Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung, der Grösse und Lage der Auswuchtmassen sich drehender Maschinenteile. Gegenstand der Erfindung ist ein Ver fahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Grösse und Lage der Auswuchtmassen sich drehender Maschinenteile unter Verwen dung von während des Laufes einstellbarer,
exzentrisch zur Achse des Maschinenteils liegender Ausgleichmasse. Um mit der Rich tung der die Unbalanzkrä fte ausgleichenden durch die Zusatzmasse hervorgerufenen Kraft auch die Grösse des Vektors dieser Kraft stetig und nach Belieben zu verändern, wer den zwei an dem Maschinenteil exzentrisch angeordnete Massen mit voneinander abwei chender Winkelgeschwindigkeit verstellt, bis der Maschinenteil die geringste Schwingung bezw. Vibration zeigt.
Die das Auswuchten erzeugenden Wirkungen der beiden sich mit verschiedener Winkelgeschwindigkeit gegen über dem Maschinenteil drehenden Zusatz massen setzen sich zu einer resultierenden Kraft zusammen. Die Verstellung kann so vorgenommen werden, dass Grösse und Rich tung dieser Kraft ini Laufe der Verstellung der brassen eine grosse Zahl von Werten durchläuft,
wobei sich die Richtung der re sultierenden Kraft um die Achse des Maschinen teils lierurnbewegt und zugleich die Kraft grösse von Null bis zu einem Höchstmass steigt und wieder fällt.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung enthält zwei mit zur Drehachse des Maschinenteils exzen trisch angeordneten Ausgleichmassen ver- selierre, im übrigen ausgewuchtete Körper, die lose drehbar auf einem rnit dem Ma schinenteil fest verbundenen 'feil der Vor richtung sitzen und in voneinander abwei chendem Übersetzungsverhältnis mit einem die Drehung des 3laschinenteils auf sie über tragenden Trieborgan in Verbindung stehen, das drehbar in dem mit dem 141aschinenteil fest verbundenen 'feil der Vorrichtung ge lagert ist.
Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung durch zwei Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigt: Uig. 1 einen Längsschnitt durch eine Aus führungsform der Auswuchtvorrichtung; Fig. stellt einen Teil dieser Vorrichtung, von der Seite gesehen, und Fig. 3 den gleichen Teil, von oben gesehen, dar; Fig.4 zeigt ein Trieb- und Verstellungs- organ dieser Vorrichtung in grösserem Mass- stabe ;
Fig. 5 a-5f veranschaulichen schematisch die durch die Lageänderung der Zusatzmassen hervorgerufene Wirkung; Fig.6 zeigt die andere Ausführungsform der Vorrichtung.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist auf dem Wellenstumpf a des auszuwuchten den =Maschinenteils mittelst einer Nabe b be festigt, auf der zwei nebeneinander liegende Scheiben c und r1 von einander ähnlicher Ge stalt mittelst Ringnuten c' und d' zentrisch zur. TJellenachse geführt sind. In jede der Scheiben c bezw. d ist eine Ausgleichmasse e bezw. <I>f</I> eingeschraubt.
In der Nabe b ist ein Trieborgan g gelagert, das als Schnecke aus gebildet ist, und sowohl in den Zahnkranz lt der Scheibe c, als auch in den eine etwas ab weichende Zähnezahl enthaltenden Zahnkranz i der Scheibe d eingreift. Eine dritte Scheibe he, die ebenfalls lose drehbar und zentrisch zur Achse der Welle r! auf der Nabe b gelagert ist, greift mittelst ihres Schneckenganges l in eine Schneckenradverzahnung v des Trieb organs g ein, die in den Schneckengang dieses Trieborgans parallel zu seiner Achse einge schnitten ist.
Dreht sich die Welle a und mit ihr die Nabe b, so überträgt das in der Nabe d ge lagerte Trieborgan y, das als Mitrrehmer wirkt, diese Drehbewegung auf die Scheiben c und d und hiermit auch, auf die Ausgleichmassen; solange das Trieborgan ,c/ keine Drehung um seine eigene Achse ausführt, ändern auch die Scheiben c und (l ihre Lage gegenüber dem Maschinenteil nicht.
Sobald jedoch durch eine Bremsung oder ein Festhalten der Scheibe 1, deren Schnecke<I>1,</I> das Trieborgan g um seine Achse zu drehen beginnt, wird diese Dreh bewegung des Trieborgans vermittelst seines Schneckenganges auf die Zahnkränze h und i der beiden Sclreiberr c und d übertragen, so dass diese Scheiben rnit ihren Ausgieich,rra"en c und /' ausser ihrer mit dem Maschinenteil meinsamen Drehbewegung noch eine zus@@t@- liehe Drehung erfahren,
deren Winkelmal., entsprechend denn Unterschiede der Zähnezahl der beiden Zahnkränze h und i verschieden gross ist.
Abgesehen von der Ausgleichmassen e und f ist die Vorrichtung bezüglich der Achse der Welle a vollkommen ausgewuchtet. Lie gen die Massen e und f' bei Beginn des Aus wuchtverfahrens einander diametral gegenüber (Fig. 1 und 5a), so übt die Vorrichtung kei nerlei Einfluh auf die Vibrationen aus, welche der laschinenteil infolge seiner eigenen Wucht- masse ausführt.
Wird jedoch während der Drehung des Maschinenteils und der gesamten Vorrichtung durch Verzögerung der Scheibe k allmählich und gegebenenfalls absatzweise den Scheiben c und d eine zusätzliche Ver stellung erteilt, so dass die Ausgleichmas,en und /' ihre Lage zueinander und zu dem Maschinenteil selbst allmählich verändern, so verändert die Resultante der von den Zu,
a.tz- massen erzeugten Zentrifugalkräfte entspre chend der schematischen Darstellung der Fig. 5b-5 f sowohl ihre Lage hinsichtlich des 3laschinenteils, als auch ihre t@rühe. Die Wir kung der beiden gegenüber dem 11laschinenteil wandernden und dabei auf einem Kreisbogen sich allmählich nähernden Zusatzmassen r und f ist für den Maschinenteil die gleiche wie die einer an seiner Achse angreifenden,
stetig von Null bis zu der Summe der Zentrifugal- kräfte beider Massen wachsenden und zugleich sich drehenden radialen Kraft. Wird diese Kraft als Vektorgrösse von der Achse 0 IFi\,. 5 f) aus aufgetragen, so beschreibt ihr Erd- punkt <B>A</B> eine Spirallinie um die Achse Il.
Ergibt beispielsweise die Ausivuclrtung, dass die Grösse der resultierenden Kraft dem Werte 0-.I(Fig. 5f) entsprechen muss, damit der Maschinenteil am wenigsten vibriert, so muss, falls die beiden Ausgleichmassen e und f durch eine einzige Masse ersetzt werden sollen, diese eine solche Lage und Grösse er halten, dass ihre Zentrifugalkraft nach Rich tung und Grösse den, Wert 0-A entspricht.
Das Auswuchten geht demnach in folgen der Weise vor sich: Der mit der Vörrichtung nach Fig: 1 versehene Maschinenteil wird in Drehung versetzt, während die Ausgleich massen e und f zunächst die in Fig.1 dar gestellte Lage einnehmen.
Haben sich die Vibrationen, welche der Maschinenteil infolge seiner eigenen Unbalanz ausführt, voll aus gebildet, so werden durch Bremsen oder Fest halten der Scheibe k die Massen e und f' be züglich des Maschinenteils etwas oder jeden falls so langsam verstellt, dass die Vibrationen des sich drehenden Maschinenteils Zeit haben, den der jeweils vorhandenen Lage und Gr-öf,)e der resultierenden Kraft entsprechenden Wert anzunehmen.
Je näher diese Kraft der Aus gleichstellung kommt, in welcher die Vibra tion ein Mindestmass annimmt, mit desto ge ringerer Winkelgeschwindigkeit müssen sich die Ausgleichmassen e und f gegenüber dem Maschinenteil bewegen, das heisst die Scheibe k muss um so weniger verzögert, bezw. eine um so kürzere Zeit angehalten werden.
Wie aus Fig. 5 f hervorgeht, durchläuft die resultierende Kraft jede mögliche Richtung und nimmt, unabhängig von der Richtung be trachtet, jede Grösse von Null bis zu dem Doppelwerte der einer der Ausgleichrnassen entsprechenden Zentrifugalkraft an. Die Kraft grössen, welche die Resultante in einer be stimmten Richtung annehmen kann, unter scheiden sich um einen dem Abstande der Spiralgänge (Fig. 5 f) entsprechenden Wert.
Es wird demnach meist nicht möglich sein, die Vibration des Maschinenteils vollkommen zu beseitigen, sie kann jedoch auf einen prak tisch genügend kleinen Wert verringert wer den. Die Genauigkeit der Auswuchtung kann auch noch dadurch beliebig erhöht werden, dass nach Anbringung derjenigen Ausgleich massen an dein Maschinenteil, bei welchen die Vibrationen ihren geringsten Wert an genommen haben, die Auswuchtung nochmals unter Verwendung wesentlich kleinerer Massen vorgenommen wird, was in dem Kraftdiagramm der Fig. 5 feiner Spirale mit wesentlich enger aneinander liegenden Windungen entspricht.
Eine stetige Verstellung der Ausgleich rnassen durch dauerndes Bremsen bezw. An halten der Scheibe 1c kann beispielsweise durch ein Bremsband erzielt werden, das um die Scheibe /c geschlungen ist, oder durch ein an die Scheibe angehängtes Gewicht. Bei einer derartigen stetigen Verstellung ist es zweck- rnäfig, Signale, z. B. die in Fig. 1 angedeu teten Glockensignale, anzubringen, welche die jeweils vorhandene Stellung der Massen e und f, oder zum wenigsten bestimmte Stel lungen dieser Massen anzeigen.
Bei einer solchen bestimmten Winkelstellung der Masse f gegenüber der Welle a des Maschinenteils schlägt der Hammer in durch Auftreffen auf einen Anschlag gegen das als Glocke aus gebildete Gehäuae )o. In gleicher Weise be wegt sieh der Hammer o gegen die G-lockep, wenn die Masse e eine bestimmte Winkellage gegenüber der Welle a eirrrrirnnrt. Die Zeit, die zwischen zwei Signalen der (;
locke )c liegt, ist die Dauer einer vollen Umdrehung der Masse f' relativ zur Welle a. Das Gleiche gilt bezüglich des Glockensignals 1) und der Ausgleichmasse e.
Wird nun anhand einer Uhr festgestellt, dass der Augenblick der ge ringsten Vibrationen um eine bestimmte Se kundenzahl nach dein Signal der Anzeige vorrichtung na, ri, erreicht ist, so dient das Verhältnis dieser Sekundenzahl zu der Se kundenzahl der Gesamtumdrehung zur Fest stellung des Winkels, den die Ausgleichmasse für Augenblicke der kleinsten Vibration gegenüber der durch das Signal festgelegten Winkelstellung einnahm. Auf gleiche Art wird die günstigste Stellung der Masse e fest gelegt.
Sind zum Beispiel zwischen zwei Si gnalen der Glocke m 240 Sekunden verflossen und die günstigste. das heisst der kleinsten Vibration entsprechende Stellung der Masse f ist nach 120 Sekunden erreicht, so ist diese Ausgleichmasse f' um 180 gegenüber der Stellung zu verschieben, in welcher das Signal der Glocke m ertönt. Es ist zweckmässig, den zu den Ausgleichmassen gehörenden Signal glocken verschiedenen Klang zu geben.
Vor aussetzung für dieses Verfahren der Aus wuchtung ist, dass die Zeit eines Umlaufs der Ausgleichmasse relativ zur 'Welle a gross genug ist, um das Nacheilen der Sehwin- gungen gegenüber der Stellungsveränderung vernachlässigen zu können, andernfalls müsste hierfür eine kleine Korrektur eintreten.
Die Vorrichtung kann dadurch noch weiter ausgebildet sein, daf.J) eine Registriervorrich- tung, beispielsweise eine umlaufende Scheibe angeordnet ist, auf welcher die entstehenden Vibrationen aufgezeichnet werden. Auch kann eine elektrische Zeichengebung eingebaut sein, um die relativen Stellungen der Massen c und d festzulegen.
Ebenso kann zur Erzeugung der Relativ bewegung der Zusatzmassen e und f bezüg lich der Welle a ein Uhrwerk beliebiger Art in die Vorrichtung eingebaut sein. Schliesslich kann an die Vorrichtung ein Elektromotor, beispielsweise gemäss Fig. 6 angebaut sein, der die Scheibe 1,: gegenüber der Welle a. in der gewünschten Weise bewegt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist auf der Nabe b ein Paket Bleche q und in diesem eine Mehr- phasenwicklung r angebracht. Die Scheibe h hat einen zylinderförmigen Ansatz, der für die Bleche q und die Wicklung r ein Kurz- schlufianker ist.
Die Schleifringe x, die Bür sten<I>t</I> und der Bürstenkörper u, der frei dreh bar auf der Nabe aufgehängt ist und in seiner Lage mit Hilfe eines angehängten Gewichtes gehalten wird, führen Drehstrom der Wick- lung j- zu. Hierdurch erfolgt eine Bewegung der Scheibe k in dem gewünschten Drehsinne, die auf das Trieborgan g und in der vorher beschriebenen Meise auf die Zusatzmassen e und f übertragen wird.
Durch Umschalten einer Phase bewegen sich die Ausgleichmassen e und f' in dem entgegengesetzten Drehsinne, so daf) das Einstellen der Massen e und f genau auf ihre günstigste Lage erleichtert wird. Ist die günstigste Stellung der Massen e und f erreicht und soll eine unbeabsich tigte Verschiebung dieser Massen noch wäh rend des Abstellens der Maschine vermieden werden, so kann der Wicklung r Gleichstrom zugeführt werden.