DE1233169B - Arrangement for balancing machines - Google Patents

Description

Anordnung bei Auswuchtmaschinen Die Erfindung betrifft eine Auswuchtmaschine und insbesondere eine solche, bei welcher der auszuwuchtende Rotor unterkritisch gelagert ist und mittels elektromechanischer Geber die in den Lagerebenen auftretenden Kräfte gemessen und in proportionale elektrische Meßspannungen umgesetzt werden. Man kann bekanntlich jede Unwucht eines starren Körpers durch Abnehmen oder Hinzufügen von Material an geeigneter Stelle in zwei beliebigen axial gegeneinander versetzten Ebenen ausgleichen. Die Lagerebenen, in denen sich meist die Lagerzapfen befinden, sind hierfür jedoch im allgemeinen ungeeignet. Es ist deshalb erforderlich, die in den Lagerebenen gewonnenen Meßwerte auf andere Ebenen, die »Ausgleichsebenen «, umzurechnen, in denen der Ausgleich ohne weiteres möglich ist. Es ist nun anzustreben, daß man die auszugleichende Unwucht unmittelbar angezeigt erhält, um eine Umrechnung zu venneiden. Hierbei ist zu beachten, daß die Unwuchtkraft, die in einer Lagerebene gemessen wird, nicht nur von der Unwucht in der dazu benachbarten Ausgleichsebene abhängt, sondern auch noch von der Unwucht in der zweiten Ausgleichsebene. Es treten »Restmomente« auf.Arrangement in balancing machines The invention relates to a balancing machine and in particular one in which the rotor to be balanced is subcritical is stored and by means of electromechanical encoders that occur in the storage levels Forces are measured and converted into proportional electrical measurement voltages. It is well known that any unbalance of a rigid body can be eliminated by adding or removing it of material at a suitable point in any two axially offset against each other Balance levels. The storage levels, in which the bearing journals are usually located, however, are generally unsuitable for this. It is therefore necessary that the Measured values obtained in the storage levels on other levels, the »compensation levels «, In which compensation is easily possible. The aim now is to that the imbalance to be compensated is displayed immediately for a conversion to avoid. It should be noted that the imbalance force in a bearing plane is measured, not only from the imbalance in the adjacent compensation plane depends, but also on the imbalance in the second compensation level. Kick it »Residual moments«.

Zum Ausgleich dieser Restmomente sind verschiedene Schaltungen bekannt, die alle darauf hinauslaufen, daß man die in den Lagerebenen gewonnenen Spannungen elektrisch mit gewissen, sich aus den Abständen von Lager- und Ausgleichsebenen ergebenden Faktoren multipliziert und gegeneinanderschaltet. Various circuits are known to compensate for these residual torques, which all boil down to eliminating the tensions gained in the camp levels electrical with certain, out of the distances between storage and compensation levels resulting factors multiplied and switched against each other.

Zwischen den Kräften PI und PII, die in den Lagerebenen gemessen werden, und den auf die Ausgleichsebenen bezogenen Kräften P1 und P2 besteht bekanntlich (vgl. F i g. 1) folgende Beziehung: Man hat für den elektrischen Restmomentenausgleich schon eine Schaltung vorgesehen, bei welcher die kraftmessenden elektromechanischen Geber an Spannungsteilern anliegen, deren Teilspannungsverhältnisse proportional zu den Faktore 1 + a/b und c/b bzw. a/b und eingestellt werden. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die einzustellenden Teilspannungsverhältnisse für jeden Wuchtkörper ausgerechnet werden müssen. Dafür hat man besondere Rechenvorrichtungen vorgesehen. Das birgt die Gefahr von Rechen fehlern und einer dadurch bedingten falschen Einstellung der Maschine in sich. Es ist wegen der Einstellung von Verhältniszahlen auch nicht mit einem Blick zu erkennen, ob die Maschine tatsächlich richtig eingestellt ist.As is well known (see Fig. 1), the following relationship exists between the forces PI and PII, which are measured in the bearing planes, and the forces P1 and P2 related to the compensation planes: A circuit has already been provided for the electrical residual torque compensation in which the force-measuring electromechanical transmitters are connected to voltage dividers whose partial voltage ratios are proportional to the factors 1 + a / b and c / b or a / b and can be set. This arrangement has the disadvantage that the partial stress ratios to be set have to be calculated for each balancing body. Special computing devices have been provided for this. This harbors the risk of arithmetic errors and the resulting incorrect setting of the machine. Because of the setting of ratios, it is not possible to see at a glance whether the machine is actually set correctly.

Es ist daher eine Anordnung vorgesehen worden, bei welcher nicht mehr die Verhältnisse an zwei Potentiometern eingestellt werden, sondern wo drei Potentiometer vorgesehen sind, die nach den drei Abständen a, b, c zwischen Lager und Ausgleichsebenen unmittelbar eingestellt werden können. An zwei solchen Potentiometern liegen dabei die beiden Meßspannungen an, die proportional zu den in den Lagerebenen wirksamen Unwucktkräften PI und PII sind. Die Teilspannungsverhältnisse der beiden Potentiometer werden proportional a bzw. c eingestellt, so daß Teilspannungen proportional Pia bzw. PIIc abgegriffen werden. Diese Teilspannungen werden gegeneinandergeschaltet und liefern dann eine Spannung proportional PÍaPI, : C. Das dritte Potentiometer bewirkt eine Division durch den Abstand b der Ausgleichsebenen voneinander. Zu diesem Zweck wird die der Differenz PIa-PIIc proportionale Spannung mehrfach verstärkt, um eine ausreichende Niederohmigkeit zu erzielen. Dann wird die Spannung an das als Einstellwiderstand geschaltete dritte Potentiometer und einen damit in Reihe geschalteten Festwiderstand angelegt und die Ausgangs spannung an dem Festwiderstand abgegriffen. Die so erhaltene Spannung ist bekanntlich proportional PIaPrI c b Dieser Spannung wird nun wahlweise, je nachdem, in welcher Ausgleichsebene man gerade messen will, entweder die entsprechend verstärkte Meßspannung #PI -oder eine Spannung proportional zu P1r überlagert. Man erkennt sofort, daß man im ersten Fall eine Ausgangsspannung proportional P,, zweiten Fall eine Spannung proportional 1>2 erhält. There has therefore been an arrangement in which not more the ratios can be set on two potentiometers, but where three Potentiometers are provided according to the three distances a, b, c between bearings and compensation levels can be set immediately. On two such potentiometers the two measuring voltages are applied, which are proportional to those in the storage levels effective jerk forces are PI and PII. The partial stress ratios of the two Potentiometers are set proportionally a and c, so that partial voltages are proportional Pia or PIIc can be tapped. These partial voltages are switched against each other and then supply a voltage proportional to PÍaPI,: C. The third potentiometer causes a division by the distance b of the compensation planes from one another. To this Purpose, the voltage proportional to the difference PIa-PIIc is amplified several times, to achieve a sufficient low resistance. Then the tension on that Third potentiometer connected as a setting resistor and one in series with it switched fixed resistor is applied and the output voltage is applied to the fixed resistor tapped. The voltage thus obtained is known to be proportional to PIaPrI c b This Voltage is now optionally, depending on the compensation plane in which you are currently measuring wants, either the correspondingly amplified measuring voltage #PI - or a voltage proportional superimposed on P1r. One recognizes immediately that in the first case one is a Output voltage proportional to P ,, second case a voltage proportional to 1> 2 receives.

Diese bekannte Anordnung gestattet zwar eine sehr bequeme Einstellung der Auswuchtmaschine, deren Richtigkeit auch mit einem Blick zu kontrollieren ist. This known arrangement allows a very convenient adjustment the balancing machine, the correctness of which can be checked at a glance.

Die Schaltung ist jedoch relativ kompliziert. Sie hat außerdem den Nachteil, daß sie eine relativ große Verstärkungsreserve erforderlich macht, welche unter Umständen in der Ausgangsspannung gar nicht in Erscheinung tritt. Das soll an einem vereinfachten Beispiel erläutert werden. Die Schaltung soll in der Lage sein, sowohl bei a = 1 als auch bei a = 10 und sowohl bei b = 1 als auch bei b = 10 (gemessen in irgendwelchen Längeneinheiten) zu arbeiten. Man erhält für a = 10, b =10 das gleiche Verhältnis b wie für a = 1, h = 1 und damit (wenn man einmal der Einfachheit halber PII= 0 annimmt) die gleiche Ausgangsspannung. Dabei ist aber im ersten Fall von der an dem dritten »h«-Potentiometer und dem Festwiderstand anliegenden verstärkten Spannung nur ein Bruchteil ausgenutzt worden.However, the circuit is relatively complicated. She also has the Disadvantage that it requires a relatively large gain reserve, which may not even appear in the output voltage. It has to be will be explained using a simplified example. The circuit should be able to be, both at a = 1 and at a = 10 and at both b = 1 and b = 10 (measured in any units of length) to work. For a = 10 one obtains b = 10 the same ratio b as for a = 1, h = 1 and thus (once you have the Assuming PII = 0 for the sake of simplicity) the same output voltage. But there is in the first case, the one applied to the third "h" potentiometer and the fixed resistor only a fraction of the increased tension has been exploited.

Im zweiten Fall ist die an dem »a«-Potentiometer anliegende Spannung nur zu einem Bruchteil ausgenutzt worden. In the second case is the voltage across the "a" potentiometer only a fraction has been used.

Man kann nun außer einem 1:1-Verhältnis mit den bekannten Anordnungen auch Verhältnisse von 1: 10 (a = 1, b = 10) oder 10 : 1 (a = 10, b = 1) einstellen. You can now except a 1: 1 ratio with the known arrangements also set ratios of 1:10 (a = 1, b = 10) or 10: 1 (a = 10, b = 1).

Praktisch muß ja die Skala der Abstandspotentiometer wenigstens eine Dekade erfassen. Die Einstellung solch extremer Verhältnisse ist aber häufig gar nicht erforderlich. Meist ist es gar nicht wünschenswert, daß man etwa Verhältnisse a = 1 :10 einstellen kann, b weil sich bei einer solchen geringen Ausnutzung des vorhandenen Verstärkungsgrades der Rauschpegel störend bemerkbar macht. Es bietet Schwierigkeiten, die Einstellung solch ungünstiger Verhältnisse durch den Bedienungsmann- auszuschließen, wodurch Fehlmessungen oder ungenaue Messungen erfolgen können.In practice, the scale of the distance potentiometer must be at least one Capture decade. The setting of such extreme conditions is often even worse not mandatory. Most of the time it is not at all desirable that you have relationships a = 1: 10 can be set, b because with such a low utilization of the the existing degree of amplification makes the noise level disturbingly noticeable. It offers Difficulties in setting such unfavorable conditions by the operator to be excluded, whereby incorrect measurements or inaccurate measurements can occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden und eine Schaltungsanordnung zum elektrischen Restmomentenausgleich zu schaffen, welche mit zwei Potentiometern arbeitet, die nach den Abstandsverhältnissen eingestellt werden, so daß sich für a = 10, b = 10 die gleiche elektrische Einstellung ergibt wie für a = 1, b = 1, welche aber trotzdem wie die zuletzt erwähnte Schaltung vom Bedienungsmann unmittelbar nach den Abständen a, b und c eingestellt werden kann, so daß der Bedienungsmann keine Abstandsverhältnisse rechnerisch zu ermitteln und einzustellen braucht. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß zur Multiplikation mit den Abstandsverhältnissen zwei Potentiometer mit exponentieller Charakteristik vorgesehen sind, an denen jeweils eine der Meßspannungen anliegt und die durch auskuppelbare erste und zweite Einstellglieder einstellbar sind, und daß ein drittes auskuppelbares Einstellglied vorgesehen ist, durch das in Wirkstellung beide Potentiometer gemeinsam verstellbar sind. The invention is based on the described disadvantages to avoid the known arrangements and a circuit arrangement for electrical To create residual torque compensation, which works with two potentiometers that can be set according to the spacing ratios, so that for a = 10, b = 10 the same electrical setting results as for a = 1, b = 1, but which one anyway like the last mentioned circuit by the operator immediately after the intervals a, b and c can be adjusted so that the operator does not have any distance relationships needs to be determined arithmetically and adjusted. This becomes according to the invention achieves that for multiplication with the distance ratios two potentiometers with exponential characteristics are provided, at each of which one of the measuring voltages applied and adjustable by disengageable first and second adjusting members are, and that a third disengageable adjusting member is provided through which in the active position both potentiometers can be adjusted together.

Bei Verwendung von Ringpotentiometern mit exponentieller Charakteristik bedeutet eine Verdrehung der Potentiometerschleifer um einen bestimmten Winkel die Multiplikation der vor der Verdrehung abgegriffenen Spannungen mit einem Faktor bzw. eine Division. Die ersten beiden Einstellglieder können pro- portional log a bzw. log c eingestellt werden. Dann werden die an den Potentiometern anliegenden Geber spannungen mit a bzw. c elektrisch multipliziert. Wenn nun das dritte Einstellglied eingekuppelt wird und eine gemeinsame Verdrehung der beiden Potentiometer um log b bewirkt, und zwar im entgegengesetzten Sinne wie das erste und das zweite Einstellglied, dann bewirkt dies eine Division der vorher abgegriffenen Teilspannungen durch b. Die ersten und zweiten Einstellglieder sind dabei ausgekuppelt und werden daher von der »b«-Einstellung nicht beeinflußt. When using ring potentiometers with exponential characteristics means a rotation of the potentiometer wiper by a certain angle Multiplication of the tapped voltages before the rotation by a factor or a division. The first two adjustment elements can pro- portional log a or log c can be set. Then the ones applied to the potentiometers Encoder voltages are electrically multiplied by a or c. If now the third adjuster is engaged and a common rotation of the two potentiometers by log b causes, in the opposite sense as the first and the second adjustment member, then this causes the previously tapped partial voltages to be divided by b. The first and second adjusting members are disengaged and are therefore not affected by the "b" setting.

Vorteilhaft ist es, wenn die Einstellglieder in ausgekuppeltem Zustand arretiert sind. It is advantageous if the adjusting members are in the disengaged state are locked.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 2 dargestellt und im folgenden beschrieben: Auf einem - nicht dargestellten - Schaltbrett sitzen drei Einstellknöpfel, 2 und 3. Die Einstellknöpfe sind mit logarithmisch geteilten Skalen 11, 21 bzw. 31 versehen, die mit feststehenden Marken 12, 22 bzw. 32 zusammenwirken. An embodiment of the invention is shown in FIG. 2 shown and described below: Sit on a switchboard - not shown three adjustment knobs, 2 and 3. The adjustment knobs are logarithmically divided Scales 11, 21 and 31, respectively, which interact with fixed marks 12, 22 and 32, respectively.

Der Knopf 1 kann durch axiales Eindrücken mit der Welle 14 eines Potentiometers 15 über eine Kupplung 13 gekuppelt werden. Das Potentiometer 15 ist exponentiell gewickelt, und es liegt an ihm die - gegebenenfalls verstärkte Spannung des in der linken Lagerebene (Fig. 1) angeordneten Gebers an, der bei einer bekannten unterkritisch betriebenen Auswuchtmaschine von einem kraftmessenden piezoelektrischen Element, z. B. aus Bariumtitanat, gebildet werden kann. Die Art des Gebers ist für die vorliegende Erfindung von sekundärer Bedeutung, sofern nur die Maschine eine Einstellung nach den Abständen von Lager- und Ausgleichsebenen gestattet. The button 1 can be pushed in axially with the shaft 14 of a Potentiometer 15 can be coupled via a coupling 13. The potentiometer 15 is exponentially wound, and it is up to him the - possibly increased tension of the in the left storage level (Fig. 1) arranged encoder, which in a known sub-critically operated balancing machine from a force-measuring piezoelectric Element, e.g. B. from barium titanate, can be formed. The type of giver is for the present invention is of secondary importance, provided only the machine is one Adjustment according to the distances between storage and compensation levels is permitted.

Die zwischen dem Schleifer 16 des Potentiometers 15 und dem einen Ende des Potentiometerwiderstandes abgegriffene Spannung ist daher proportional der Exponentialfunktion des Drehwinkels des Einstellknopfes 1. Wenn also an der logarithmisch geteilten Skala 11 der Abstand a zwischen linker Lager- und linker Ausgleichsebene eingestellt wird, dann ist der Winkel, um den der Knopf 1 und damit die Welle 14 verdreht wird, N log a. Ist UI die am Potentiometer 15 anliegende Geberspannung, dann ist die abgegriffene Teilspannung proportional zu UIa. The between the wiper 16 of the potentiometer 15 and the one The voltage picked up at the end of the potentiometer resistance is therefore proportional the exponential function of the angle of rotation of the adjustment knob 1. So if at the logarithmically divided scale 11 the distance a between the left bearing and left Compensation plane is set, then the angle by which button 1 and thus the shaft 14 is rotated, N log a. If UI is the encoder voltage applied to potentiometer 15, then the tapped partial voltage is proportional to UIa.

In gleicher Weise kann der Einstellknopf 3 durch axiales Eindrücken über eine Kupplung33 mit der Welle 34 eines exponentiell gewickelten Potentiometers 35 verbunden werden. An dem Potentiometer35 liegt die Spannung UII N PII des in der rechten Lagerebene angeordneten Gebers an. An der logarithmischen Skala 31 wird mit dem Knopf 3 der Abstand c zwischen rechter Ausgleichs- und rechter Lagerebene eingestellt. In the same way, the adjusting knob 3 can be pressed in axially via a coupling 33 to the shaft 34 of an exponentially wound potentiometer 35 can be connected. The voltage UII N PII of the in is applied to the potentiometer35 the right storage level arranged encoder. On the logarithmic scale 31 becomes with button 3 the distance c between the right compensation plane and the right bearing plane set.

Der Drehwinkel der Welle 34 ist dann N log c, und die am Schleifer36 abgegriffene Spannung ist proportional zu UIIc.The angle of rotation of the shaft 34 is then N log c, and that of the grinder36 tapped voltage is proportional to UIIc.

Es ist nun erforderlich, eine Division durch b, den Abstand der Lagerebenen voneinander, durchzuführen. It is now necessary to divide by b, the distance between the storage levels from each other.

Zu diesem Zweck ist der Knopf 2 vorgesehen, an dessen logarithmisch geteilter Skala 21 dieser Abstand eingestellt wird. Auch dieser Knopf 2 kann durch axiales Eindrücken in Wirkstellung gebracht werden. Zu diesem Zweck sitzt auf der Welle 23 des Einstellknopfes 2 ein Kegelrad 27, welches in Wirkstellung mit Kegelrädern 17 und 37 auf den Wellen 14 bzw. 34 der Potentiometer 15 bzw. 35 in Eingriff kommt. Wenn an dem Knopf 2 und der logarithmisch geteilten Skala 21 der Wert b eingestellt wird, dann wird das Kegelrad 27 um einen Winkel N log b verdreht. Dabei verdreht es die damit im Eingriff stehenden Kegelräder 17 und 37 um den gleichen Winkel, und zwar in entgegengesetztem Sinne, wie die Verdrehung mittels der Stellknöpfe 1 und 3 geschehen war.For this purpose the button 2 is provided, on its logarithmic divided scale 21 this distance is set. This button 2 can also go through axial pressing are brought into the operative position. For this purpose sits on the Shaft 23 of the adjusting knob 2 is a bevel gear 27, which is in the operative position with bevel gears 17 and 37 on shafts 14 and 34, respectively, of potentiometers 15 and 35 come into engagement. If the value b is set on button 2 and the logarithmically divided scale 21 is, then the bevel gear 27 is rotated by an angle N log b. Included it rotates the bevel gears 17 and 37 which are in engagement therewith about the same Angle, in the opposite sense as the rotation by means of the adjusting knobs 1 and 3 had happened.

Wegen der exponentiellen Charakteristik der Potentiometer 15 und 35 entspricht das einer Division durch b.Because of the exponential characteristics of potentiometers 15 and 35 this corresponds to a division by b.

Die beiden von den Potentiometern 15 und 16 abgegriffenen Teilspannungen werden gegeneinandergeschaltet, und der so erhaltenen Spannungsdifferenz UI a U11 c b wird wahlweise UI oder UII selbst überlagert, so daß man Spannungen ZWEI oder NP2 erhalten kann. Diese Schaltung kann ähnlich aufgebaut sein wie die beschriebene Anordnung mit elektrischer Quotientenbildung und drei Potentiometern. The two partial voltages tapped by potentiometers 15 and 16 are switched against each other, and the voltage difference UI a U11 obtained in this way c b is optionally superimposed on UI or UII itself, so that voltages TWO or NP2 can get. This circuit can be constructed similarly to the one described Arrangement with electrical quotient formation and three potentiometers.

Die drei Schaltknöpfe 1, 2, 3 werden durch - nicht dargestellte - Federn nach außen gedrückt, so daß sie von Hand gegen die Federkraft in Wirkstellung gebracht werden müssen und nach dem Loslassen von selbst in ihre ausgekuppelte Stellung zurückkehren. The three buttons 1, 2, 3 are indicated by - not shown - Springs pressed outwards so that they are in the operative position by hand against the spring force must be brought into their disengaged position automatically after letting go to return.

In der ausgekuppelten Stellung sind die Knöpfe durch bekannte, nicht näher dargestellte Mittel gegen Verdrehung gesichert. In the disengaged position, the buttons are known, not Means shown in more detail secured against rotation.

Claims (3)

Patentansprüche : 1. Auswuchtmaschine, bei welcher zum Ausgleich der Restmomente eine Schaltungsanordnung vorgesehen ist, durch welche diese Meßspannungen elektrisch mit den Verhältnissen der Abstände der jeweiligen Lagerebene von der benachbarten Ausgleichsebene zu dem Abstand der beiden Ausgleichsebenen voneinander multipliziert und gegeneinandergeschaltet werden und der so erhaltenen Spannung wahlweise eine der Meßspannungen überlagert wird, dadurch gekennzeichnest, daß zur Multiplikation mit den Abstandsverhältnissen zwei Potentiometer (15, 35) mit exponentieller Charakteristik vorgesehen sind, an denen jeweils eine der Meßspannungen anliegt und die durch auskuppelbare erste und zweite Einstellglieder (1 bzw. 2) einstellbar sind, und daß ein drittes auskuppelbares Einstellglied (3) vorgesehen ist, durch das in Wirkstellung beide Potentiometer (15, 35) gemeinsam verstellbar sind.Claims: 1. Balancing machine, in which a circuit arrangement is provided to compensate for the residual torques, by means of which these measuring voltages are electrically matched with the ratios of the distances between the respective bearing plane from the adjacent compensation plane and the distance between the two compensation planes from one another are multiplied and switched against each other and the voltage thus obtained is optionally superimposed on one of the measuring voltages, characterized in that two potentiometers (15, 35) with exponential characteristics are provided for multiplication with the distance ratios, to each of which one of the measuring voltages is applied and the first which can be disengaged and second setting elements (1 or 2) are adjustable, and that a third disengageable setting element (3) is provided, by means of which both potentiometers (15, 35) can be adjusted together in the operative position. 2. Auswuchtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellglieder (1, 2, 3) in ausgekuppeltem Zustand arretiert sind. 2. Balancing machine according to claim 1, characterized in that the adjusting members (1, 2, 3) are locked in the disengaged state. 3. Auswuchtmaschine nach Anspruch 1 oder 2 mit ringförmig gewickelten Potentiometern, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Potentiometerwellen (14, 34) Kegelräder (17, 37) angeordnet sind und ein auf der Welle (23) des dritten Einstellgliedes (2) sitzendes Kegelrad (27) durch axiales Einrücken des Einstellgliedes (2) mit diesen beiden Kegelrädern (17, 37) in Eingriff kommt. 3. balancing machine according to claim 1 or 2 with annularly wound Potentiometers, characterized in that on the potentiometer shafts (14, 34) Bevel gears (17, 37) are arranged and one on the shaft (23) of the third adjusting member (2) seated bevel gear (27) by axially engaging the adjusting member (2) with these two bevel gears (17, 37) comes into engagement. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 962 474, 976 966; französische Patentschrift Nr. 1 207 643. Considered publications: German Patent Specifications No. 962 474, 976 966; French patent specification No. 1 207 643.