DE2527592C3

DE2527592C3 - Vorrichtung zur Bestimmung der statischen Unwucht eines Prüfkörpers

Info

Publication number: DE2527592C3
Application number: DE2527592A
Authority: DE
Inventors: Guenther 6100 Darmstadt Himmler; Horst 6110 Dieburg Koegler
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Hofmann Werkstatt Technik GmbH
Priority date: 1975-06-20
Filing date: 1975-06-20
Publication date: 1979-02-22
Also published as: DE2527592A1; DE2527592B2; JPS588459B2; US4063462A; JPS523483A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der statischen Unwucht eines Prüfkörpers mit einem Aufnahmeteller, der in mindestens zwei Freiheitsgraden gegen die Wirkung einer Gegenkraft in einem Kardanrahmen und in bezüglich der Kardanachsen _J5 radialen Richtungen durch Wälzlager und in axialer Richtung der Kardanachsen durch axial starre Torsionsstäbe gelagert ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-AS 16 10 667 bekannt.

Damit der Wuchtkörper mit seinem Sollschwerpunkt sich über den Kardandrehpunkt befindet, sind Auswuchtwaagen mit elektromagnetischer Kompensation bekannt (DE-PS 16 48 510), bei denen der Aufnahmeteller in zwei Freiheitsgraden beweglich gelagert ist und welcher durch eine durch die Kompensationseinrichtung erzeugte Gegenkraft jeweils in die Ausgangslage zurückgebracht wird. Kompensationseinrichtungen sind auch bei Wiegevorrichtungen, die nicht für die statische Unwuchtmessung geeignet sind, bekannt (DE-AS 11 94 167).

Trotz dieser bekannten Kompensationseinrichtungen ergeben sich bei Auswuchtwaagen mit kardanischer Lagerung noch Schwierigkeiten. Zur kardanischen Lagerung der Aufnahmeteller werden in aller Regel _S5 Rillen- oder Schrägkugellager verwendet. Diese bekannten Kugellager sollen in Richtung der Kardanachse gesehen sowohl die radiale als auch die axiale Fixierung des Aufnahmetellers gewährleisten.

Die Lagerung in radialer Richtung verursachte ^₀ hierbei keine Probleme, jedoch konnte eine axiale Lagerung nur durch eine entsprechende Anpreßkraft der Kugellagerflanken in axialer Richtung erzielt werden, um ein Spiel zwischen der Kardanlagerung und dem Gehäuse der Auswuchtwaage zu verhindern. 6;

Der Nachteil dieser Lagerung besteht darin, daß durch die starken Anpreßkräfte aufgrund der Reibung ein Moment um die jeweilige Kardanachse auftritt.

Dieses durch die Reibung bewirkte Moment löst eine Hysterese aus, welche das Auflösungsvermögen und die Auswuchtgenauigkeit der Auswuchtwaage stark verschlechert Es besteht daher die Gefahr, daß trotz eines ideal ausgewuchteten Körpers auf dem Aufnahmeteller infolge der Lagerreibung, insbesondere in Richtung der Kardanachsen, eine Unwucht angezeigt wird, die nicht vorhanden ist Dieser angezeigte Wert entspricht dann dem Reibungswert der Lagerung.

Wenn die Anpreßtkraft der Kugellagerflanken in axialer Richtung der Kardanachsen gering ist, kann durch Druck oder Stoß der Aufnahmeteller verschoben werden, was bei Rülenkugellagerung auch eine radiale Laufachsenänderung hervorrufen kann und zu Fehlmessungen führt. Dieser Druck oder Stoß kann beispielsweise beim Einlagern des Wuchtkörpers auftreten, so daß der Kardandrehpunkt aus einer Ursprungslage auswandert. Die Meßelektronik wird in diesem Fall eine Unwucht anzeigen, obwohl keine vorhanden ist

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Bestimmung der statischen Unwucht eines Prüfkörpers zu schaffen, die ein gutes Auflösungsvermögen hat und eine sichere und praktisch reibungsfreie Lagerung des Aufnahmetellers gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kardanrahmen an beiden Enden eier einen Kardanachse in Wälzlagern am Maschinengehäuse und der Aufnahmeteller am Kardanrahmen an beiden Enden der anderen Kardanachse ebenfalls in Wälzlagern gelagert sind und die in der einen Kardanachse liegenden Torsionsstäbe mit den einen Enden am Maschinengehäuse und mit den anderen Enden am Kardanrahmen und die in der anderen Kardanachse liegenden Torsionsstäbe mit den einen Enden am Kardanrahmen und mit den anderen Enden am Aufnahmeteller befestigt sind und daß in bekannter Weise Meßwertaufnehmer mit dem Aufnahmeteller verbunden sind.

Bevorzugt sind die Wälzlager als Tonnenlager ausgebildet und die Torsionsstäbe können auch biegeweich ausgebildet sein.

Bei der Vorrichtung zur Bestimmung der statischen Unwucht, welche aus der deutschen Auslegeschrift 18 10 667 bekannt ist, erfolgt die Lagerung des Aufnahmetellers so, daß in jeder der beiden Kardanachsen ein Torsionsstab am einen Ende in Kugellagern gelagert ist, während die anderen Enden dieser Torsionsstäbe am Aufnahmeteller bzw. an einem Rahmen starr befestigt sind. Die beiden anderen Torsionsstäbe sind an beiden Enden jeweils starr mit dem Aufnahmeteller und dem Rahmen verbunden, wobei letztere Torsionsstäbe zur Ermittlung der Unwuchtkräfte mit Dehnungsmeßstreifen versehen sind. Die Torsionsstäbe nehmen hierbei jedoch auch das Gewicht des Prüflings auf, so daß die Meßgenauigkeit beeinträchtigt ist. Im Gegensatz dazu wird bei der Erfindung das Gewicht des Prüflings durch die Wälzlager aufgenommen, und die Unwucht wird mittels am Aufnahmeteller angreifenden Meßwertaufnehmern ermittelt. Die Unwuchtermittlung erfolgt dabei möglichst verlustfrei, da die kardanische Lagerung, welche in bezug auf die Kardanachsen sowohl in axialer als auch in radialer Richtung praktisch reibungsfrei ist, eine starre Abstützung in Richtung der Kardanachsen gewährleistet, so daß an den Kugellagerflanken der Wälzlager keine Anpreßkräfte auftreten, die Reibungskräfte hervorrufen. Eine hieraus resultierende Hystere-

se ist ausgeschlossen, so daß eine erhöhte Meßgenauigkeit und ferner eine bessere Justage der Auswuchtwaa-•je möglich wird.

In den Figuren wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Anhand dieser Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Auswuchtwaage entlang den Linien C-D in F i g. 2 und

Fig.2 eine Draufsicht durch einen horizontalen Schnitt der Auswuchtwaage in Fig. 1 entiang der Schnittlinie A 3.

Die in den Figuren dargestellte Auswuchtwaage weist eine Aufnahmevorrichtung 2 auf, auf welcher mittels eines Zentrierdornes 3 ein zu messender Wuchtkörper 1 genau mittig mit seinem Sollschwerpunkt ausgerichtet ,, werden kann. Die Aufnahmevorrichtung 2 befindet sich auf einem Aufnahmeteller 4, auf welchem sie mit nicht näher dargestellten, bekannten Mitteln befestigt werden kann. Jede Aufnahmevorrichtung 2 ist dem jeweiligen zu messenden Wuchtkörper angepaßt.

Der Aufnahmeteller 4 ist an einem Maschinengehäuse 5 kardanisch gelagert, so daß er um beispielsweise zwei Kardanachsen Bewegungen ausführen kann. Auslenkungen des Aufnahmetellers 4 aus der Waagrechten, die durch Unwuchten hervorgerufen werden, können durch Meßwertaufnehmer 10 und U, welche insbesondere als Kraftmeßaufnehmer ausgeführt sind, aufgenommen werden. Diese Meßwertaufnehmer 10 und 11 können außerdem mit einer bekannten Kompensationseinrichtung versehen sein, die gesteuert vom Ausschlag des -J₀ Aufnahmetellers 4 eine Gegenkraft erzeugen, die den Aufnahmeteller 4 wieder in die Ausgangslage zurückführt

Außerdem sind mit dem Aufnahmeteller 4 Meßwertaufnehmer 12 und 13 verbunden, weiche die statische Absenkung des Aufnahmetellers 4, welche z. B. durch das Gewicht des Wuchtkörpers 1 hervorgerufen wird, ausgleichen. Die Meßwertaufnehmer 10, 11, 12, 13 können am Maschinengehäuse 5 befestigt sein. Abtastmittel 7 der Meßwertaufnehmer sind mit dem Aufnahmeteller 4 verbunden.

Für die kardanische Lagerung des Aufnahmetellers 4 sind Wälzlager 14 und 18 vorgesehen. Diese Wälzlager sind in einem Achsenkreuz der Kardanlagerung angeordnet. Der Aufnahmeteller 4 ist über die Wälzlager 14 an Lagerbolzen 15, welche an einem Kardanring 16 befestigt sind, um eine der beiden

40 Kardanachsen schwenkbar gelagert Die Wälzlager 14 sind dabei in Stegen 20, welche sich am Aufnahmeteller 4 befinden, angeordnet Der Kardanring 16 wird seinerseits in Wälzlagern !8 gelagert, die um 90° versetzt sind gegenüber den Wälzlagern 14. Die Wälzlager 18 sind in Stegen 8, welche am Maschinengehäuse 5 befestigt sind, untergebracht Die Lagerung des Kardanrings 16 erfolgt über Lagerbolzen 9, welche am Kardanring 16 befestigt sind Man erhält hierdurch eine um eine zweite Kardanachse schwenkbare Lagerung des Kardanrings 16 am Maschinengehäuse 5. Die zweite Kardanachse ist gegenüber der Kardanachse, welche durch die Wälzlager 14 verläuft um 90° versetzt Um eine ausreichende Abstützung gegenüber dem Maschinengehäuse zu gewährleisten, sind die Wälzlager 18 in entsprechenden Stützen 8 am Gehäuse untergebracht Man erhält hierdurch die bezüglich der beiden Kardanachsen radiale Lagerung des Aufnahmetellers 4.

Die Wälzlager 14 und 18 für die radiale Fixierung des Kardanrings 16 und des Aufnahmetellers 4 sind als Tonnenlager ausgebildet

Die axiale Lagerung erfolgt durch axial starre Torsionsstäbe 17 und 19. Die Torsionsstäbe 17 sind mit ihren einen Enden am Aufnahmeteiler 4 und mit ihren anderen Enden am Kardanring 16 befestigt Die beiden anderen Torsionsstäbe 19 sind um 90° versetzt zu den Torsionsstäben 17 angeordnet und sind mit ihren einen Enden am Kardanring 16 und mit ihren anderen Enden an ortsfest am Maschinengehäuse 5 angeordneten Stegen 6 befestigt. Die Enden der Torsionsstäbe 17 und 19 sind mit an sich bekannten, nicht näher dargestellten Mitteln an den jeweiligen Bauteilen befestigt. Beim Ausführungsbeispiel fallen die Torsionsachsen der Torsionsstäbe 17 und 19 mit den Kardanachsen zusammen. Die Torsionsstäbe können auch biegeweich ausgebildet sein.

Um die wirksame Länge der Torsionsstäbe 19 zu erhöhen, können sich diese durch die Lagerbolzen 9 erstrecken und im Kardanring 16 befestigt sein.

Die Torsionsstäbe 17 und 19 haben außer der sicheren und reibungsfreien axialen Fixierung noch den weiteren Vorteil, daß sie bei einer durch eine Unwucht hervorgerufene Auslenkung in ihre Ausgangslage zurückstreben und damit auch die geringen, noch verbleibenden Reibungen in den Wälzlagern 14 und IS kompensieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bestimmung der statischen Unwucht eines Prüfkörpers mit einem Aufnahmeteller, der in mindestens zwei Freiheitsgraden gegen die Wirkung einer Gegenkraft in einem Kardanrahmen und in bezüglich der Kardanachsen radialen Richtungen durch Wälzlager und in axhler Richtung der Kardanachse durch axial starre Torsionsstäbe gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kardanrahmen (16) an beiden Enden der einen Kardanachse in Wälzlagern (18) am Maschinengehäuse (5) und der Aufnahmeteller (4) am Kardanrahmen an beiden Enden der anderen Kardanachse ebenfalls in Wälzlagern (14) gelagert sind und die in der einen Kardanachse liegenden Torsionsstäbe (19) mit den einen Enden am Maschinengelläuse und mit den anderen Enden am Kardanrarnien und die in der anderen Kardanachse liegenden Torsionsstäbe (17) mit den einen Enden am Kardanrahmen und mit den J₀ anderen Enden am Aufnahmeteller befestigt sind und daß in bekannter Weise Meßwertaufnehmer (10 bis 13) mit dem Aufnahmeteller verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager (14,18) als Tonnenlager ausgebildet sind.