-
Auswuchtkopf Die Erfindung betrifft einen Wuchtkopf für die Auswuchtung
umlaufender Rotationskörper, insbesondere Schleifscheiben, mit in zwei Koordinatenrichtungen
verschieblichen, während des Umlaufes verstellbaren Gewichten.
-
Bei der Erzielung sauberer Schliffbilder höchster Oberflächengüte
ist es erforderlich, die verwendeten Schleifscheiben sowohl nach dem Aufsetzen auf
die Schleifspindel als auch in gewissen Abnutzungsintervallen einer Feinstwuchtung
zu unterziehen. Eine solche Feinstwuchtung wird durchgeführt, während die Schleifscheibe
auf der Schleifspindel verbleibt, da nur so Fehler vermieden werden können,die beim
Umspannen der Scheibe entstehen.
-
Ein weiterer Punkt, der bei der Wuchtung von Schleifscheiben zu berücksichtigen
ist, ist der, daß Schleifscheiben häufig im Naßschliff, also unter Zuführung von
Flüssigkeit, betrieben werden, wobei die zugeführte Flüssigkeit ebenfalls der Wirkung
von Zentrifugalkräften unterliegt und die Auswuchtung der Scheibe beeinträchtigen
kann. Würde die Schleifscheibe beispielsweise in einer statischen Auswuchteinrichtung
vermessen und korrigiert werden, so wäre auf Grund der Feuchtigkeitsaufnahme der
Scheibe nach dem Auswuchten die Massenverteilung der Schleifscheibe eine andere,
so daß eine fehlerhafte Auswuchtung resultieren würde.
-
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, Verfahren und Vorrichtungen zu
entwickeln, mit denen Schleifscheiben direkt auf der Maschine ausgewuchtet werden
können. So ist beispielsweise ein »Drei-Kugel-Auswuchtverfahren « bekanntgeworden,
bei dem sich zu einem Massenausgleich venvendete Kugeln in Laufrillen automatisch
verschieben. Die Kugeln stellen sich jedoch nur dann in die gewünschte Lage ein,
wenn nach ihrer Entarretierung der Spindelstock zumindest in der einen Richtung
quer zur Achse schwingfähig gemacht wird. Diese Notwendigkeit widerspricht aber
der Forderung, daß beim anschließenden Schleifprozeß die Lagerung der Schleifspindel
absolut starr sein soll. Die Vereinigung dieser beiden diametralen Forderungen macht
einen riesenhaften konstruktiven Aufwand notwendig. Wenn weiterhin die Laufrillen
der Kugeln nicht exakt zentrisch zur Drehachse verlaufen, erfolgt die Auswuchtung
nach einem falschen Zentrum. Das Verfahren besitzt schließlich seine Genauigkeitsgrcnze
dort, wo die Rolireibung der Kugeln ins Spiel kommt. Eine Feinstauswuchtung ist
also mit diesem Verfahren nicht gewährleistet.
-
Es ist ferner eine nicht automatische Ausgleichseinrichtung bekanntgeworden,
die während des
Laufes der Schleifspindel eine von Hand einstellbar Massenverlagerung
zuläßt. Diese Einrichtung besiti zwei exzentrische Massen, die mittels zweier Hand
räder entweder gemeinsam im Winkel verdreht wet den können oder mit Bezug auf ihren
gegenseitige Winkelabstand verstellbar sind. Diese Art der Er zeugung einer Ausgleichsunwucht
nach Größe unl Richtung ist jedoch, abgesehen von dem großen kon struktiven Aufwand,
unzweckmäßig, da das Ver stellen der Unwuchtgröße durch Veränderung de Spreizwinkels
zweier Massen einer nichtlinearel Funktion folgt, so daß mit einer solchen Einrichten
also nicht zielsicher und schnell ausgewuchtet werde kann. Der größte Nachteil einer
solchen Auswucht einrichtung liegt jedoch in dem außerordentlich kom plizierten
und aufwendigen Aufbau der für die Be tätigung erforderlichen Einstellglieder. Diese
bestehe aus drei kompletten Planetenrädergruppen, die durc} ihre verwickelten Lagerungs-
und Eingriffsverhält nisse der Lebensdauer der Einrichtung abträglich sind und einer
ständigen Wartung bedürfen. Schließ lich ist bei dieser Einrichtung auch die momentenmäßige
Auslegung beschränkt, weil innerhalb des Schleifkörpers oder seitlich am Schleifkörper
nur unzureichende Möglichkeiten zum Ein- oder Anbau vorhanden sind.
-
Bei einer anderen bekannten Auswuchtvorrichtune erfolgt die Verlagerung
einer einzigen als Wuchtkegel ausgebildeten Ausgleichsmasse getrennt nach Lage und
Größe. Die hierfiir erforderlichen Einstellorgane sind jedoch wiederum äußerst kompliziert
und störanfällig, während die erzielbaren Kompensationsmomcnte ziemlich klein sind.
Es ist deshalb nicht möglich, diese Einrichtung ! zur alleinigen Beseitung der Unwucht
in der Schleifscheibe zu verwenden. Es müssen nach ; r,nr fl.-. - -
Aufnahmenuten
bei einem jeweils vorausgehenden, separaten statischen Auswuchtvorgang mit demontierter
Scheibe verschoben werden. Erst für die Korrektur einer etwa noch verbleibenden
kleinen Restunwucht ist die erwähnte Einrichtung venvendbar.
-
Man könnte ferner daran denken, daß der Ausgleich durch Verlagerung
zweier Massen in vorzugsweise zueinander senkrechten Koordinatenrichtungen vorgenommen
wird. Dieses in der Auswuchttechnik an sich bekannte Vorgehen soll den Ausgangspunkt
der vorliegenden Erfindung bilden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. den Nachieilen bisheriger
Auswuchteinrichtungen an umlaufenden Körpern abzuhelfen und einen Wuchtkopf vorzuschlagen,
der mit einfachen, robusten und störungssicheren Mitteln eine äußerst genaue und
feinfühlige Einstellung gestattet.
-
Die Erfindung verfolgt dabei insbesondere den Zweck, das für die
willkürliche Massenverstellung von drehenden Maschinenteilen erforderliche Getriebe
zu verbessern.
-
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Ausgleichsgewichte
mit im wesentlichen radial im \Vuchtkopf verlaufenden Zahnstangen verbunden sind,
die über axial im Wuchtkopf verlaufende Zahnstangen mittels nicht umlaufender Einsteliknöpfe
von außen verstellbar sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung
ist die eine der beiden axial verlaufenden Zahnstangen in der anderen koaxial geführt,
wobei die äußere Zahnstange als Rohr und die innere Zahnstange als Rundstab mit
jeweils die Zahnung tragender Abflachung ausgebildet ist.
-
Die Einstellknöpfe sind in weiterer Ausbildung der Erfindung koaxial
in einer ortsfesten Haube angeordnet. die sich mittels eines Zwischenrings und eines
Kugellagers am umlaufenden Wuchtkopf abstützt.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Wuchtkopfes gemäß der
Erfindung ist der äußere Einstellknopf über ein Kugellager mit der äußeren axial
verlaufenden Zahnstange verbunden und in ein erstes Feingewinde des ortsfesten Zwischenrings
eindrehbar, während der innere Einstellknopf über ein Kugellager mit der inneren
axial verlaufenden Zahnstange verbunden und in ein zweites Feingewinde der Haube
eindrehbar ist, so daß sich bei Verdrehung der Einstellknöpfe die Zahnstangen axial
verschieben und die Gewichte verstellen.
-
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführunesform gemäß der Erfindung
weisen die axial verlaufenden Zahnstangen Schrägzahnungen auf, die mit entsprechenden
Schrägzahnungen der radial verlaufenden Zahustangen im Eingriff stehen. wobei der
Zahnungswinkel so gewählt ist, daß bei Verstellung der axial verlaufenden Zahnstangen
die radial gerichteten Zallnstanoen sich radial verschieben.
-
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung
sind die radial verlaufenden Zahnstangen paarweise ausgebildet und stehen mit durch
eine Welle verbundenen Ritzelpaaren im Eingriff. wobei auf den Wellen je ein weiteres
Ritzel sitzt, von denen eines mit der einen axialen Zahnstange und das andere mit
der anderen axialen Zahnstange kiimmt. Dabei weist die äußere Zahnstange einen Längsschlitz
auf. der den Eingriff des Ritzels in die innere Zahnstange ermöglicht.
-
Der 'uchtkopr' kann an seiner den Einstellknöpfen gegenüberliegenden
Seite ein Innengewinde auf-
weisen, so daß er an Stelle einer Spannmutter für das
Werkzeug auf dessen Antriebsspindel aufschraubbar ist.
-
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen von Wuchtköpfen
gemäß der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der weiteren Erläuterung
der Erfindung. Es zeigt Fig. 1 eine geschnittene Vorderansicht eines Wuchtkopfes
gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine geschnittene Seitenansicht des Wuchtkopfes aus
F i g. 1, F i g. 3 eine Einzelansicht der Rückseite des Wuchtkopfes aus F i g. 1
und 2, F i g. 4 eine Seitenansicht des Wuchtkopfes und Fig. 5 eine abgewandelte
Ausführunesforrn eines Wuchtkopfes gemäß der Erfindung im Schnitt.
-
Bei der in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist der Wuchtkopf
mit abgenommener Abdeckhaube dargestellt. Der Wuchtkopf enthält einen verschieblichen
Gewichtsschlitten, der aus Gewichtssegmenten 2, 3 und Zahnstangen 4, 5 besteht.
In der Zeichnung (Fig. 1) ist der Schlitten in seine linke Endlage gefahren. Die
Verschiebung des Schlittens erfolgt in Längsführungen 6, 7, die im Hauptkörper 8
des Wuchtkörpers ausgebildet sind.
-
Ein zweiter Schlitten, bestehend aus Gewichtssegmenten 9 und 10.
die mit Zahnstangen 11 und 12 verbunden sind, gestattet eine Massenverstellung in
einer zur Richtung des zuvor beschriebenen Schlittens senkrechten Richtung. Die
Teile des zweiten Schlittens sind in F i g. 1 unterbrochen gezeichnet.
-
Bei dem dargestellten Wuchtkopf handelt es sich um einen direkt an
eine Schleifscheibe oder ein anderes umlaufendes Werkzeug ansetzbaren Wuchtkopf.
-
Die Verbindung zur Schleifscheibe od. dgl. erfolgt, wie aus F i g.
2 ersichtlich, auf der rechten Seite des Kopfes mittels eines Innengewindes 13.
Der Wuchtkopf vertritt dabei die Stelle einer sonst erforderlichen Spannmutter.
Die Schleifscheibe liegt also in F i g. 2 rechts vom Wuchtkopf. Der Wuchtkopf ist
weiterhin mit nicht drehenden Maschinenteilen 14 verbunden, was im einzelnen noch
erläutert wird.
-
Am Hauptkörper 8 des Wuchtkopfes sind je zwei durch eine Welle 20
bzw. 24 miteinander verbundene Ritzel 15, 16 bzw. 17, 1S gelagert. Die Ritzel kämmen
jeweils in einer der erwähnten Zahnstangen 4, 5, 11 bzw. 12. Durch Verdrehen der
Ritzel verschieben sich die zugehörigen Zahustangenpaare und damit die mit diesen
verbundenen Gewichte 2, 3 bzw. 9, 10..
-
Die beiden Zahnstangcn 4,5 oder 11, 12 können funktionsmäßig auch
durcll je eine Zahnstange ersetzt werden, welche radial durch den Mittelpunkt 19
des Wuchtkopfes verläuft. Aus diesem Grunde ist es berechtigt, auch die Zahnstangen
4, 5 und 11, 12 als radial verschieblichc Zahnstangen zu bezeichnen, und zwar im
Gegensatz zu gleich zu beschreibenden. axial verschieblichen Znhnstangen. Dic Radialverschiebmig
des aus den Teilen 2. 3, 4, 5 bestehenden Schlittens erfolgt durch Verdrehung des
Ritzelpaares 151C.
-
Auf der die Ritzel 15. 16 verbindenden Welle 20 sitzt ein weiteres
Ritzel 21, das mit einer axial verschieblichten Zahllstallac 22 kämmt. Die Zahnstange
22 ist eine runde. als Rohr ausgebildete Stange, die auf ihrer linken Seite (F i
g. l) angeflacht ist und dort eine Zahnung aufweist. An ihrer Oberseite (F i g.
1) ist die Zahnstange 22 über eine gewisse Länge in Axialrichtung geöffnet, um Platz
für ein Ritzel 23 zu schaffen. dessen Zwcck ; gleich erläutert wird. Es ist
deutlich
erkennbar, daß eine axiale Verschiebung der Zahnstange22 eine Verdrehung des Ritzels
21 verursacht.
-
Eine ähnliche Einrichtung zur Umsetzung einer Axialbewegung in eine
Drehbewegung des Ritzelpaares 17. 18 wird durch das bereits erwähnte Ritzel 23 auf
der Welle 24 und eine weitere Zahnstange 25 vermittelt. Die Zahnstange 25 wird von
der hohlen Zahnstange 22 konzentrisch geführt.
-
Alle bisher besprochenen Teile - mit Ausnahme des ortsfesten Maschinenteiles
14 - nehmen an der Rotation des auszuwuchtenden Körpers teil. Die nunmehr zu besprechenden
weiteren Teile dienen dazu, die erforderlichen Axialverstellwege für die rotierenden
Zahnstangen 22 und 25 von nicht rotierenden Einstellelementen 26 und 27 auf diese
Zahnstangen zu übertragen. Wie aus den Fig.2 und 4 hervorgeht, handelt es sich bei
den Einstellelementen 26 und 27 um gerändelt Einstellknöpfe, die konzentrisch hintereinander
angeordnet sind. Die Einstellknöpfe sind gegen eine zweitseitig geöffnete Haube
28 (vgl. Fi g. 3 und 4) abgestützt. Die Haube 28 ist auf dem rotierenden Hauptkörper
8 über ein Kugellager 29 gelagert. Um zu verhüten, daß die Haube 28 über die Lagerreibung
in Rotation versetzt wird, ist ein Stift 30 vorgesehen, der sich über einen Gummiknopf
31 gegen das entsprechend ausgearbeitete, bereits envähnte ortsfeste Maschinenteil
14 abstützt, welches beispielsweise aus einer aufklappbaren Schutzhaube des Spindelstockes
bestehen kann.
-
Die Übertragung einer von Hand eingeleiteten Drehbewegung des Einstellknopfes
26 in eine Axialbewegung der Zahnstange 22 erfolgt auf folgendem Wege: Der Einstellknopf
26 ist über ein Kugellager 32 mit der Zahnstange 22 verbunden. Zwischen Teil 22
und 26 besteht keine Axialbeweglichkeit, da der Tnnenring des Kugellagers 32 fest
auf der Stange 22 aufsitzt.
-
Aus fertigungstechnischen Gründen ist der Einstellknopf 26 zweiteilig
ausgeführt. Der eine Teil 26 a besitzt ein Außenfeingewinde 33, welches mit einem
Innengewinde 34 des Haubenteiles 35 im Eingriff steht. Letzteres ist raumfest mit
der eigentlichen Haube 28 verbunden. Beim Verdrehen des Einstellknopfes 26 muß sich
dieser also axial nach links oder rechts in Abhängigkeit von der Drehrichtung bewegen.
Da in Fig. 1 die linke Endstellung der Gewichte 2, 3 dargestellt ist, ist in diesem
Fall natürlich nur eine Axialbewegung nach rechts denkbar.
-
Die eingeleitete Axialbewegung des Einstellknopfes 26 überträgt sich
iiber das Kugellager 32 auf die äußere Zalmstallge 22 und erzeugt so über die Ritzel
21. 15 und 16 die Verschiebung der Zahnstangen 4 und 5 und der daran befestigten
Gewichte 2 und 3.
-
Analoges eilt für die Verschiebung der Gewichte 9.
-
10 in der anderen Koordinatenrichtung: Der Einstellknopf 27 besitzt
ein Außengewinde 36, das in ein entsprechendes Gewinde der Haube 28 eindrehbar ist.
-
Beim Vor- oder Zuru ckschrauben desEinstellknopfes 27 wird diesem
also eine Axialverschiebung erteilt, die sich titer ein kugellagerpaar 37 auf die
innere Zalnstaiige 25 und von dort weiter bis zu den Gesichten 9 und 10 fortsetzt.
-
Die beschriebene Ausfuhrungsforni eines Vuchtkopfes gemäß der Erfindung
vermcidet komplizierte kineinatische Bauteile. Insbesondere werden keine Zahnräder
venvendet, die mit der Umdrehungszahl
ineinander kämmen. Dies bedeutet eine hohe
Lebens dauer sowie eine geringe Wartung.
-
Die in F i g. 5 dargestellte abgewandelte Ausfüh rungsform gemäß
der Erfindung zeichnet sich durcl weitere Vereinfachung sowie durch eine zweckmäßig
Ergänzung aus. Der Übersichtlichkeit halber sind di bereits beschriebenen Teile
des Wuchtkopfes iI Fig. 5 nicht mehr mit eigenen Bezugszeichen ver sehen. Fig. 5
zeigt wieder ein zweiteiliges Wucht kopfgehäuse 40. Der sich links an das Gehäuse4(
anschließende, nicht mitrotierende Teil 41 entspich bis auf noch zu erläuternde
konstruktive Abweichun gen dem entsprechenden Teil in F i g. 1 bis 4.
-
Ein Unterschied gegenüber der Ausführungsforrr nach F i g. 1 bis
4 besteht darin, daß die Ritzel 15 16, 21 bzw. 17, 18, 23 in Fortfall kommen. Statt
dessen greifen die Zahnungen der axial beweglichen Zahnstangen und der radial verschieblichen
Zahn. stangen nun direkt ineinander. Damit dies überhaupt möglich wird, sind Schrägverzahnungen
vorgesehen Man erkennt in F i g. 5 eine unter einem bestimmten Winkel N gefertigte
Schrägzahnung der Axialzahnstange 43, die der Stange 25 in F i g. 1 entspricht.
In diese Schrägzahnung greift eine korrespondierende Schrägzahnung des radial verschieblichen
Zahnstangenpaares 44, 44 a ein. von dem in Fig. 5 nur die eine Zahnstange 44 sichtbar
ist. Mit den Zahnstangen 44, 44a sind wiederum Gewichte 45 verbunden, die in der
Zeichnung in ihrer einen Endstellung dargestellt sind.
-
Von der Einrichtung zum Massenausgleich in der anderen Koordinatenrichtung
ist der thbersichtlichkeit wegen in F i g. 5 nur das Zahnstangenpaar 47 zu sehen,
nicht jedoch die entsprechenden Gewichtssegmente. Die Schrägverzahnung zwischen
Zahnstangen 47 und äußerer Hohlzzhnstange 48 entspricht genau der bereits besprochenen
Verzahnung zwischen den Zahnstangen 43 und 44.
-
Bei einer Axialverschiebung der Zahnstangen43 oder 45 gleiten die
korrespondierenden Schrägzahnungen aneinander und bewirken auf Grund der entsprechenden
Kraftkomponente eine Verschiebung der radialen Zahnstangen 44 bzw. 47.
-
Die Ausführungsform gemäß F i g. 5 gestattet es, durch passende Wahl
des Steigungswinkels ar eine in gewissen Grenzen beliebig wählbare Übersetzung zwischen
der einleitenden Axialbewegung und der erfolgenden Radialverstellung vorzusehen.
-
Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 ist weiterhin die Haube 28
nach links verlängert und in anderer Form geöffnet. Die Öffnungen sind durch Federbänder
51, 52, die in Führungen 53 laufen, verschließbar. Zur Betätigung dieser Bänder
diencn die beiden vorn eingezeichneten Rändelköpfe 54. 55. Auf der anderen Seite
der Haube befindet sich in der Ebene der beiden Führungen 53 je ein mit Schrauben
56 befestigtes Plättchen 57. Dieses dient zur Befestigung je einer Sperre 58, die
die bei dieser Ausfiihrungsform auf gleiche Größe gebrachten Einstellknöpfe 26 und
27 sperren, sobald die Verschließbänder 51, 52 um einen kleinen Betrag aus ihrer
geöffneten Stcllung bewegt werden. Die Einstellknöpfe 26 und 27 sind zu diesem Zweck
mit einer acllsparallel verlaufeiden. feinen Rastentilung 59 am äußere ren Umfang
verschcn.
-
Durch diese MalJllallmcn ist die Vorrichtung gegen den beim Schleifen
unvermeidlich auftretenden Schleifstaub uncl vor Nässe gesclliitzt. NVeiterhin
wird
durch die automatisch einrastende Sperrung eine unbeabsichtigte Verdrehung der Einstellknöpfe
vermieden. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die gemäß F i g. 5 vorgesehenen
Ergänzungen des Wuchtkopfes, nämlich Verschließbänder und Sperren, ohne weiteres
auch bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 4 vorteilhaft angebracht werden
können.