WO2001069095A2 - Vorrichtung sowie verfahren zum auswuchten einer welle während der rotation der welle - Google Patents

Vorrichtung sowie verfahren zum auswuchten einer welle während der rotation der welle Download PDF

Info

Publication number
WO2001069095A2
WO2001069095A2 PCT/DE2001/000973 DE0100973W WO0169095A2 WO 2001069095 A2 WO2001069095 A2 WO 2001069095A2 DE 0100973 W DE0100973 W DE 0100973W WO 0169095 A2 WO0169095 A2 WO 0169095A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
balancing
laser beam
laser
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2001/000973
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2001069095A3 (de
Inventor
Gerhard Wanger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2001069095A2 publication Critical patent/WO2001069095A2/de
Publication of WO2001069095A3 publication Critical patent/WO2001069095A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/30—Compensating imbalance
    • G01M1/34—Compensating imbalance by removing material from the body to be tested, e.g. from the tread of tyres

Definitions

  • the invention relates to a device for balancing a shaft by material removal during the rotation of the shaft and an associated method for balancing a shaft.
  • Suitable and known measuring devices must first be used to determine the unbalance position on the shaft circumference. Thereupon, according to a first method for balancing, by applying weights (for example screws, build-up welding, etc.), the unbalanced mass can be compensated for in relation to the determined unbalance position. According to a second method of balancing, the unbalance mass is removed directly at the unbalance position by material removal (e.g. by filing, milling, drilling, etc.). According to a third method of balancing, weights are attached to the shaft, which change their distance from the axis of rotation of the shaft and thus allow the unbalance forces to be compensated. This The method is mainly used in automatic balancing devices and can only be used at low speeds.
  • the shaft In the above-mentioned first and second methods for balancing high-speed shafts, the shaft must be stopped to compensate for or remove the unbalance and, after balancing has been carried out, it must be brought back up to the operating speed for assessing the balancing success. Since cooling occurs during the time the shaft stops, it is often necessary to wait until the operating or steady-state temperature is reached again, especially when the balancing quality is high, after the motor has been restarted.
  • This process of stopping and restarting the shaft generally has to be repeated several times in a complete balancing process, depending on the required balancing quality, as a result of which considerable time and production costs are incurred.
  • the invention is based on the object of offering a device for balancing in which material removal for balancing the shaft is made possible during the rotation of the shaft. Furthermore, a method for operating such a device is to be offered.
  • the device according to the invention for balancing a shaft by removing material during the rotation of the shaft comprises a laser source for applying a laser beam to the shaft and a control and / or regulating device for activating the laser source for temporarily emitting the laser beam for material removal at a determined unbalance position (balancing point). on the shaft.
  • the laser source has sufficient output power to cause material removal at the respective balancing point in the short period of a shaft revolution.
  • pulsed lasers are used in particular for material processing (Kneubühl, F.K.-Sigrist, M.W., Laser, 1999, Teubner, Stuttgart, pp. 187 ff).
  • a pulsed laser does not work in continuous pulse mode, since this would produce a uniformly distributed circumferential groove on the shaft surface and, as desired, material would not be removed locally at a balancing point within a balancing angle. For this reason, the laser beam is modulated to generate a balancing pulse within a balancing pulse duration.
  • This balancing pulse duration is shorter than the period of a shaft revolution, the balancing pulse of the laser beam emitted during the balancing pulse duration being composed of a series of a plurality of individual laser pulses.
  • At least one sensor for determining unbalance data of the rotating shaft (for example a distance sensor for determining a wobbling movement) is provided on the device according to the invention.
  • at least one Accelerometers for determining further vibration frequencies of the shaft can be provided in certain planes.
  • the device according to the invention can have a Hall sensor for determining the rotational frequency of the shaft.
  • a Hall sensor for determining the rotational frequency of the shaft.
  • the laser pulse of the laser source can be correspondingly modulated by a modulation device, e.g. to be able to change the phase position and the balancing pulse duration of the laser beam.
  • the laser pulses or laser beams emitted by the laser source are focused at the determined balancing point via waveguides and optical devices known per se (decoupling optics).
  • the data of the sensor for determining unbalance data of the shaft, the acceleration sensor and / or the Hall sensor are advantageously processed via a measuring amplifier and / or an evaluation device for processing measured variables is connected to the control and / or regulating device.
  • a laser source is designed to emit first laser beams to remove material from the shaft and to emit at least one second laser beam for reflection as a test beam on at least one mirror element attached to the shaft.
  • Such a device is particularly suitable for optical spindles with at least one mirror element, for example for laser processing. Projection at a shaft end, as are known, for example, from the GMN brochure 2509 04 ⁇ 00 "GMN Opto-Spindles".
  • the waves accommodated in such optical spindles have at least one mirror element, for example a pentaprism, or several mirror elements attached in the peripheral regions of a shaft shoulder Reflection of a laser beam, for example for image projection.
  • At least one first laser beam emits material on the shaft to improve the balance quality of the shaft and, during the shaft rotation and during material removal, a second laser beam is used to determine whether the desired optimal projection properties are also achieved.
  • the balance quality and directly the projection quality of the shaft with attached mirror element can be determined indirectly by evaluating the reflected test beam.
  • the material removal due to the first laser beam detects a deterioration in the projection quality when evaluating the test beam, this can be compensated for by appropriate control or regulation of the first laser beam by an additional, additional material removal.
  • the second laser beam can be an attenuated laser beam from the first laser source or can come from a separate second laser source (for example a laser diode).
  • the balance quality and furthermore the projection quality of the shaft with mirror element can be determined indirectly in one work step via an acquisition element for evaluating the reflected test beam - isolated or in connection with other described sensors.
  • all properties that are essential for the shaft of an optical spindle such as mechanical quality, for example balancing quality and optical quality, for example projection quality
  • Such a device thus serves not only for balancing the shaft with a mirror element, but also for optimizing the projection quality of such a shaft.
  • the method according to the invention for this is also described in connection with the drawing figures.
  • the position of at least one balancing point on the shaft is first determined (step 1) in order then to achieve a desired material removal during the rotation of the shaft by activating the laser source accordingly (2nd step).
  • a pulsed laser source with an additional modulated laser beam is used.
  • the desired material removal to reduce and ultimately eliminate the unbalance of the shaft can be achieved during rotation of the shaft at the determined balancing point.
  • the decreasing imbalance of the shaft can continue during the rotation of the shaft can be determined by the existing sensors and, by appropriately controlling the laser source via the control and / or regulating device, an adaptive adaptation of the laser pulse or the laser beam emitted by the laser source until finally the ascertained unbalance within a closed control loop is completely eliminated be performed.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the invention
  • FIG. 2 is a view A of the shaft of FIG. 1,
  • Fig. 5 is a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention for balancing a shaft with two laser beams and
  • FIG. 6 is a view B of the shaft of FIG .. 5
  • Fig. 1 shows a fast rotating shaft 1, with a rotational frequency f w between about 0.5 - 3 kHz.
  • a shaft shoulder 21 is attached.
  • a polygon mirror can be attached to the shaft shoulder 21, for example, on the circumference, in order for the shaft to be installed later
  • I emit laser beams into a laser projection system for projection onto an image surface.
  • the shaft 1 is received in a bearing 7 and is driven by a motor 24 (synchronous motor).
  • the rotational frequency f w of the shaft 1 is measured via a Hall sensor 11, which is attached in the vicinity of the motor 24.
  • Accelerometers 8, 9 are attached to the bearing 7 and determine the respective oscillation frequencies occurring due to the unbalance of the shaft 1 in two planes.
  • balancing points 18, 19 and / or 20 are connected to a measuring amplifier 16 for processing the respective sensor data.
  • the location of balancing points 18, 19 and / or 20 can be determined in a manner known per se via the recorded data of the sensors mentioned.
  • the data of the measuring amplifier 16 are processed by the evaluation device 17 and measured variables for controlling the control and / or regulating device 6 are generated.
  • the latter is used to control the modulation device 12, whereby the laser beams 3, 4, 5 are generated starting from the laser pulse 13 of the laser source 2 (eg CO 2 laser).
  • the laser beams 3, 4, 5 are adjusted accordingly in order to achieve that the laser beams 3, 4 and / or 5 of the laser source 2 bring about the desired material removal at the determined balancing points 18, 19 and / or 20 to eliminate the imbalance determined.
  • the laser pulse 13 After passing through the modulation device 12, the laser pulse 13 is brought to the shaft 1 via the waveguide 14 and optical devices 15 (coupling optics) known per se.
  • the laser beams 3, 4 and / or 5 are applied once or repeatedly to the balancing points 18, 19 and / or 20 on the shaft 1 and / or the shaft shoulder 21.
  • a reduction in the unbalance of the shaft 1 by the attached sensors 8, 9, 10 and / or 11 is determined by the material removal that occurs due to the impingement of the laser beams 3, 4 and / or 5.
  • a closed control circuit can be present via the sensors 8-11, the measuring amplifier 16, the evaluation device 17, the control and / or regulating device 6 and the modulation device 12. According to the invention, the detected imbalance can thus be automatically eliminated when the shaft 1 rotates.
  • FIG. 2 shows a view A of the shaft shoulder 21 with a balancing point 20 within the balancing angle ⁇ .
  • the balancing point 20 extends flatly within the balancing angle ⁇ over a partial region of the ring surface 22 with the width 23.
  • FIGS. 3 and 4. 3 shows a single laser pulse with the balancing period Tj.
  • the laser source 2 is pulsed in a modulated manner within the balancing pulse duration ⁇ tj, so that a balancing pulse with an increased intensity I is produced, which leads to material removal on the shaft 1.
  • the balancing frequency fj of the laser beam and the rotational frequency f w of the shaft match. Since the material removal of the laser beam occurs only during a balancing pulse duration ⁇ tj and applies to ⁇ tj ⁇ Tj, only a partial circumference of the shaft is thus acted upon by the laser beam, for example in the area of the balancing angle ⁇ of the shaft according to FIG. 2.
  • the rotational frequency f w of the shaft can be an integral multiple of the balancing frequency fj des Laser beam amount, whereby it is achieved that material removal does not take place with each shaft revolution and material removal that is too fast or uncontrollable is avoided.
  • the balancing pulse duration ⁇ tj of the laser beam is at most about 65% of the balancing period Tj of the laser beam pulse. If the balancing pulse duration ⁇ tj of the laser beam is approximately 20% of the balancing period Tj of the laser beam pulse, a particularly precise material removal can take place on the shaft.
  • a particularly high balancing quality results if the balancing pulse duration ⁇ tj of the laser beam is at least about 0.8% and at most about 70% of the period T w of a shaft revolution.
  • a further optimization of the balancing quality is achieved if the product of the rotational frequency f w of the shaft, the balancing pulse duration ⁇ tj of the laser beam and the balancing angle ⁇ is at most about 100 angular degrees.
  • a particularly high-quality balancing is achieved if the product mentioned is approximately 60 degrees.
  • a point-like removal of material by the laser beam would lead to asymmetrical elastic deformations and thus to an undesired speed-dependent balancing quality.
  • the existing balancing points are determined in a manner known per se by the sensor system shown in FIG. 1 with the sensors 8-11. Based on the evaluation of this sensor data, the phase position of the laser beam can be determined within the balancing period Tj, that is to say the phase angle ⁇ of the point in time at which the balancing pulse of the laser beam is used. Since a direct match between the phase position of the balancing pulse and the phase position of the unbalance position can rarely be achieved, the phase position of the unbalance must be limited from both sides by the phase position of the balancing pulse.
  • the phase angle ⁇ of the time of use of the balancing pulse is changed within the balancing period Tj of the laser beam.
  • the change steps must not be chosen too small, since the measurement results of the sensors are subject to fluctuations that are caused by measurement inaccuracy, processing errors in the measuring amplifier, thermal influences on the bearing of the shaft, etc.
  • the change steps of the phase angle ⁇ must not be chosen too large, since this places the locations at which the laser beam strikes the shaft at a distance from one another. Excessive changes in the phase angle ⁇ lead to undesired, spaced, point-like material removals on the shaft.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a device according to FIG. 1, wherein all elements, devices and sensors shown in FIG. 1 can also be present in a device according to FIG. 5.
  • the laser source 2 and the shaft 1 received in the bearing 7 and driven by the motor 24 are shown for better clarity.
  • the shaft 1 is intended for later installation in a laser projection system in accordance with the GMN brochure mentioned in the description and has at least one mirror element 27, e.g. a pentaprism or - as shown in FIGS. 5 and 6 - a total of eight mirror elements 27.
  • the laser source 2 When the laser source 2 is activated, the material is removed by the laser beam 5 at the shaft shoulder 21.
  • a weakened laser beam 25 e.g. reflected from the laser source 2 on a mirror element 27 of the shaft 1 and fed as a reflection beam 29 to a detection element 28.
  • the reflection and projection properties of the mirror elements 27 of the shaft 1 can be detected simultaneously in one operation during the removal of material and the improvement of the balancing quality by impinging the laser beam 5.
  • the projection properties of the shaft 1 can also be improved.
  • the second laser beam 25 can originate from the laser source 2 or from a further laser source 26 (e.g. a laser diode).
  • the detection element 28 can be designed as a PSD sensor.
  • the Hall sensor 11 is equipped with a Hall sensor 11 and acceleration sensors 8, 9 according to FIG. 1, the Hall sensor 11, the acceleration sensors 8, 9 and / or the Detection element 28 are determined in a joint evaluation of the data obtained there, whether the shaft 1 has a sufficient balance quality and at the same time sufficient and optimized projection properties.
  • a device according to FIG. 5 and a method for operating such a device thus serve to balance a shaft 1 for an optical spindle and to simultaneously determine and improve the projection quality of the mirror elements 27 of the shaft 1.
  • the laser beam 5 can be generated solely by the further laser source 26, only the laser beam 5 for material removal on the shaft 1 being produced in the laser source 2.
  • a change in location of the reflection beam 29, e.g. can be determined on the basis of a geometric change of at least one mirror element 27 during the balancing of the shaft 1.
  • FIG. 6 shows a view of the shaft 1 from direction B according to FIG. 5, a first balancing point 30 and a second - deepened or expanded - balancing point 31 being depicted on the shaft 1.
  • the method according to the invention and the device according to the invention can also be used to improve material removal changes in the reflection properties occurring in the balance quality are determined and a shaft 1 with a high balance quality and optimized projection properties can be produced.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswuchten einer Welle (1) durch Materialabtrag während der Rotation der Welle (1) mit einer Laserquelle (2) zur Beaufschlagung der Welle (1) mit einem Laserstrahl (3, 4, 5) sowie einer Steuer- und Regelvorrichtung (6) zur Aktivierung der Laserquelle (2) zur Aussendung des Laserstrahls (3, 4, 5) zum Materialabtrag an der Welle (1). Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auswuchten einer Welle durch Materialabtrag während der Rotation der Welle, wobei die Lage mindestens einer Auswuchtstelle an der Welle festgestellt wird und eine entsprechende Aktivierung einer Laserquelle zur Beaufschlagung der rotierenden Welle zum Materialabtrag an der ermittelten Auswuchtstelle erfolgt.

Description

Vorrichtunq sowie Verfahren zum Auswuchten einer Welle während der Rotation der Welle
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswuchten einer Welle durch Materialabtrag während der Rotation der Welle sowie ein zugehöriges Verfahren zum Auswuchten einer Welle.
Es ist bekannt, daß bei der Herstellung von schnelldrehenden Wellen oder Rotoren Fertigungsungenauigkeiten auftreten, wodurch sich eine unsymmetrische Massenverteilung zur Drehachse ergibt und oft erhebliche Unwuchtkräfte auf die Lagerung bei höheren Drehzahlen auftreten. Diese Unwuchtkräfte können zur Beschädigung der Lagerung führen oder die Funktionsfähigkeit der gesamten Maschine beeinträchtigen.
Zur Feststellung der Unwuchtposition am Wellenumfang müssen zunächst geeignete und an sich bekannte Meßgeräte verwendet werden. Daraufhin kann nach einer ersten Methode zum Auswuchten durch Anbringung von Gewichten (z.B. von Schrauben, Auftragsschweißung usw.) am Ort gegenüber der festgestellten Unwuchtposition ein Ausgleich der Unwuchtmasse erreicht werden. Nach einer zweiten Methode zum Auswuchten wird die Unwuchtmasse direkt an der Unwuchtposition durch Materialabtrag (z.B. durch Feilen, Fräsen, Bohren etc.) entfernt. Gemäß einer dritten Methode zum Auswuchten werden Gewichte an der Welle angebracht, welche ihren Abstand zur Drehachse der Welle verändern und damit einen Ausgleich der Unwuchtkräfte ermöglichen können. Diese Methode wird vor allem in automatischen Auswuchtvorrichtungen verwendet und kann nur bei niedrigen Drehzahlen eingesetzt werden.
Bei der genannten ersten und zweiten Methode zum Auswuchten schnelldrehender Wellen muß die Welle zum Ausgleich oder Entfernen der Unwucht angehalten und nach erfolgtem Auswuchten wieder auf die Be- triebsdrehzahi zur Beurteilung des Auswuchtserfolgs hochgefahren werden. Da in der Zeit des Anhaltens der Welle eine Abkühlung eintritt, muß oftmals, insbesondere bei einer angestrebten hohen Wuchtgüte, nach dem erneuten Hochfahren auf Betriebsdrehzahl abgewartet werden, bis die Betriebs- bzw. Beharrungstemperatur wieder erreicht ist.
Dieser Vorgang des Anhaltens und erneutem Hochfahrens der Welle muß bei einem kompletten Auswuchtvorgang abhängig von der geforderten Wuchtgüte im allgemeinen mehrmals wiederholt werden, wodurch ein erheblicher Aufwand an Zeit und Fertigungskosten entstehen.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Auswuchten anzubieten, bei der ein Materialabtrag zum Auswuchten der Welle während der Rotation der Welle ermöglicht wird. Ferner soll ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung angeboten werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung werden in den Patentansprüchen 2 - 12 beschrieben. Für das Verfahren wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Verfahrensvarianten werden in den Patentansprüchen 14 - 26 beschrieben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auswuchten einer Welle durch Materialabtrag während der Rotation der Welle umfaßt eine Laserquelle zur Beaufschlagung der Welle mit einem Laserstrahl sowie eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung zur Aktivierung der Laserquelle zur zeitweisen Aussendung des Laserstrahls zum Materialabtrag an einer ermittelten Unwuchtposition (Auswuchtstelle) an der Welle. Dabei besitzt die Laserquelle eine ausreichende Ausgangsleistung, um in der kurzen Periodendauer einer Wellenumdrehung einen Materialabtrag an der jeweiligen Auswuchtstelle zu bewirken.
Um eine ausreichende Ausgangsleistung zu erzielen, werden zur Materialbearbeitung insbesondere gepulste Laser eingesetzt (Kneubühl, F.K.-Sigrist, M.W., Laser, 1999, Teubner, Stuttgart, S. 187 ff).
Dabei arbeitet ein gepulster Laser nicht im kontinuierlichen Pulsbetrieb, da hierdurch eine gleichmäßig verteilte Umfangsnut an der Wellenoberfläche erzeugt werden würde, und nicht wie gewünscht lokal an einer Auswuchtstelle ein Materialabtrag innerhalb eines Auswuchtwinkels erfolgen würde. Deshalb erfolgt eine Modulation des Laserstrahls zur Erzeugung eines Auswuchtimpulses innerhalb einer Auswuchtimpulsdauer. Diese Auswuchtimpulsdauer ist kürzer als die Periodendauer einer Wellenumdrehung, wobei sich der während der Auswuchtimpulsdauer ausgesendete Auswuchtimpuls des Laserstrahls aus einer Aneinanderreihung einer Vielzahl einzelner Laserpulse zusammensetzt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist an der erfindungsgemäßen Vorrichtung mindestens ein Sensor zur Feststellung von Unwuchtdaten der rotierenden Welle (z.B. ein Abstandssensor zur Feststellung einer Taumelbewegung) vorgesehen. Ergänzend kann mindestens ein Be- schleunigungsaufnehmer zur Feststellung weiterer Schwingungsfrequenzen der Welle in bestimmten Ebenen vorgesehen sein.
Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Hallsensor zur Feststellung der Drehfrequenz der Welle besitzen. Durch Zusammenführung sämtlicher Sensordaten können auf an sich bekannte Weise eine oder mehrere Unwuchtpositionen (Auswuchtstellen) an der Welle ermittelt werden.
Erfindungsgemäß kann der Laserpuls der Laserquelle durch eine Modulationsvorrichtung entsprechend moduliert werden, um z.B. die Phasenlage und die Auswuchtimpulsdauer des Laserstrahls verändern zu können.
Die von der Laserquelle ausgesendeten Laserpulse bzw. Laserstrahlen werden über Wellenleiter und an sich bekannte optische Vorrichtungen (Auskoppeloptiken) an der ermittelten Auswuchtstelle fokussiert.
Vorteilhafterweise werden die Daten des Sensors zur Ermittlung von Unwuchtdaten der Welle, des Beschleunigungsaufnehmers und/oder des Hallsensors über einen Meßverstärker aufbereitet und/oder eine Auswertevorrichtung zur Verarbeitung von Meßgrößen mit der Steuer- und/oder Regelvorrichtung verbunden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist eine Laserquelle zur Aussendung erster Laserstrahlen zum Materialabtrag an der Welle sowie zur Aussendung mindestens eines zweiten Laserstrahls zur Reflektion als Prüfstrahl an mindestens einem an der Welle angebrachten Spiegelelement ausgebildet. Eine derartige Vorrichtung eignet sich besonders für optische Spindeln mit mindestens einem Spiegelelement z.B. zur Laserpro- jektion an einem Wellenende, wie sie z.B. aus dem GMN-Prospekt 2509 04^00 „GMN Opto-Spindles" bekannt sind. Die in derartigen optischen Spindeln aufgenommenen Wellen besitzen mindestens ein Spiegelelement z.B. ein Pentaprisma oder mehrere in den Umfangsbereichen eines Wellenabsatzes angebrachte Spiegelelemente zur Reflektion eines Laserstrahls z.B. zur Bildprojektion.
Beim Einbau einer derartigen Welle in eine optische Spindel gemäß dem angegebenen GMN-Prospekt werden optimale Projektionseigenschaften des (der) Spiegelelements(e) angestrebt.
Dabei wird durch mindestens einen ersten Laserstrahl ein Materialabtrag an der Welle zur Verbesserung der Wuchtgüte der Welle ausgesendet und während der Wellenrotation und während des Materialabtrags gleichzeitig durch einen zweiten Laserstrahl ermittelt, ob auch die angestrebten optimalen Projektionseigenschaften erreicht werden. Über die Auswertung des reflektierten Prüfstrahls kann mittelbar die Wuchtgüte und unmittelbar die Projektionsgüte der Welle mit angebrachtem Spiegelelement erfaßt werden.
Falls durch den Materialabtrag aufgrund des ersten Laserstrahls eine Verschlechterung der Projektionsgüte bei der Auswertung des Prüfstrahls festgestellt wird, kann dies durch entsprechende Steuerung oder Regelung des ersten Laserstrahls durch einen zusätzlichen ergänzenden Materialabtrag wieder kompensiert werden.
Der zweite Laserstrahl kann ein abgeschwächter Laserstrahl der ersten Laserquelle sein oder von einer separaten zweiten Laserquelle (z.B. einer Laserdiode) stammen. Über ein Erfassungselement zur Auswertung des reflektierten Prüfstrahls kann mittelbar - isoliert oder in Zusammenhang mit anderen beschriebenen Sensoren - die Wuchtgüte und ferner die Projektionsgüte der Welle mit Spiegelelement in einem Arbeitsgang ermittelt werden. Damit können sämtliche für die Welle einer optischen Spindel wesentlichen Eigenschaften (wie mechanische Güte, z.B. Wuchtgüte und optische Güte, z.B. Projektionsgüte) in einem Arbeitsgang festgestellt werden. Eine derartige Vorrichtung dient somit nicht nur zur Wuchtung der Welle mit Spiegelelement, sondern auch zur Optimierung der Projektionsgüte einer derartigen Welle. Das erfindungsgemäße Verfahren hierzu wird auch in Zusammenhang mit den Zeichnungsfiguren beschrieben.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Auswuchten einer Welle durch Materialabtrag während der Rotation der Welle wird zunächst die Lage mindestens einer Auswuchtstelle an der Welle festgestellt (1. Schritt), um daraufhin durch eine entsprechende zeitliche Aktivierung der Laserquelle einen gewünschten Materialabtrag während der Rotation der Welle zu erreichen (2. Schritt).
Diese beiden Schritte können mehrmals nacheinander durchlaufen werden und nach Art eines Regelkreises miteinander verknüpft sein.
Dabei wird eine gepulste Laserquelle mit zusätzlich moduliertem Laserstrahl verwendet. Durch entsprechende Auswahl und/oder Veränderung z.B. von Auswuchtimpulsdauer und Phasenlage (Phasenwinkel) des Auswuchtimpulses des Laserstrahls innerhalb der Auswuchtperiodendauer des Laserstrahls kann während der Rotation der Welle an der festgestellten Auswuchtstelle der gewünschte Materialabtrag zur Verminderung und schließlichen Beseitigung der Unwucht der Welle herbeigeführt werden. Dabei kann die sich vermindernde Unwucht der Welle fortlaufend während der Rotation der Welle durch die vorhandene Sensorik festgestellt werden und kann durch entsprechende Ansteuerung der Laserquelle über die Steuer- und/oder Regelvorrichtung eine adaptive Anpassung des von der Laserquelle ausgesendeten Laserpulses bzw. des Laserstrahls bis zur schließlich völligen Beseitigung der festgestellten Unwucht innerhalb eines geschlossenen Regelkreises durchgeführt werden.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Vorrichtung gehen aus den Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren hervor. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Auswuchten einer Welle mit einer Laserquelle,
Fig. 2 eine Ansicht A der Welle nach Fig. 1 ,
Fig. 3 eine erste Darstellung des Auswuchtimpulses des Laserstrahls,
Fig. 4 eine weitere Darstellung des Auswuchtimpulses des Laserstrahls,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auswuchten einer Welle mit zwei Laserstrahlen sowie
Fig. 6 eine Ansicht B der Welle nach Fig. 5. Fig. 1 zeigt eine schnelldrehende Welle 1 , mit einer Drehfrequenz fw zwischen etwa 0,5 - 3 kHz. Am Ende der Welle 1 ist ein Wellenabsatz 21 angebracht. Am Wellenabsatz 21 kann z.B. umfangsseitig ein Polygonspiegel angebracht sein, um bei einem späteren Einbau der Welle
I in eine Laserprojektionsanlage Laserstrahlen zur Projektion auf eine Bildfläche auszusenden. Die Welle 1 ist in einer Lagerung 7 aufgenommen und wird von einem Motor 24 (Synchronmotor) angetrieben. Über einen Hallsensor 11 , welcher in der Nähe des Motors 24 angebracht ist, wird die Drehfrequenz fw der Welle 1 gemessen. An der Lagerung 7 sind Beschleunigungsaufnehmer 8, 9 angebracht, welche die jeweiligen aufgrund der Unwucht der Welle 1 auftretenden Schwingungsfrequenzen in zwei Ebenen ermitteln. Durch Zusammenführung der Daten des Hallsensors 11 und der Beschleunigungsaufnehmer 8, 9 kann die Phasenlage der Unwuchtschwingung und damit der Ort der Unwucht am Wellenumfang, also die Unwuchtposition bzw. Auswuchtstellen 18, 19 und/oder 20 an der Welle 1 festgestellt werden. Ergänzend können die Daten des Sensors 10, der eine Taumelbewegung des Wellenabsatzes 21 feststellt, bei der Feststellung der Unwuchtposition(en) einfließen.
Die Beschleunigungsaufnehmer 8, 9, der Sensor 10 sowie der Hallsensor
I I sind mit einem Meßverstärker 16 zur Aufbereitung der jeweiligen Sensordaten verbunden. Dabei kann der Ort von Auswuchtstellen 18, 19 und/oder 20 über die aufgenommenen Daten der genannten Sensoren auf an sich bekannte Weise bestimmt werden. Im folgenden werden die Daten des Meßverstärkers 16 von der Auswertevorrichtung 17 verarbeitet und Meßgrößen zur Ansteuerung der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 6 erzeugt. Letztere dient zur Ansteuerung der Modulationsvorrichtung 12, wodurch ausgehend vom Laserpuls 13 der Laserquelle 2 (z.B. Cθ2-Laser) die Laserstrahlen 3, 4, 5 erzeugt werden. Durch Veränderung z.B. der Auswuchtimpulsdauer Δtj, der Auswuchtperiodendauer Tj sowie des Phasenwinkels Δα des Einsatzzeitpunkts des Auswuchtimpulses (vgl. Fig. 3 und 4) werden die Laserstrahlen 3, 4, 5 entsprechend adjustiert, um zu erreichen, daß die Laserstrahlen 3, 4 und/oder 5 der Laserquelle 2 an den ermittelten Auswuchtstellen 18, 19 und/oder 20 den gewünschten Materialabtrag zur Beseitigung der festgestellten Unwucht herbeiführen.
Der Laserpuls 13 wird dabei nach Durchlaufen der Modulationsvorrichtung 12 über die Wellenleiter 14 und an sich bekannte optische Vorrichtungen 15 (Auskoppeloptiken) an die Welle 1 herangeführt.
Dabei werden durch Ansteuerung der Laserquelle 2 und Modulationsvorrichtung 12 die Laserstrahlen 3, 4 und/oder 5 einmalig oder wiederholt an den Auswuchtstellen 18, 19 und/oder 20 an der Welle 1 und/oder dem Wellenabsatz 21 aufgebracht.
Durch den entstehenden Materialabtrag aufgrund des Auftreffens der Laserstrahlen 3, 4 und/oder 5 wird eine Verminderung der Unwucht der Welle 1 durch die angebrachten Sensoren 8, 9, 10 und/oder 11 festgestellt. Dabei kann ein geschlossener Regelkreislauf über die genannten Sensoren 8 - 11 , den Meßverstärker 16, die Auswertevorrichtung 17, die Steuer- und/oder Regelvorrichtung 6 und die Modulationsvorrichtung 12 vorliegen. Erfindungsgemäß kann damit beim Rotieren der Welle 1 automatisch eine Beseitigung der festgestellten Unwucht erreicht werden.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht A des Wellenabsatzes 21 mit einer Auswuchtstelle 20 innerhalb des Auswuchtwinkels φ. Die Auswuchtstelle 20 erstreckt sich flächig innerhalb des Auswuchtwinkels φ über einen Teilbereich der Ringfläche 22 mit der Breite 23. Durch entsprechende Aktivierung der Laserquelle 2 und Modulierung des Laserpulses 13 wird erreicht, daß der Laserstrahl 5 den Wellenabsatz 21 nur im Bereich der Auswuchtstelle 20 beaufschlagt, so daß allein in diesem Bereich die festgestellte Unwucht durch Materialabtrag entfernt wird.
Weitere Einzelheiten über die Aktivierung der Laserquelle 2 gehen aus den Darstellungen der Fig. 3 und 4 hervor. In Fig. 3 ist ein einziger Laserimpuls mit der Auswuchtperiodendauer Tj dargestellt. Innerhalb der Auswuchtimpulsdauer Δtj wird die Laserquelle 2 moduliert gepulst, so daß ein Auswuchtimpuls mit erhöhter Intensität I entsteht, der zum Materialabtrag an der Welle 1 führt.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren sind nun u.a. die Auswuchtperiodendauer Tj des Laserstrahls und die Periodendauer Tw einer Wellenumdrehung bzw. die zugehörigen Auswuchtfrequenzen fj = Tj" 1 und fw = Tw "1 aufeinander abzustimmen.
Gemäß einer ersten Verfahrensvariante stimmen Auswuchtfrequenz fj des Laserstrahls sowie Drehfrequenz fw der Welle überein. Da entsprechend der Abbildung nach Fig. 3 der Materialabtrag des Laserstrahls nur während einer Auswuchtimpulsdauer Δtj auftritt und gilt Δtj < Tj, wird somit nur ein Teilumfang der Welle vom Laserstrahl beaufschlagt, z.B. im Bereich des Auswuchtwinkels φ der Welle gemäß Fig. 2.
Entsprechend einer zweiten Verfahrensvariante kann die Drehfrequenz fw der Welle ein ganzzahliges Vielfaches der Auswuchtfrequenz fj des Laserstrahls betragen, wodurch erreicht wird, daß nicht bei jeder Wellenumdrehung ein Materialabtrag stattfindet und ein zu schneller oder unkontrollierbarer Materialabtrag vermieden wird.
Bei einer vorteilhaften Verfahrensvariante beträgt die Auswuchtimpulsdauer Δtj des Laserstrahls höchstens etwa 65 % der Auswuchtperiodendauer Tj des Laserstrahlimpulses. Wenn die Auswuchtimpulsdauer Δtj des Laserstrahls etwa 20 % der Auswuchtperiodendauer Tj des Laserstrahlimpulses beträgt, kann ein besonders präziser Materialabtrag an der Welle erfolgen.
Eine besonders hohe Wuchtgüte ergibt sich, wenn die Auswuchtimpulsdauer Δtj des Laserstrahls mindestens etwa 0,8 % und höchstens etwa 70 % der Periodendauer Tw einer Wellenumdrehung beträgt.
Eine weitere Optimierung der Auswuchtgüte wird erreicht, wenn das Produkt aus Drehfrequenz fw der Welle, Auswuchtimpulsdauer Δtj des Laserstrahls und Auswuchtwinkel φ höchstens etwa 100 Winkelgrad beträgt. Eine besonders hochwertige Auswuchtung wird erreicht, wenn das genannte Produkt etwa 60 Winkelgrad beträgt.
Insgesamt wird damit erreicht, daß die Unwuchtmassen an der aufgefundenen Auswuchtstelle durch ein Minimum an Materialabtrag beseitigt werden, um keine Festigkeitsschwächung der Welle und eine damit verbundene unerwünschte Deformation zu verursachen.
Wichtig beim effektiven Auswuchten ist die Unwuchtsmassen durch ein Minimum an Materialabtrag zu beseitigen, um keine Festigkeitsschwä- chung des gewuchteten Körpers und eine damit verbundene Deformation zu verursachen. In der schnelldrehenden Welle wirken beachtliche Fliehkräfte und Kreiselmomente, wodurch solche elastischen Deformationen entstehen, die oft als Biegeverformung auftreten und durch ihre Unsym- metrie zu einer drehzahlabhängigen Wuchtgüte führen. Das bedeutet, daß beim gesamten Drehzahlbereich der Welle nur für ein kleines Drehzahlfenster eine ordentliche Wuchtgüte erreicht wird. Ansonsten werden Drehzahlbereiche mit erheblicher Unwucht durchfahren.
Die vorstehenden Beziehungen der einzelnen Parameter zur Optimierung des Laserstrahls dienen insgesamt einer Verbesserung und Optimierung der Wuchtgüte.
Ferner ist festzustellen, daß ein sehr kleiner Auswuchtwinkel φ und somit ein punktförmiger Materialabtrag durch den Laserstrahl ebenfalls unerwünscht ist, da sich die tatsächlichen Unwuchtmassen an den Auswuchtstellen regelmäßig flächig über die Oberfläche der Welle verteilen.
Ein punktförmiger Materialabtrag durch den Laserstrahl würde zu unsymmetrischen elastischen Deformationen und damit zu einer unerwünschten drehzahlabhängigen Wuchtgüte führen.
Durch die in Fig. 1 abgebildete Sensorik mit den Sensoren 8 - 11 werden wie beschrieben auf an sich bekannte Weise die vorliegenden Auswuchtstellen ermittelt. Aufgrund der Auswertung dieser Sensorikdaten kann die Phasenlage des Laserstrahls innerhalb der Auswuchtperiodendauer Tj, also der Phasenwinkel Δα des Einsatzzeitpunkts des Auswuchtimpulses des Laserstrahls, bestimmt werden. Da eine direkte Übereinstimmung der Phasenlage des Auswuchtimpulses mit der Phasenlage der Unwuchtposition nur selten hergestellt werden kann, ist die Phasenlage der Unwucht von der Phasenlage des Auswuchtimpulses von beiden Seiten her einzugrenzen.
Hierzu wird der Phasenwinkel Δα des Einsatzzeitpunkts des Auswuchtimpulses innerhalb der Auswuchtperiodendauer Tj des Laserstrahls verändert. Die Veränderungsschritte dürfen nicht zu klein gewählt werden, da die Meßergebnisses der Sensorik Schwankungen unterliegen, die durch Meßungenauigkeit, Verarbeitungsfehler im Meßverstärker, thermische Einflüsse auf die Lagerung der Welle etc. verursacht werden.
Bei zu kleinen Veränderungsschritten des Phasenwinkels Δα kann eine falsche Richtung der Veränderung der Phasenlage eingeschlagen werden, wodurch sogar eine unerwünschte Zunahme der Unwucht auftreten kann.
Andererseits dürfen die Veränderungsschritte des Phasenwinkels Δα nicht zu groß gewählt werden, da hierdurch die Orte, an denen der Laserstrahl die Welle beaufschlagt, beabstandet voneinander angeordnet sind. Zu große Veränderungen des Phasenwinkels Δα führen zu unerwünschten beabstandeten punktförmigen Materialabträgen an der Welle. In diesem Zusammenhang wird in einer vorteilhaften Verfahrensvariante der Phasenwinkel Δα in Schritten von maximal etwa Δα = 120 Winkelgrad verändert (vgl. Fig. 4).
Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 , wobei sämtliche in Fig. 1 abgebildeten Elemente, Vorrichtungen und Sensoren auch in einer Vorrichtung gemäß Fig. 5 vorhanden sein können. Zur Darstellung des wesentlichen Funktionsprinzips der Vorrichtung gemäß Fig. 5 sind zur besseren Übersichtlichkeit die Laserquelle 2 sowie die in der Lagerung 7 aufgenommene und über den Motor 24 angetriebene Welle 1 abgebildet.
Die Welle 1 ist dabei zum späteren Einbau in eine Laserprojektionsanlage gemäß dem in der Beschreibung genannten GMN-Prospekt bestimmt und besitzt an ihrem Wellenabsatz 21 mindestens ein Spiegelelement 27, z.B. ein Pentaprisma oder - wie in Fig. 5 und 6 abgebildet - insgesamt acht Spiegelelemente 27. Bei Aktivierung der Laserquelle 2 erfolgt ein Materialabtrag durch den Laserstrahl 5 am Wellenabsatz 21. Gleichzeitig wird durch einen abgeschwächten Laserstrahl 25 z.B. aus der Laserquelle 2 an einem Spiegelelement 27 der Welle 1 reflektiert und als Reflektionsstrahl 29 einem Erfassungselement 28 zugeführt.
Damit können während des Materialabtrags und der Verbesserung der Wuchtgüte durch Auftreffen des Laserstrahls 5 gleichzeitig in einem Arbeitsgang die Reflektions- und Projektionseigenschaften der Spiegelelemente 27 der Welle 1 erfaßt werden. So kann in einem Arbeitsgang neben dem Auswuchten der für eine optische Spindel bestimmten Welle 1 auch eine Verbesserung der Projektionseigenschaften der Welle 1 erreicht werden.
Der zweite Laserstrahl 25 kann aus der Laserquelle 2 stammen oder aus einer weiteren Laserquelle 26 (z.B. einer Laserdiode). Das Erfassungselement 28 kann als PSD-Sensor ausgebildet sein.
Wenn die Vorrichtung gemäß Fig. 5 mit einem Hallsensor 11 sowie Beschleunigungsaufnehmern 8, 9 gemäß Fig. 1 ausgestattet ist, kann über den Hallsensor 11, die Beschleunigungsaufnehmer 8, 9 und/oder das Er- fassungselement 28 in gemeinsamer Auswertung der dort anfallenden Daten festgestellt werden, ob die Welle 1 eine ausreichende Wuchtgüte und gleichzeitig ausreichende und optimierte Projektionseigenschaften besitzt.
Eine Vorrichtung gemäß Fig. 5 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung dient somit zum Auswuchten einer Welle 1 für eine optische Spindel sowie zur gleichzeitigen Feststellung und Verbesserung der Projektionsgüte der Spiegelelemente 27 der Welle 1.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Laserstrahl 5 allein durch die weitere Laserquelle 26 erzeugt werden, wobei in der Laserquelle 2 nur der Laserstrahl 5 zum Materialabtrag an der Welle 1 produziert wird.
Im Erfassungselement 28, welches vorzugsweise als optischer Sensor ausgebildet ist, kann auf an sich bekannte Weise eine Ortsveränderung des Reflektionsstrahls 29 z.B. aufgrund einer während der Wuchtung der Welle 1 erfolgten geometrischen Veränderung mindestens eines Spiegelelements 27 festgestellt werden.
Aus Fig. 6 geht eine Ansicht der Welle 1 aus Richtung B gemäß Fig. 5 hervor, wobei an der Welle 1 eine erste Auswuchtstelle 30 und eine zweite - vertiefte oder erweiterte - Auswuchtstelle 31 abgebildet sind.
Bei einem Materialabtrag an der Auswuchtstelle 31 durch den auftreffenden Laserstrahl 5 kann eine geometrische Verschiebung des Spiegelelements 27 in die Lage des Spiegelelements 27' auftreten, welche durch eine örtliche Veränderung des Reflektionsstrahls 29 in Richtung 32 des Laserstrahls 25 im Erfassungselement 28 gemäß Fig. 5 detektiert wird. Somit können durch das erfϊndungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung auch während des Materialabtrags zur Verbesserung der Wuchtgüte auftretende Veränderungen der Reflektionseigenschaften festgestellt werden und kann eine Welle 1 mit einer hohen Wuchtgüte und optimierten Projektionseigenschaften hergestellt werden.

Claims

PATENTANSPRUCHE
Vorrichtung zum Auswuchten einer Welle (1 ) durch Materialabtrag während der Rotation der Welle (1 ) mit
einer Laserquelle (2) zur Beaufschlagung der Welle (1) mit einem Laserstrahl (3, 4, 5) sowie
einer Steuer- und/oder Regelvorrichtung (6) zur Aktivierung der Laserquelle (2) zur Aussendung des Laserstrahls (3, 4, 5) zum Materialabtrag an der Welle (1).
Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei mindestens ein Sensor (10) zur Feststellung von Unwuchtdaten der Welle (1 ) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Sensor (10) zur Feststellung einer Taumelbewegung der Welle (1 ) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei mindestens ein Beschleunigungsaufnehmer (8, 9) zur Feststellung einer Schwingungsfrequenz der rotierenden Welle (1 ) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 4, wobei ein Hallsensor (11 ) zur Feststellung der Drehfrequenz fw der Welle (1 ) vorgesehen ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, wobei eine Modulationsvorrichtung (12) zur Modulation eines Laserpulses (13) der Laserquelle (2) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, wobei mindestens ein Wellenleiter (14) und mindestens eine optische Vorrichtung (15) zur Beaufschlagung der rotierenden Welle (1 ) mit dem Laserstrahl (3, 4, 5) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 7, wobei der Beschleunigungsaufnehmer (8, 9), Sensor (10) und/oder Hailsensor (11 ) über einen Meßverstärker (16) und/oder eine Auswertevorrichtung (17) mit der Steuer- und/oder Regelvorrichtung (6) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Laserquelle (2) zur Aussendung erster Laserstrahlen (3, 4, 5) zum Materialabtrag an der Welle (1 ) sowie zur Aussendung mindestens einen zweiten Laserstrahls (25) zur Reflektion als Prüfstrahl an mindestens einem an der Welle (1 ) angebrachtem Spiegelelement ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei statt der Laserquelle (2) eine weitere Laserquelle (26) zur Aussendung des zweiten Laserstrahls (25) zur Reflektion als Prüfstrahl an mindestens einem an der Welle (1 ) angebrachtem Spiegelelement vorgesehen ist. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Signalgrößen des ersten Laserstrahls (3, 4, 5) sowie des zweiten Laserstrahls (25) separat und unterschiedlich einstellbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 - 11 , wobei der an mindestens einem Spiegelelement der Welle (1 ) reflektierte Laserstrahl (25) einem Erfassungselement (26) zur Auswertung zugeleitet wird.
Verfahren zum Auswuchten einer Welle durch Materialabtrag während der Rotation der Welle, insbesondere Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Auswuchten einer Welle mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 - 12, wobei
die Lage mindestens einer Auswuchtstelle an der Welle festgestellt wird und
eine entsprechende Aktivierung einer Laserquelle zur Beaufschlagung der rotierenden Welle mit einem Laserstrahl zum Materialabtrag an der ermittelten Auswuchtstelle erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Feststellung der Lage der Auswuchtstelle an der Welle durch Auswertung mindestens eines Sensors erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Auswuchtfrequenz fj des Laserstrahls zum Materialabtrag an der Welle mit der Drehfrequenz fw der Welle übereinstimmt. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die Drehfrequenz f der Welle ein ganzzahliges Vielfaches der Auswuchtfrequenz fj des Laserstrahls beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 - 16, wobei die Auswuchtimpulsdauer Δtj des Laserstrahls höchstens etwa 65 % der Auswuchtperiodendauer Tj des Laserstrahls beträgt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Auswuchtimpulsdauer Δtj des Laserstrahls etwa 20 % der Auswuchtperiodendauer Tj des Laserstrahls beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 - 18, wobei die Auswuchtimpulsdauer Δtj des Laserstrahls mindestens etwa 0,8 % und höchstens etwa 70 % der Periodendauer Tw einer Wellenumdrehung beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 - 19, wobei das Produkt aus Drehfrequenz fw der Welle, Auswuchtimpulsdauer Δtj des
Laserstrahls und Auswuchtwinkel φ an der Welle höchstens etwa 100 Winkelgrad beträgt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Produkt aus Drehfrequenz fw der Welle, Auswuchtimpulsdauer Δtj des Laserstrahls und
Auswuchtwinkel φ an der Welle etwa 60 Winkelgrad beträgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 - 21 , wobei der Phasenwinkel Δα des Einsatzzeitpunkts des Auswuchtimpulses des Laserstrahls innerhalb der Auswuchtperiodendauer Tj des Laserstrahls verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Phasenwinkel Δα in Schritten von maximal etwa 120 Winkelgrad verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 - 23, wobei ein erster Laserstrahl zur Beaufschlagung der rotierenden Welle zum Materialabtrag sowie ein zweiter Laserstrahl zur Reflektion an mindestens einem Spiegelelement der Welle zur Überprüfung der Reflektionsqualität ausgesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der von der Welle reflektierte zweite Laserstrahl in einem Erfassungselement ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, wobei der erste Laserstrahl und der zweite Laserstrahl unterschiedliche Signalgrößen aufweisen und separat einstellbar sind.
PCT/DE2001/000973 2000-03-17 2001-03-14 Vorrichtung sowie verfahren zum auswuchten einer welle während der rotation der welle Ceased WO2001069095A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10013035.6 2000-03-17
DE2000113035 DE10013035A1 (de) 2000-03-17 2000-03-17 Vorrichtung sowie Verfahren zum Auswuchten einer Welle während der Rotation der Welle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2001069095A2 true WO2001069095A2 (de) 2001-09-20
WO2001069095A3 WO2001069095A3 (de) 2002-06-27

Family

ID=7635105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2001/000973 Ceased WO2001069095A2 (de) 2000-03-17 2001-03-14 Vorrichtung sowie verfahren zum auswuchten einer welle während der rotation der welle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10013035A1 (de)
WO (1) WO2001069095A2 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7500432B2 (en) * 2005-10-28 2009-03-10 Van Denend Mark E Apparatus and method for balancing a printing roller having an image producing area on its outer surface
DE102010063812B4 (de) * 2010-12-21 2016-05-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Wuchtung einer Welle für eine rotierende Maschine, insbesondere für einen Turbolader
DE102018203214A1 (de) * 2018-03-05 2019-09-05 MTU Aero Engines AG Auswuchten eines rotationssymmetrischen Bauteils, insbesondere Rotorbauteils

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT208626B (de) * 1958-03-10 1960-04-25 Ludvik Ing Kuhn Einrichtung zur selektiven Schwingungsmessung an Maschinen, insbesondere zum Zwecke des Auswuchtens
DE2032893A1 (de) * 1970-07-02 1972-01-05 Hofmann Maschf Geb Verfahren und Vorrichtung zum Auswuchten von Rotoren
IT1052844B (it) * 1975-12-16 1981-07-20 Cnen Procedimento ed apparecchio per l l equilibratura dinamica di corpi in rotazione in particolare per centrifughe
US4037076A (en) * 1975-12-18 1977-07-19 Teledyne Industries, Inc. Apparatus for balancing rotating bodies
DE2705217C3 (de) * 1976-03-01 1981-08-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., 1006 Kadoma, Osaka Vorrichtung zur Beseitigung der Unwucht eines um eine Drehachse umlaufenden Rotors
JPS5350594A (en) * 1976-10-19 1978-05-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Apparatus for correcting dynamic unbalance of rotary body
DE3044440A1 (de) * 1980-11-26 1982-06-16 Gebr. Hofmann Gmbh & Co Kg Maschinenfabrik, 6100 Darmstadt Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der unwuchterzwungenden wellenschwingungen von horizontal gelagerten rotationskoerpern
US4773019A (en) * 1986-04-24 1988-09-20 Mechanical Technology Incorporated Microprocessor laser control system for multiplane balancing of rotors
DE3927476A1 (de) * 1989-08-19 1991-02-21 Guenther & Co Gmbh & Co Verfahren zur drehmoment- und/oder leistungsueberwachung von antrieben
DE4339064A1 (de) * 1993-11-16 1995-05-18 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Beseitigen der an einem Rotor vorhandenen Unwucht
DE19539633C2 (de) * 1995-10-25 1998-06-04 Heraeus Instr Gmbh & Co Kg Verfahren zur Ermittlung einer Unwucht eines mittels einer Antriebseinrichtung in Drehung versetzten Rotors einer Zentrifuge und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE29723438U1 (de) * 1997-02-21 1999-06-02 Siemens AG, 80333 München Vorrichtung zum Auswuchten der Drehanode elektronischer Vakuumröhren im evakuierten Zustand
DE19828498C2 (de) * 1998-06-26 2001-07-05 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zum Messen von Unwuchten rotierender Körper und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE19910276A1 (de) * 1999-03-09 2000-09-14 Schlafhorst & Co W Spinnrotor für Offenend-Spinnmaschinen und Verfahren zur Herstellung des Spinnrotors
DE19928989C1 (de) * 1999-06-24 2001-01-18 Ldt Gmbh & Co Verfahren zum Verringern der Taumelbewegung bei einem frei schwebend gelagerten, sich drehenden Rotorkörper und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Also Published As

Publication number Publication date
DE10013035A1 (de) 2001-09-27
WO2001069095A3 (de) 2002-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3049755B1 (de) Verfahren zum messen der eindringtiefe eines laserstrahls in ein werkstück sowie laserbearbeitungsvorrichtung
DE69310642T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Vibrationsmessung einer Turbinenschaufel während des Betriebes
EP0599863B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erkennen und orten von veränderungen an einem bauteil einer turbine
DE69731757T2 (de) Gerät und methode zur automatischen kompensation von lateralen rundlauffehlern
DE19741329C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit Plasma induzierender Hochenergiestrahlung
DE102015100371A1 (de) Anpassungsmechanismus für Rundlauf und dynamisches Gleichgewicht eines drehenden Werkzeugs
EP3624978A1 (de) Messung von kenngrössen eines feinbearbeitungswerkzeugs
DE112018000643T5 (de) Wärmebehandlungseinrichtung, wärmebehandlungsverfahren und verfahren zum herstellen einer halbleitervorrichtung
EP1222055B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum prüfen einer schneidengeometrie eines drehantreibbaren werkzeugs
DE10302531B4 (de) Messeinrichtung und Messverfahren für Elektromotoren
DE10035340B4 (de) Verfahren zum dynamischen rechnergesteuerten Auswuchten einer Welle
DE4024519A1 (de) Verfahren zur laserbearbeitung eines werkstueckes und vorrichtung zu seiner durchfuehrung
DE19828498A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Unwuchten an rotierenden Körpern
DE102016112924A1 (de) Werkzeugmaschineneinheit mit einer Werkzeug-Spannvorrichtung
DE69113268T2 (de) Laserdetektor.
DE19928989C1 (de) Verfahren zum Verringern der Taumelbewegung bei einem frei schwebend gelagerten, sich drehenden Rotorkörper und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102008055977A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Verformung eines rotierenden spanenden Werkzeugs
EP0168514A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Stillsetzen eines rotierenden Körpers
EP1857847B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Justage eines optischen Drehübertragers
DE102005043659B4 (de) Verfahren zur Kontrolle eines drehantreibbaren Werkzeugs
DE10305876B4 (de) Laserabtragprozess und Vorrichtung zur Durchführung des Prozesses
DE102021127917A1 (de) Verfahren und System zum Einstellen einer Referenzstrecke eines OCT-Systems
DE10013035A1 (de) Vorrichtung sowie Verfahren zum Auswuchten einer Welle während der Rotation der Welle
DE102008011540B4 (de) Verfahren zum zentrierten Montieren einer ersten Komponente an einer zweiten Komponente
DE2705217C3 (de) Vorrichtung zur Beseitigung der Unwucht eines um eine Drehachse umlaufenden Rotors

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): CN JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
AK Designated states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): CN JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP