DE2727080A1

DE2727080A1 - Auswuchtmaschinenlagerung fuer eine kraftmessende auswuchtmaschine

Info

Publication number: DE2727080A1
Application number: DE19772727080
Authority: DE
Inventors: Guenther Himmler
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1977-06-15
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1978-12-21
Also published as: DE2727080B2; DE2727080C3

Description

Auswuchtmaschinenlagerung für eine kraftmessende Auswuchtmaschine
Die Erfindung betrifft eine Auswuchtmaschinenlagerung für eine kraftmessende Auswuchtmaschine mit einem Lagerbock, an welchem insbesondere in einem Ausbruch des Lagerbocks eine höhenverstellbare Lagerbrücke gelagert ist, welche zur Aufnahme des auszuwuchtenden Rotors eine Rotorlagereinrichtung, insbesondere Lagerrollen, aufweist und mit einem oder mehreren Meßwertaufnehmern zur Ermittlung der Unwuchtkräfte.
Bei einer kraftmessenden Auswuchtmaschine muß die Lagerung so ausgestattet sein, daß die kritische Drehzahl des schwingungsfähigen Systems weit oberhalb der maximalen Meßdrehzahl liegt. Nur dann sind die Massenkräfte und -momente derart klein, daß sie bei der Messung vernachläßigt werden können. Die einzelnen Bauteile der Auswuchtmaschinenlagerung müssen daher hohe Maschinensteifigkeiten aufweisen.
Der Verwirklichung einer möglichst hohen Eigenfrequenz der Auswuchtmaschinenlagerung sind jedoch konstruktive Grenzen gesetzt, da jeder Werkstoff einen bestimmten Elastizitätsmodul aufweist und aus konstruktiven Gründen minimale Abmessungen und Lagermassen nicht unterschritten werden können. Insofern läßt sich die Eigenfrequenz der Lagerung nicht beliebig hoch einstellen.
Eine wichtige Kenngröße für die Dynamik von Lagerung und Rotor ist das Produkt aus Rotorgewicht G und dem Quadrat der Auswuchtdrehzahl n, der sogenannte Gn2-Wert. Der Gn2-Bereich der verschiedenen auszuwuchtenden Rotortypen charakterisiert die dynamischen Anforderungen an die Auswuchtmaschine entsprechend dem Gewicht des Rotors und der erforderlichen Auswuchtdrehzahl. Andererseits muß jedoch bei der Konstruktion der Auswuchtmaschine auch darauf geachtet werden, daß die zu messenden Unsruchtfliehkräfte auf die Kraftelemente in der Weise geleitet werden, daß auswertbare Meßwerte erhalten werden.
Bei einer bekannten Auswuchtmaschinenlagerung nach der deutschen Patentschrift 12 37807soll dieses Problem dadurch gelöst werden, daß eine federnde Abstützung eine Lagerbrücke und ein Lagerständer als unlösbares Ganzes ausgebildet sind. Nachteilig ist bei dieser bekannten Ausführungsform jedoch, daß die Rotorkörperlagereinrichtung bzw. die Lagerbrücke nicht höhenverstellbar sind, so daß die bekannte Auswuchtmaschinenlagerung unterschiedlichen Wuchtkörperdurchmessern nicht angepaßt werden kann. Bei der bekannten Auswuchtmaschinenlagerung besteht zwar die Möglichkeit, auf die bereits vorhandene Lagerbrücke eine zweite höhenverstellbare Lagerbrücke anzuordnen, jedoch werden hierdurch zusätzliche Klemm- oder Schraubverbindungen notwendig, die die Steifigkeit der Gesamtlagerung verringern. Außerdem ist die wirksame Federlänge zwischen Unwuchtkörper und Meßwertaufnehmer relativ groß, was sich ebenfalls nachteilig auf die geforderten Eigenschaften der Auswuchtmasch ine nlagerung auswirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der im Vorstehenden aufgezeigten Nachteile, eine Auswuchtmaschinenlagerung zu schaffen, bei der trotz Höhenverstellbarkeit der Lagerbrücke bzw. der Rotorlagereinrichtung eine hohe Eigenfrequenz und damit ein optimaler Gn2 Wert bei einfachem Aufbau erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagerbrücke mit dem Lagerbock kraft- und formschlüssigverbindbar ist und der bzw. die Meßwertaufnehmer einerseits gegen die Rotorlagereinrichtung oder wenigstens eine der Lagerrollen und andererseits gegen die Lagerbrücke abstützbar sind.
Die Lagerbrücke kann in einer seitlichen Schienenführung formschlüssig mit dem Lagerbock verbunden sein und die Schienenführung kann zur kraftschlüssigen Verbindung der Lagerbrücke mit dem Lagerbock Feststell- oder Klemmeinrichtungen aufweisen. Auf diese Weise kann die Höhenverstellbarkeit der Lagerbrücke und damit der Rotorlagereinrichtung gewährleistet bleiben.
Die Rotorlagereinrichtung kann über parallel geschaltete Federn an der Lagerbrücke gelagert sein. Diese Lagerung bzw. Abstützung kann so ausgestaltet sein, daß entweder in vertikaler oder horizontaler Richtung Schwingungen möglich sind.
Die Rotorlagereinrichtung kann wenigstens zwei Rollen aufweisen, von denen die eine Rolle über den Meßwertaufnehmer gegenüber der Lagerbrücke abgestützt ist. Hierzu kann die Rotorlagereinrichtung in der Weise ausgestaltet sein, daß zwei Rollen vorgesehen sind, von denen die eine Rolle am Block der Lagerbrücke gelagert ist und die andere Rolle über einen Träger gegen den am Block der Lagerbrücke befestigten Meßwertaufnehmer abgestützt ist. Dabei kann der Träger in vertikaler oder horizontaler Richtung über Meßwertaufnehmer gegenüber der Lagerbrücke abgestützt sein. Insbesondere zur Abstützung in vertikaler Richtung kann der Träger über drei Federn mit der Lagerbrücke verbunden sein. Zwei von diesen Federn sind dabei parallel geschaltete Federn, während die dritte Feder verhindert, daß auftretende Momente meßwertverfälschende Einflußausüben können.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird darin gesehen, daß beide Lagerrollen direkt am Träger gelagert sind und der bzw. die Meßwertaufnehmer zwischen dem Träger und der Lagerbrücke angeordnet ist bzw. sind. Diese Anordnung eignet sich insbesondere für eine horizontale Abstützung des Trägers in der Lagerbrücke, wobei parallel geschaltete Federn vorgesehen sind, die in vertikaler Richtung ein Schwingen des Trägers zulassen. Es werden dabei bevorzugterweise zwei Meßwertaufnehmer verwendet.
Eine kompakte Ausführungsform und insbesondere ein kurzer Weg zum Einleiten der Kräfte in den Meßwertaufnehmer ergibt sich dann, wenn der Meßwertaufnehmer in der Weise ausgebildet ist, daß er die Kräfte ermittelt, welche im Lager der jeweiligen Lagerrolle, über welches die Lagerrolle am Träger bzw. an der Lagerbrücke abgestützt ist, mißt.
Hierzu kann der Meßwertaufnehmer an einem an der Lagerbrücke gelagerten Lagerbolzen für die Lagerrolle angeordnet sein. Der Meßwertaufnehmer kann dabei als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet sein, der in Schwingrichtung des Lagerbockes angeordnet ist.
Außerdem kann der Lagerbolzen über ein Meßgleitlager, welches den Meßwertaufnehmer enthält, an der Lagerbrücke abgestützt sein. Dabei ist es möglich, die Lagerrolle als Doppelrolle auszubilden, deren Einzelrollen an den beiden Enden des Lagerbolzens drehbar gelagert sind, während der mittlere Teil des Lagerbolzens über das Meßgleitlager an der Lagerbrücke abgestützt ist.
Auch ist eine Ausführungsform vorteilhaft, bei der das Meßgleitlager zwischen der Lagerrolle und dem an der Lagerbrücke abgestützten Lagerbolzen angeordnet ist.
Vorteilhaft ist bei der Erfindung, daß trotz kurzer Wege zur Einleitung der Kräfte in den bzw. die Meßwertaufnehmer und trotz einer starren Rotorlagerung zur Erzielung einer hohen Eigenfrequenz eine Höhenverstellung der Rotorlagereinrichtung möglich ist, so daß die Auswuchtmaschinenlagerung an verschiedene Rotordurchmesser angepaßt werden kann. Darüberhinaus besitzt die Lagerung einen einfachen Aufbau, so daß eine wirtschaftliche Fertigung der Auswuchtmaschinenlagerung möglich ist. Da der Meßwertaufnehmer die Unwuchtfliehkräfte sehr nahe an der eigentlichen Lagerung des Wuchtkörpers messen kann, machen sich Nachgiebigkeit der Lagerbrücke oder von Verbindungselementen auf das Meßergebnis nur in äußerst geringem Maße bemerkbar und man erhält zwischen Wuchtkörper und Meßwertaufnehmer eine stark verringerte wirksame Federlänge.
In den beiliegenden Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Anhand dieser Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Lagerbockes mit aufgelegtem Wuchtkörper, Fig.2 einen Teil einer ersten Ausführungsform eines Lagerbockes mit abgenommener Seitenplatte, Fig. 3 eine Draufsicht der ersten Ausführungsform eines Lagerbockes, Fig. 4 einen Teil einer zweiten Ausführungsform eines Lagerbockes mit abgenommener Seitenplatte, Fig. 5 eine erste Ausführungsform eines Rollenlagers, Fig. 6 eine zweite Ausführungsform eines Rollenlagers, Fig. 7 eine dritte Ausführungsform eines Rollenlagers.
In den Figuren 1 bis 4 ist ein Lagerbock 1 auf einem Fundament 2 mittels bekannter Mittel 13 befestigt und läßt sich in Längsrichtung der nicht näher dargestellten Auswuchtmaschine auf die unterschiedlichen Wuchtkörperlängen einstellen. Der Lagerbock 1 weist im oberen Teil einen Ausbruch 14 auf, in dem eine Lagerbrücke 3 mittels einer Spindel 4 höhenverstellbar angeordnet ist. Die Lagerbrücke 3 selbst wird seitlich mit Hilfe von Schienenfiihrungen 34, 35 am Lagerbock 1 formschlüssig geführt. Mittels Klemm- oder Schraubverbindungen 5 kann die Lagerbrücke 3 am Lagerbock 1 fixiert werden, so daß eine kraft- und formschlüssige Verbi ndung zwischen Lagerbrücke 3 und Lagerbock 1, welche bei der Höhenverstellung lösbar ist, erzielt wird. Die Höhenverstellbarkeit der Lagerbrücke 3 kann auch durch andere bekannte Mittel erfolgen.
Ein Wuchtkörper 12 besitzt an beiden Enden je einen axial sich erstreckenden Wuchtkörperzapfen 16, der auf Lagerrollen 7, 11 aufliegt.
In bekannter Weise kann der Wuchtkörperzapfen 16 mittels Gegenhalter 31 gegen Herausspringen gesichert sein, der bei der Einlagerung des Wuchtkörpers 12 über Drehpunkte 32 weggeschwenkt werden kann.
Für unterschiedliche Durchmesser der Wuchtkörperzapfen 16 ist eine verstellbare Schiene 33 vorgesehen.
Die Lagerbrücke 3 weist ebenfalls einen Ausbruch auf. In dem Ausbruch ist ein Träger 6 vorgesehen, an dem eine Lagerrolle 7 gelagert ist. Der Träger 6 kann mittels zweier parallel geschalteter Federn 8 in der horizontalen Richtung gegenüber der Lagerbrücke 3 abgestützt sein. Des weiteren kann, wie in Fig.2 gezeigt, eine zusätzliche Feder 15 den Träger ebenfalls gegenüber der Lagerbrücke 3 abstützen, so daß auftretende Momente keine meßverfälschenden Einflüsse ausüben können.
Wie aus Fig.2 zu ersehen ist, ist in horizontaler Richtung, welche die Meßrichtung der ersten Ausführungsform ist, zwischen dem Träger 6 und der Lagerbrücke 3 ein Kraftmeßwertaufnehmer 9 vorgesehen, der durch eine Keilverbindung 10 vorgespannt sein kann. Es können aber auch andere Vorspannmittel vorgesehen sein.
An der Lagerbrücke 3 ist weiterhin die zweite Lagerrolle 11 vorgesehen.
Der Wuchtkörper 12 wird mit seinem Lagerzapfen 16 in den Lagerrollen 7 und 11 eingelagert und kann mittels der Spindel 4 so eingestellt werden, daß der Mittelpunkt des Wuchtkörpers 12 in der gewünschten Höhe liegt.
Beim Meßlauf der Maschine werden nun die auftretenden Unwuchtfliehkräfte direkt auf kürzestem Wege in den Kraftmeßaufnehmer 9 eingeleitet, ohne daß eine große Federlänge die Steifigkeit der Auswuchtmaschinenlagerung herabsetzt.
Bei der in Fig.4 gezeigten zweiten Ausführungsform weist die Lagerbrücke 3 ebenfalls einen Ausbruch auf, in dem ebenfalls ein Träger 6 vorgesehen ist. Der Träger 6 ist mittels zweier Federn 17 und 18 mit der Lagerbrücke 3 verbunden, die eine Vertikalbewegung des Trägers 6 zulassen. Die Abstützung des Trägers 6 gegen die Lagerbrücke 3 erfolgt vorzugsweise über zwei Meßwertaufnehmer 19 und 20, die mittels Schraubenverbindungen 21 vorgespannt werden können.
Der Träger 6 trägt ebenfalls die zwei Lagerrollen 7 und 11 zur Aufnahme des Wuchtkörperzapfens 16.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Auswuchtmaschinenlagerung, bei denen die Meßwertaufnehmer direkt an den Rollenlagern vorgesehen sind, so daß auf kürzestem Einleitungsweg die Unwuchtfliehkräfte in den Meßwertaufnehmern ermittelt werden können.
In Fig. 5 ist eine Lagerrolle 22 dargestellt, die mittels eines mit Dehnungsstreifen 24 versehenen Lagerbolzens 23 an der Lagerbrücke 3 gelagert ist. Die Dehnungsmeßstreifen 24 sind vorzugsweise in Schwingungsrichtung des Lagerbockes 1 angeordnet. Die Lagerrolle 22 sitzt hierbei beispielsweise über ein Kugellager 36 auf dem an der Lagerbrücke 3 abgestützten Lagerbolzen 23.
In Fig.6 ist eine Lagerrolle als Doppelrolle 25 ausgeführt, wobei ein Lagerbolzen 26 an seinem mittleren Teil in der Lagerbrücke 3 über an sich bekannte Meßgleitlager 27, z.B. gemäß der DBGM 76 33 570, abgestützt ist. Die beiden Einzelrollen 25 sind über Kugellager 37, 38 an den Enden des Lagerbolzens 26 gelagert.
In Fig. 7 ist eine dritte Ausführungsforrn der Rollenlagerabstützung dargestellt. Hierbel wird eine Lagerrolle 28 an einem Lagerbolzen 29 ebenfalls über ein Meßgleitlager 30 abgestützt. Der Lagerbolzen 29 selbst ist direkt in der Lagerbrücke 3 gelagert. Zwischen der Lagerrolle 28 und dem Meßgleitlager 30 befindet sich ein Kugellager 39. Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Auswuchtmaschinenlagerung für eine kraftmessende Auswuchtmaschine mit einem Lagerbock, an welchem insbesondere in einem Ausbruch des Lagerbocks eine höhenverstellbare Lagerbrücke gelagert ist, welche zur Aufnahme des auszuwuchtenden Rotors eine Rotorlagereinrichtung, insbesondere Lagerrollen, aufweist und mit Meßwertaufnehmern zur Ermittlung der Unwuchtkräfte, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbrücke (3) mit dem Lagerbock(1) eine kraft-und/oder formschlüssige lösbare Verbindung aufweist und der bzw. die Meßwertaufnehmer (9; 19, 20; 24; 27; 30) einerseits gegen die Rotorlagereinrichtung (6, 7, 11) oder wenigstens eine der Lagerrollen (7; 22; 25; 28) und andererseits gegen die Lagerbrücke (3) abgestützt ist bzw. sind.
2. Auswuchtmaschinenlagerung nach Anspruch 1, da d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß die Lagerbrücke (3) in einer seitlichen Schienenführung (34, 35) formschlüssig mit dem Lagerbock (1) verbunden ist und daß die Schienenfuhrung zur kraftschlüssigen Verbindung der Lagerbrücke (3) mit dem Lagerbock (1) lEststell- oder Klemmeinrichtungen (5) aufweist.
3. Auswuchtmaschinenlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorlagereinrichtung (6, 7, 11) über parallel geschaltete Federn (8; 17, 18) an der Lagerbrücke (3) gelagert ist.
4. Auswuchtmaschinenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorlagereinrichtung (6, 7, 11) wenigstens zwei Lagerrollen (7, 11) aufweist, von denen die eine Lagerrolle (7) über den Meßwertaufnehmer (9) gegenüber der Lagerbrücke (3) abgestützt ist.
5. Auswuchtmaschinenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorlagereinrichtung (6, 7, 11) zwei Lagerrollen sowie einen Träger (6) aufweist, welcher über einen oder mehrere Meßwertaufnehmer (9; 19, 20) gegenüber der Lagerbrücke (3) abgestützt ist.
6. Auswuchtmaschinenlagerung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gek e n n z e ich ne t, daß der Träger in vertikaler oder horizontaler Richtung gegenüber der Lagerbrücke (3) abgestützt ist.
7. Auswuchtmaschinenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorlagereinrichtung (6, 7, 11) zwei Lagerrollen (7, 11) aufweist, von denen die eine Lagerrolle (11) am Block der Lagerbrücke (3) gelagert ist und die andere Rolle (7) über den Träger (6) gegen den am Block der Lagerbrücke (3) abgestützten Meßwertaufnehmer (9) abgestützt ist.
8. Auswuchtmaschinenlagerung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (6) über drei Federn (8, 15) mit der Lagerbrücke (3) verbunden ist.
9. Auswuchtmaschinenlagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lagerrollen (7, 11) direkt am Träger (6) gelagert sind und der bzw. die Meßwertaufnehmer (19, 20) zwischen dem Träger und der Lagerbrücke (3) angeordnet ist bzw. sind.
10. Auswuchtmaschinenlagerung nach Anspruch 1, da d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß der Meßwertaufnehmer in der Weise ausgebildet ist, daß er die im Lager der entsprechenden Lagerrolle (22 bzw. 25 bzw.28) zur Auswirkung kommenden Unwuchtfliehkräfte aufnimmt.
11. Auswuchtmaschinenlagerung nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (24) an einem an der LagerbrUcke (3) gelagerten Lagerbolzen (23) für die Lagerrolle (22 bzw.

25 bzw. 28) angeordnet ist.
12. Auswuchtmaschinenlagerung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (24) als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet ist, der in Schwingrichtung des Lagerbockes (1) angeordnet ist.
13. Auswuchtmaschinenlagerung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbolzen (26) über ein Meßgleitlager (27) an der Lagerbrücke abgestützt ist.
14. Auswuchtmaschinenlagerung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle als Doppelrolle (25) ausgebildet ist, deren Einzelrollen an den beiden Enden des Lagerbolzen (26) drehbar gelagert sind und daß der mittlere Teil des Lagerbolzens über das Meßgleitlager (27) an der Lagerbrücke (3) abgestützt ist.
15. Auswuchtmaschinenlagerung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch geke nnz e ic h ne t , daß der als Meßgleitlager (30) ausgebildete Meßwertaufnehmer zwischen der Lagerrolle (28) und dem an der Lagerbrücke (3) abgestützten Lagerbolzen (29) angeordnet ist.
16. Auswuchtmaschinenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit der Lagerbrücke (3) der bzw. die Meßwertaufnehmer (9; 19, 20; 24; 27; 30) höhenverstellbar ist bzw. sind.