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Verfahren zur Bestimmung der Schwerpunktslage Die Bestimmung der Schwerpunktlage
von länglichen Körpern, bei denen es in der Hauptsache darauf ankommt, an welcher
Stelle der Längsachse sich der Schwerpunkt befindet, also beispielsweise von Pleuelstangen,
ist bisher durch statisches Auswiegen auf besondere Wiegeeinrichtungen vorgenommen
worden. Dieses Verfahren war umständlich, weil im allgemeinen zur Schwerpunktbestimmung
eine Rechnung erforderlich war. Auch die Genauigkeit war nicht allzu groß, weil
diese naturgemäß in der Empfindlichkeit der Waage ihre Grenzen fand.
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Anderseits sind Verfahren bekannt, bei denen umlaufende Körper in
bezug auf ihre Betriebsumlaufachse statisch ausgewuchtet werden, indem der Prüfkörper
auf einem schwingfähigen System in Rotation versetzt wird. Bei diesem Verfahren
ist es gleichfalls bekannt, die Unbalancen des Prüfkörpers dadurch nach Größe und
Lage festzustellen, daß die auftretenden Schwingungen des schwingfähigen Systems
gemessen oder durch eine Ausgleichsvorrichtung, welche einstellbare Gegenkräfte
erzeugt, aufgehoben werden.
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Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dieses bekannte Verfahren
zur Bestimmung der Schwerpunktlage von Körpern in bezug auf solche Achsen, die nicht
Rotationsachsen sind, insbesondere zur Bestimmung der Schwerpunktlage in der Längsrichtung
länglicher Körper, wie z. B. Pleuelstangen, anzuwenden. Hierbei wird also der zu
prüfende Körper auf einem schwingfähigen System um eine zu seiner Längsachse senkrechte
Achse in Rotation versetzt, wobei die Rotationsachse vorzugsweise genau oder angenähert
durch den theoretischen oder gewünschten Schwerpunkt hindurchgeht. Bei Anwendung
von Vorrichtungen zur Messung oder Aufhebung der auftretenden Schwingungen werden
ferner gemäß der Erfindung zweckmäßig die die Einstellung der Meß- oder Ausgleichsvorrichtung
hinsichtlich der Größe des Wuchtfehlers anzeigenden Organe, z. B. die die Einstellung
des Widerstandes anzeigende Skala, für ein bestimmtes Prüfkörpergewicht unmittelbar
in Werten des Schwerpunktabstandes von der Rotationsachse der Auswuchtmaschine geeicht.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch
dargestellt, und zwar am Beispiel der Schwerpunktsbestimmung einer Pleuelstange.
Mit i ist die zu prüfende Pleuelstange bezeichnet, welche auf Zapfen 2 und 3 aufgesteckt
ist, die ihrerseits an einer Scheibe q. zweckmäßig bezüglich ihres Abstandes verstellbar
befestigt sind. Die Scheibe q. ist auf der Achse 5 befestigt und wird durch einen
Motor 6 angetrieben.
Zweckmäßig sind die Bolzen 2 und 3 derart ausgebildet,-daß
sie; unäbhängig von ihrem den einzelnen Prüfkörpern naturgemäß anzupassenden Durchmesser,
untereinander gleiches Gewicht haben. Zweckmäßig sind ferner an der Scheibe q. Skalen
o. dgl. angebracht, welche die Einstellung der Bolzen auf jeden beliebigen Abstand
voneinander, jedoch auf stets gleichen Abstandvon der Rotationsachse gestatten.
Statt dessen können die Bolzen auch durch mechanische Mittel, z. B: durch Anordnung
auf'einer mit zwei gegenläufigen Gewinden versehenen Spindel, verschoben werden.
Jedenfalls ist in irgendeiner Weise dafür Sorge zu tragen, daß die Scheibe 4. samt
den,Bolzen Z und 3 stets ohne jeden Wuchtfehler läuft. Motor 6 und Welle 5 sind
auf einer Unterlage 7 angeordnet, welche um die Achse 8 gegenüber der Grundplatte
g schwingbar gelagert ist. Die Unterlage 7 ist ferner gegenüber der Grundplatte
g mittels der Feder =o abgestützt.
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Es kann nun eine an sich bekannte Ausgleichsvorrichtung angebracht
sein, beispielsweise eine solche elektromagnetischer Art. Zu diesem Zwecke ist eine
mit dem Priiffkörper umlaufende Kontaktvorrichtung ii vorhanden, welche bei jeder
Umdrehung der Scheibe ¢ und damit des Prüfkörpers in den an sie angeschlossenen,
nicht gezeichneten Stromleitungen einen Stromimpuls hervorruft, welcher dem Elektromagneten
i2 zugeführt wird. Dieser wirkt seinerseits auf die schwingbare Unterlage 7 ein.
Durch besondere, nicht gezeichnete, an sich bekannte Vorrichtungen ist es nun möglich,
sowohl die Stärke des vom Elektromagneten =2 ausgeübten Kraftimpulses 'zu regulieren
als auch die Phase, d. h. den Zeitpunkt, in welchem der Krapftimpuls in bezug auf
die jeweilige Stellung des Prüfkörpers einsetzt. Die Regulierung der Größe des Magnetimpulses
erfolgt hierbei zweckmäßig in an sich bekannter Weise durch einen nicht gezeichneten
Regulierwiderstand, dessen jeweilige Stellung ein Maß für die Größe der ausgeübten
Magnetkräfte ist.
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Die Wirkungsweise ist nun folgende: Rotiert der Prüfkörper, so entsteht
eine Zentrifugalkraft, welche im tatsächlichen Schwerpunkt des Prüfkörpers angreift.
Diese Zentrifugalkraft verursacht Schwingungen des aus den Einzelteilen i bis 7
bestehenden schwingfähigen Teiles der Einrichtung. Wird die Umdrehungszahl der Scheibe
¢ @ ganz oder annähernd mit der Eigenfrequenz des schwingfähigen Systems übereingebracht,
so werden selbst sehr kleine Zentrifugalkräfte erhebliche Schwingungen hervorrufen.
Die Größe der Schwingungsaus-I Schläge wird nun entweder direkt als Maß für den
Schwerpunktabstand von der Rotationsachse benutzt, oder, wie es im gezeichneten
Falle angenommen ist, es werden die Schwingungen durch die Ausgleichsvorrichtungkompensiert.
Dies geschieht derart, daß die Gegenkräfte nach Größe und Phase so lange verändert
werden, bis das schwingfähige System in Ruhe bleibt. Es ist sodann die Größe der
Gegenimpulse ein Maß für den Schwerpunktsabstand von der Rotationsachse, und es
ist möglich, diesen aus der Einstellung der Ausgleichvorrichtung; beispielsweise
aus der Stellung des erwähnten Regulierwiderstandes an Hand einer direkt in Schwerpunktsabstand
geeichten Skala o. dgl. abzulesen. Ebenso ergibt sich aus der Einstellung der Ausgleichsvorrichtungen
die Richtung, in welcher der Schwerpunkt aus der Rotationsachse verschoben ist.
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Das beschriebene Verfahren ist nicht auf Pleuelstangen beschränkt.
Unter die Erfindung fällt auch die Schwerpunktsbestimmung an ähnlichen, insbesondere
länglichenKörpern,wie z. B. Geschossen, bei denen bisher eine Schwerpunktsbestimmung
durch statisches Auswiegen erfolgte, soweit die Achsen, in bezug auf welche der
Schwerpunkt bestimmt wird, nicht Betriebsumlaufachsen sind.