DE1274817B

DE1274817B - Vorrichtung zum dynamischen Auswuchten

Info

Publication number: DE1274817B
Application number: DEG39310A
Authority: DE
Inventors: Philip Kenton Trimble
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1962-12-05
Filing date: 1963-12-04
Publication date: 1968-08-08

Description

Vorrichtung zum dynamischen Auswuchten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dynamischen Auswuchten mit mindestens einem Unwuchtmeßsignal-Aufnehmer und einem Synchrongleichrichter, der die Winkellage der Unwucht gegenüber einem Bezugspunkt auf dem Rotor als Phasendifferenz zwischen Bezugsimpulsen und dem Unwuchtmeßsignal bestimmt.
Zur Unwuchtbestimmung an Drehkörpern ist bereits eine elektrische Meßeinrichtung bekannt, bei der die durch mechanisch-elektrische Schwingungsaufnehmer in elektrische Schwingungen umgewandelten Umlaufkörperschwingungen als zeitweise unterbrochene Ströme einem elektrischen Meß- und Anzeigesystem zugeführt werden und bei der ein mit einer zweigeteilten Spule versehenes Meß- und Anzeigeinstrument sowie eine steuerbare Kontaktanordnung vorgesehen ist, die derart in den Stromkreis zwischen Meßinstrument und Schwingungsaufnehmer geschaltet ist, daß der vom Schwingungsaufnehmer erzeugte Wechselstrom zeitweise ausschließlich durch die eine und zeitweise ausschließlich durch die andere Spulenwicklung fließt.
Ebenfalls bekannt ist ein Gerät zur selbsttätigen Ermittlung von zwei in beliebige bekannte Winkellagen fallenden Auswuchtkomponenten aus einem beliebigen bekannten Auswuchtvektor durch geometrische Vektoraddition. Dabei werden mehrere ohmsche Widerstände von empirisch oder rechnerisch bestimmter Größe mit zwei Wählschaltergruppen, einem Anzeigegerät und einer Stromquelle so verbunden, daß bei Einstellung der ersten Wählschaltergruppe auf einen ersten Winkelwert, den die erste Auswuchtkomponente mit dem bekannten Auswuchtvektor einschließt, und Einstellung der zweiten Wählschaltergruppe auf einen zweiten Winkelwert, den die zweite Auswuchtkomponente mit dem bekannter Vektor einschließt, ein ohmscher Widerstand in den Stromkreis des Anzeigeinstruments eingeschaltet wird, der den von dem Instrument vor Einschaltung des Widerstandes angezeigten Wert im Verhältnis des Absolutbetrages des Auswuchtvektors zu dem Absolutbetrag der ersten Vektorkomponente reduziert.
Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum dynamischen Auswuchten zu schaffen, die in einfacher Weise Drehkörper auf Unwucht prüft und in entsprechender Weise auswuchtet. Dies wird bei einer Vorrichtung zum dynamischen Auswuchten der eingangs genannten Art erfindungsgemäß erreicht durch einen Schaltkreis mit einer Schalteinrichtung zum Empfang des elektrischen Ausgangssignals des Synchrongleichrichters und mit einem Rückkopp- lungsnetzwerk, dem ein Signal von der Schalteinrichtung zugeführt wird und das ein Pendeln des Signals zwischen zwei Spannungspegeln bewirkt, wobei der sich einstellende mittlere Gleichspannungspegel am Ausgang des Schaltkreises zur Steuerung der Eingangsgröße des Synchrongleichrichters dient.
Die Bezugsimpulse werden vorzugsweise vom Ausgang eines bistabilen Kreises abgeleitet, der durch ein sägezahnförmiges Eingangssignal gesteuert wird, und sind durch Verändern des mittleren Gleichspannungspegels des sägezahnförmigen Eingangssignals entsprechend dem sich ergebenden mittleren Gleichspannungspegel am Ausgang des Schaltkreises in der Phase verschiebbar. Vorzugsweise ist nach der gemessenen Winkellage der Unwucht ein Spannungswähler einstellbar, so daß die durch diesen Spannungswähler gegebene Spannung an Stelle der resultierenden mittleren Gleichspannung dazu dient, die Winkellage eines Punktes auf dem Drehkörper festzulegen, an dem eine Unwuchtkorrektur zumindest näherungsweise erfolgen kann, auch wenn der Punkt, an dem eine wahre Unwuchtkorrektur durchgeführt werden müßte, nicht auf dem Körper liegt.
Vorzugsweise ist mit dem Spannungswähler auch in dem Fall, in dem dieser Spannungswähler eine Lage zwischen zwei Spannungspegeln einnimmt, ein Spannungspegel bestimmbar. Dabei weist der Spannungswähler einen Spannungsteiler mit einer Reihe von Dioden auf, die jeweils parallel zu einem Widerstand geschaltet sind, der, verglichen mit der Durchlaßspannung der Diode, relativ groß ist. Die Dioden sind dabei mit den Spannungsabgriffen längs des Spannungsteilers so verbunden, daß die Stellung des Spannungswählers zwischen zwei Spannungspegeln zu einem Stromfluß durch die Diode, die mit dem höheren der beiden Spannungspegel, und durch den Widerstand, der mit dem kleineren der beiden Spannungspegel verbunden ist, erfolgt, wobei effektiv der höhere der beiden Spannungspegel wirksam ist.
Die Erfindung wird nachfolgend in Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum dynamischen Auswuchten; F i g. 2 zeigt ein Schaltbild einer in der Vorrichtung nach F i g. 1 angewandten bistabilen Schaltung; Fig. 3 zeigt das Schaltbild eines Minimum-Meßkreises, der in der Vorrichtung nach F i g. 1 verwendet wird; F i g. 4 ist das Schaltbild eines Spannungswählers, der in der Vorrichtung nach F i g. 1 Anwendung findet; F i g. 5 zeigt eine Abwandlung des Spannungswählers nach F i g. 4; F i g. 6 zeigt ein Schaltbild eines in der Vorrichtung nach F i g. 1 eingesetzten elektrostatischen Speichers; Fig. 7 a, 7b und 7c zeigen Signalformen an verschiedenen Punkten der Schaltung nach F i g. 3; Fig.8 zeigt Signalformen an verschiedenen Punkten der Schaltung nach F i g. 2; Fig. 9 und 10 zeigen Signalformen an verschiedenen Punkten der Vorrichtung nach F i g. 1 bei verschiedenen Betriebszuständen.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum dynamischen Auswuchten, bei der ein WerkstücklO durch einen Motorl2 in Drehung versetzt wird und Bezugsimpulse vom Werkstück 10 mit Hilfe eines Aufnehmers 14 abgeleitet werden. Weiterhin wird ein Unwuchtmeßsignal mittels eines Aufnehmers 16 erzeugt.
Der Bezugssignal-Aufnehmer 14, der entweder magnetisch oder foto elektrisch arbeiten kann, erzeugt Bezugsimpulse 22 mit einer Frequenz, die der Drehgeschwindigkeit des Werkstücks 10 entspricht. Der Aufnehmer 14 spricht auf einen Bezugspunkt auf dem Werkstück 10, beispielsweise ein Loch oder ein Magnetstück, an. Die Bezugsimpulse 22 werden einem Impulsformnetzwerk 24 zugeführt, von dem ein Triggerimpuis 26 abgeleitet wird. Der Triggerimpuls 26 wird zum Triggern eines Rechteckwellengenerators 28 verwendet, der ein recheckförmiges Steuersignal 30, das gleiche Frequenz und Phase wie der Triggerimpuls 26 hat, erzeugt. Das Rechtecksignal 30 wird durch einen Verstärker 32 verstärkt und dann einem der Eingänge einer Detektorvorrichtung 34 zugeführt. Diese Vorrichtung 34 kann von der Art sein, wie in der USA.-Patentschrift 2 988 918 beschrieben ist, und ist bei der vorliegenden Anwen- dung die Vorrichtung, deren elektrische Ausgangsgröße geregelt werden soll.
Die Vorrichtung 34 ist auch als Synchron-Gleichrichter bekannt und ergibt eine günstige Filterung des Unwuchtmeßsignals, da alle geradzahligen Oberwellen eliminiert und alle ungeradzahligen Oberwellen stark reduziert werden.
Das rechteckförmige Steuersignal 30 wird weiterhin einem 900-Phasenverschieber36 zugeführt, um ein phasenverschobenes Rechtecksignal 38 abzuleiten, das durch einen Verstärker 40 verstärkt und dann einem der Eingänge einer Detektorvorrichtung 42, die der Vorrichtung 34 ähnlich ist, zugeführt wird.
In dem Impulsformernetzwerk 24 werden die Bezugsimpulse22 verstärkt und durch einen Verstärker und Impulsformer 44, der einen positiven Impuls 46 und einen negativen Impuls 48 abgibt, geformt. Der positive Impuls 46 steuert einen Sägezahngenerator und -verstärker 50, der ein Sägezahnspannungssignal 52 mit konstanter Amplitude erzeugt. Dieses Signal 52 wird einer bistabilen Schaltung 54 zugeführt. Die bistabile Schaltung 54 erzeugt ein EIN/AUS-Ausgangssignal 55 mit rechteckförmigem Verlauf. Das Ausgangssignal 55 wird mit dem Sägezahnsignal 52 in einem Mischkreis 56 zusammengesetzt, um so ein Mischsignal 57 zu erzeugen. Das Mischsignal 57 wird differenziert, und sein negativer Impuls wird in einem Impulsformer 58 unterdrückt, so daß dem Reckteckwellengenerator 28 nur der positive Impuls 46 zugeführt wird.
Die Phasenlage des Triggerimpulses 26 wird, wie nachstehend beschrieben, mit dem unterdrückten negativen Impuls in Phase gebracht, der seinerseits mit dem Anfangs-Bezugsimpuls 22 in Phase ist. Dies erfolgt durch das Phasenschiebernetzwerk mit dem Sägezahngenerator und Verstärker 50, dem bistabilen Schaltkreis 54 und einem Nullmeßkreis 60, der das Ausgangssignal von der Detektorvorrichtung 34 überwacht und ein Ausgangssignal abgibt, welches zur Anderung des durchschnittlichen Spannungspegels des Sägezahnsignals 52 herangezogen wird.
F i g. 2 zeigt die bistabile Schaltung 54. Diese besteht aus einem Schmitt-Trigger mit zwei Trioden 62 und 64 in einem Gehäuse (Doppeltriode). Die Katoden der beiden Trioden liegen bei 66 an Masse, und zwar über einen gemeinsamen Widerstand 68, während die Anoden über Widerstände 70 bzw. 72 an einer Spannungsquelle B + liegen. Die Anode der Triode 62 ist über einen Widerstand 74 mit dem Gitter der Triode 64 und mit dem Eingang des Mischkreises 56 verbunden. Das Ausgangssignal kann vom Anodenkreis der Triode 64 abgeleitet werden, falls dies bevorzugt wird.
Wie in F i g. 8 dargestellt, hat das Sägezahnsignal 52 einen durchschnittlichen SpannungspegelEl, der gegenüber der Schalt- oder Sperrspannung C der Triode 62 positiv ist. Die Spannung an der Anode der Triode 62 hat den Verlauf D. Der Schnittpunkt des Sägezahnsignals 52 mit dem Schaltpegel C ist der Punkt, an dem die AnodenspannungD abfällt und die Triode 62 leitend wird. Wird der Durchschnittspegel des Sägezahnsignals 52 auf dem Pegel E2 angehoben, so wird das Signal 52 in die gestrichelt dargestellte Lage 52' übertragen und schneidet den Schaltpegel C schon eher, so daß der Schalteinsatz der Triode 62 vorverlegt wird. Die Anodenspannung hat dann den gestrichelt dargestellten Verlauf D'. Wird die Anodenspannung im Impulsformer 58 differenziert, so ergibt sich die Impulsform F. Der differenzierte positive Impuls kann von der durchgehend eingezeichneten Lage in die gestrichelt eingezeichnete Lage F' durch Anheben des Durchschnittspegels des Sägezahnsignals 52 übertragen werden. Eine derartige Phasenverschiebung kann über den vollen Bereich von 3600 durchgeführt werden.
Der Anodenstrom der Triode 64 ist bei G in Fig. 8 dargestellt. Da die Triode nur leitet, wenn die Triode 62 nichtleitend ist, wird die Größe des Anodenstroms durch den Widerstand 74 und einen Gittervorspannungswiderstand 76 bestimmt. Folglich liegt der mittlere Anodenstrom lt bei dem mittleren Sägezahnspannungspegel E,. Bei dem mittleren Spannungspegel E2 verläuft der Anodenstrom wie bei G' dargestellt, und sein Mittelwert ist 12. Der Abfall des Anodenstroms derTriode 64 erfolgt dadurch, daß die Triode 64 kürzere Zeit im Zustand »EIN« ist, wenn das Sägezahnsignal 52 den mittleren Pegel E2 hat.
Der Aufnehmer 16 erzeugt ein Unwuchtmeßsignal 77, das sinusförmig ist. Da das Unwuchtmeßsignal 77 oft sehr schwach ist und im allgemeinen verschiedene Störsignale durch Rauschen und andere Effekte enthält, wird es durch einen Verstärker 80 verstärkt.
Dieses Signal 78 wird dann den beiden Detektorvorrichtungen 34 und 42 zugeführt, in denen es synchron mit dem rechteckförmigen Steuersignal 30 bzw. dem phasenverschobenen rechteckförmigen Steuersignal 38 gleichgerichtet wird.
Die Phasendifferenz zwischen dem verstärkten Unwuchtmeßsignal 78 und den Bezugsimpulsen 22 wird gemessen und in ein Winkelmaß umgewandelt, um den Winkelabstand der Unwucht auf dem Werkstück 10 von dem Bezugspunkt anzugeben. Dies erfolgt durch Messung des Betrages, um den ein Signal in Phase verschoben werden muß, um es mit dem anderen in Phase zu bringen. Da das Unwuchtmeßsignal 78 sinusförmig ist und Störsignale enthält, kann eine größere Genauigkeit erzielt werden, wenn das Bezugssignal 22 verschoben wird. Diese Phasenverschiebung wird durch Änderung des Durchschnittspegels des Sägezahnsignals 52, wie bereits erläutert, durchgeführt. Das Ausgangssignal von der Detektorvorrichtung 34 wird zur Bestimmung der Phasengleichheit zwischen den Bezugsimpulsen und dem Prüfsignal verwendet.
Der Triggerimpuls 26 hat die gleiche Frequenz und Phase wie das Rechtsignal 30. Die Bezugsflanke des Signals 30 entspricht der des Triggerimpulses 26 und bietet so eine sehr genaue Bezugsmöglichkeit für die Vorrichtung 34. Ist daher der Bezugsimpuls 22 in Phase mit dem Unwuchtmeßsignal 78, so ist das Rechteck-Steuersignal 30 gegen das Unwuchtmeßsignal um 900 in der Phase verschoben, so daß das Ausgangssignal 82 von der Vorrichtung 34 einen Kleinstwert des mittleren Gleichspannungspegels hat und sinusförmig verläuft. Das Minimum ergibt sich, wenn die Vorrichtung 34 das sinusförmige Unwuchtmeßsignal 78 um 900 nach dem Punkt, an dem die Spannung Null ist, synchron gleichrichtet oder zerhackt. Die erforderliche Phasenverschiebung, um dies zu erzielen, erfolgt automatisch durch den Minimum-Meßkreis 60. Die 90°-Phasenvcrschiebung zwischen den Signalen 30 und 78 kann natürlich bei der Eichung des Gerätes leicht berücksichtigt werden.
F i g. 3 zeigt den Minimum-Meßkreis 60 mit einer Verstärkerstufe 83, einem Schaltkreis 84, der vor- zugsweise ein Schmitt-Trigger ist, und einem Katodenfolger 86.
Das Ausgangssignal 82 von der Vorrichtung 34 wird durch ein Filter mit Spannungsbegrenzer 88 geführt. Somit wird die Gleichspannungskomponente des Signals 82 gehalten und auf einen bestimmten Pegel begrenzt und danach dem Gitter einer Verstärkertriode 90 zugeführt. Die Anode der Triode 90 ist über einen Widerstand 92 mit der Spannungsquelle B + verbunden. Durch Widerstände 94 und 96 sowie durch einen veränderlichen Widerstand 98 wird eine Katodenvorspannung erzeugt. Der Schaltkreis 84 hat zwei Trioden 100 und 102 in einem Gehäuse (Doppeftriode). Das Gitter der Triode 100 ist mit der Anode der Triode 90 über eine Glimmröhre 104 gekoppelt, die einen konstanten Spannungsabfall gewährleistet. Die Katoden der Röhren 100 und 102 liegen über einen gemeinsamen Widerstand 106 bei 105 an Masse. Die Katode der Triode 100 weist einen zusätzlichen Widerstand 108 auf. Die Anoden der Trioden 100 und 102 sind über Widerstände 110 bzw. 112 mit der Spannungsquelle B + verbunden.
Das Ausgangssignal dieses Schaltkreises wird von der Anode der Triode 102 abgeleitet. Die Vorspannungen der Trioden 100 und 102 werden durch Widerständell4 und 116 geregelt. Ein RC-Netzwerk in Parallelschaltung 118 koppelt das Gitter der Triode 102 mit der Anode der Triode 100.
Der Katodenfolger 86 enthält eine Triode 120, deren Gitter mit der Anode der Triode 102 über ein Filter 122 und zwei Glimmröhren 124 und 126, die die Spannung herabsetzen, verbunden ist. Das Filter 122 verringert die Wechselstromkomponente. Das Ausgangssignal des Katodenfolgers 86 wird über einen Widerstand 128 abgeleitet und der bistabilen Schaltung 54 zugeführt, um den Pegel des Sägezahnsignals 52, wie bereits beschrieben, einzustellen.
Das Ausgangssignal vom Schaltkreis 84 wird auf das Gitter der Verstärkertriode90 über ein Rückkopplungsnetzwerk 130 rückgeführt. Dieses Netzwerk enthält ein Wechselstrom-Koppelglied 132 und einen Integrator 134. Das Koppelglied besteht aus einem Widerstand 136 und einem Kondensatorl38 und läßt nur dieWechselstromkomponente der Rückkopplung vom Schaltkreis 84 hindurch. Der Integrator 134 mit einem Kondensator 140 und einem Widerstand 142 hat eine vorgegebene Zeitkonstante und erzeugt ein dreieckförmiges Rückkopplungssignal 144.
Kondensator 140, Widerstand 142 und der Spannungspegel, auf den der Kondensator angehoben wird, bestimmen die Größe des Anstiegs des dreieckförmigen Rückkopplungssignals 144, während die Verstärkung der Röhre 90 und die Hysteresis des Schaltkreis-Eingangspegels seine Höhe bestimmen.
Der Meßkreis 60 enthält weiterhin ein End-Schaltnetzwerk 146. Dieses Netzwerk 146 ermöglicht die Durchführung von Phasenverschiebungen bis 3600.
Es enthält Glimmröhren 147 und 148, die in bezug auf die SpannungsquelleB+ und eine Masseverbindung 150 so geschaltet sind, daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Spannung an einer Klemme 152, die durch einen Widerstand 156 und einen Kondensatorl58 beeinflußt wird, die Schaltröhre 147 leitet und die Ladung des Kondensators 158 nach Masse bei 150 abgeleitet wird, bis die Spannung bei 152 wieder auf ihren niedrigen Pegel zurückkehrt. Die Glimmröhre 147 ist dann gesperrt.
Wird andererseits die Spannung an der Verbindung 152 zu niedrig, so wird die Spannung über der oberen Schaltröhrel48 groß genug, um sie zu zünden, und der Kondensator 158 wird aufgeladen, bis das Potential an der Verbindung 152 hoch genug ist, um die obere Schaltröhre 148 zu sperren. Dieses End-Schaltnetzwerk wird in der folgenden Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung noch näher erläutert.
Es soll nun die Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten Systems beschrieben werden. Zunächst soll der Zustand betrachtet werden, der eintritt, wenn das Ausgangs signal 82 der Vorrichtung 34 seinen maximalen positiven Wert hat. Dies tritt ein, wenn das Signal 30 das Unwuchtsignal 78 über eine volle Halbwelle gleichrichtet, wie in Spalte (a) der F i g. 9 dargestellt ist. Der Nullmeßkreis 60 ist erforderlich, um den Spannungspegel des Sägezahnsignals 52 herabzusetzen. Dadurch wird der Spannungspegel des Steuersignals von dem Meßkreis 60 ebenfalls herabgesetzt.
Wie das geschieht, soll an Hand der F i g. 7 a, 7b und 7c beschrieben werden. Das positive Ausgangssignal 82 von der Vorrichtung 34 verursacht nach seiner Umwandlung in ein Gleichstromsignal durch Filter und Spannungsbegrenzer 88 beim Anlegen an das Gitter der Verstärkerröhre 90 ein Absinken der Anodenspannung der Röhre 90. Demgemäß nimmt die Anodenspannung der Röhre 100 zu und die der Triode 102 ab. Dies bewirkt eine Verlängerung der Einschaltzeit der Röhrel02. Hat die Anodenspannung der Triode 102 die in Fig. 7 a dargestellte Wellenform und einen mittleren Gleichspannungspegel, wie er durch die gestrichelte Linie angegeben ist, so führt die Zunahme der Einschaltzeit der Triode 102 zu dem Verlauf nach F i g. 7 b. Dadurch wird der mittlere Gleichspannungspegel herabgesetzt.
Da es erforderlich ist, von dem Schaltkreis 84 ein Ausgangssignal abzuleiten, das einen mittleren Pegel zwischen dem in den F i g. 7 a und 7b durch die Basis des Wellenverlaufs dargestellten »Ein«-Pegel und dem Dach dieser Wellenform hat, muß jede Periode vom Ausgang des Schaltkreises 84 wiederholt werden. Dies bewirkt das Rückkopplungsnetzwerk 130. Die Wellenformen der Rückkopplungssignale 144 sind in den F i g. 7 a und 7b dargestellt. Auf Grund ihres dreieckförmigen Verlaufes haben die Rückkopplungssignale für den Betrieb immer den gleichen Gleichstrompegel, ungeachtet des Pegels der Anodenspannung der Triode 102, und beeinflussen daher nicht die Ein/Aus-Pegel des Schaltkreises 84.
Wird das Rückkopplungssignal 144 dem Gitter der Verstärkertriode 90 zugeführt, so fängt deren Anodenspannung an zu schwingen und veranlaßt den Schaltkreis 84, wiederholt zwischen den beiden Pegeln zu schalten. Der mittlere Gleichspannungspegel des Ausgangssignals wird natürlich durch die Einschaltzeit der Triode 102 bestimmt und ist so bemessen, daß ein minimales Ausgangssignal von der Vorrichtung 34 entsteht.
Die Steuerspannung wird von der Katode des Katodenfolgers 120 abgeleitet und dem Gitter der Triode 62 des bistabilen Schaltkreises 54 zugeführt, um den mittleren Spannungspegel des Sägezahnsignals 52 herabzusetzen. Zum besseren Verständnis des Mischkreises 56 und des End-Schaltnetzwerkes 146 soll ein weiterer Zustand angenommen werden. Da der Pegel des Sägezahnsignals 52 herabgesetzt ist, wie aus Spalte (b) in F i g. 9 zu ersehen ist, liegt das Dach des Sägezahnsignals 52 gerade unter dem Schaltpegel C. Die Triode 62 ist daher gesperrt und die Anodenspannung D ist konstant. Dies erfolgt bei einer Phasenverschiebung um 3600. Das Mischsignal 57 hat den gleichen Verlauf wie das Sägezahnsignal 52. Es gibt somit immer einen Triggerimpuls 26, um die Erzeugung eines rechteckförmigen Steuersignals 30 sicherzustellen, welches im gegebenen Beispiel eine Gleichrichtung des Unwuchtsignals 78 an einem 450 nach dem Nulldurchgang der Spannung liegenden Punkt bewirkt. Wie aus F i g. 9, Spalte (b), hervorgeht, hat das Ausgangssignal 82 noch einen positiven mittleren Gleichstrompegel, jedoch liegt das Sägezahnsignal 52 unter dem Schaltpegel C, so daß die Röhre 62 gesperrt bleibt.
Die Spannung am Punkt 152 des End-Schaltnetzwerkes 146 nimmt ab, bis die Glimmröhre 148 zündet. Daher wird der Kondensator 158 auf ein Potential aufgeladen, das eine schnelle Änderung der Vorspannung an der Triode 62 verursacht, und das Sägezahnsignal 52 wird über den Schaltpegel C hochgeschaltet, und zwar in die gestrichelt eingezeichnete Lage gemäß F i g. 9, Spalte (b). Nach Abschluß dieses Vorgangs schaltet die Glimmröhre 148 natürlich ab. In dieser neuen Schaltlage befindet sich die untere Seite des Sägezahnsignals 52, wie in Fig.9, Spalte (c), dargestellt, relativ zum Schaltpegel C. Die Bezugsflanke des Rechteck-Steuersignals 30 liegt nun so, daß das Unwuchtsignal 78 an einem Punkt 900 nach dem Spannungsnulldurchgang gleichgerichtet wird. Dies führt zu dem geforderten Minimum, da der mittlere Gleichstrompegel des Ausgangssignals 82 nun Null ist.
Der andere Extremzustand tritt, wie in Fig. 10, Spalte (a), dargestellt, auf, wenn das Ausgangssignal 82 seinen maximalen mittleren Gleichspannungswert hat. Dies erfolgt, wenn das Unwuchtsignal 78 um 1800 nach dem Spannungsnulldurchgang gleichgerichtet wird. Wird das negative Ausgangssignal 82 dem Gitter der Verstärkertriode 90 zugeführt, so steigt die Anodenspannung an. Dadurch wird ein Ansteigen bzw. Abfallen der Anodenspannungen der Trioden 100 und 102 hervorgerufen. Die Einschaltzeit der Triode 102 steigt dadurch an. Dies geht aus den in F i g. 7b und 7c dargestellten Verläufen hervor. Durch Herabsetzen der Einschaltzeit der Triode 102 wird der mittlere Gleichstrompegel aus der in Fig. 7c gestrichelt eingezeichneten Lage heraus in die in F i g. 7 b gestrichelt dargestellte Lage angehoben, die zur Erzielung des Wertes Null erforderlich ist.
Das Anheben des Pegels des Sägezahnsignals 52 verschiebt die Phase des Triggerimpulses 26. Daraus entstehen die in Spalte (b) der F i g. 10 dargestellten Schaltzustände, die bei einer Phasenverschiebung von 0° auftreten. Das Sägezahnsignal 52 wird nach oben gerade über den Schaltpegel C angehoben, so daß die Triode 62 leitet und die Anodenspannung konstant wird, wie in F i g. 10, Spalte (b), dargestellt ist.
Der Mischkreis 56 erzeugt weiterhin ein Mischsignal 57, das zu diesem Zeitpunkt ein unverzerrtes Sägezahnsignal ist, und das Rechteck-Steuersignal 30 bewirkt eine Gleichrichtung des Unwuchtsignals 78' bei 1350 nach dem Spannungsnulldurchgang. Das Ausgangssignal 82 hat noch einen negativen Gleichstrompegel.
Die Spannung am Punkt 152 des End-Schaltnetzwerkes 146 steigt an, bis die Glimmröhre 147 leitet.
Ein vorgegebener Anteil der Ladung des Kondenstators 158 fließt bei 150 nach Masse ab, und die Glimmröhre 147 wird gesperrt. Dadurch wird das Sägezahnsignal in die punktierte Linie in Fig. 10, Spalte (b), gebracht. Danach bewegt sich das Sägezahnsignal 52, wie durch den Pfeil dargestellt, aufwärts [Fig. 10, Spalte (c)1. Die Bezugsflanke des rechteckförmigen Steuersignals 30 wird verschoben, bis das Unwuchtsignal 78 um 900 nach dem Spannungsnulldurchgang gleichgerichtet und das minimale Ausgangssignal 82 erzielt ist.
Nachdem der Triggerimpuls 26 um den erforderlichen Betrag zur Erzielung eines Ausgangssignals Null (Signal 82) verschoben ist, kann die Winkellage der Unwucht und ihr Betrag festgestellt werden. Die Winkellage der Unwucht entspricht der Phasendifferenz zwischen den Bezugsimpulsen 22 und dem Unwuchtsignal 78. Wird daher der Triggerimpuls 26 phasenverschoben, bis das Ausgangssignal 82 von der Vorrichtung 34 Null ist, so ändert sich der Anodenstrom der Triode 64 im bistabilen Schaltkreis 54.
Dies kommt daher, daß durch Anheben und Absenken des Spannungspegels der Sägezahnspannung52 die Einschaltzeit der Triode 64 geändert wird. Ein Winkelanzeigegerät 159 (Fig. 1 und 2), das so geeicht ist, daß Änderungen des Strom-Mittelwertes direkt als Winkeländerungen abgelesen werden können, ist mit der bistabilen Schaltung 54 verbunden.
Zur Speicherung des Winkelbetrages wird ein Speicher 160 verwendet, durch den ein Markierungsmechanismus 18 veranlaßt werden kann, das Werkstück 10 automatisch um den erforderlichen Winkel relativ zu dem vorgenannten Bezugspunkt zu drehen.
Die Unwucht kann dann korrigiert werden.
Vorzugsweise ist der Speicher 160 wie in Fig. 6 dargestellt aufgebaut. Ein Kondensator 162, der an einer Spannungsquelle B bei 164 liegt, wird entweder zwischen den bistabilen Schaltkreis 54 und die Spannungsquelle Bf (164) oder zwischen ein Potentiometer 166 und das Gitter der Triode 168 geschaltet. Dies erfolgt durch eine automatische Schalteinrichtung 170, durch die Ruhekontakte 172 a und 174 a sowie Arbeitskontakte 172 b und 174 b betätigt werden. Die Information wird als Spannung auf dem Kondensator 162 gespeichert, wenn die Kontakte in der dargestellten Lage sind. Wird die Information nachfolgend benötigt, so werden die Kontakte umgeschaltet, so daß nur die Kontakte 172 b und 174 b geschlossen sind. Folglich werden die Spannungen am Kondensator 162 und am Potentiometer 166 addiert, so daß sich die algebraische Summe der beiden Spannungen ergibt. Diese Summenspannung wird dem Gitter der Triode 168 zugeführt und steuert die Anodenspannung und damit die Arbeitsweise der weiteren Triode 170.
Anfangs ist die die dem Gitter der Triode 168 zugeführte Summenspannung negativ. Somit hat die Anodenspannung ihren positiven Höchstwert. Vorzugsweise ist die Katode der Triode 170 über eine Zenerdiode 178 bei 176 an Masse gelegt. Die Zenerdiode 178 gestattet die Einhaltung eines hinreichend hohen positiven Katodenpotentials, so daß eine positive Gitterspannung verwendet werden kann, d. h., die Gitterspannung kann positiv sein, jedoch negativ in bezug auf die Spannung an der Katode. Durch Zuführung der positiven Spannung zum Gitter der Triode 170 wird deren Leitfähigkeit erhöht, und ein Relais 180 im Anodenkreis wird erregt. Das Relais 180 steuert den Markierungsmechanismus 18 durch Schließen der Kontakte 182 im Motor-Regelkreis 184.
Demzufolge wird die Motorwicklung 186 erregt, und der Motor 188 dreht das Werkstück 10 und gleichzeitig die Einstellung des Potentiometers 166. Bei Gleichheit der Spannungen am Kondensator 162 und des Potentiometers 166 wird das Relais 180 entregt und der Motor 188 stillgesetzt. Das Werkstück 10 wird in dieser Art gedreht, um die Unwucht einem Unwuchtkorrekturmechanismus 20 gegenüberzubringen.
Nachdem das Ausgangssignal 82 von der Vorrichtung 34 ein Minimum erreicht hat, wird das durch den Phasenschieber36 in der Phase um 900 verschobene Rechtecksignal 30 als Signal 38 der Vorrichtung42 zugeführt, und das Signal 78 wird vollweggleichgerichtet. Es wird so ein Ausgangssignal 190 mit maximalem Gleichspannungspegel erzeugt.
Dieser maximale Gleichspannungspegel ist ein Maß für den Betrag der Unwucht im Werkstück 10. Das Ausgangssignal 190 mit diesem Spannungspegel wird durch ein Anzeigeinstrument 192 angezeigt und einem Speicher 194, ähnlich dem Speicher 160, bei dem jedoch der Punkt 164 geerdet ist, zugeführt. Es wird danach dem Unwuchtkorrekturmechanismus 20 zugeführt, der entweder Material hinzufügt oder entnimmt, um die Unwucht des Werkstücks 10 zu korrigieren.
Ist das Werkstück 10 so beschaffen, daß nur an bestimmten Punkten Material zugefügt oder entnommen werden kann (hat das Werkstück z. B. sieben Flügel, so daß nur an diesen Unwuchtkorrekturen vorgenommen werden können), so muß weitergedreht werden, um wenigstens näherungsweise eine Korrektur durchzuführen.
Dies erfolgt durch den Spannungswähler und einen in Fig.4 dargestellten Schaltkreis 196. Der Spannungswähler enthält feste Kontakte 198, und zwar einen Kontakt mehr, als Punkte zur Unwuchtkorrektur vorhanden sind. Der erste und der letzte Kontakt sind miteinander verbunden. Der Kreis 196 enthält weiterhin einen beweglichen Kontakt200, der sich mit dem Zeiger des Anzeigers 159 dreht.
Angenommen, die Winkellage der Unwucht ist bestimmt und der bewegliche Kontakt liegt einem der Kontakte 198 gegenüber. Ein Zeitgeber (Taktgeber) 202 betätigt ein Relais 204 zur Erregung eines Magneten 206 und bringt den Kontakt 200 in Berührung mit dem gegenüberliegenden Kontakt 198. Dem Kontakt 198 werden dann von einem Spannungsteiler 208 Spannungen zugeführt, die den entsprechenden Korrekturpunkten zugeordnet sind. Kommt der Kontakt 200 mit dem gegenüberliegenden Kontakt 198 in Eingriff, so wird dem Gitter des Katodenfolgers 120 eine Spannung zugeführt. Das Relais 204 öffnet den Kontakt 204 a im Gitterkreis des Katodenfolgers 120 und trennt so den Meßkreis ab.
Die Spannung des dem bistabilen Kreis 54 zugeführten Steuersignals wird nun durch den Spannungsteiler 208 bestimmt, und eine entsprechende Einstellung erfolgt durch den Markierungsmechanismus 18, so daß das Werkstück 10 in die durch diese Spannung vorgeschriebene Lage gedreht wird. Liegt der drehbare Kontakt 200 jedoch, wie in F i g. 4 dargestellt, zwischen zwei festen Kontakten 198, so fließt der Strom von der Spannungsquelle B hauptsächlich durch eine Diode 210 und einen Widerstand 216, jedoch nicht durch die Diode 214, weil diese Diode durch den Spannungsteiler 208 eine Rück-Vorspannung erhält, so daß ihr Katodenpotential höher als das Anodenpotential ist. Der Widerstand 216 ist relativ groß gegenüber dem der Diode 210 in Vorwärtsrichtung, so daß das Potential des Gitters der Triode 120 näherungsweise dem des Segmentes mit dem höheren Potential entspricht.
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung, bei der die festen Kontakte 198 durch Nocken 220 voneinander getrennt sind und der drehbare Kontakt 200 keilförmig ist. Wird der Kontakt 200 geklemmt, wenn er zwischen zwei Kontakten 198 ist, so wird er durch die Nocken 220 in die eine oder die andere Lage gezwungen.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum dynamischen Auswuchten mit mindestens einem Unwuchtmeßsignal-Aufnehmer und einem Synchrongleichrichter, der die Winkellage der Unwucht gegenüber einem Bezugspunkt auf dem Rotor als Phasendifferenz zwischen Bezugsimpulsen und dem Unwuchtmeßsignal bestimmt, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (60) mit einer Schalteinrichtung (84) zum Empfang des elektrischen Ausgangssignals (82) des Synchrongleichrichters (34) und mit einem Rückkopplungsnetzwerk (130), dem ein Signal von der Schalteinrichtung (84) zugeführt wird und das ein Pendeln des Signals zwischen zwei Spannungspegeln bewirkt, wobei der sich einstellende mittlere Gleichspannungspegel am Ausgang des Schaltkreises (60) zur Steuerung der Eingangsgröße des Synchrongleichrichters (34) dient 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsimpulse vom Ausgang eines bistabilen Kreises (54) abgeleitet sind, der durch ein sägezahnförmiges Eingangssignal (52) gesteuert ist, und daß die Bezugsimpulse (57) durch Verändern des mittleren Gleichspannungspegels des sägezahnförmigen Eingangssignals ent- sprechend dem sich ergebenden mittleren Gleichspannungspegel am Ausgang des Schaltkreises (60) phasenverschiebbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der gemessenen Winkellage der Unwucht ein Spannungswähler (198, 200) einstellbar ist, so daß die durch diesen Spannungswähler gegebene Spannung an Stelle der resultierenden mittleren Gleichspannung dazu dient, die Winkellage eines Punktes auf dem Körper (10) festzulegen, an dem eine Korrektur der Unwucht zumindest näherungsweise erfolgen kann, auch wenn der Punkt, an dem eine wahre Unwuchtkorrektur durchzuführen wäre, nicht auf dem Körper (10) liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Spannungswähler (198, 200) auch in dem Fall, in dem dieser Spannungswähler eine Lage zwischen zwei Spannungspegeln einnimmt, ein Spannungspegel bestimmbar ist, indem der Spannungswähler einen Spannungsteiler (208) mit einer Reihe von Dioden (210, 214), die jeweils parallel mit einem Widerstand (212,216) geschaltet sind, welcher, verglichen mit dem Vorwärtswiderstand der Diode, einen relativ hohen Widerstand hat, aufweist und die Dioden mit den Spannungsabnahmepunkten längs des Spannungsteilers so verbunden sind, daß die Stellung des Spannungswählers (198, 200) zwischen zwei Spannungspegeln zu einem Stromfluß durch die Diode, die mit dem höheren der beiden Spannungspegel und durch den Widerstand, der mit dem niederen der beiden Spannungspegel verbunden ist, führt, wobei effektiv der höhere der beiden Spannungspegel wirksam ist In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 932 331 ; Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 046375, 1074127; USA.-Patentschrift Nr. 2988918.