DE1207662B - Auswuchtmaschine - Google Patents

Auswuchtmaschine

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Publication number
DE1207662B
DE1207662B DESCH22748A DESC022748A DE1207662B DE 1207662 B DE1207662 B DE 1207662B DE SCH22748 A DESCH22748 A DE SCH22748A DE SC022748 A DESC022748 A DE SC022748A DE 1207662 B DE1207662 B DE 1207662B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
unbalance
test object
vibration
converter
phase
Prior art date
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Pending
Application number
DESCH22748A
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English (en)
Inventor
Heinrich Hack
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Schenck AG
Original Assignee
Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
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Publication date
Application filed by Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH filed Critical Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
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Publication of DE1207662B publication Critical patent/DE1207662B/de
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  • Testing Of Balance (AREA)

Description

  • Auswuchtmaschine Die Erfindung betrifft eine Auswuchtmaschine, die aus einer zweidimensionale Schwingbewegungen zulassenden Aufnahmevorrichtung für den Prüfling, dessen Antrieb und einem damit gekuppelten Phasengeber sowie mit zwei um 900 gegeneinander versetzten Schwingungsumformern als Meßwertgebern besteht.
  • Die Erfindung erlaubt es, die Größe und Winkellage der Unwucht eines Prüflings durch Vergleich ihrer Wirkungen mit denen einer bekannten Unwucht festzustellen. Die allgemeine Methode, durch Vergleich zu messen, ist nicht neu, wohl aber die erfindungsgemäße Art des Vergleichs, durch den die Auswuchttechnik fortschrittlich bereichert wird.
  • Die Eichung von bei überkritischer Drehzahl messenden Maschinen müßte, um exakt zu sein, mit eben jenem Prüfling geschehen, der danach vermessen werden soll. Das ist unbequem und zeitraubend.
  • Deshalb wandte man sich häufig der unterkritischen, d. h. der kraftmessenden Methode zu. Dabei sind aber Fehler in Kauf zu nehmen, die unter anderem aus der doch stets vorhandenen Nachgiebigkeit der Lager für den Prüfling während des Meßlaufs folgen.
  • Bei großen Serien von Prüflingen wird öfters ein Musterprüfling ausgewählt, auf den die Maschine geeicht wird. Dabei nimmt man die Abweichungen in Kauf, die aus den Unterschieden zwischen Muster und Prüfling resultieren. Es gibt noch andere Methoden, dem Nacheichen auszuweichen; eine generelle Abhilfe gehört nicht zum Stand der Technik. Die Abhilfe ist jedoch dringlich erwünscht, vor allem bei Wuchtung unterschiedlicher Rotoren in bunter Folge.
  • Für solche Fälle gab es bisher keine andere Lösung als das Einstellen der Maschine, entweder durch Eichlauf oder nach Tabelle, also entweder im zeitraubenden oder im ungenauen Verfahren. Hier greift die Erfindung ein und deckt einen neuen erfolgbringenden Weg auf, indem sie lehrt, wie man erreichen kann, daß sich eine Auswuchtmaschine während des Messens automatisch selbst auf den Prüfling einstellt, sich sozusagen » individuell « eicht, ohne zusätzlichen Zeitbedarf, und noch dazu so, daß auch der Einfluß von Schwankungen der Wuchtdrehzahl verschwindet.
  • Wenn die Maschine während des Meßlaufes sich selbst eichen soll, dann muß der Prüfling in seiner Lagerung während des Meßlaufes auch die Schwingungen ausführen, die er während des Eichlaufes vollführen würde. Diese Schwingungen dürfen den Meßlauf nicht stören. Die Maschine muß beide Schwingungen auseinanderhalten, also die Schwingungen der unbekannten Unwucht von denen der bekannten Unwucht trennen. Diese Trennung ist nun für Auswuchtmaschinen gelungen, auf denen der Prüfkörper in beiden zur Prüflingsachse senkrecht stehenden Richtungen schwingen kann, indem ein zweiter Rotor, der synchron mit dem Prüfling rotiert, solcherart montiert ist, daß er den Prüfling nur zu Schwingungen in einer der beiden obengenannten Richtungen anregt, auf die Schwingungen in der anderen Richtung aber keinen Einfluß hat. Für den Prüfling gibt es also zwei Schwingrichtungen, in der einen bestimmt seine eigene Unwucht die Schwingungsausschläge; in der anderen addieren sich zu diesen Ausschlägen noch die von der Hilfsunwucht erregten Ausschläge. Bezeichnet man mit U die gesuchte Unwucht des rotierenden Prüflings, mit UO die bekannte Unwucht, mit U H UO die Summe der gesuchten und bekannten Unwucht, mit x den Maximalwert der Ausschlagskomponente in X-Richtung und mit y den Maximalwert der Ausschlagskomponente in Y-Richtung, so kann man diese Feststellung in folgenden Gleichungen schreiben: x ~ U + Uo (1) und y U. U. (2) Da das Verhältnis zweier gleichartiger Wirkungen auf dieselbe Sache gleich dem Verhältnis der Ursachen ist, folgt: x U+ UO ; Y U durch einfache Umformung erhält man Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß während des Meßlaufes für eine Schwingungshilfserregung des Prüflings in einer Richtung gesorgt wird und die Schwingungen in verschiedenen Richtungen gemessen werden, so daß- die Wirkungen der Unwucht des Prüflings und der mit dieser synchron umlaufenden Schwingungshilfserregung voneinander getrennt festgestellt werden können, indem man in einem Quotientenmeßgerät ihr Größenverhältnis bildet. Ausgehend von einer Auswuchtmaschine der eingangs genannten Art ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein längs einer Linie (Achse) wirkender, gleichphasig zur Unwucht einstellbarer Schwingungserreger vorgesehen ist, der in Schwingrichtung eines Schwingungsumformers eine zur Unwucht (U) des Prüflings synchrone Massenkraft bekannter Größe (Hilfsunwucht UO) wirksam werden läßt, so daß dieser Umformer Auslenkungen entsprechend der Größe der Unwucht und der Hilfsunwucht (U f UÕ), der andere Umformer Auslenkungen entsprechend der Unwucht (U) erfährt, und daß beide Umformer in Differenzschaltung an den einen Eingang und der nur auf Auslenkungen durch die Unwucht des Prüflings ansprechende Umformer an den anderen Eingang eines Quotientenmeßgerätes angeschlossen sind, an dessen Feldspulen eine Sinus- und eine Kosinusspannung der Umlauffrequenz des Prüflings liegen. Man verschafft sich also elektrische Wechselspannungen, die in Betrag und Phase in unveränderlicher Relation zu Betrag und Phase der mechanischen Schwingung stehen. Zur Erzeugung der bekannten Unwucht dient vorteilhafterweise ein rotierender Wuchtkörper bekannter Unwuchtgröße. Die von dieser bekannten Unwucht erzeugten Schwingungen werden z. B. mittels weiterer Federstäbe auf die Aufnahmevorrichtung für den Prüfling übertragen. Dadurch wird erreicht, daß sie sich nur in einer bestimmten Richtung auf die Prüfkörperschwingungen auswirken. Es ist jedoch ohne weiteres auch die Verwendung anderer Einrichtungen zur Erzeugung einer unwuchtäquivalenten Schwingungserregung möglich. Weitere Erfindungsmerkmale enthalten die Unteransprüche.
  • Die Figuren zeigen schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung: F i g. 1 teilweise geschnitten im Aufriß, F i g. 2 im Grundriß.
  • Der Prüfling 1 ist auf der Welle 2 eines Elektromotors 3 aufgesetzt. Dieser Motor 3 ist an einem Gehäuse 4 angeflanscht, das sich mittels Federstäben 5 an einer starren Basis 6 abstützt. Die Anordnung der FederstäbeS ist derart, daß das Gehäuse 4 nur zu Schwingungen in zwei Koordinatenrichtungen Xund Y gemäß F i g. 2 befähigt ist. An der starren Basis 6 sind Schwingungsumformer 7 und 8 angeordnet, die mittels Stoßstangen 9 und 10 mit dem Gehäuse 4 verbunden sind und dessen Schwingungen in elektrische Spannungen umsetzen. An dem Motor 3 ist weiterhin ein Drehfeldgeber 11 angeschlossen, der mit der Motorachse zu synchronem Lauf gekuppelt ist.
  • Vom Geber 11 werden drei Phasen eines Drehfeldes einem weiteren Geber 12 zugeführt, der mit einem Motor 19, dessen Welle eine Scheibe 28 mit einer bekannten Unwucht 29 trägt, in einem gemeinsamen Gehäuse 30 untergebracht ist. Der Läufer des Gebers 11 ist gleichstromerregt, und der Läufer des Gebers 12 erhält über einen Verstärker 13 die Spannung des Schwingungsaufnehmers 8. Der Läufer und damit die Achse des Gebers 12 stellt sich demzufolge ent- sprechend der Winkellage der Unwucht des Prüflings 1 ein. Diese Stellung wird durch eine mit der Achse des Gebers 12 verbundene Anzeigevorrichtung 14, 15 angezeigt und durch eine Magnetkupplung 16 festgehalten. Durch die Drehung der Achse des Gebers 12 wird über ein Zahnradgetriebe 17, 18 das Gehäuse des Motors 19 entsprechend der Phasenlage der Unwucht des Prüflings 1 eingestellt. Nach erfolgter Einstellung wird durch einen Schalter mit den Kontakten 22' bis 22"' der Rotor des Gebers 11 vom Geber 12 abgeschaltet und mit dem Läufer des Motors 19 verbunden sowie die Gleichspannungsquelle auf eine Wechselspannungsquelle, z. B. eines Netzes, umgeschaltet. Damit laufen Geber 11 und Motor 19, durch die elektrische Welle gekuppelt, in synchronem Lauf.
  • Mit dem Motor 19 kombiniert ist ein Winkellagengeber 19', der über eine Leitung 23 einen Sinusstrom an die Spule25 eines Quotientenmeßgerätes 27 und über die Leitung 24 einen Kosinusstrom an die Spule26 des gleichen Gerätes liefert. Das gemeinsame Gehäute 30 ist mittels Blattfedern 31 und 32 an der starren Basis 6 elastisch abgestützt.
  • Die von dieser Vorrichtung erzeugten Schwingungen werden über eine Fühlstange 33 auf die Aufnahmevorrichtung 4 übertragen. Durch die Anordnung der Fühlstange in Verbindung mit der Blattfederaufhängung 31, 32 ist gewährleistet, daß die Schwingungen nur in der Wirkungsrichtung des Schwingungsaufnehmers 7 zur Wirkung kommen und die in diesem erzeugte Spannung charakteristisch für die Summe der Schwingungen des Prüflings 1 und der bekannten Unwuchtgröße ist.
  • Der Schwingungsumformer 8 ist in seiner Wirkungsrichtung senkrecht zu der des Schwingungsumformers7 angeordnet und nimmt somit lediglich die Schwingungen zufolge der Unwucht des Prüflings 1 auf. Da bei überkritisch laufenden Maschinen die Masse der mitschwingenden Teile die Anzeige beeinflußt, ist eine Hilfsmasse 34 über Lenkerfedern 35 und 36 an der Basis 6 angeordnet und über die Fühlstangen 43 an der Aufnahmevorrichtung4 angelenkt. Sie dient zur Kompensation der nur in Richtung des Schwingungsaufnehmers 8 mitschwingenden Massen.
  • Die Differenz x'y (Gleichung 4) wird in bekannter Weise im einen Eingang 38 des Quotientenmeßgerätes 27 gebildet. Der andere Ausgang des Umformers 8 speist den zweiten Eingang 40 des Quotientenmeßgerätes 27.

Claims (4)

  1. Patentansprüche : 1. Auswuchtmaschine, bestehend aus einer zweidimensionale Schwingbewegungen zulassenden Aufnahmevorrichtung für den Prüfling, einem Antrieb und einem damit gekuppelten Phasengeber sowie mit zwei um 900 gegeneinander versetzten Schwingungsumformern, d a d u r c h gek e n nzeichnet, daß ein längs einer Linie (Achse) wirkender, gleichphasig zur Unwucht einstellbarer Schwingungserreger (28, 29) vorgesehen ist, der in Schwingrichtung eines Umformers (7) eine zur Unwucht (U) des Prüflings (1) synchrone Massenkraft bekannter Größe (Hilfsunwucht U0) wirksam werden läßt, so daß dieser Umformer Auslenkungen entsprechend der Größe der Unwucht und der Hilfsunwucht (U + U0), der andere Umformer (8) Auslenkungen entsprechend der Unwucht (U) erfährt, und daß beide Umformer (7, 8) in Differenzschaltung an den einen Eingang und der nur auf Auslenkungen durch die Unwucht des Prüflings ansprechende Umformer an den anderen Eingang eines Quotientenmeßgerätes (27) angeschlossen sind, an dessen Feldspulen eine Sinus- und eine Kosinusspannung der Umlauffrequenz des Prüflings liegen.
  2. 2. Auswuchtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwingungserreger ein Umlaufkörper mit bekannter Unwucht (29) dient, der in Bewegungsrichtung des einen Umformers (7) schwingbar gelagert und durch ein in Schwingrichtung starres Verbindungsstück (33) mit der Aufnahmevorrichtung (4) des Prüflings (1) gekuppelt ist.
  3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Aufnahmevorrichtung (4) des Prüflings (1) eine in Bewegungsrichtung des anderen Umformers (8) schwingbar gelagerte Ausgleichsmasse (34) verbunden ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den mit dem Antrieb (3) des Prüflings (1) gekuppelten Phasengeber (11) ein Geber (12) angeschlossen ist, der den Umlaufkörper mit bekannter Unwucht (29) so einstellt, daß die von ihm erzeugte Schwingungshilfserregung gleichphasig mit den Schwingungen des Prüflings (1) wird, und daß ein Umschalter (22) vorgesehen ist, der nach Trennen der Verbindung zwischen den zwei Gebern (11, 12) den Rotor des einen Gebers (11) von einer Gleichspannungs- auf eine Wechselspannungsquelle umschaltet und ihn mit dem Antrieb (19) des Umlaufkörpers mit bekannter Unwucht (29) zu synchronem Lauf zusammenschaltet.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 260 390.
DESCH22748A 1957-09-06 1957-09-06 Auswuchtmaschine Pending DE1207662B (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH260390A (de) * 1946-08-30 1949-03-15 Limited Scophony Verfahren zum Einstellen einer dynamischen Auswuchtmaschine und Auswuchtmaschine zur Ausführung des Verfahrens.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH260390A (de) * 1946-08-30 1949-03-15 Limited Scophony Verfahren zum Einstellen einer dynamischen Auswuchtmaschine und Auswuchtmaschine zur Ausführung des Verfahrens.

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