PROCESS AND DEVICE FOR TRANSFERRING THE MEASURED IMBALANCE POSITION OF A ROTOR TO ITS CIRCUMFERENCE

Abstract: 1. A method of transferring the measured position of the unbalance of a rotor to be balanced (1), to its periphery in a correction plane, in which the rotor (1) is set in rotation in a balancing machine, which does not have any parts rotating synchronously with the rotor, characterised in that a first numeric value representing a measure for the periphery of the rotor in the correction plane in dimensionless units is the number of pulses passing out of a pulse generator (22) coupled to the rotor (1) the unbalance measuring signal of the rotor (1) to be balanced receives, after filtering, a sinusoidal signal path for each rotation of the rotor (1) to be balanced counting is terminated and begun again after each rotation of the rotor (1) with the aid of a stop/start pulse derived from a marked place on the sinusoidal signal path and the numeric value, present in each case when counting is terminated after a rotation, is retained the rotor is then brought to a standstill after switching off the drive motor in accordance with the numeric value last retained, when the number of pulses delivered by the pulse generator (22) during this rotation is equal to the last retained numeric value.

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 gelenkwellerlcsem antrieb des auszuwuchtenden Körpers bekannt geworden, das sic da- durch auszeichnet, dass der Unwchtwinke in LEngenein lber. oder in dimensionslosen Einheiten die jeweils auf einen Umfang oder eine charakteristische Teilung des auszuwuchtenden Y.r- pers beziehbar sind und einen Bereich von 3600 erfassen umge- wandelt 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 Ausgleichsebene in dimensionslosen Einheiten darstellenden Zahlenwert sowie aus der ermittelten Wirkel- lage ein zweiter Zahlenwert gebildet, der die Lage der Unwucht bezüglich der Referenzposition in den genannten Einheiten wiedergibt, d.h. Mm- x Z max. 3600 Hiermit wird auf dem Gebiet des Auswuchtens die Übertragung von gemessenen Unwuchtwinkeln auf einen auszugleichenden Rotor dadurch ermöglich, 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. such ist es möglich, wie in dieser Offenlegungsschrift offen tart, ein Zahlenband an den Rotationskörper anzulegen und die Ces 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 Fertagung her bereits Markierungen tragen oder die mit einem Zah enband versehen werde, der angezeigte Unwuchtwinkel auf den Körper Ubertragen. Die genannte Offenlegungsschrift offenbart EQCh ansQel eines am zu untersuchenden Körpers anzubrIngen- den Zahlenbanaes aen Unwuchtwinkel auch an einer Tragrolle zu ewmitte¯n, da dIese in einem bestimmten VerhSltnis 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 allgereinen nur schwer zugänglich ist und darüber hinaus nicht im mer fehlerfrei abgelesen werden kann, erfordern einen beacht eichen Zeitaufwand, insbesondere dann, wenn es sich um Rotationskörper mit verschiedenem Durchmesser des Rotationskör gers selbst oder des Zapfens des Rotationskörpers handelt. ich ist in diesem Fall stets ein erneutes Einstellen des Ver ha"'ltnisses 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 Tätig keiten des Ablesens und Abmessens Fehler in der Genauigkeit der Übertragung des Unwuchtwinkels auf den zu untersuchenden Körper nicht verriden. In der EP-A-ow 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 Antriebsrotor mit Motorkon- fwclleinrinhtungen, Mittel zur AntrIetsertragung zwischen Motor un gelagerter. Körper; Schwinzungsaufnehmer, die mi mindestens einem Lager verbunden sInd un die pro Umdrehung die Schwingungsbewegung oder die Krafteinwirkung aufnehmer, die als Schwingungssignal der dynamische 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) a voreingestellt wird, wobei n die Nessdrehzahi des Rotors, &alpha; der Winkel zwischen der vorbestimmten Stopwlnkeilage 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 die DE-OS bekannt gewordenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu grunde, unter Vermeidung der geschilderten Schwierigkeiten eine graue Lage-übertragung von Unwuchten auf den Rotor selbst zu erreichen, ohne dass eine Zwangssynchronisation zwischen Rotor und Auswuchtmaschine erforderlich ist. Diese Aufgabe wird im Hinblick auf die Übertragung der Lage der Unwucht durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst. Zufolge des Abbildens des Umfangs des Rotors mittels einer Impulsserie abhängig von der Unwucht des Rotors sind alle Fehler, dle zufolge irgendwelcher Ungenauig- keinen beim Aufbringen von Zahlenbändern oder bei vorhandene Markierungen am Körper selbst auftreten, ausgeschaltet uno der Rotor ist nach dem Stillsetzen ohne Fehler in die Lage zur Be seitigung der Unwucht eindrehbar. Der zu untersuchende Körper mu.Q nicht erst zu einem mit.Markierungen versehenen Körper, beispielsweise durch ein Zahlenband ausgerüstet werden. Auch ist es nicht erforderlich, wenn eine Tragrolle oder bei Verwen durch eines Bandantriebes die Umlenkrolle oder der Antriebsmotor für den Bandantrieb als Träger für den Impuls geber verwen det wird, diesen zusätzlich mit einer Markierung zu versehen. Geräss Erfindung wird ein Stop-Start-Signal aus dem Unwuchtmesssignal für die Messung der Unwucht gewonnen. Bei dem zu untersuchenden Rotor muss keine Umrüstung von einem glatten zu einem markierten Rotor geschehen. Zufolge Zählung der bis zum Stillstand noch erfolgten Umläufe oder erzeugten Impulsen ist in Ausgestaltung des erfinderisehen Verfahrens(vgl. hierzu die Ansprüche 2 und 3) ein Auf finden der Unwuchtlage am zu untersuchenden Rotor jederzeit mit Hilfe der gespeicherten, dem Umfang des Rotors entsprechenden Impuls serie möglich. Eine Ausgestaltung der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4 vorgeschlagen. Bei einer Überwachung der Abstände der Einzelimpulse voneinanaer 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 5 vorgeschlagen. Durch die Vorgabe der Messdrehzahl ist eine Beeinflussung der Umläufe bis zum Stillstand des Rotors möglich, und es ist auch eine genaue Überwachung des Ütertragungsvorganges gegeben. Das Verfahren geä Ansprüchen 1 bis - wird auf einer Ausub 2h - maschine ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6 mit den im Kennzeichen dieses Anspruchs enthaltenen Merkmalen durchgeführt. Bei dieser Vorrichtung kann der Impulsgeber, der mit einer Zähleinrichtung zusammenwirkt, am Motor eines Bandantriebes oder an einer Umlenkrolle des Bandantriebes oder an der Tragrolle für den zu untersuchenden Rotor angeoranet sein. Als besonders geeignete Stelle zur Erzeugung eines Impulses pro Umdrehung, der ein Stop-Start-Signal bewirkt, ist der Nulldurchgang im Sinusverlauf von negativ nach positiv zusehen. Mit einer Ausgestaltung der Auswuchtmaschine gemäss Anspruch 7 ist ein eindeutiges Eindrehen des Rotors in die Bearbeitungslage möglich. Eine Ausgestaltung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 8 vorgeschlagen. Durch die Wahl des Impulsabstandes wird in besonders einfacher Weise eine Anpassung an die geforderte Winkelauflösung ermöglicht. Eine noch weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen. Durch diese Ausgestaltung wird auch der verbleibende Fehler bei der Übertragung der Unwuchtlage berücksichtigt und kann somit beim Übertragen auf den zu untersuchenden Rotor mitbeseitigt werden. In der nachfolgenden Beschreibung wird anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert. Es zeigt, in schematischer Darstellung: Fig. 1 eine Auswuchtmaschine mit Antrieb für den zu unter suchenden Rotor Fig. 2 eine Einrichtung, bei der vom Unwuchtmesssignal die Zählung und Übertragung der Impulse gesteuert wird Fig. 3 und Fig. 4 weitere Ausgestaltungen der Fig. 2. In der nachfolgenden Beschreibung werden in den Figuren die Bauteile, die dieselbe Funktionsweise besitzen, mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. In Fig. 1 ist ein zu untersuchender Rotor 1 in einer Auswuchtmaschine, die Tragrollenlagerungen 2 für 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 Einheiten 4 in elektrische Signale um, die über Leitungen 8, 9 als Information über die Unwucht einer Auswerteeinrichtung 7 zugeführt werden. Der zu untersuchende Rotor 1 wird von einem Band 16, welches den Rotor teilweise umschlingt, angetrieben (der Übersichtlichkeit halber wurde das Band um 9o in die Horizontale verschwenkt). Das Band 16 wird von ei nem 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 (vgl. Fig. 2) weitergibt, in dem die Impulse gezählt werden. In Fig. 2 wird eine Steuerung des Zählers 23 zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Aus den über die Leitungen 8, 9 kommenden Informationen über die Unwucht, wird durch Filterung in der Auswerteeinrichtung 7 und anschliessender Verstärkung ein Signal mit sinusförmigem Signalverlauf über ein Umdrehung des zu untersuchenden Rotors 1 gebildet (vgl. auch Fig. 1). Dieses sinusförmige Signal bildet somit den Umfang einer-Aus- gleichsebene 12 bzw. 13 des zu untersuchenden Rotors 1 ab (vgl. auch Fig. 1). Hierbei kann in Ausgestaltung der Erfindung es empfehlenswert sein, die Drehzahl des Rotors zu überwachen, um sicherzustellen, dass das Filter richtig eingestellt ist. Über eine Stop-Start-Leitung 35 wird nunmehr ein charakteristischer Wert, insbesondere der Nulldurchgang des sinusförminen Signals vom Negativen ins Positive, als Impuls dem Zähler 23 zugeführt, der bevorzugt als Vor- Rückwärtszähler ausgebildet ist. Bei jedem auftretenden Impuls wird die im Zähler 23 vorhandene Impulszahl einem Speicher 26 zugeführt, der Zähler 23 auf Null zurückgesetzt und erneut zur Zählung gestartet. Falls keine weitere Information, beispielsweise über die Beendigung des Messvorganges, an den Speicher 26 gelangt, wird bei dem nächsten Stop-Start-Impuls über die Stop-Start-Leitung 35 erneut der oben beschriebene Vorgang wiederholt. Nach Beendigung des Messvorgangs wird der Schalter 25 geöffnet und die im Speicher 26 vorhandene Impuls zahl weiterverarbeitbar gespeichert. Während des Auslaufvorgangs wird der Zähler 23 immer dann Null gesetzt, wenn sein Inhalt die gleiche Impulszahl besitzt, wie der Inhalt des Speichers 26. Nach Still setzen 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. Damit ist die Erfindung in einfachster Form ausführbar. In Ausgestaltung wird (vgl. Fig. 3) während des Auslaufs des zu untersuchenden Rotors 1 von einem weiteren Impulszähler 50, der über einen 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 Auslaufs kumulierte Winkelfehler zugeführt und korrigiert somit die tatsächliche Nullstellung, also den Fehler zwischen tatsächlichem Umfang des Rotors und durch Impulszahl lung dargestelltem Umfang. Die Korrektureinheit 52 ermittelt einen Korrekturwert, der proportional dem Inhalt des Impulszählers 50 und einer fest eingestellten, im allgemeinen empirisch ermittelten Konstante ist. In einer weiteren Ausgestaltung wird (vgl. Fig. 4) die Kor rektureinheit 52 von einer Abgleicheinheit 54 beeinflusst, in der der zeitliche Verlauf der Impulsfolge aus dem Speicher 26 mit dem auf der Leitung 35 auftretenden zeitlichen Abstand der Stop-Start-Impulse verglichen wird. Anstelle des in Fig.1 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 314 angeordnet werden müsste. Auch können die Spannrolle 20 oder die Umlenkrolle 21 oder der Antriebsmotor 17 selbst als Träger für den Impulsgeber 22 dienen. Zum Zwecke der Berücksichtigung des unterschiedlichen Schlupfes beim Anfahren und Bremsen des zu untersuchenden Rotors 1 wird gemäss erfirferischem Verfahren nach Anspruch 1 erfindungsgemäss im Speicher 26 ein gewichteter Mittelwert aus der Impulszahl des Zählers 23 beim Anfahren und der Impuls zahl des Zählers 23 beim Bremsvorgang gespeichert. Bei der Gewichtung werden bevorzugt die Unterschiede in der Grösse des Schlupfes beim Anfahren und Abbremsen berücksichtigt.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Übertragen der gemessenen Lage der Unwucht eines auszuwuchtenden Rotors (1), auf dessen Umfang in ei ner Ausgleichsebene, bei dem der Rotor (1) in einer Aus wuchtmaschine, die keine mit dem Rotor synchron umlaufenden Teile aufweist, in Rotation versetzt wird, dadurch gekenn zeichnet, dass - ein erster ein Mass für den Umfang des Rotors in der Aus gleichsebene in dimensionslosen Einheiten darstellender Zahlenwert die Anzahl der von einem mit dem Rotor (1) ge koppelten Impulsgeber (22) ausgehenden Impulse ist - das Unwuchtmesssignal des auszuwuchtenden Rotors (1) nach Filterung einen sinusförmigen Signalverlauf pro UmdRehung des auszuwuchtenden Rotors (1) erhält - die Zählung nach jeder Umdrehung des Rotors (1) mit Hilfe eines von einer markanten Stelle des sinusförmigen Signal verlaufs abgeleiteten Stop-Start-Impuls beendet und er neut begonnen wird und der jeweils bei Beendigung der Zäh lung nach einer Umdrehung vorliegende Zahlenwert festge halten wird - der Rotor nach Abschalten des Antriebsmotors entsprechend dem zuletzt festgehaltenen Zahlenwert dann zum Stillstand gebracht wird, wenn die Anzahl der während dieser Ver drehung vom Impulsgeber (22) gelieferten Impulse gleich dem zuletzt festgehaltenen Zahlenwert ist. 2. Verfahren nach Anspruch 1.), dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Umläufe des auszuwuchtenden Rotors (1) bis zu dessen Stillstand gezählt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeich net, dass der zeitliche Abstand der vom Impulsgeber (22) ge lieferten Impulse 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 Unwuchtlage bis zum Stillsetzen überwacht wird. 5. Auswuchtmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 mit - einer Rotorlagerung (2, 14) - 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 Lage der Unwucht a; ;f dem Rotorumfang, gekennzeichnet durch - einen mit dem auszuwuchtenden Rotor (1) gekoppelten Im pulsgeber (22) zur Erzeugung einer dem Drehwinkel des Ro tors proportionalen Zahl von Impulsen - einen Vorwärts-Rückwärtszähler (23), dessen Zählereingang die Impulse des Impulsgebers (22) zugeführt sind - eine in der Auswerteschaltung (7) vorgesehene Filteranord nung an deren Ausgang ein, den Umfang des Rotors (1) dar stellendes Sinus signal vorhanden ist - ein von einer charakteristischen Stelle dieses Signals abgeleitetes Arbeitssignal je Umdrehung des Rotors (1), das dem Zähler (23) zugeführt wird - einen mit dem Ausgang des Zählers (23) verbundenen Spei cher (26), der durch das Arbeitssignal zur Übernahme des Zählerstandes jeweils nach einer Umdrehung des Rotors (1) aktivierbar ist - einer Anzeigeeinheit (28), die nach Abschalten des An triebsmotors und Festhalten des Speicherinhaltes des Speichers (26) die Gleichheit zwischen dem Zahlenwert des Zählers (23) und des Speichers (26) signalisiert. 6. Auswuchtmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Impulszähler (50) vorgesehen ist. 7. Auswuchtmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeber (22) so ange ordnet und ausgebildet ist, dass die von ihm gelieferten Im pulse im Abstand von weniger als drei WinkelgradDrehung des Rotors auftreten. 8. Auswuchtmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Korrektureinheit (52) zur Kompensation des Fehlers vorgesehen ist, der sich aus einem eventuellen Unterschied zwischen dem in den Speicher (26) übernommenen Zählerstand und dem tatsächlichen Umfang des Rotors in der Ausgleichsebene (i2, 13) ergibt. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2, 3, 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass einer Kontrolleinheit (52, 54) ein Signal über die Differenz zwischen einstellba rer Impulszahl und tatsächlichem Umfang des Rotors (1) an einer Ausgleichsebene (12, 13) zugeführt wird und dass in der Kontrolleinheit (52, 54) hieraus der Winkelfehler gewon- nen wird und dass mit diesem Wert die weiterverarbeitbar ge speicherte Anzahl der Impulse zum Eindrehen des zu unter suchenden Rotors (1) in die Unwuchtwinkellage korrigiert werden.

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