APPARATUS AND METHOD FOR TRANSFERRING A MEASURED ANGULAR LOCATION OF UNBALANCE TO THE CIRCUMFERENCE OF A ROTOR

Abstract: 1. A method of transferring the measured angular position of the unbalance of a rotor to be balanced (1), to its periphery in a correction plane and of determining the amount of the unbalance, in which - the rotor (1) is set in rotation in a balancing machine, which does not have any parts rotating synchronously with the rotor (1) - the angular position of the unbalance is determined - from a first numeric value representing a measure for the periphery of the rotor in the correction plane in dimensionless units and from the angular position which is determined, a second numeric value is formed which indicates the position of the unbalance in the said units, characterized in that - in order to determine the first numeric value a pulse generator (22) coupled to the rotor (1) produces an equidistant pulse train, counting the pulses is terminated and begun again by a stop/start pulse after a fixed number of pulses, which correspond to a revolution of the rotor (1) to be examined - the stop pulse at the same time serves as the reference signal for processing the measurement signals which include the amount of the unbalance and the angular position of the unbalance - the angular position of the unbalance which is obtained from processing is stored in a dimension less manner and the amount of the unbalance is stored - the drive of the rotor to be examined is switched off, the rotor is stopped when the fixed number and the counted pulses are the same and - an after stopping the rotor is subsequently rotated until the counting pulses are equal to the stored dimensionless angle position.

Description: Verfahren zum Übertragen der gemessenen Lage der Unwucht eines auszuwuchtenden Rotors auf dessen Umfang und Vorrichtung hierzu Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Auswuchtmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens gemäss Oberbegriff des Anspruchs 5. Durch die DE-OS 25 48 729 ist ein Verfahren zur Ermittlung und Anzeige der Winkellage der Unwucht bei Auswuchtmaschinen mit Winkelanzeige, insbesondere bei gelenkwellenlosem Antrieb des auszuwuchtenden Körpers bekannt geworden, das sich dadurch auszeichnet, dass der Unwuchtwinkel in Längeneinheiten oder in dimensionslosen Einheiten die jeweils auf einen Umfang oder eine charakteristische Teilung des auszuwuchtenden Körpers beziehbar sind und einen Bereich von 360 erfassen umgewandelt und/oder in solchen Einheiten angezeigt werden. Auch ist eine Einrichtung hierzu bekannt geworden, die sich auszeichnet, durch Mittel zur Umformung des gemessenen Winkelwertes durch mindestens eine Rechengrösse und/oder eine Anzeigeeinrichtung für Längeneinheiten und/oder dimensionslose Einheiten. Es wird hierbei aus einem ersten ein Mass für den Umfang des Rotors in der Ausgleichs ebene in dimensionslosen Einheiten darstellenden Zahlenwert sowie aus der ermittelten Winkellage ein zweiter Zahlenwert gebildet, der die Lage der Unwucht bezüglich der Referenzposition in den genannten Einheiten wiedergibt, d.h. x 60 < x Z max. 360 Hiermit wird auf dem Gebiet des Auswuchtens die Übertragung von gemessenen Unwuchtwinkeln auf einen auszugleichenden Rotor dadurch ermöglicht, dass der Unwuchtwinkel umgewandelt wird in ein Längenmass, welches von einem am untersuchten Körper angeordneten Nullpunkt beginnend am Umfang des Körpers angelegt mit seinem Endpunkt die Unwuchtwinkellage markiert, an der dann ein entsprechender Unwuchtausgleich stattfinden kann. Auch ist es möglich, wie in dieser Offenlegungsschrift offenbart, ein Zahlenband an den Rotationskörper anzulegen und dieses Zahlenband, wenn es in einem Verhältnis zu einer bestimmten Nullstelle des Rotationskörpers steht, mit Hilfe des angezeigten Übertragungswertes zur Auffindung der Unwuchtwinkellage heranzuziehen. Damit lässt sich bei Körpern, die an ihrem Umfang von der Fertigung her bereits Markierungen tragen oder die mit einem Zahlenband versehen werden, der angezeigte Unwuchtwinkel auf den Körper übertragen. Die genannte Offenlegungsschrift offenbart auch anstelle eines am zu untersuchenden Körper anzubringenden Zahlenbandes den Unwuchtwinkel auch an einer Tragrolle zu ermitteln, da diese in einem bestimmten Verhältnis zum Lagerzapfen des auszuwuchtenden Körpers steht. Hierzu ist es allerdings ebenfalls erforderlich, an der Tragrolle eine Winkelskala anzubringen. Die Vorbereitung des Wuchtkörpers selbst, beispielsweise durch Anlegen eines Zahlenbandes, welches in Übereinstimmung mit einer am auszuwuchtenden Körper anzubringenden Nullmarke gebracht werden muss, oder das Anbringen einer Winkelskala auf einer Tragrolle für den auszuwuchtenden Rotor, die im allgemeinen nur schwer zugänglich ist und darüber hinaus nicht immer fehlerfrei abgelesen werden kann, erfordern einen beachtlichen Zeitaufwand, insbesondere dann, wenn es sich um Rotationskörper mit verschiedenem Durchmesser des Rotationskörpers selbst oder des Zapfens des Rotationskörpers handelt. Auch ist in diesem Fall stets ein erneutes Einstellen des Verhältnisses zwischen dem Radius der Tragrolle und dem Radius des Zapfens, was zu einer neuen Anzeigenskala führt, an der dann der Unwuchtwinkel zunächst abgelesen werden muss und anschliessend auf den Rotationskörper übertragen werden muss, erforderlich. Es lassen sich durch die mehreren manuellen Tätigkeiten des Ablesens und Abmessens Fehler in der Genauigkeit der Übertragung des Unwuchtwinkels auf den zu untersuchenden Körper nicht vermeiden. In der EP-A-oo 45 505 wird eine Einrichtung zur automatischen Auffindung der Unwuchtwinkellage eines Rotors und dem gleichzeitigen positionierten Anhalten dieser Lage in einer vorbestimmten Winkelposition beschrieben, wobei diese Einrichtung folgendes enthält: zwei Lager zur drehbaren Lagerung der Enden des zu prüfenden Körpers; einen Antriebsmotor mit Motorkontrolleinrichtungen; Mittel zur Antriebsübertragung zwischen Motor und gelagertem Körper; Schwingungsaufnehmer, die mit mindestens einem Lager verbunden sind und die pro Umdrehung die Schwingungsbewegung oder die Krafteinwirkung aufnehmen, die als Schwingungssignal der dynamischen Unwucht des Rotors entsprechen; eine Pulsformerschaltung um einen Phasenbezug des Schwingungssignals zu einer Referenzwinkellage herzustellen; einen Pulsgenerator, um Winkelimpulse mit vorgegebenem Abstand zur Bestimmung der Rotation des Körpers abzugeben; einen voreinstellbaren Zähler, in dem eine Zahl (2n x + a voreingestellt wird, wobei n die Messdrehzahl des Rotors, oC der Winkel zwischen der vorbestimmten Stopwinkellage und der Referenzlage ist und a der Impulsabstand ist; Mittel zur Erzeugung eines Bremssignals, welches den Motorkontrollmitteln zur Bremsung des Motors zugeführt wird; Mittel, die verbunden sind mit der Pulsformerschaltung und Bremssignalerzeugung und zur übertragung der Winkelimpulse zum voreingestellten Zähler nach Erhalt des auf das Bremssignal folgenden Phasenbezugs und dass der voreingestellte Zähler ein Signal abgibt zum Abschalten des Antriebsmotors, wenn das Phasensignal die vorgegebene Zahl erreicht hat, wobei der Antriebsmotor augenblicklich abgebremst wird, so dass die unwuchtige Stelle des Rotors an der vorbestimmten Stelle zur Ruhe kommt. Ausgehend von dem durch DE-OS bekannt geworden Stand der Tech nik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten Schwierigkeiten eine genaue Winkelübertragung von Unwuchtwinkelwerten auf den Rotor selbst zu erreichen, ohne dass eine Zwangs synchronisation zwischen Rotor und Auswuchtmaschine erforderlich ist, ein Bezugssignal für die Unwuchtmessung zu erzeugen und eine Bestimmung der Grösse der Unwucht zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst. Diese Lösung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ohne Umrüsten auf einen abzählbaren Rotor ein glatter Rotor durch die Darstellung seines Umfangs mittels Impulsen sowohl die Unwuchtmessung selbst, aus der die Unwucht nach Lage und Grösse festgestellt wird, als auch die übertragung des gemessenen Unwuchtwinkels auf den Umfang des Rotors in einer Ausgleichsebene ermöglicht. Auch ist es nicht erforderlich, wenn eine Tragrolle oder bei Verwendung eines Bandantriebes die Umlenkrolle oder der Antriebsmotor für den Bandantrieb als Träger für den Impulsgeber verwendet wird, diesen zusätzlich mit einer Markierung versehen. Zufolge Zählung der bis zum Stillstand noch erfolgten Umläufe ist in Ausgestaltung der erfinderischen Verfahren (vgl. hierzu den Anspruch 2) ein Auffinden des Unwuchtwinkels am zu untersuchenden Rotor jederzeit mit Hilfe der gespeicherten, dem Umfang des Rotors entsprechenden Impulsserie möglich. Eine Ausgestaltung der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 3 vorgeschlagen. Bei einer Überwachung der Abstände der Einzelimpulse voneinander ist gleichzeitig eine Überwachung im Hinblick auf die Abweichung zwischen dem tatsächlichen Umfang des Rotors und dem durch die Impulse dargestellten Umfang des Rotors möglich. Eine noch weitere Ausgestaltung des erfinderischen Verfahrens wird in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4 vorgeschlagen. Durch die Vorgabe der Messdrenzahl ist eine Beein flussung der Umläufe bis zum Stillstand des Rotors möglich, und es ist auch eine genaue Überwachung des Übertragungsvorganges gegeben. Das zur Lösung der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe offenbarte Verfahren gemäss Anspruch 1 ist auf einer Auswuchtmaschine mit den im Kennzeichen des Anspruchs 5 offenbarten Merkmalen durchführbar. Diese Auswuchtmaschine zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Impulsgeber verwendet werden kann, der eine Impulsfolge abgibt, die mit Hilfe eines Zählers den Umfang einer Ausgleichs ebene des zu untersuchenden Rotors abbildet; auch wird hierdurch ein Bezugssignal für die Unwuchtmessung gewonnen. Damit ist eine derartige Auswuchtmaschine insbesondere geeignet, wenn eine Vielzahl gleicher Rotationskörper ausgewuchtet werden sollen, jedoch auch für Rotationskörper einsetzbar, die verschiedenen Umfang der Ausgleichsebene aufweisen, wenn die aus der Impulsfolge des Gebers gewonnene Anzahl der Impulse einstellbar ist auf den Umfang des jeweiligen zu untersuchenden Rotors ist auch hier ein eindeutiges Eindrehen möglich. Eine Ausgestaltung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 6 vorgeschlagen. Durch die Wahl des Impulsabstandes wird in besonders einfacher Weise eine Anpassung an die geforderte Winkelauflösung ermöglicht. In der nachfolgenden Beschreibung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert. Die Figur zeigt in schematischer Darstellung: eine Auswuchtmaschine mit einem auf den Umfang des Rotors abgestimmten Impulsgeber zur Übertragung der Unwuchtwinkellage auf den zu untersuchenden Rotor. Die Figur stellt eine Übertragung des Unwuchtwinkels bei Dar stellung des Umfangs der Ausgleichsebene 12 bzw. 13 des zu untersuchenden Rotors 1 mittels Impulsen dar, wobei die Impulse selbst voneinander einen konstanten Abstand besitzen, vorzugsweise kleiner als drei Winkelgrad. Der Rotor 1 ist in einer Auswuchtmaschine, die Tragrollenlagerungen 2 für den Rotorzapfen 3 besitzt, rotierbar gelagert. Die Tragrollenlagerung 2 stützt sich auf einer Einheit 4 für jeden Rotorzapfen 3 ab. Messumformer 5, 6 wandeln die, zufolge einer Unwucht auftretenden, Schwingungen oder Kräfte an den Einheiten 4 in elektrische Signale um. Der zu untersuchende Rotor 1 wird von einem Band 16, welches den Rotor teilweise umschlingt, angetrieben (der Ubersicht- 0 lichkeit halber wurde das Band um 9o in die Horizontale ver- schwenkt). Das Band 16 wird von einem Antriebsmotor 17, der eine Antriebsscheibe 18 auf einer Welle 19 trägt, über eine Spannrolle 20 und eine Umlenkrolle 21 angetrieben. Mit der Antriebsscheibe 18 ist ein Impulsgeber 22 verbunden, der je Umlauf der Antriebsscheibe 18 eine Impulsfolge an einen Zähler 23 weitergibt, in dem die Impulse gezählt werden. Anstelle des dargestellten Bandantriebs kann auch ein Antrieb über Tragrollen 34 der Tragrollenlagerung 2 erfolgen, wobei in diesem Falle der Impulsgeber 22 dann in entsprechender Weise an der Tragrolle 34 angeordnet werden müsste. Auch können die Spannrolle 20 oder die Umlenkrolle 21 oder der Antriebsmotor 17 selbst als Träger für den Impulsgeber 22 dienen. Im Speicher 26 ist eine feste Zahl gespeichert, die der Zahl der Impulse entspricht, die den Umfang des zu untersuchenden Rotors 1 in der Ausgleichsebene 12, 13 repräsentiert. Nach Erreichen der Messdrehzahl wird der Stand des Zählers 23 fortlaufend mit dem Inhalt des Speichers 26 verglichen. Bei Gleichheit wird der Zähler 23 zurückgesetzt, erneut gestartet und gleichzeitig dieses Rücksetzsignal der Auswerteeinheit 7 zugeführt. Dort wird aus den über die Leitungen 8 und 9 kommenden Informationen zusammen mit der über die Leitung 11 vom Zähler kommenden Information die Unwucht nach Winkellage und -grösse dargestellt und die Grösse der Unwucht im Anzeige ge rät 14 angezeigt oder direkt weiterverarbeitet. Vor Einleitung des Bremsvorganges für den zu untersuchenden Rotor 1 wird die Unwuchtgrösse im Anzeigegerät 14 und die Winkelinformation im Anzeige gerät 15 a gespeichert und im Moment der Speicherung der weitere Schalter 51 geschlossen. Während des Aus laufs des zu untersuchenden Rotors ist von einem weiteren Impulszähler 50, der über den weiteren Schalter 51 nach dem Messvorgang eingeschaltet wird, die Anzahl der Impulse bis zum Stillstand des zu untersuchenden Rotors 1 speicherbar. Damit wird über eine Korrektureinheit 52 und eine Leitung 53 dem Indikator 28, der während des Aus laufs kumulierte Winkelfehler zugeführt und korrigiert somit die tatsächliche Nullstellung, also den Fehler zwischen tatsächlichem Umfang des zu untersuchenden Rotors an seinen Ausgleichsebenen und dem durch Impulszählung dargestellten Umfang. Nach Stillsetzen des zu untersuchenden Rotors wird dieser solange gedreht, bis der Indikator 28 die Nullstellung des Zählers 23 anzeigt. Damit befindet sich die Unwucht in der für den Ausgleich erforderlichen Winkellage. Die Winkelinformation aus der Auswerteeinheit 7 wird in einem Winkelspeicher 15 a gespeichert und mit dem Inhalt des Zählers 23 über die Vergleichseinheit 27 verglichen. Im Falle gleich ablaufendem Auslaufvorgangs des zu untersuchenden Rotors 1 kann der nötige Winkelkorrekturwert auch ohne Zähler 50 erfolgen. In diesem Fall wird der Korrektureinheit 52 lediglich ein empirischer Wert für die Winkelkorrektur fest eingegeben.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum übertragen der gemessenen Winkellage der Un wucht eines auszuwuchtenden Rotors (1) auf dessen Umfang in einer Ausgleichsebene und zur Bestimmung der Unwuchtgrös se, bei dem - der Rotor (1) in einer Auswuchtmaschine, die keine mit dem Rotor (1) synchron umlaufenden Teile aufweist in Ro tation versetzt wird - aus einem ersten ein Mass für den Umfang des Rotors in der Ausgleichsebene in dimensionslosen Einheiten darstellen den Zahlenwert sowie aus der ermittelten Winkellage ein zweiter Zahlenwert gebildet wird, der die Lage der Unwucht in den genannten Einheiten angibt, dadurch gekennzeichnet, dass - zur Ermittlung des ersten Zahlenwertes ein, mit dem Ro tor (1) gekoppelter Impulsgeber (22) eine äquidistante Impulsfolge erzeugt, die Zählung der Impulse nach einer festgelegten Anzahl von Impulsen, die einem Umlauf des zu untersuchenden Rotors (1) entsprechen durch einen Stop-Start-Impuls beendet und erneut begonnen wird - der Stop-Impuls gleichzeitig als Bezugs signal für eine Verarbeitung der die Unwuchtgrösse und die Unwuchtwinkel lage beinhaltenden Messsignale dient - die aus der Verarbeitung gewonnene Winkellage der Unwucht dimensionslos und die Grösse der Unwucht gespeichert wird - der Antrieb des zu untersuchenden Rotors abgeschaltet wird, der Rotor bei Gleichheit zwischen festgelegter An zahl und gezählten Impulsen stillgesetzt wird und - der Rotor nach dem Stillsetzen nachträglich noch so weit verdreht wird, bis die Zählimpulse gleich der gespeicher ten dimensionslosen Winkellage sind. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Umläufe des zu untersuchenden Rotors (1) bis zu dessen Stillstand gezählt werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeich net, dass der Abstand der Impulsfolge überwacht wird. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Ro tors (1) während der Ermittlung der Unwucht bis zum Still stand überwacht wird. 5. Auswuchtmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 mit - einer Rotorlagerung (2, 4) - einem Rotorantrieb (16 bis 21), der keine synchron mit dem auszuwuchtenden Rotor (1) umlaufenden Teile besitzt - Messumformern (5, 6) zur Erzeugung von den Einfluss der Unwucht auf die Rotorlagerung repräsentierenden Messsig nalen - einer Auswerteschaltung (7) zur Ermittlung der Winkella ge und Grösse der Unwucht, gekennzeichnet durch - einen mit dem auszuwuchtenden Rotor (1) gekoppelten Im pulsgeber (22) zur Erzeugung einer, dem Drehwinkel des Rotors (1) entsprechenden äquidistanten Impulsfolge - einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler (23), dessen Zähleingang die Impulse des Impulsgebers (22) zugeführt werden - einem Speicher (26), in dem eine feste Zahl gespeichert ist, die der Zahl der Impulse entspricht, die den Umfang des zu untersuchenden Rotors (1) in der Ausgleichsebene (12, 13) repräsentiert - eine Verbindung zwischen dem Ausgang des Zählers (23) und dem Speicher (26) zum Rücksetzen des Zählers (23) bei Erreichen der im Speicher (26) gespeicherten Impuls zahl und Weitergabe des Rücksetzsignals an die Auswerte schaltung (7) und zum erneuten Start des Zählers (23) - eine Verbindung zwischen der Auswerteschaltung (7), in der die Unwucht nach Lage und Grösse bestimmt wird mit Speicher (14) mit Anzeige für die Unwuchtgrösse je Ebene und mit Speichern (15 a) mit Anzeigen für die Winkellage der Unwucht je Ebene - durch einen Schalter (51) über den nach Speicherung der Werte in den Speichern (14, 15 a) und Ausschalten des Antriebsmotors (17) ein weiterer Impulszähler (50), der mit einer Korrektureinheit (52) verbunden ist, eingeschal tet wird - eine Verbindung (53) des Ausgangs der Korrektureinheit (52) mit einem Indikator (28) zur Kompensation des Feh lers, der sich aus einem evtl. Unterschied zwischen den im Speicher (26) vorgegebenen Zählerstand und dem tat sächlichen Umfang des Rotors (1) in den Ausgleichsebenen ergibt - eine Verbindung zwischen dem Indikator (28) und dem Zäh ler (23), wodurch der Rotor (1) bei Gleichheit der Wer te im Zähler (23) und im Indikator (28) stillgesetzt wird und - eine weitere Verbindung des Zählers (23) mit dem Speicher (15 a) für die Unwuchtwinkellage über eine Vergleichsein heit (27), in der beim nachfolgenden Eindrehen des Rotors (1) in die Unwuchtlage der Inhalt des Zählers (23) mit dem Speicher (15 a) verglichen wird und bei Gleichheit der Werte der Rotor (1) in die Unwuchtlage eingedreht ist. 6. Auswuchtmaschine nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeber (22) so angeordnet und ausgebildet ist, dass die von ihm gelieferten Impulse im Abstand von weniger als drei Winkel-grad Drehung des Rotors (1) auftreten.

Inventors: GIERS, ALFRED, DIPL.-ING.
Applicants: CARL SCHENCK AG
Application year: 1981
Main classification: G01M1
IPC codes: G01M1