9)的弹簧力能够与所述上法兰(1)的固定件(21)的支承件(20)相贴靠，从而所述上法兰(1)通过所述活塞(13)能够向着所述下法兰(2)被夹紧并且能够在偏心位置上止动。

3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，所述弹簧件(22、23)包括上弹簧件(22)和下弹簧件(23)，并且所述上弹簧件(22)在所述上法兰(1)的固定件(21)与所述下法兰(2)的保持件(10)之间夹紧，并且所述下弹簧件(23)在所述固定件(21)的自由端部与所述下法兰(2)之间夹紧。

4.按照权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，所述上法兰(1)与所述下法兰(2)的间距能够借助移动装置改变，并且所述上法兰(1)借助贴靠面(29)能够与所述下法兰(2)的支承面(30)摩擦接合地贴靠。

5.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，所述下法兰(2)具有至少一个气道(17)和与该气道连接的进气阀，其中，所述气道(17)如此布置，从而通过向进气阀鼓入压力空气能够向所述活塞(13)的工作面(14)施加压力并且使所述活塞(13)克服所述压力弹簧(9)的弹簧力运动，而不再与所述固定件(21)的支承件(20)相接触，从而使所述装置能够从夹紧位置进入初始位置。

6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于，所述气道(17)具有至少一个排气口(18)，所述排气口(18)借助封闭件被封闭。

7.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上法兰(1)在初始位置中借助沿相对于轴线(3)的径向在中心作用于所述上法兰(1)的定位装置，能够克服所述弹簧件(22、23)的弹簧力在垂直于轴线(3)延伸的平面中运动。

8.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上法兰(1)设计为罐状。

9.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压力弹簧(9)的弹簧力大于所述弹簧件(22、23)的弹簧力。

10.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弹簧件(22、23)设计为回形的。

11.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，所述弹簧件(22、23)如此设计，使得在上法兰(1)的最大负荷下，在所述上法兰(1)的贴靠面(29)与所述下法兰(2)的支承面(30)之间存在最小间隙(31)。

12.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述移动装置借助固定器件安置在所述下法兰(2)上。