DE3026232C2

DE3026232C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Größenanzeige einer Unwucht beim Auswuchten von Rotoren

Info

Publication number: DE3026232C2
Application number: DE3026232A
Authority: DE
Inventors: Karl 6100 Darmstadt Rothamel
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Hofmann Werkstatt Technik GmbH
Priority date: 1980-07-10
Filing date: 1980-07-10
Publication date: 1984-07-12
Also published as: JPS5749832A; IT8122838A0; DE3026232A1; JPH0124249B2; US4441355A; IT1138024B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemaß dem Oberbegriff des Anspruchs 2.

Bei einem derartigen Verfahren und einer derartigen Vorrichtung ist es insbesondere für den Einsatz beim Betriebsauswuchten bekannt, zur Ermittlung der Ausgleichsgewichtsgrößen und -phasenlagen für rotierende Maschinenteile in einer oder mehreren Ebenen zur Ermittlung von Einflußkoeffizienten des Schwingungssysiems neben Meßläufen zur Bestimmung der Ausgleichsgewichtsgrößen in den entsprechenden Ausgleichsebenen Meßläufe ohne Testgewichte durchzuführen und anschließend Testläufe durchzuführen, bei denen jeweils in den Ausgleichsebenen zusätzliche bekannte Testgewichte am Rotor angebracht werden. Die Ergebnisse bei den Meßläufen zur Ermittlung der Urunwuchten und der Testläufe werden in einen elektronisehen Rechner eingebracht und bei der Berechnung der Ausgleichsgewichtsgrößen und -phasenlage verwendet. Auf diese Weise werden die Einflußkoeffizienten des Schwingungssystems bei der Berechnung der Ausgleichsgewichtsgrößen und -phasenlagen berücksichtigt (DE-OS 27 56 829).

Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung ist es aufgrund der Umstände beim Betriebsauswuchten, bei welchem der zu messende Rotor an Ort und Stelle in der Einrichtung, in welcher er seine betriebliche Verwendung findet, gemessen wird, notwendig, zur Erzielung der Anzeige der Ausgleichsgewichtsgrößen und -phasenlagen mehrere Meß- und Testläufe pro Ausgleichsebene durchzuführen. Bedingt durch die erschwerten Bedingungen beim Betriebsso wuchten ist dieser hohe Aufwand erforderlich.

Ferner sind aus den deutschen Auslegeschriften 27 32 738 und 27 01 876 Vorrichtungen zum Auswuchten von Rotoren, insbesondere von Kraftfahrzeugrädern in zwei Ausgleichsebenen, bekannt, bei denen der Rotor auf einer Aufspannwelle angeordnet ist und bei denen die Aufspannwelle direkt oder über ein Zwischengehäuse mittels Meßwertaufnehmern gegenüber dem Maschinengehäuse abgestützt sind. Des weiteren weisen die bekannten Vorrichtungen Unwuchtmeßeinrichtungen zur Ermittlung und Anzeige der Unwucht nach Größe und Richtung auf.

Zur Eichung der bekannten Auswuchtmaschinen wird ein vollständig ausgewuchteter Rotor auf die Aufspannwelle aufgespannt und eine künstliche Unwucht durch Hinzufügen einer Masse bekannter Größe erzeugt. Diese eingesetzte Unwucht wird nun in einem Meßlauf mittels der Unwuchtmeßeinrichtung nach Größe und Phasenlage gemessen und die Anzeigeinstruinente der Aus-

wuchtmaschine entsprechend einjustiert

Nur mit erheblichem Aufwand, insbesondere durch Einsatz aufwendiger Bauteile, läßt sich dieser einmal einjustierte Zustand für längere Zeit erhalten, um die durch die Unwucht erzeugten Kräfte unbeeinflußt von Temperatur und Langzeitalterung in elektrische Signale umzuwandeln. Insbesondere wird von den Meßwertaufnehmern und der gesamten Meßelektronik ein konstantes Verhalten über einen langen Zeitraum hin gefordert. Weiterhin ist es notwendig, daß der zuvor beschriebene zeitaufwendige und umständliche Kalibriervorgang relativ häufig durchgeführt werden muß, um eine sichere Auswuchtung zu gewährleisten.

Aufgabe der Ei findung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Größenanzeige der Unwucht beim Auswuchten von Rotoren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem selbst dann, wenn die Meßeinrichtrng im Lauf der Zeit beeinflußt wurde, weitestgehend unabhängig von den äußeren und inneren ^cJnflüssen auf die Unwuchtmeßeinrichtung immer eine genaue Anzeige der Unwucht gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird bei der Erfindung verfahrensmäßig durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

In der älteren DE-OS 30 02 121 wird zur Erzielung einer Selbsteichung von Meßwerten in einer Radauswuchtmaschine vorgeschlagen, die in einem Rechner aus den Meßwerten errechneten Größen für die r'hasenlage und Ausgleichsgewichte mit durch Vergleich mit fest vorgegebenen Spannungswerten abgeleiteten Korrekturwerten zu beaufschlagen. Im Gegensatz dazu wird bei der Erfindung die Eichung in jedem Meßlauf abgeleitet von dem in jedem Meßlauf mitumlaufenden bekannten Unwuchterreger.

Durch die Ei findung ist sichergestellt, daß eine fortwährende Kalibrierung der Größenanzeige der Unwucht durchgeführt wird, ohne daß ein separater Kalibriervorgang notwendig wird. Es ergibt sich insbesondere auch jeweils eine Eichung der Meßwertaufnehmer.

Bei Anwendung der Erfindung wirken auf die Meßwertaufnehmer während des Meßlaufes Kräfte bekannter Größe, aber zur Rotorfrequenz differenten Frequenz ein. Die von den Meßwertaufnehmern aufgenommenen Meßwerte werden nachfolgend getrennt in Abhängigkeit ihrer Frequenz ausgewertet, wobei die Kräfte bekannter Größe in einem Vergleicher mit gespeicherten festen Sollwertgrößen, die bevorzugt den Kräften bekannter Größen entsprechen, verglichen werden und entsprechend der Vergleichsvorgänge die Anzeige der Unwuchtgröße des Rotors beeinflußt wird.

In vorteilhafter Weise können die Kräfte bekannter Größen durch eine Hilfswelle erzeugt werden, die ein Teil des Antriebsmotors sein kann, und mit der Aufspannwelle über Zahnräder oder einen Zahnriemen verbunden ist.

Die Verbindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch den mechanischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels und

Fig. 2 die Meßeinrichtung im Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist in einem bekannten und daher nicht näher dargestellten Auswuchtmaschinengehäuse 5 iine Aufspannwelle 1 in einem Lagergehäuse 2 drehbar gelagert. Das Lagergehäuse 2 ist über drei Meßwertaufnehmer, von denen zwei Meßwertaufnehmer 3 und 4 dargestellt sind, in zwei Ebenen gegenüber dem Maschinengehäuse 5 abgestützt An dem Lagergehäuse 2 ist ein Antriebsmotcr 6 befestigt Der Antriebsmotor 6 ist mit der Aufspannwelle 1 über Zahnräder oder über einen Zahnriemenantrieb 7 verbunden, um eine phasengetreue Drehverbindung herzustellen.

An dem Antriebsmotor 6 können Zusatzscheiben, insbesondere ein Lüfterrad 8 und/oder eine Zahnriemenscheibe 9 mit einer definierten Unwucht versehen sein, wobei eine Achse 25 des Antriebsmotors 6 als parallel zur Aufspannwelle 1 angeordnete Hilfswelle eingesetzt wird. Die Kräfte bekannter Größen können aber auch mii anderen geeigneten Mitteln während des Meßlaufes auf die Meßwertaufnehmer 3 und 4 einwirken.

Zur besseren Selektion weisen der Antriebsmotor 6 und die Aufspannwelle 1 unterschiedliche Drehzahlfrequenzen auf, wobei insbesondere ein geradzahliges Drehzahlverhältnis, z. B. 1 :2 sich als geeignet herausgestellt hat.

Auf die Aufspannweüe 1 kann mittels bekannter Mittel der vorzugsweise in zwei Ebenen auszuwuchtende Rotor, in dem gezeigten Beispiel ein Kraftfahrzeugrad 10, aufgespannt werden.

Die von den Meßwertaufnehmern 3 und 4 aufgenommenen Unwuchtkräfte werden einer Unwuchtmeßeinrichtung 11 weitergeleitet, in der insbesondere in getrennten Meßkanälen 12—15 die Unwuchtkräfte getrennt nach ihrer Frequenz und Meßebene verarbeitet werden. Der Unwuchtmeßeinrichtung 11 kann auch mittels bekannter und daher nicht näher dargestellten Mitteln ein Phasenbezugssignal eingegeben werden.

Die Ausgangsspannungen der Meßkanäle 13 und 15, die der Unwucht der Hilfswelle entsprechen, werden nachgeschalteten Vergleichern 16 und 17 zugeleitet Aus Sollwertspeichern 18 und 19, die vorzugsweise getrennt entsprechend den Meßebenen zugeordnet sind, werden die Vergleichsgrößen den Vergleichern 16 und 17 eingegeben, deren Ausgänge dann Empfindlichkeitseinsteller vorzugsweise in Form von Multiplizierern 20 und 21 steuern.

Die Multiplizierer 20 und 21 sind den Meßkanälen 12 und 14 nachgeschaltet, die die I 'nwucht des auszuwuchtenden Rotors 10 nach Größe und Richtung ermitteln. Die von den Multiplizierern 20 und 21 beeinflußten Unwuchtgrößen werden dann einem Ebenenrechner 22 zugeleitet, der in bekannter Weise eine Ebenentrennung der gemessenen Unwuchtkräfte entsprechend den vorgegebenen Ausgleichsebenen / und r des Rotors 10 durchführt. Diesem Ebenenrechner 22 können Anzeigeinstrumente 23 und 24 zur Anzeige der Unwucht nach Größe und Richtung bzw. in Komponenten nachgeschaltet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Größenanzeige einer Unwucht beim Auswuchten von Rotoren, z. B. Kraftfahrzeugrädern, insbesondere in zwei Ausgleichsebenen, bei dem der Unwuchtmeßwert eines Unwuchterregers mit bekannter Größe mit einem diesem Unwuchterreger entsprechenden Sollwert verglichen wird und die in einem Meßlauf ermittelten Unwuchtgrößen durch dieses Vergleichsergebnis beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Meßlauf die Unwuchtkräfte des Unwuchterregers mit bekannter Größe gemessen und mit dem Sollwert verglichen werden und daß die im jeweiligen Meßlauf ermittelten Unwuchtgrößen für den Rotor mit dem in diesem jeweiligen Meßlauf erzielten Vergleichsergebnis beaufschlagt werden.

2. Vorrichtung zur Größenanzeige der Unwucht beim Auswuchten von Rotoren mit einer von einem Antriebsmotor angetriebenen Aufspannwelle für den Rotor, die mittels Meßwertaufnehmer gegenüber einem Maschinengehäuse abgestützt ist, einer Unwuchtmeßeinrichtung zur Ermittlung und Anzeige der Unwucht nach Größe und Richtung, die je nach Anzahl der Ausgleichsebenen einen oder mehrere an die Meßwertaufnehmer angeschlossene Meßkanäle für die im Meßlauf ermittelten Unwuchtwerte des Rotors aufweist, und einem zusätzlichen über die Meßwertaufnehmer gegenüber dem Maschinengehäuse abgestützten umlaufenden Unwuchterreger, der bekannte Unwuchtkräfte abgibt, zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchtkräfte des zusätzlichen Unwuchterregers mit einer zur Umlauffrequenz des Rotors (10) unterschiedlichen Frequenz auf die Meßwertaufnehmer (3, 4) einwirken, die zur Ermittlung der Unwuchtwerte des Rotors (10) dienen, und von dort Unwuchtwerte des Rotors (10) und die Urwuchtkräfie des zusätzlichen Unwuchterregers in getrennte, auf die entsprechenden Frequenzen ansprechende Meßkanäle (12, 14 bzw. 13,15) weitergeleitet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertaufnehmer (3,4) über die die Unwuchtkräfte des bekannten Unwuchterregers weiterleitenden Meßkanäle (13, 15) an jeweils mit einem Sollwertspeicher (18,19) verbundene Vergleicherschaltungen (16, 17) angeschlossen sind, deren Ausgang mit jeweils einem Empfindlichkeitseinsteller (20,21) verbunden ist, der bzw. die die Größenanzeige der Unwucht des Rotors (10) in Abhängigkeit ' vom Vergleichsergebnis beeinflußt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Unwuchterreger bekannter Größe auf einer zur Aufspannwelle (1) parallel angeordneten Hilfswelle (25) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsteile (25) Teil des Antriebsmotors (6) für die Aufspannwelle ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannwelle (1) und die Hilfswelle (25) über Zahnriemen (7) oder Zahnräder miteinander in Drehverbindung stehen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannwelle (1) und die Hilfswelle (25) in einem geradzahligen Drehzahlverhältnis zueinander stehen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den zusätzlichen Unwuchterreger bekannter Größe tragende Hilfswelle (25), die Aufspannwelle (1) und der für diese beiden Wellen gemeinsame Antriebsmotor (6) an einem gemeinsamen Rahmen (Lagergehäuse 2) gelagert sind, der über die Meßwertaufnehmer (3,4) am Maschinengehäuse (5) abgestützt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Empfindlichkeitseinsteller Multiplizierer (20, 21) zur Anwendung kommen, deren Ausgänge mit den Eingängen eines Ebenenrechners (22) verbunden sind.