DE2114770B1 - Vorrichtung zum Auswuchten von Unwuchtkörpern - Google Patents

Description

nur durch Probieren ermittelt werden. Insbesondere bei relativ kleinen Unwuchten ist es nicht mehr möglich, die Auswuchtüng genau durchzuführen, zumal keine Aussage über den wirklichen Auswuchtzustand des Rades gemacht werden kann.

Es sind weiterhin kraftmessende Auswuchtmaschinen bekannt, welche über starre Lagerungen verfugen und bei welchen die Unwucht für beide Radebenen in bekannter Weise in einem Lauf ermittelt werden kann. Solche Auswuchtmaschinen mit starrer Lagerung haben gegenüber der vorgenannten Ausführungsform den Nachteil, daß sie über eine kostspielige, starre Fundamentierung verfugen müssen und über eine relativ starre Welle, damit eine einwandfreie Ebenentrennung gewährleistet ist. Bei nicht einwandfreier Ebenentrennung müssen nach dem Ausgleich der gemessenen Unwucht Kontrolläufe zur Ermittlung und zur Beseitigung der Restunwuchten durchgeführt werden. Dies bedingt, daß entweder zusätzliche Ausgleichsgewichte angebracht werden müssen oder daß die bereits eingesetzten Gewichte wieder herausgenommen und verändert werden müssen.

Dieser Nachteil ist bei den eingangs genannten Auswuchtmaschinen mit Pendelachse nicht vorhanden, da selbst bei ungenügender radialer Steifigkeit des Pendellagers kaum Pendelbewegungen, hervorgerufen aus Unwuchten der Pendellagerebene, auftreten, so daß die Pendelbewegungen ein Maß für die Unwucht der Ebene b, welche das Pendellager nicht enthält, darstellen. Ferner ist vorteilhaft, daß bei einer durch eine ältere Anmeldung vorgeschlagenen Pendellagermaschine es nicht mehr erforderlich ist, die Unwucht in der Pendellagerebene durch ein statisches Abrollen des Rades zu ermitteln. Diese Unwucht wird nämlich in einem zweiten Meßlauf ermittelt, bei dem ein starres Kraftmeßelement, welches das radial unbewegliche Pendellager abstützt, durch Umlegen eines Schalters mit dem Meß- und dem Anzeigeinstrument verbunden wird, während der mit dem radial beweglichen Lager verbundene Wandler hierbei gleichzeitig von dem Meß- und von dem Anzeigeinstrument getrennt wird. Die durch das statische Abrollen bedingten Nachteile, insbesondere Ungenauigkeiten, können somit hierdurch vermieden werden. Gleichwohl läßt auch diese verbesserte Pendellagermaschine noch gewisse Wünsche offen. Dies betrifft insbesondere die Tatsache, daß die Kräfte im Pendellager über ein Kraftmeßelement, die Pendelbewegungen aber mit einem weg- oder geschwindigkeitsmessenden Wandler ermittelt werden müssen. Die elektrische Schaltung muß deshalb so ausgelegt werden, daß sie sowohl an das Kraftmeßelement als auch an den Weg- oder Geschwindigkeitsmesser angeschaltet werden kann. Unerwünscht ist ferner, daß die Pendelbewegungen vom Verhältnis der Hebelarme zwischen den Radebenen α und b zum Abstand der beiden Lager abhängig sind und daß die Massenverteilung des auszuwuchtenden Unwuchtkörpers in das Meßergebnis eingeht.

Ausgehend von der vorgenannten Problemstellung ist es nun Aufgabe der Erfindung, die vorgenannte Pendellagermaschine gemäß dem älteren Vorschlag weiter zu verbessern und zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das radial bewegliche Lager auf einem starren Kraftmeßelement und einer Feder abgestützt ist und daß zur Ermittlung der Unwucht der Ausgleichsebene α, in welcher das Pendellager liegt, in dem zweiten Meßlauf die beiden Kraftmeßelemente beider Lager parallel schaltbar und mit dem Meßinstrument und dem Anzeigeinstrument verbindbar sind.

Erfindungsgemäß ist somit auch das radial bewegliche Lager durch ein Kraftmeßelement abgestützt, das somit an die Stelle des Weg- oder Geschwindigkeitswandlers gemäß dem älteren Vorschlag tritt, wobei eine relativ harte Feder die Pendelbewegungen begrenzt. In dem ersten Meßlauf wird nun das das bewegliche Lager abstützende Kraftmeßelement mit dem z. B. als Meßverstärker ausgebildeten Meßinstrument verbunden. Die von dem Kraftmeßelement abgegebene Spannung stellt ein Maß für die Unwucht der Ausgleichsebene b dar, vorausgesetzt, daß der Hebelarm zwischen den beiden Ausgleichsebenen a und b zum Abstand der beiden Kraftmeßelemente in bekannter Weise in der Schaltung berücksichtigt ist. Wenn derart die Unwucht in der Ausgleichsebene b ermittelt und beseitigt worden ist, werden sodann in dem zweiten Meßlauf die beiden Kraftmeßelemente beider Lager parallel geschaltet, so daß nun die statische Unwucht des Rades gemessen wird. Da die Ausgleichsebene b bereits frei von Unwuchten ist, stellt diese statische Unwucht ein direktes Maß für die Unwucht der Ausgleichsebene α, in welcher sich das Pendellager befindet, dar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die dem radial beweglichen Lager zugeordnete Feder relativ hart und so abgestimmt, daß die Pendelresonanzfrequenz um das Pendellager zusammen mit dem auszuwuchtenden Unwuchtkörper oberhalb, insbesondere knapp oberhalb der Antriebswellendrehzahl liegt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zur Beeinflussung der Empfindlichkeit des Meßinstrumentes und zur Berücksichtigung des durch die Felgen bedingten Abstandes zwischen den beiden Ausgleichsebenen α und b ein Stufenschalter mit mehreren Widerständen oder ein Potentiometer vorgesehen, wobei der Stufenschalter bzw. das Potentiometer während des zweiten Meßlaufes ausschaltbar ist. Es ergibt sich hierbei der Vorteil, daß der felgenbedingte Abstand zwischen den beiden Ausgleichsebenen α und b berücksichtigt bzw. eingestellt werden kann.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist zur Berücksichtigung des Ausgleichsradius der beiden Ausgleichsebenen α und b und zur direkten Anzeige der Unwuchtgröße in Gramm oder anderen gewünschten Masseneinheiten am Anzeigeinstrument ein Stufenschalter mit mehreren Widerständen oder ein Potentiometer vorgesehen. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß der für die Radfelge charakteristische Durchmesser bzw. Ausgleichsradius berücksichtigt bzw. eingestellt werden kann.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, welches in der Zeichnung schematisch dargestellt ist.

Die in der Zeichnung dargestellte Auswuchtvorrichtung, verfügt über eine Antriebswelle 4, die mittels einer Riemenscheibe 8 durch einen nicht dargestellten Antriebsmotor angetrieben wird. Die Antriebswelle ist einerseits in einem radial unbeweglichen Pendellager 1 sowie andererseits in einem radial beweglichen Kugellager 10 gelagert, wobei dieses Lager 10 über ein starres Kraftmeßelement 11 und eine relativ harte Feder 9 so abgestimmt ist, daß sich zu-

sammen mit einem auszuwuchtenden Kraftfahrzeugrad 5 eine Resonanzfrequenz oberhalb der Maschinendrehzahl ergibt. Das Pendellager 1 wird durch eine Feder 3 kraftschlüssig auf ein Kraftmeßelement 2 aufgedrückt, so daß keine radiale Bewegung der Antriebswelle in Richtung des Pendellagers 1 möglich ist. Die nur schematisch dargestellte Feder 3 ist nach Art eines Federgelenkes derart ausgebildet, daß die radialen Lagerkräfte ohne Beeinträchtigung der Lagerpendelung in voller Größe dem Kraftmeßelement 2 zugeleitet werden.

Das Kraftfahrzeugrad 5 oder ein anderer Unwuchtkörper ist mit zwei Ausgleichsebenen α und b versehen und mit einem Flansch 6 verbunden, welcher verschiebbar auf der Antriebswelle 4 angeordnet ist. Mittels einer Spannvorrichtung 7 kann das Rad 5 auf der Antriebswelle 4 derart festgespannt werden, daß nach der vorausgegangenen Verschiebung der Pendelpunkt des Pendallagers 1 innerhalb der Ausgleichsebene α liegt. Da das gegenüberliegende Lager 10 radial geringfügig beweglich ist, entstehen bei dem ersten Meßlauf Pendelbewegungen um das Lager 1, welche vom Lager 10 dem Kraftmeßelement 11 zugeleitet werden.

Erfindungsgemäß wird in einem ersten Meßlauf eine Meßeinrichtung 25, die z. B. als Meßverstärker ausgebildet sein kann, zusammen mit einem nachgeschalteten Anzeigeinstrument 32 über einen Schaltarm 18, 19 bzw. dessen Teil 19 mit einem Kontakt 20 und mit einem weiteren Schaltann 12 über in Reihe geschaltete Widerstände 13, 14, 15, 16 und 17 mit dem Kraftmeßelement 11 des radial beweglichen Lagers 10 verbunden. Der Schaltarm 18, 19 liegt hierbei mit seinen beiden Teilen 18 und 19 in der in der Zeichnung nicht gezeigten rechten Stellung. Bei dieser Schaltung wird somit im ersten Meßlauf die Unwucht in der Ausgleichsebene b am Anzeigeinstrument 32 angezeigt. Wie ohne weiteres ersichtlich, kann durch den Schaltarm 12 eine beliebige Reihenschaltung der Widerstände 13 bis 17 angeschaltet werden. Hierdurch ist es in sehr einfacher Weise möglich, den Hebelarm zwischen den beiden Ausgleichsebenen α und b zu berücksichtigen bzw. einzustellen.

Nach Beseitigung der Unwucht in der Ebene b wird der Schaltarm 18, 19 mit seinen beiden Teilen 18 und 19 umgeschaltet und in die in der Zeichnung dargestellte Lage gebracht, so daß der Eingang des Verstärkers 25 mit zwei Kontakten 21 und 22 und über zwei nachgeschaltete Widerstände 23 und 24 mit den beiden Kraftmeßelementen 11 und 2 der beiden Lager verbunden ist. Hierdurch sind somit die beiden Kraftmeßelemente 11 und 2 praktisch parallel geschaltet, und es können folglich nur noch statische Unwuchten gemessen und angezeigt werden. Da die Unwucht in der Ausgleichsebene b jedoch bereits beseitigt ist, entspricht die jetzt im zweiten Meßlauf gemessene Fliehkraft direkt der Unwucht in der Ausgleichsebene a.

Damit das Anzeigeinstrument 32 direkt in geeigneten Ausgleichseinheiten wie Gramm u. dgl. anzeigt, sind mehrere in Reihe geschaltete Widerstände 26, 27, 28, 29 und 30 vorgesehen, die parallel zu dem Meßverstärker 25 liegen und durch einen Schalter 31 je nach Wahl eingeschaltet werden können. Hierdurch kann in sehr einfacher Weise der Ausgleichsradius der beiden Ausgleichsebenen berücksichtigt werden, und man erhält für beide Ausgleichsebenen am Meßinstrument 32 eine vom Gewicht und Durchmesser des Rades 5 unabhängige Anzeige in Ausgleichseinheiten.

An Stelle der Stufenschalter 12 und 31 und der jeweils zugeordneten Widerstände können selbstverständlich auch Potentiometer vorgesehen werden, welche auf den Durchmesser des Kraftfahrzeuges und den Felgenabstand der Ebenen α und b geeicht sind. Bei dem Meßverstärker 25 handelt es sich um einen für die Unwuchtmessung geeigneten bekannten Verstärker. Da die Drehzahl, bei der die Unwuchten gemessen und ermittelt werden, stets konstant ist, kann am Meßinstrument 32 stets die Unwucht in Ausgleichseinheiten direkt abgelesen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auswuchten von Unwuchtkörpern, insbesondere von Kraftfahrzeugrädern, bei welcher die Unwucht in zwei Ausgleichsebenen (a und b) ermittelt wird und bei der eine Verschiebe- und Spannvorrichtung vorgesehen ist, mittels der der Unwuchtkörper auf einer Antriebswelle derart verschiebbar und spannbar ist, daß die Ausgleichsebene (a) mit einem von zwei Lagern der Antriebswelle zusammenfällt, welches als radial unbewegliches und auf einem starren Kraftmeßelement abgestütztes Pendellager ausgebildet ist, während das andere Lager radial beweglich ausgebildet und mit einem Meß- und einem Anzeigeinstrument verbindbar ist, damit in einem ersten Meßlauf die Unwucht in der Ausgleichsebene (b) ermittelt und beseitigt wird, wonach sodann die Ermittlung der Unwucht in der anderen Ausgleichsebene (d) in einem zweiten Meßlauf erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das radial bewegliche Lager (10) auf einem starren Kraftmeßelement (11) und einer Feder (9) abgestützt ist und daß zur Ermittlung der Unwucht der Ausgleichsebene (α), in welcher das Pendellager (1) liegt, in dem zweiten Meßlauf die beiden Kraftmeßelemente (2, 11) beider Lager (1, 2) parallel schaltbar und mit dem Meßinstrument (25) und dem Anzeigeinstrument (32) verbindbar sind.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (9) relativ hart und so abgestimmt ist, daß die Pendelresonanzfrequenz um das Pendellager (1) zusammen mit dem auszuwuchtenden Unwuchtkörper (5) oberhalb, insbesindere knapp oberhalb der Antriebswellendrehzahl liegt.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung der Empfindlichkeit des Meßinstrumentes (25) und zur Berücksichtigung des Abstandes der Ausgleichsebenen {a und b) ein Stufenschalter (12) mit mehreren Widerständen (13 bis 17) oder ein Potentiometer vorgesehen ist, wobei der Stufenschalter (12) bzw. das Potentiometer während des zweiten Meßlaufes aus schaltbar ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (13 bis 17) in Reihe und zwischen dem Kraftmeßelement (11) des radial beweglichen Lagers (10) und dem Meßinstrument (25) geschaltet sind.

5. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung des Ausgleichsradius der beiden Ausgleichsebenen (a und b) und zur direkten Anzeige der Unwuchtgröße in Gramm oder in einer anderen gewünschten Masseneinheit am Anzeigeinstrument (32) ein Stufenschalter (31) mit mehreren Widerständen (26 bis 30) oder ein Potentiometer vorgesehen ist.

6. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das radial unbewegliche Pendellager (1) durch eine Feder (3) kraftschlüssig auf das Kraftmeßelement (2) aufgedrückt ist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswuchten von Unwuchtkörpern, insbesondere von Kraftfahrzeugrädern, bei welcher die Unwucht in zwei Ausgleichsebenen α und b ermittelt wird und bei der eine Verschiebe- und Spannvorrichtnug vorgesehen ist, mittels der der Unwuchtkörper auf einer Antriebswelle derart verschiebbar und spannbar ist, daß die Ausgleichsebene α mit einem von zwei Lagern der Antriebswelle zusammenfällt, welches als radial unbewegliches und auf einem starren Kraftmeßelement abgestütztes Pendellager ausgebildet ist, während das andere Lager radial beweglich ausgebildet und mit einem Meß- und einem Anzeigeinstrument verbindbar ist, damit in einem ersten Meßlauf die Unwucht in der Ausgleichsebene b ermittelt und beseitigt wird, wonach sodann die Ermittlung der Unwucht in der anderen Ausgleichsebene α in einem zweiten Meßlauf erfolgt.

Es sind Auswuchtmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeugräder bekannt, bei welchen das auszuwuchtende Rad auf einen Flansch aufgenommen wird, welcher über eine Verschiebeeinrichtung verfügt, so daß das Rad auf der Auswuchtmaschinenachse axial verschoben und an einem bestimmten Punkt festgespannt werden kann. Die Achse bzw. Antriebswelle der Auswuchtmaschine ist in einem Pendellager oder in einem Kugellager, welches über ein Federgelenk verfügt, geführt. Das Rad wird derart auf die Achse bzw. Welle aufgespannt, daß eine Ausgleichsebene in den Pendelpunkt dieses Lagers zu liegen kommt. Während der Rotation werden deshalb Unwuchten in dieser Ebene vom Pendellager aufgenommen, und die Achse wird keine Pendelbewegungen, hervorgerufen aus der Unwucht dieser Ebene, ausführen. Unwuchten in der anderen Ausgleichsebene werden zu Pendelbewegungen um den Pendelpunkt des Lagers führen, welche von der Größe der Unwucht und der Massenverteilung des Rades abhängen. Diese Pendelbewegungen v/erden meist mit einem Schwingungsmesser, welcher am anderen Achs- bzw. Wellenende angebracht ist, gemessen und über eine geeignete Meßeinrichtung zur Anzeige gebracht. Aus dieser Anzeige kann auf die Größe und Winkellage der Unwucht der Ausgleichsebene geschlossen werden, welche sich nicht in der Pendelebene befindet. Nachdem in dieser Ausgleichsebene die Unwucht ermittelt und ausgeglichen worden ist, wird die Unwucht sodann in der Ebene des Pendellagers ermittelt und ausgeglichen. Hierbei wird derart vorgegangen, daß man das Rad statisch abrollen läßt.

Die auf diese Weise ermittelte Unwucht kann nämlich nur noch aus der Ausgleichsebene des Pendellagers herrühren und wird somit auch dort ausgeglichen.

Wenn ein Rad derart in zwei Ausgleichsebenen ausgewuchtet wird, so ist es nachteilig, daß das statische Abrollen des Rades zur Ermittlung der Unwucht in der einen der beiden Ausgleichsebenen nur dann mit genügender Genauigkeit durchgeführt werden kann, wenn die Reibung an der Achslagerung klein genug ist. Zu diesem Zweck wird meistens der Motorantrieb von der Antriebswelle der Auswuchtvorrichtung abgekuppelt. Es entstehen hierdurch jedoch aufwendige mechanische Mittel. Außerdem ist die Ermittlung der genauen Unwuchtlage und des für den Ausgleich notwendigen Auswuchtgewichtes relativ zeitraubend und zudem von der Geschicklichkeit des Wuchters abhängig. Das notwendige Ausgleichsgewicht und die Winkellage können außerdem meistens