DE10013035A1 - 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 WelleInfo
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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 Länge 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
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 unsym
metrische Massenverteilung zur Drehachse ergibt und oft erhebliche Un
wuchtkräfte 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 ge
genüber der festgestellten Unwuchtposition ein Ausgleich der Unwucht
masse erreicht werden. Nach einer zweiten Methode zum Auswuchten
wird die Unwuchtmasse direkt an der Unwuchtposition durch Materialab
trag (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
triebsdrehzahl zur Beurteilung des Auswuchtserfolgs hochgefahren wer
den. 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 er
heblicher 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 Patentan
sprüchen 2-8 beschrieben. Für das Verfahren wird die Aufgabe durch die
Merkmale des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Verfahrensvarianten
werden in den Patentansprüchen 10-19 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 Laser
quelle eine ausreichende Ausgangsleistung, um in der kurzen Perioden
dauer einer Wellenumdrehung einen Materialabtrag an der jeweiligen
Auswuchtstelle zu bewirken.
Um eine ausreichende Ausgangsleistung zu erzielen, werden zur Mate
rialbearbeitung 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 Auswucht
stelle ein Materialabtrag innerhalb eines Auswuchtwinkels erfolgen würde.
Deshalb erfolgt eine Modulation des Laserstrahls zur Erzeugung eines
Auswuchtimpulses innerhalb einer Auswuchtimpulsdauer. Diese Aus
wuchtimpulsdauer ist kürzer als die Periodendauer einer Wellenumdre
hung, wobei sich der während der Auswuchtimpulsdauer ausgesendete
Auswuchtimpuls des Laserstrahls aus einer Aneinanderreihung einer Viel
zahl einzelner Laserpulse zusammensetzt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist an der erfindungsgemäßen Vor
richtung mindestens ein Sensor zur Feststellung von Unwuchtdaten der
rotierenden Welle (z. B. ein Abstandssensor zur Feststellung einer Tau
melbewegung) vorgesehen. Ergänzend kann mindestens ein Beschleuni
gungsaufnehmer 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 Zusammenfüh
rung 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 Modula
tionsvorrichtung 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 Un
wuchtdaten der Welle, des Beschleunigungsaufnehmers und/oder des
Hallsensors über einen Meßverstärker aufbereitet und/oder eine Auswer
tevorrichtung zur Verarbeitung von Meßgrößen mit der Steuer- und/oder
Regelvorrichtung verbunden.
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 er
reichen (2. Schritt).
Diese beiden Schritte können mehrmals nacheinander durchlaufen wer
den und nach Art eines Regelkreises miteinander verknüpft sein.
Dabei wird eine gepulste Laserquelle mit zusätzlich moduliertem Laser
strahl verwendet. Durch entsprechende Auswahl und/oder Veränderung
z. B. von Auswuchtimpulsdauer und Phasenlage (Phasenwinkel) des Aus
wuchtimpulses des Laserstrahls innerhalb der Auswuchtperiodendauer
des Laserstrahls kann während der Rotation der Welle an der festgestell
ten 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 Vor
richtung gehen aus den Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren
hervor. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Auswuchten einer Welle mit einer Laser
quelle,
Fig. 2 eine Ansicht A der Welle nach Fig. 1,
Fig. 3 eine erste Darstellung des Auswuchtimpulses des Laser
strahls sowie
Fig. 4 eine weitere Darstellung des Auswuchtimpulses des La
serstrahls.
Fig. 1 zeigt eine schnelldrehende Welle 1, mit einer Drehfrequenz fw zwi
schen etwa 0,5-3 kHz. Am Ende der Welle 1 ist ein Wellenabsatz 21 an
gebracht. Am Wellenabsatz 21 kann z. B. umfangsseitig ein Polygonspie
gel angebracht sein, um bei einem späteren Einbau der Weile 1 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 Drehfre
quenz fw der Welle 1 gemessen. An der Lagerung 7 sind Beschleuni
gungsaufnehmer 8, 9 angebracht, welche die jeweiligen aufgrund der Un
wucht 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 Unwucht
schwingung 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 ei
ne Taumelbewegung des Wellenabsatzes 21 feststellt, bei der Feststel
lung der Unwuchtposition(en) einfließen.
Die Beschleunigungsaufnehmer 8, 9, der Sensor 10 sowie der Hallsensor
11 sind mit einem Meßverstärker 16 zur Aufbereitung der jeweiligen Sen
sordaten 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. CO2-Laser)
die Laserstrahlen 3, 4, 5 erzeugt werden. Durch Veränderung z. B. der
Auswuchtimpulsdauer Δti, der Auswuchtperiodendauer Ti sowie des Pha
senwinkels Δα des Einsatzzeitpunkts des Auswuchtimpulses (vgl. Fig. 3
und 4) werden die Laserstrahlen 3, 4, 5 entsprechend adjustiert, um zu er
reichen, daß die Laserstrahlen 3, 4 und/oder 5 der Laserquelle 2 an den
ermittelten Auswuchtstellen 18, 19 und/oder 20 den gewünschten Mate
rialabtrag 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 Modulationsvor
richtung 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 La
serstrahlen 3, 4 und/oder 5 wird eine Verminderung der Unwucht der
Welle 1 durch die angebrachten Sensoren 8, 9, 10 und/oder 11 festge
stellt. 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 auto
matisch eine Beseitigung der festgestellten Unwucht erreicht werden.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht A des Wellenabsatzes 21 mit einer Auswucht
stelle 20 innerhalb des Auswuchtwinkels ϕ. Die Auswuchtstelle 20 er
streckt sich flächig innerhalb des Auswuchtwinkels ϕ über einen Teilbe
reich 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 die
sem 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 La
serimpuls mit der Auswuchtperiodendauer Ti dargestellt. Innerhalb der
Auswuchtimpulsdauer Δti wird die Laserquelle 2 moduliert gepulst, so daß
ein Auswuchtimpuls mit erhöhter Intensität I entsteht, der zum Materialab
trag an der Welle 1 führt.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren sind nun u. a. die Aus
wuchtperiodendauer Ti des Laserstrahls und die Periodendauer Tw einer
Wellenumdrehung bzw. die zugehörigen Auswuchtfrequenzen fi = Ti -1 und
fw = Tw -1 aufeinander abzustimmen.
Gemäß einer ersten Verfahrensvariante stimmen Auswuchtfrequenz fi des
Laserstrahls sowie Drehfrequenz fw der Welle überein. Da entsprechend
der Abbildung nach Fig. 3 der Materialabtrag des Laserstrahls nur wäh
rend einer Auswuchtimpulsdauer Δti auftritt und gilt Δti < Ti, 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 fi des Laser
strahls betragen, wodurch erreicht wird, daß nicht bei jeder Wellenumdre
hung ein Materialabtrag stattfindet und ein zu schneller oder unkontrollier
barer Materialabtrag vermieden wird.
Bei einer vorteilhaften Verfahrensvariante beträgt die Auswuchtimpuls
dauer Δti des Laserstrahls höchstens etwa 65% der Auswuchtperioden
dauer Ti des Laserstrahlimpulses. Wenn die Auswuchtimpulsdauer Δti des
Laserstrahls etwa 20% der Auswuchtperiodendauer Ti des Laserstrahlim
pulses beträgt, kann ein besonders präziser Materialabtrag an der Welle
erfolgen.
Eine besonders hohe Wuchtgüte ergibt sich, wenn die Auswuchtimpuls
dauer Δti 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 Pro
dukt aus Drehfrequenz fw der Welle, Auswuchtimpulsdauer Δti des Laser
strahls und Auswuchtwinkel ϕ höchstens etwa 100 Winkelgrad beträgt. Ei
ne besonders hochwertige Auswuchtung wird erreicht, wenn das genannte
Produkt etwa 60 Winkelgrad beträgt.
Insgesamt wird damit erreicht, daß die Unwuchtmassen an der aufgefun
denen Auswuchtstelle durch ein Minimum an Materialabtrag beseitigt wer
den, um keine Festigkeitsschwächung der Welle und eine damit verbun
dene 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 Flieh
kräfte 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 Drehzahl
fenster eine ordentliche Wuchtgüte erreicht wird. Ansonsten werden Dreh
zahlbereiche 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 uner
wünscht ist, da sich die tatsächlichen Unwuchtmassen an den Auswucht
stellen regelmäßig flächig über die Oberfläche der Welle verteilen.
Ein punktförmiger Materialabtrag durch den Laserstrahl würde zu unsym
metrischen 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 Auswucht
stellen ermittelt. Aufgrund der Auswertung dieser Sensorikdaten kann die
Phasenlage des Laserstrahls innerhalb der Auswuchtperiodendauer Ti, al
so 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 Aus
wuchtimpulses von beiden Seiten her einzugrenzen. Hierzu wird der Pha
senwinkel Δα des Einsatzzeitpunkts des Auswuchtimpulses innerhalb der
Auswuchtperiodendauer Ti des Laserstrahls verändert. Die Veränderungs
schritte dürfen nicht zu klein gewählt werden, da die Meßergebnisses der
Sensorik Schwankungen unterliegen, die durch Meßungenauigkeit, Verar
beitungsfehler 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 Verände
rungsschritte des Phasenwinkels Δα nicht zu groß gewählt werden, da
hierdurch die Orte, an denen der Laserstrahl die Welle beaufschlagt, be
abstandet voneinander angeordnet sind. Zu große Veränderungen des
Phasenwinkels Δα führen zu unerwünschten beabstandeten punktförmi
gen Materialabträgen an der Welle. In diesem Zusammenhang wird in ei
ner vorteilhaften Verfahrensvariante der Phasenwinkel Δα in Schritten von
maximal etwa Δα = 120 Winkelgrad verändert (vgl. Fig. 4).
1
Welle
2
Laserquelle
3
,
4
,
5
Laserstrahl
6
Steuer- und/oder Regelvorrichtung
7
Lagerung
8
,
9
Beschleunigungsaufnehmer
10
Sensor
11
Hallsensor
12
Modulationsvorrichtung
13
Laserpuls
14
Wellenleiter
15
optische Vorrichtung
16
Meßverstärker
17
Auswertevorrichtung
18
,
19
,
20
Auswuchtstelle
21
Wellenabsatz
22
Ringfläche
23
Breite
24
Motor
fi
fi
Auswuchtfrequenz
Ti
Ti
Auswuchtperiodendauer
fw
fw
Drehfrequenz der Welle
Tw
Tw
Periodendauer einer Wellenumdrehung
Δti
Δti
Auswuchtimpulsdauer
Δα Phasenwinkel des Einsatzzeitpunktes des Auswuchtimpulses des Laserstrahls
ϕ Auswuchtwinkel an der Welle
t Zeit
I Intensität
Δα Phasenwinkel des Einsatzzeitpunktes des Auswuchtimpulses des Laserstrahls
ϕ Auswuchtwinkel an der Welle
t Zeit
I Intensität
Claims (19)
1. Vorrichtung zum Auswuchten einer Welle (1) durch Materialabtrag
während der Rotation der Welle (1) mit
- - einer Laserquelle (2) zur Beaufschlagung der Welle (1) mit ei nem 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).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Sensor (10) zur
Feststellung von Unwuchtdaten der Welle (1) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Sensor (10) zur Feststellung
einer Taumelbewegung der Welle (1) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, wobei mindestens ein
Beschleunigungsaufnehmer (8, 9) zur Feststellung einer Schwin
gungsfrequenz der rotierenden Welle (1) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, wobei ein Hallsensor
(11) zur Feststellung der Drehfrequenz fw der Welle (1) vorgesehen
ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei eine Modula
tionsvorrichtung (12) zur Modulation eines Laserpulses (13) der La
serquelle (2) vorgesehen ist.
7. 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.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-7, wobei der Beschleuni
gungsaufnehmer (8, 9), Sensor (10) und/oder Hallsensor (11) über
einen Meßverstärker (16) und/oder eine Auswertevorrichtung (17) mit
der Steuer- und/oder Regelvorrichtung (6) verbunden ist.
9. Verfahren zum Auswuchten einer Welle durch Materialabtrag wäh
rend der Rotation der Welle, insbesondere Verfahren zum Betrieb ei
ner Vorrichtung zum Auswuchten einer Welle mit den Merkmalen der
Patentansprüche 1-8, wobei
- - die Lage mindestens einer Auswuchtstelle an der Welle festge stellt wird und
- - eine entsprechende Aktivierung einer Laserquelle zur Beauf schlagung der rotierenden Welle mit einem Laserstrahl zum Materialabtrag an der ermittelten Auswuchtstelle erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Feststellung der Lage der
Auswuchtstelle an der Welle durch Auswertung mindestens eines
Sensors erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Auswuchtfrequenz fi
des Laserstrahls zum Materialabtrag an der Welle mit der Drehfre
quenz fw der Welle übereinstimmt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Drehfre
quenz fw der Welle ein ganzzahliges Vielfaches der Auswuchtfre
quenz fi des Laserstrahls beträgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-12, wobei die Auswuchtim
pulsdauer Δti des Laserstrahls höchstens etwa 65% der Auswucht
periodendauer Ti des Laserstrahls beträgt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Auswuchtimpulsdauer Δti
des Laserstrahls etwa 20% der Auswuchtperiodendauer Ti des La
serstrahls beträgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-15, wobei die Auswuchtim
pulsdauer Δti des Laserstrahls mindestens etwa 0,8% und höch
stens etwa 70% der Periodendauer Tw einer Wellenumdrehung be
trägt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-15, wobei das Produkt aus
Drehfrequenz fw der Welle, Auswuchtimpulsdauer Δti des Laser
strahls und Auswuchtwinkel ϕ an der Welle höchstens etwa 100
Winkelgrad beträgt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Produkt aus Drehfrequenz
fw der Welle, Auswuchtimpulsdauer Δti des Laserstrahls und Aus
wuchtwinkel ϕ an der Welle etwa 60 Winkelgrad beträgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-17, wobei der Phasenwin
kel Δα des Einsatzzeitpunkts des Auswuchtimpulses des Laser
strahls innerhalb der Auswuchtperiodendauer Ti des Laserstrahls
verändert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Phasenwinkel Δα in Schrit
ten von maximal etwa 120 Winkelgrad verändert wird.
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