DE2462557B2 - Vorrichtung zum Auswuchten von rotierenden Läufern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auswuchten von rotierenden Läufern, bei der mittels einer durch eine elektrische Entladung erzeugten Druckwelle eine Ausgleichsmasse auf den Läufer geschleudert wird, welcher in Lagern umläuft, an die wenigstens ein Geber für die durch die Unwucht bewirkte Zentrifugalkraft angeschlossen ist, dessen Signal in Abhängigkeit von der Amplitude und der Phasenlage über eine Verzögerungsschaltung die Schaltelemente eines Impulsgenerators mit einem Speicherkondensator steuert, welcher die elektrische Entladung speist.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DD-PS 62 471 bekannt. Bei dieser bekannten Ausbildung werden feste kugelförmige Ausgleichsmassen durch einen Lauf in eine sich über den Umfang des Läufers erstreckende Nut eingeschlossen. Als Schaltelemente des Impulsgenerators dienen die Kontakte eines Wechselschalters, der den Speicherkondensator entweder in den Ladekreis oder in den Entladekreis schaltet.

Bei der vorliegenden Erfindung geht es um das Aufspritzen von flüssiger und nach dem Auftreffen auf der Oberfläche des Läufers schnell härtender Ausgleichsmasse, wie dies z. B. aus der US-PS 31 30 075 bekannt ist, wobei hier jedoch die Austreibkraft mechanisch durch einen Kolben erzeugt wird.

Bei der erstgenannten Einrichtung ist wegen des festliegenden Gewichts der einzelnen Ausgleichsmassen keine dosierte Aufbringung möglich und bei der mit flüssiger Ausgleichsmasse betriebenen Vorrichtung ist wegen der mechanisch zusammenwirkenden Teile die Frequenz des Ausstoßens der Ausgleichsmasse gering und auch hier sind die bei jedem einzelnen Ausstoßen ausgebrachten Portionen konstant.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Auswuchten von rotierenden Läufern aufzuzeigen, mit der in möglichst kurzer Zeit ein fein dosierbares Aufspritzen der Ausgleichsmasse und damit ein genaues Auswuchten möglich ist.

Es soll dabei die Ausgleichsmasse genau im erforderlichen Zeitpunkt bzw. auf genau die erforderliche Stelle des Läufers aufgespritzt werden, ohne daß wechselnde Größen der Läuferunwucht oder andere Störungsfaktoren zu Abweichungen führen können.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Vorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß je ein Thyristor als Schaltelement im Ladekreis und im Entladekreis des Speicherkondensators vorgesehen ist, deren Steuerelektroden an einen Steuerblock angeschlossen sind, in dem das Signal des Gebers auf ein Schwellenelement gelangt, dessen Ausgang auf die Steuerelektroden wirkt, daß die Verzögerungsschaltung in der Wirkungsleitung des Ladekreisthyristors vorgesehen ist und ihre Zeitkonstante die Entladezeit des Speicherkondensators übersteigt, und daß parallel zum Schwellenelement zwei in Reihe geschaltete Schmitt-Trigger vorgesehen sind, zwischen denen ein Integrierglied liegt und deren Ausgr.ngssignal zusammen mit dem Ausgangssignal des

μ Schwellenelements auf eine ebenfalls als Schmitt-Trigger ausgeführte Vergleichsschaltung gelangt, an deren Ausgang eine nur jeden n-ten Impuls durchlassenden Untersetzereinheit angeschlossen ist, von welcher aus die Thyristoren angesteuert werden.

Bei einer solchen Ausbildung wird eine automatische Steuerung des Ausstoßens der Ausgleichsmassen möglich, wobei dieses nur beim Überschreiten eines größtzulässigen Wertes der Unwucht in Gang kommt und dann mit größtmöglicher Frequenz und fein dosierbar erfolgt. Dadurch wird eine schnelle und genaue Auswuchtung erreicht. Wenn die Unwucht des Läufers unter den zulässigen Wert gesunken ist, stellt die Vorrichtung ihren Betrieb automatisch ein.

Es ergibt sich eine Erhöhung der Auswuchtgenauigkeit, weil die Entladung des Speicherkondensators und die Ausstoßung der Ausgleichsmasse genau dann erfolgen kann, wenn der »leichte Punkt« sich gegenüber der Ausspritzdüse befindet, und zwar unabhängig von der Größe der Amplitude des Signals des Unwuchtgebers. Durch die Untersetzereinheit kann bedarfsweise das Ausspritzen nur einmal pro mehreren Umdrehungen des Läufers erfolgen, wodurch Schwingungen unterdrückt werden können, die eventuell durch das Auftreffen der Ausgleichsmasse angeregt werden könnten.

Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung weiter erläutert. Diese zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auswuchten von rotierenden Läufern.

Die Vorrichtung zur Läuferauswuchtung hat eine geschlossene Kammer 1, die an einer ihrer Stirnseiten eine axiale Durchgangsöffnung aufweist, in die eine Wechseldüse 2 eingeschraubt ist.

Wenn als Ausgleichsmasse eine Substanz verwendet wird, durch welche eine elektrische Entladung erfolgen kann, so ist die Kammer 1 vollständig mit dieser Masse 3 im flüssigen Zustand gefüllt. Wenn die Ausgleichsmasse

nicht elektrisch leitend ist oder aus anderen Gründen eine elektrische Entladung in ihr nicht erfolgen kann, z. B. bei Metallen wegen deren besonders guter elektrischer Leitfähigkeit, so kann die Kammer auch durch eine Membran oder dergl. in zwei Räume geteilt sein, wobei sich die Ausgleichsmasse im zur Düse hin gelegenen Raum befindet und der andere Raum mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, in der eine elektrische Entladung zur Erzeugung eines elektrobydraulitchen Schlags stattfinden kann.

Zur Ausführung dieses Schlages sind in der Kammer 1 zwei Elektroden 4a und 46 angeordnet, die an den Entladekreis eines !mpulsgenerators 5 angeschlossen sind, welcher Hochspannungsimpulse auf ein Signal von einem Steuerblock 6 abgibt.

An den Eingang dieses Steuerblocks 6 ist ein Geber 7 der Vibrationsparameter der Stützen 8 angeschlossen, in denen der auszuwuchtende Läufer 9 vor der Düse 2 der Kammer 1 gelagert ist.

Der Impulsgenerator5 enthält einen Gleichrichter 10, an dessen Eingang die Hochspannungswicklung eines vom Netz gespeisten Transpormators 11 angeschlossen ist und dessen einer Ausgang mit einer der Elektroden in der Kammer 1 unmittelbar verbunden ist und dessen anderer Ausgang über die Reihenschaltung aus einer Induktivität 12, zwei als Thyristoren 13 und 14 ausgebildeten Schalteinrichtungen und einem Formierungswiderstand 15 an die andere Elektrode 4a angeschlossen ist Zwischen den beiden Thyristoren ist parallel zum Gleichrichterausgang ein Speicherkondensator 16 geschaltet.

Der Transformator 11, der Gleichrichter 10, die Induktivität 12 und der Thyristor 13 bilden den Ladekreis des Speicherkondensators 16, während der Thyristor 14, der Widerstand 15 und die beiden Elektroden 4a und 4b seinen Entladckrcis bilden.

Der Steuerblock 6 des Impulsgenerators 5 enthält einen Verstärker 17, dessen Eingang mit dem Geber 7 verbunden ist, und dessen Ausgang an zwei parallele Stromkreise angeschlossen ist, von denen der erste einen Schmitt-Trigger 18 enthalt und als ein Schwellenelement dient, während der zweite aus untereinander in Reihe geschalteten Schmitt-Triggern 19 und 20 besteht, zwischen denen ein Widerstand 21 mit zu diesem parallel angeschlossener Kapazität 22 liegt, die ein Integrierglied bilden.

Die Ausgänge der Trigger 18 und 20 sind mit dem Eingang einer Vergleichsschaltung 23 der Signale verbunden, die ebenfalls als ein Schmitt-Trigger ausgeführt ist, dessen Ausgang an den Eingang einer Untersetzereinheit 24 angekoppelt ist, welche auch Schmitt-Trigger enthält.

Die Ausgänge der Untersetzereinheit 24 sind mit den Steuerelektroden der Thyristoren 14 und 13 des Impulsgenerators 5 über zwei parallele Stromkreise verbunden, von denen einer einen Verstärker 25 enthält, während der zweite aus einer als ein Univibrator ausgeführten Verzögerungsschaltung 26 und einem Verstärker 27 besteht, die untereinander in Reihe geschaltet sind.

Die Vorrichtung zur Läuferauswuchtung funktioniert folgenderweise:

Beim Anschließen des Impulsgenerators 5 an das Wechselstromnetz bei leitendem Thyristor 13 wird der Speicherkondensator 16 über den Transformator 11, den Gleichrichter 10, die Induktivität 12 und den Thyristor 13 aufgeladen.

Wenn der Speicherkondensator 16 auf die Spannung des Gleichrichters 10 aufgeladen ist, geht der Ladestrom auf Null zurück und der Thyristor 13 wird sperrend. Der Impulsgenerator 5 ist auf diese Weise zur Entladung vorbereitet

Dann wird der auszuwuchtende Läufer 9 in den Stützen 8 zum Drehen gebracht Dabei gibt der Geber 7 ein Sinussignal aus, dessen Scheitelwert von den Vibrationsparametern der Stützen Z des Läufers 9 abhängig ist, welche zur Größe der Läuferunwucht proportional sind. Die Phasenlage der Höchst- und Mindestwerte des Signals des Gebers 7 entspricht der Lage des »schweren« und des »leichten« Punktes an der Oberfläche des auszuwuchtenden Läufers.

Ober den Verstärker 17 gelangt das Signa! des Gebers 7 auf das Schwellenelernent 18, in welchem es mit einer Bezugsspannung verglichen wird, die der zulässigen Größe der Läuferunwucht entspricht.

Liegt die Größe der Unwucht des Läufers 9 über dem zulässigen Wert, so wird vom Verstärker 17 eine Ausgangsspannung erzeugt, die- über der Ansprechschwelle (Bezugsspannung) des Schwellenelements 18 liegt Dieses erzeugt dann ein Rechtecksignal. Bleibt die Ausgangsspannung des Verstärkers 17 unterhalb der Ansprechschwelle, so erscheint am Ausgang des Schwellenelements kein Signal.

Bei verschiedenen Amplituden des Signals des Gebers 7 kann der Zeitpunkt des Ansprechens der Schwellenelements 18 jedoch streuen, was die Auswuchtgenauigkeit beeinträchtigen kann.

Zur Beseitigung dieses Nachteils ist ein zweiter Stromkreis vorgesehen, der parallel zum ersten Stromkreis ist und den Trigger 19 enthält, an den ebenfalls das Signal vom Geber 7 gelangt. Dabei spricht der Trigger 19 bei einer geringen Spannung an, so daß die Breite seines Ausgangsimpulses sich fast mit der Breite der positiven Halbwelie der Sinuskurve deckt, die vom Geber 7 über den Verstärker 17 eintrifft.

Das Rechtecksignal vom Trigger 19 gelangt in das von dem Widerstand 21 und der Kapazität 22 gebildete Integrierglied, dessen Ausgangsspannung den Trigger 20 aufsteuert, dessen Ansprechschwellenwert so gewählt ist, daß der Trigger im Zeitpunkt des maximalen Wertes des Signals des Gebers 7 unabhängig von der absoluten Größe dieses Signals leitend wird.

Die Signale von den Triggern 18 und 20 werden der Vergleichsschaltung 23 zugeführt, die nur beim Vorhandensein von Signalen an den Ausgängen beider Trigger 18 und 20 geöffnet wird, wodurch die Ausgabe des Befehls bei gleicher Phasenlage der Vibration des auszuwuchtenden Läufers 9 sichergestellt wird, was dem Zeitpunkt des Durchganges des »leichten« Punktes der Oberfläche des Läufers 9 vor der Achse der Düse 2 der Kammer 1 entspricht.

Um den Einfluß von induzierten Schwingungen des Läufers, die durch die auf seine Oberfläche auftreffenden Portionen der Ausgleichsmasse angeregt werden, auf die Auswuchtgenauigkeit zu eliminieren, wird die Ausgleichsmasse aus der Düse 2 der Kammer 1 auf die Oberfläche des auszuwuchtenden Läufers 9 einmal pro mehrere Läuferumdrehungen ausgespritzt. Deshalb werden die Impulssignale von der Vergleichsschaltung 23 der Untersetzereinheit 24 zugeführt, die nach dem Eintreffen einer vorher bestimmten Zahl von Impulsen einen Impuls am Ausgang erzeugt.

Von der Untersetzereinheit 24 wird der Impuls über den Verstärker 25 dem Thyristor 14 zugeführt, der aufgesteuert wird und die Ladung des Speicherkondensators 16 über den Formierwiderstand 15 an die

Elektroden 4a und 4b weiterleitet, in deren Entladungsstrecke ein Durchschlag erfolgt, der zu einem elektrohydraulischen Schlag in der Ausgleichsmasse führt. Unter der Wirkung dieses Schlags wird eine Portion der Ausgleichsmasse durch die Düse 2 aus der Kammer 1 auf die Oberfläche des rotierenden Läufers 9 in dem Zeitpunkt herausgespritzt, wenn der »leichte« Punkt der Läuferoberfläche sich vor der Düse 2 befindet. Jede ausgespritzte Portion der flüssigen Ausgleichsmasse härtet an der Oberfläche des auszuwuchtenden Läufers 9 schnell aus und vermindert dadurch dessen Unwucht.

Nach der Beendigung der Entladung des Speicherkondensators 16 wird der Thyristor 14 zugesteuert. Gleichzeitig mit der Zuführung des Zündimpulses zum Thyristor 14 wird über den Verstärker 27 und die Verzögerungsschaltung 26 ein Impuls an die Steuerelektrode des Thyristors 13 gegeben. Dabei gewährleistet die Verzögerungsschaltung 26 die Zündung des Thyristors 13 und den Ladebeginn des Speicherkondensators 16 erst nach der Beendigung der Vorgänge im Entladestromkreis des Impulsgenerators 5.

Das Ausschleudern der Portionen der flüssigen Ausgleichsmasse auf den auszuwuchtenden Läufer 9 wird so lange fortgesetzt, bis die Größe der Läuferunwucht unter den zulässigen Wert absinkt. Dabei wird das vom Geber 7 über den Verstärker 17 zum Trigger 18 gelangende Signal kleiner als dessen Ansprechspannung, so daß er nicht mehr öffnet und die Zuführung eines Öffnungssignals zum Thyristor 14 ebenfalls

is aufhört. Damit isl die Auswuchliing des I jiiifers 9 beendet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Auswuchten von rotierenden Läufern, bei der mittels einer durch eine elektrische Entladung erzeugten Druckwelle eine Ausgleichsmasse auf den Läufer geschleudert wird, welcher in Lagern umläuft, an die wenigstens ein Geber für die durch die Unwucht bewirkte Zentrifugalkraft angeschlossen ist, dessen Signal in Abhängigkeit von der Amplitude und der Phasenlage über eine Verzögerungsschaltung Schaltelemente eines Impulsgenerators mit einem Speicherkondensator steuert welcher die elektrische Entladung speist, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Thyristor (13, 14) als Schaltelement im Ladekreis und Entladekreis des Speichel kondensators vorgesehen ist, deren Steuerelektroden an einen Steuerblock (6) angeschlossen sind. In dem das Signal des Gebers (7) auf ein Schwellenelement (18) gelangt, dessen Ausgang auf die Steuerelektroden wirkt, daß die Verzögerungsschaltung (26) in der Wirkungsleitung des Ladekreisthyristors (13) vorgesehen ist und ihre Zeitkonstante die Entladezeit des Speicherkondensators (16) übersteigt, und daß parallel zum Schwellenelement (18) zwei in Reihe geschaltete Schmitt-Trigger (19, 20) vorgesehen sind, zwischen denen ein Integrierglied (21, 22) liegt und deren Ausgangssignal zusammen mit dem Ausgangssignal des Schwellenelements (18) auf eine ebenfalls als Schmitt-Trigger ausgeführte Vergleichsschaltung (23) gelangt, an deren Ausgang eine nur jeden n-ten Impuls durchlassende Untersetzereinheit (24) angeschlossen ist, von welcher aus die Thyristoren (14, 13) angesteuert werden.