用于在轴上固定平衡重的设备

摘要

本发明涉及一种用于轴平衡机的用于在轴(1)上固定平衡重的设备，所述设备具有包括上部的和下部的钳单元(2、3)的钳状装置，其中，各钳单元(2、3)设计为双臂式的杠杆。所述杠杆在基体(10)上围绕杠杆旋转支点(9、9′)能转动地支承。各钳单元(2、3)在第一杠杆端部(6、6′)上具有容纳部(4、5)，所述容纳部带有用于平衡重或者轴的至少一个容纳件(7、8)。所述杠杆在其与容纳件(7、8)反向的第二杠杆端部(13、13′)上通过升降缸(14)相连。为了使容纳件(7、8)通过升降缸(14)的行程能够径向贴靠在轴(1)上，导杆(11、12)分别铰接在各钳单元(2、3)的容纳部(4、5)和基体(10)上。

说明书

本发明涉及一种用于轴平衡机的、用于在轴上固定平衡重或者说平衡块的设备，所述设备具有包括上部的和下部的钳单元的钳式装置，其中，各钳单元设计为双臂式的杠杆。

本文开头所述种类的轴平衡机用于平衡转动件、例如万向节轴或者联节轴。为此，在测量不平衡度之后借助焊接或者粘接把平衡重安装在轴上。为了检查所述不平衡度的平衡，通常在所述平衡之后以不平衡度检查测量的形式重新进行不平衡度的测量。然而只有在平衡和不平衡度测量期间在转子或者夹紧转子的工具上没有外力作用时，才能在第一次不平衡度测量和进一步的不平衡度测量之间建立关联。所述外力可由下述方式引起，即例如用于固定平衡重的电极和配合电极没有准确地同时触及转子并且冲击力没有相互抵消，使得冲击力作用在转子上。

由专利文献EP 1 520 161 B1已知一种用于把平衡重固定在转动件上的焊接设备，其设计为，使得在安装平衡重期间除了为此所需的压紧力之外没有外力向转动件加载。在所公开的设备中，可以借助能沿转动件轴线定位的钳式装置把平衡重定位在转动件的外周上并且在此固定。所述钳式装置包括上部的和下部的浮动式支承的钳单元，两个钳单元借助用于增大或者减小其距离的进给单元能相对彼此运动。一旦上部的钳单元贴靠在转动件上，则下部的钳单元也与转动件构成接触，其中，为了补偿其重量，所述钳式装置通过气动式气缸单元支承。平衡重可以置入设计在下部的钳单元上的容纳件中。所述平衡重通过焊接过程固定在轴上。上部的和下部的钳单元在此用作电极。为了保证平衡重正确稳固的安装，由来自电极的焊接力必须径向地作用在平衡重或者说轴上。其由下述方式实现，即钳单元通过线性驱动装置移动到焊接位置。

专利文献JP S57-137 080 A公开了一种具有两个杠杆臂的焊接钳，两个杠杆臂在其自由端部上具有焊头。杠杆臂关节式地固定在基体和升降缸上。通过操纵升降缸可以闭合焊接钳，并且焊头贴靠在待焊接的工件上。

此外，专利文献DE 102 30 207 A1公开了一种用于把平衡重固定在万向节轴或者联节轴上的设备，其中，该设备具有至少一个能沿转子轴线定位的钳式装置，通过该装置能把平衡重定位在转动件的外周上并固定在此。所述钳式装置设计用于容纳多个平衡重。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于安置平衡重的备选的设备，通过该设备能把平衡重安置在轴上，而没有外力作用在轴上。

上述技术问题通过具有在权利要求1中给出的特征的设备解决。该设备的有利的设计方案在从属权利要求中给出。

上述技术问题按照本发明由此解决，即提供一种用于轴平衡机的用于在轴上固定平衡重的设备，所述设备具有包括上部的和下部的钳单元的钳式的装置，其中，各钳单元设计为双臂式的杠杆，所述杠杆在基体上围绕杠杆旋转支点能转动地支承，并且各钳单元在第一杠杆端部上具有容纳部，其带有用于平衡重或者轴的至少一个容纳件，其中，所述杠杆在其与容纳件相反的第二杠杆端部上通过升降缸相连，并且有导杆分别铰接在各钳单元的容纳部和基体上，使得容纳件通过升降缸的行程能构成在轴上的径向贴靠，其中，各钳单元的双臂式杠杆设计为，使得两个杠杆臂的重量在杠杆旋转支点两侧是平衡的，以实现在第一杠杆端部和第二杠杆端部之间均匀的重量分布。

设计为双臂式杠杆的钳单元具有第一杠杆端部和第二杠杆端部，其中，钳单元在其第一杠杆端部上分别具有带有用于轴或者平衡重的容纳件的容纳部。此外，分别有导杆铰接在钳单元的容纳部和基体上。在所述杠杆的第二杠杆端部上，杠杆与升降缸相连。在此，例如可以把上部的第一钳单元固定在升降缸的活塞上并且把下部的第二钳单元固定在升降缸的缸体上。所述升降缸可以设计为气动缸或者设计为液压缸。带有两个在缸体中运行的活塞的升降缸也可能是有利的。设计上也有利的是，电机连接在升降缸上并且用于产生行程。

通过升降缸的行程或者说往复运动使得杠杆的与容纳件反向的端部沿相反的方向运动，因此容纳件的间距减小，并且容纳件能共同贴靠在轴表面上。位于其中一个容纳件中的平衡重就可以通过粘接或者焊接固定在轴上。在固定后，容纳件可以通过升降缸的行程离开轴，其中，第二杠杆端部的间距在此减小。通过把钳单元设计为杠杆臂和容纳件在轴上基本同时的贴靠可以实现，在安装平衡重时没有或者几乎没有外力施加在轴上，并且因而不需要钳单元的重量平衡。钳单元还设计为，使得杠杆臂的重量在杠杆旋转支点的两侧是平衡的。因而不需要用于钳式装置的重量平衡的气动缸。按照本发明提供了一种设计上简单的、用于安装平衡重的设备，所述设备可以低成本制造并且易于维护。

特别有利的是，容纳部分别通过支承点能运动地支承在钳单元之一上，其中，尤其上部的容纳部通过支承点能转动地支承在上部的钳单元上，并且下部的容纳部通过支承点能转动地支承在下部的钳单元上。所述支承例如可以通过固定元件、如栓件进行。

为了能使具有容纳件的容纳部径向地贴靠在轴上，在容纳部上固定有导杆，所述导杆还固定在基体上。按照本发明建议，各导杆以第一端部通过铰接点铰接在基体上，并且以第二端部通过铰接点铰接在钳单元的容纳部上，因此所述设备有利地包括至少两个导杆。在一种设计方案中所述导杆可以设计为，使得导杆在基体上的铰接点位于由杠杆旋转支点构成的平面中、尤其是竖直的平面中。此外有利的是，分别将支承点、杠杆旋转支点和分别将两个铰接点布置为，使得其构成平行四边形的顶点。上部的钳单元可以相对于下部的钳单元对称地构造，其中，各钳单元与相应导杆能构成平行四边形，平行四边形的角分别由支承点、杠杆旋转支点和两个铰接点确定。在以此形成的平行四边形中，通过铰接点确定的导杆的长度尤其与钳单元的铰接在杠杆旋转支点和支承点之间的第一杠杆端部的长度相同。此外，分别由导杆的一个铰接点和支承点构成的平面可以相对于由钳单元的杠杆旋转支点构成的平面平行地布置。然而也可能有利的是，分别将支承点、杠杆旋转支点和分别将两个铰接点布置为，使得其不构成平行四边形的顶点，其中，尤其分别将钳单元与相应导杆构造为四节或者说四连杆式曲柄机构，所述曲柄机构的关节点由相应的铰接点、支承点和杠杆旋转支点构成。在此，通过铰接点确定的导杆的长度尤其与钳单元的在杠杆旋转支点和支承点之间的第一杠杆端部的长度不相同。这种设计方案的有利之处在于，容纳件在与竖直平面偏移的定向中也能径向地形成在轴上的贴靠，以此防止在焊接时可能出现的分路电流，所述分路电流在平衡重未准确地沿切向压在轴表面上时产生。

按照本发明规定，钳单元能移动到敞开的、位于具有轴心线的平面中的端部止挡位置中。端部止挡位置的优点在于，以此能够将钳单元置入相对于轴心线相同的方位中。在端部止挡位置中，钳单元的容纳件尤其相对于轴心线是平行的并且相对于轴心线的距离相同。借助上部和下部钳单元的运动的这种同步可以保证，当钳单元从张开的、位于端部止挡位置中的位置进入闭合的、贴靠在轴上的位置时，容纳件同时地贴靠在轴圆周上。

有利的是，用于平衡重或者轴的容纳件设计为凹形地弯曲。所述容纳件的形状以及有利地平衡重的形状与轴圆周相适应，由此能实现平衡重明显改善地贴靠在轴上，这又导致轴的转动性能的改善。

为了使所述设备沿待平衡的轴并且向平衡位置移动，按照本发明建议，基体包括第一滑轨，使得所述设备能沿轴纵向移动，就是说所述设备能平行于轴心线移动。所述滑轨能在平行于夹紧在轴平衡机中的轴延伸的导轨上行进。在所述设备向平衡位置移动之后，其可以借助存在于滑轨上的锁定装置锁定在其位置中。

为了实现简便地把有不平衡问题的轴装入轴平衡机中，还可能有利的是，基体包括另外的滑轨，使得所述设备能横向于轴心线移动。所述设备能从其位置移动到错移地布置的位置上、例如另外的导轨上，因此轴可以被接触到并且能装入轴平衡机中或者从轴平衡机取出。

按照本发明规定，容纳部包括用于平衡重的多个容纳件。用于平衡重的多个容纳件可以在合适的装载站上装配平衡重。这可以借助自动装配装置或者手动地进行。容纳部包括多个能装配平衡重的容纳件，因此实现了可能作为补充的第二平衡过程，而不必在此期间重新装配容纳件。

在本发明的一个优选设计方案中，所述容纳件可替换式地固定在容纳部上。以此实现不同平衡重形状的安装。

平衡重可以通过粘接或者焊接设置在轴上。为了焊上平衡重优选的是，钳式的装置构造为焊接设备并且容纳件构造为电极。可以使用点焊或者凸焊方法。因为用作平衡重的不仅可以是钢材料而且也可以是铝材料，所以也可以使用针对材料的焊接方法，例如MIG(熔化极惰性气体保护焊)或者WIG(钨极惰性气体保护焊)焊接方法。

下面根据附图所示的本发明的实施例进一步阐述本发明。在附图中：

图1示出优选的设备的立体视图，所述设备的钳单元张开；

图2示出图1的侧视图；

图3示出优选的设备的侧视图，所述设备的钳单元闭合并且

图4示出用于安装平衡重的优选的设备的示意图。

在图1至图3中所示的用于在轴1上设置平衡重的设备包括带有上部的容纳部4的上部的钳单元2和带有下部的容纳部5的下部的钳单元3。所述容纳部4、5布置在钳单元2、3的第一杠杆端部6、6′上。上部的容纳部4具有上容纳件7，下部的容纳部5具有下容纳件8，其中容纳件7、8分别设置用于容纳平衡重或者轴1。容纳部4、5也可以设计为，使得能固定多个用于平衡重的容纳件，其中，在附图中示例性地分别示出只带有一个容纳件7、8的容纳部4、5。容纳部4、5在杠杆臂上能转动地支承，其中，上部的容纳部4通过支承点4′能转动地支承在上部的钳单元2上，并且下部的容纳部5通过支承点5′能转动地支承在下部的钳单元3上。容纳部4、5在杠杆臂上的支承点4′、5′例如可以构造为销状的连接件、栓或者相应的支承结构。按照本发明，能转动的支承尤其被视为支承点4′、5′。

钳单元2、3设计为双臂式杠杆，其分别围绕杠杆旋转支点9、9′能转动地支承在基体10上。钳单元2、3在基体10上的支承可以通过已知的支承件、例如栓件进行。按照本发明，杠杆旋转支点9、9′尤其指能转动的支承结构的中心。在基体10上还固定有两个导杆11、12。在此，第一导杆11以其第一端部通过铰接点11a能转动地支承在基体10上，并且以其第二端部通过铰接点11b能转动地支承在上部的钳单元2的容纳部4上。第二导杆12以其第一端部通过铰接点12a能转动地支承在基体10上，并且以其第二端部通过铰接点12b能转动地支承在下部的钳单元3的容纳部5上。导杆11、12的铰接点11a、12a可以在基体上尤其位于由杠杆旋转支点9、9′构成的竖直平面中或者相对于所述平面错移地布置。按照本发明，能转动的支承结构的中心尤其视为铰接点11a、12a、11b、12b。

在铰接点11a和杠杆旋转支点9之间的距离可以与在铰接点11b和支承点4′之间的距离相同。同样适用于在铰接点12a和杠杆旋转支点9′之间的距离，其可以与支承点5′和铰接点12b之间的距离相等。通过导杆11、12的这种定位，分别由支承点5′、杠杆旋转支点9′和两个铰接点12a、12b构成平行四边形，并且由支承点4′、杠杆旋转支点9和两个铰接点11a、11b构成另外的平行四边形。支承点5′、杠杆旋转支点9′和两个铰接点12a、12b，或者说支承点4′、杠杆旋转支点9和两个铰接点11a、11b位于对应的平行四边形的顶点上。以此构成的平行四边形在钳单元2、3运动时也保持不变。

导杆11、12也可以设计为，使得铰接点11a相对于杠杆旋转支点9的距离与铰接点12a相对于杠杆旋转支点9′的距离相等。然而所述距离也可以设计为不同的。同样适用于导杆的铰接点11b、12b相对于容纳部4、5在钳单元2、3上的支承点4′和5′的距离。在由此形成的平行四边形中，尤其是通过铰接点11a、11b、12a、12b确定的导杆11、12的长度与钳单元2、3的铰接在杠杆旋转支点9、9′和支承点4′、5′之间的第一杠杆端部6、6′的长度相同。此外，分别由导杆11、12的铰接点11b、12b和支承点4′、5′构成的平面相对于由钳单元2、3的杠杆旋转支点9、9′构成的平面平行地布置。导杆11、12使得容纳部4、5，并且也相应地使得容纳件7、8总是竖直地指向并且以此能径向地贴靠在轴1上。

在钳式装置的另一个设计方案中可以规定，分别将支承点4′、5′、杠杆旋转支点9、9′和分别将两个铰接点11a、11b、12a、12b布置为，使得其不构成平行四边形的顶点。在此，尤其是通过铰接点11a、11b、12a、12b确定的导杆11、12的长度与钳单元2、3的铰接在杠杆旋转支点9、9′和支承点4′、5′之间的第一杠杆端部6、6′的长度不同，因此分别由导杆11、12的铰接点11b、12b和支承点4′、5′构成的平面不平行于由钳单元2、3的杠杆旋转支点9、9′构成的平面。在此，分别将钳单元2、3与相应导杆11、12构造为四连杆或者说四节式曲柄机构或者连杆机构，其关节点由相应铰接点11a、11b、12a、12b、支承点4′、5′和杠杆旋转支点9、9′构成。

在与钳单元2、3的第一杠杆端部6、6′反向的第二杠杆端部13、13′上，设计为杠杆的钳单元2、3通过升降缸14相连。每个钳单元2、3的所述第二杠杆端部13、13′可以相对于第一杠杆端部6、6′弯折，以便例如实现不同尺寸的升降缸在钳单元2、3上的固定。在此，上部的钳单元2能转动地固定在升降缸14的活塞15上，下部的钳单元3能转动地固定在升降缸14的缸体16上。升降缸14可以设计为气动缸或者液压缸。升降缸14的压力作用使得钳单元2、3的第二杠杆端部13、13′受压分开并且容纳件7、8的间距随之减小，直至容纳件7、8最终一起贴靠在轴1的表面17上。

钳单元2、3还设计为，使得在第一杠杆端部6、6′和第二杠杆端部13、13′之间实现均匀的重量分布，方法是例如杠杆臂的重量在杠杆旋转支点9、9′的两侧是平衡的。以此可以省去通过例如另外的气动缸对钳单元2、3进行重量平衡或者说补偿，因此按照本发明的设备的技术复杂程度被极大简化，并且制造和安装也随之被极大简化。然而，根据需求也可以把牢固地安装在钳单元2、3上的配合块用作重量平衡。

在容纳件7、8设计为电极并且平衡重在轴1上通过焊接固定时，通过所述钳式装置的设计保证焊接力精确地径向作用在轴1上。钳单元2、3设计为，使得焊接力尽可能没有角度误差地导入待设置的平衡重。然而，平衡重也可以通过粘接固定在轴1上。用于平衡重或者轴1的容纳件7、8在形状方面适应于轴圆周并且凹形弯曲地设计。通常，平衡重的形状也是凹形地弯曲的。

钳单元2、3能移动到张开的、位于带有轴心线18的平面中的端部止挡位置，如图1和图2所示。在所述端部止挡位置中，钳单元2、3的容纳件7、8相互平行并且相对于轴心线18距离相同地指向，其中，容纳件7、8在该位置中的距离是最大的。所述终端止挡使得设计为杠杆臂的钳单元2、3处于相对于轴心线18的对称位置中。若容纳件7、8或者杠杆臂由于摩擦而不相对于轴心线18对称地定向，则其可以通过移动到端部止挡位置中再次构成相对于轴心线的相同方位。

所述设备可以设计用于不同的轴直径。在附图中示例性地示出带有较小的和较大的轴直径的轴段。所述设备设计为，使得当容纳件7、8贴靠在算出的平均轴直径上时，钳单元2、3、尤其钳单元2、3的第一杠杆端部6、6′相互平行，并且钳单元2、3水平地指向。以此可以将钳单元2、3从闭合的、贴靠在轴1上的位置出发进入端部止挡位置中的必要运动保持得尽可能短。

为了确定轴1的不平衡度和对不平衡进行平衡，待平衡的轴1被支承在轴平衡机中的未详细示出的支承装置中，并且借助驱动装置转动。传感器、例如距离传感器检测轴1的转动性能并且向分析单元传送测量数据，然后分析单元计算可能存在的不平衡度和相应地计算平衡位置和需要的平衡质量。对不平衡的平衡，也就是在平衡位置上设置平衡重的过程通过按照本发明的设备进行。所述设备可以作为独立的单元集成在平衡机中。

为了能把所述设备移动到对应的平衡位置，所述设备(如图4所示)支承在能运动的第一滑轨19上，使得所述设备能沿轴纵向移动。所述滑轨19可以能移动地支承在沿轴心线18延伸的导轨上。所述滑轨19安装在所述设备的基体10上。此外，所述设备能横向于轴心线18滑移或者移动，以便将轴1支承到支承装置中并且将其从支承装置中取出。为此，所述设备具有另外的滑轨19′，所述另外的滑轨19′横向于第一滑轨19地布置并且实现所述设备的纵向移动。

为了借助所述设备固定一个或者多个平衡重，钳单元2、3这样布置在轴1的两侧，使得带有用于平衡重的容纳件7、8的容纳部4、5的中心位于轴心线18的平面中。所述平衡重例如可以装入下部的钳单元3中或者下部的容纳件8中。平衡重的装入可以人工地或者自动地进行。通过把容纳件7、8设计为替换件，它们一方面可以易于更换以便适应于不同的轴直径。另一方面，容纳件7、8也可以由此适应于设计得不同的平衡重形状。

通过升降缸14的压力作用，钳单元2、3的容纳件7、8就一同运动直至贴靠在轴表面17上。下部的容纳件8中的平衡重压靠在轴表面17上，并且例如通过焊接过程固定，其中，上部的和下部的容纳件7、8起电极的作用。在安装之后，钳单元2、3移动到张开的端部止挡位置。所述设备就可以通过所述设备平行于轴1的移动被置入下一个平衡位置或者平衡平面。若在轴1上安装了用于克服不平衡的所有必要的平衡重，则进行检查测量运转，以便检查对不平衡度的补偿。在需要时可以借助所述设备把另外的平衡重安装在轴1上。否则所述设备可以借助滑轨19′驶离，以便取出轴1并且把其它有不平衡缺陷的轴置入平衡机。

所述设备可以装备手柄组20，其可以用作用于手动定位所述设备和用于操纵所述设备的控制装置。操作员可以借助手柄组20把所述设备向平衡位置移动，其中，所述定位可以是空气辅助的，以便简化所述设备的移动。所述设备的行驶路径可以通过能手动布置的终端止挡限制。在所述设备上可以布置显示器21，在显示器21上例如显示关于焊接过程的信息。一旦所述设备被定位，操作员就能将一个或者多个必要的平衡重放置在下部的容纳件8中或者必要时放置在轴1上。焊接过程可以通过手柄组20上的开关22触发。手柄组20与控制单元23相连。通过操纵开关22使得钳单元2、3气动式闭合、焊接，并且在成功焊接后打开。接着，操作员可以解锁所述设备并且必要时向下一个平衡位置移动。

要清楚的是，作为对所示和所述的焊接装置的替代或者补充，也可以使用其它已知的固定装置、例如粘接装置。

按照本发明还包括，若例如证明对生产线是有利的话，所述用于固定平衡重的设备在空间上与平衡机分离。轴从平衡机向所述设备转移，其中，传送关于所确定的不平衡度或者由此生成的平衡数据的信息。