CH683480B5

CH683480B5 - Verfahren zum dynamischen Auswuchten einer Unruh.

Info

Publication number: CH683480B5
Application number: CH384692A
Authority: CH
Inventors: Viktor Manta
Original assignee: Witschi Electronic Ag
Priority date: 1992-12-17
Filing date: 1992-12-17
Publication date: 1994-09-30
Also published as: DE4339871A1; JPH0743239A; CH683480GA3

Description

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CH 683 480G A3

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum dynamischen Auswuchten einer Unruhmittels eines Impulslaserstrahls der auf Grund gemessener Unwuchtwerte ausgelöst wird und der Antrieb des Probandenmittels eines Luftstrahles erfolgt, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ausserdem eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Es ist schon bekannt geworden, rotierende Massen während der Rotation mittels Laserstrahl zu bearbeiten, indem mit dem Laserstrahl an der Peripherie der Masse Material abgetragen wird.

Ein erstes Beispiel ist in der US-A 3 621 180 beschrieben. Mittels eines Detektors wird die Unwucht festgestellt und eine Information darüber abgegeben. Mit einem Photozellensensor wird ein Referenzpunkt auf der rotierenden Masse zwecks Abgabe einer Referenzpunktinformation festgehalten. Einer digitalen Logikschaltung wird die Information aus dem Detektor zugeführt und dazu noch die Referenzpunktinformation. Einem Steuermodul wird die Information aus der Logikschaltung zugeführt und diese bewirkt die Auslösung des Laserstrahls. Ein optisches System zusammen mit einem Stroboskop dient zur Beobachtung der Abbrennwirkung durch den Laserstrahl. Diese Anordnung dient zum Auswuchten von Rädern als Ersatz für ältere Verfahren, bei denen Zusatzgewichte angebracht wurden. Die Genauigkeit soll ein halbes Winkelgrad auf 360° betragen. Für die bei Uhren verlangte Genauigkeit genügt ein solches Verfahren nicht.

Für sehr kleine rotierende Körper, z.B. mit einem Gewicht in der Grössenordnung von 1 Gramm wurde in der US-A 3 727 027 vorgeschlagen den rotierenden Körper nicht an seiner Achse anzutreiben, sondern mit einem Luftstoss. Dabei wird dem Körper eine Drehzahl erteilt, die höher ist als die Betriebsdrehzahl und dann der Luftstrahl abgestellt, damit bei der Messung keine anderen Kräfte als die Unwucht wirken. Die Anordnung basiert auf einer genauen Erfassung der Unwucht mittels eines Transduktors dessen Ausgangssignale in einer Logikschaltung verarbeitet werden, um für den Laser die Auslösefrequenz und dessen Leistung zu berechnen. Der Mess- und Berechnungsvorgang wird solange durchgeführt, bis der Körper keine Unwucht mehr aufweist.

Bei der Herstellung von Uhren, bezw. von deren Bestandteilen, wird heute als wichtigster Faktor die Zeit angesehen, die es braucht um die höchste Präzision zu erreichen. Auch sollen die Bearbeitungen bei geringstmöglichem Aufwand für das Gerät seriemässig möglich sein, um die Kosten noch weiterhin zu senken.

Dabei ist zu bedenken, dass der Durchmesser einer Unruh (siehe Fig. 1) im Mittel 7,5 mm beträgt. Der periphere Reif 1, 2 hat dann eine gesamthafte radiale Breite von etwa 0,44 mm und ist mit einem Rand 2 von 0,2 bis 0,3 mm über einem Schulterrand 1 von 0,1 bis 0,2 mm und einer Breite von etwa 0,1 mm versehen. Material für die Behebung einer Unwucht darf also nur in dem etwa 0,34 mm breiten Schulterrand 1 entfernt werden.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit der Uhren-Unruhen seriemässig auf höchste Präzision ausgewuchtet werden können.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht, wobei der auf zwei achsrichtigen Lagerstellen aufliegende Proband mittels eines Luftstrahles in Rotation versetzt wird. Die Ausschläge des Probanden werden in einer bevorzugten Richtung erfasst und der in diese bevorzugte Richtung innerhalb der Peripherie des Probanden gerichtete Laser-Strahl wird ausgelöst.

Die Einrichtung ist gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 dadurch gekennzeichnet, dass achsrichtige Auflager auf einem Bewegungssensor aufgebaut sind, auf die Achse eines Probanden auflegbar ist, dass der Bewegungssensor zur Erfassung der Bewegung der Auflager in einer bevorzugten Auslenkrichtung eingerichtet ist, dass ein Laser auf eine Stelle des Probanden in der bevorzugten Auslenkrichtung ausgerichtet ist, und dass eine Schaltungsanordnung vorhanden ist, um die Signale des Bewegungssensors in Signale zur Auslösung des Lasers umzuformen.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 : Eine Schnittansicht durch eine Unruh, und

Fig. 2: Eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Bearbeitung einer Uhren-Unruh.

Gemäss Fig. 2 ist die Unruh 1, 2, 3 auf zwei Lagerstellen 11a, 11b für deren Achse 3 aufgelegt. Mit einem Luftstrahl aus einer Düsenanordnung 10 wird die Unruh rotiert, ein Bewegungssensor 12 nimmt die Bewegungen der Lagerstellen 11a, 11b in vertikaler Richtung auf, wenn die Stelle mit der grössten Unwucht entweder über den oberen oder den unteren Kulminationspunkt hinwegdreht. Das entsprechende zeitlich mit der Rotation des Prüflings koinzidierende Signal gelangt über eine Schaltungsanordnung 13 zur Aufbereitung des Signals zur Lasersteuerung 14, mit der Laser 15 in richtiger zeitlicher Folge ausgelöst wird.

Mit dem Bewegungssensor 12 und der Schaltungsanordnung 13 kann der Wert der Unwucht mit einem Sollwert verglichen werden, der, wenn er ein bestimmtes Mass überschreitet dazu genommen werden kann, die gerade auf den Auflagen befindliche Unruh als Ausschuss zu deklarieren. Somit wird schon hier eine Zeitersparnis bewirkt, indem nicht Teile, die nicht korrigierbar sind bearbeitet werden.

Der Laserstrahl des Lasers 15 ist auf die Seitenwand der Randschulter 1 gerichtet aus den eingangs angegebenen Abmessungen geht schon hervor, dass der Laserstrahl nur eine ganz genau bestimmte Leistung haben darf, um das Material durch Erzeugung eines Sackloches in der 0,1 mm dicken Randschulter 1 zu entfernen. Es hat sich gezeigt, dass das Material mit einem Laserstrahl

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von 2 Kw aus einem gepulsten YAG-Laser mit einem Durchmesser von 0,1 mm direkt verdampft und ein Sackloch von etwa 0,2 mm erzeugt. Mit einer solchen Anordnung wir pro Laserschuss Material in der Grössenordnung von 1 ng abgetragen.

Es hat sich gezeigt, dass die Auflösung pro Laserschuss in der Grössenordnung von 1 ng liegt, wenn der Bewegungssensor 12 elektrisch auf der Basis von kapazitiver oder induktiver Messung Messwerte abgibt. Weil der Laserstrahl auf den unteren oder den oberen Kulminationspunkt eingestellt ist, entfällt die Winkelberechnung und Speicherung von Messwerten. Dadurch wird die Einrichtung sehr kostengünstig und die Bearbeitung von Unruhen geschieht in kürzest möglicher Zeit, denn es werden nur Laserschüsse ausgelöst solange der Bewegungssensor 12 eine Unwucht-Information abgibt. Entfällt diese, so ist der Proband ohne Unwucht bezw. innerhalb der zugelassenen Toleranzwerte.

Bei Unruhen für sogenannte Skelett-Uhren, bei denen auch die Unruh sichtbar ist, wären bearbeitete Stellen in den Seitenwänden leicht einzusehen und würden störend wirken. Es ist demgemäss auch vorgesehen, die Laser-Kanone unterhalb des Probanden anzuordnen, um die Ausnehmungen peripher anzubringen. Ebenso gibt es noch Uhren in dieser Art, bei denen die Unruh mit peripheren Schrauben versehen ist. Die Beseitigung von Un-wuchten wird hierbei vorteilhafterweise in die Schraubenköpfe verlegt, wobei noch ein Sensor vorzusehen ist, mit dem der Durchgang einer solchen peripheren Schraube vor der Laser-Kanone festgestellt werden kann. Dazu kann der Laserstrahl mittels Spiegel um einige wenige Bogengrad der Peripherie ausgelenkt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum dynamischen Auswuchten einer Unruh mittels eines Impulslaserstrahls der auf Grund gemessener Unwuchtwerte ausgelöst wird und der Antrieb des Probanden mittels eines Luftstrahles erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der auf zwei achsrichtigen Lagerstellen (11a, 11b) aufliegende Proband (1, 2) mittels eines Luftstrahles in Rotation versetzt wird, dass die Ausschläge des Probanden in einer bevorzugten Richtung erfasst werden und der in diese bevorzugte Richtung innerhalb der Peripherie (2) gerichtete Strahl ausgelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bevorzugte Richtung vertikal ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl auf den unteren Kulminationspunkt der Unwucht ausgerichtet ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor Einleitung des Auswuchtens aufgrund der festgestellten Amplitude der Unwucht eine erste Entscheidung über die Verwendbarkeit des Probanden gefällt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Probanden im Zielpunkt durch den Laser verdampft wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verdampfte Menge pro Laserschuss in der Grössenordnung von 1 (ig liegt.

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass achsrichtige Auflager (11a, 11b) auf einem Bewegungssensor (12) aufgebaut sind, auf die Achse (3) eines Probanden auflegbar ist, dass der Bewegungssensor (12) zur Erfassung der Bewegung der Auflager (11a, 11b) in einer bevorzugten Auslenkrichtung eingerichtet ist, dass ein Laser (15) auf eine Stelle des Probanden in der bevorzugten Auslenkrichtung ausgerichtet ist, und dass eine Schaltungsanordnung (13) vorhanden ist, um die Signale des Bewegungssensors (12) in Signale zur Auslösung des Lasers (15) umzuformen.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungssensor (12) zur Abgabe von elektrischen Signalen aufgrund von induktiver oder kapazitiver Messung der Unwuchtbewegung des Probanden eingerichtet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungssensor (12) die Unwuchtbewegungen in vertikaler Richtung erfasst, und dass der Laser (15) auf eine Stelle unterhalb des Drehzentrums gerichtet ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl mittels Spiegeln auslenkbar ist, um ihn auf bestimmte Stellen auf der Peripherie auszurichten.

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