DE102006062126A1 - Rotationswerkzeug, Verfahren zur Schwingungsdämpfung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Rotationswerkzeug, Verfahren zur Schwingungsdämpfung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/18Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using electric, magnetic or electromagnetic means

Abstract

Die Erfindung betrifft ein schwingungsgedämpftes Rpfung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bekannte Rotationswerkzeuge so zu verbessern, dass die von ihnen ausgehenden Schallemissionen deutlich geringer sind als die von herkömmlichen Rotationswerkzeugen und wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Rotationswerkzeug, das einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Grundkörper mit einer Rotationsachse umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass am Grundkörper mindestens ein Aktor zur Schwingungsanregung des Grundkörpers vorgesehen ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung derartiger Rotationswerkzeuge sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, wird gelöst durch ein Verfahren, bei dem schwingungsbedingte Verformungen des Rotationswerkzeugs messtechnisch erfasst, aus den erfassten Messdaten ein Kompensationssignal erreichnet und das Kompensationssignal an einen am Rotationswerkzeug angeordneten Aktor übertragen wird und durch eine Vorrichtung, die mindestens eine Verformungsmesseinrichtung zur Erfassung einer Verformung des Rotationswerkzeugs, mindestens eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Berechnung eines Kompensationssignals sowie mindestens eine Signalübertragungseinrichtung zur Übertragung eines Kompensationssignals an einen Aktor umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein schwingungsgedämpftes Rotationswerkzeug, ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Spanabhebende Rotationswerkzeuge, wie beispielsweise Kreissägeblätter oder Scheibenfräser haben einen rotationssymmetrischen, im Wesentlichen kreisförmigen Grundkörper mit einer Rotationsachse, wobei an der Peripherie des Grundkörpers eine Vielzahl von Schneiden zur spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks angeordnet ist. Die Rotationsachse ist dabei eine den Mittelpunkt des kreisförmigen Grundkörpers durchstoßende, gedachte Linie, um die das Rotationswerkzeug im Betrieb rotiert. Dies wird meist dadurch realisiert, dass in der Mitte des Grundkörpers eine Bohrung zur Befestigung des Rotationswerkzeugs auf einer Welle vorgesehen ist; seltener dadurch, dass am Grundkörper selbst ein- oder beidseitig Wellenstummel zur Einspannung in entsprechenden Spannwerkzeugen vorgesehen sind. Bei der Benutzung solcher Rotationswerkzeuge geraten die an der Peripherie des Grundkörpers angeordneten Schneiden nacheinander mit dem zu bearbeitenden Werkstück in Eingriff. Hierdurch wird das Rotationswerkzeug zu mechanischen Schwingungen im Bereich des hörbaren Schalls angeregt. Die Schallemissionen derartiger Rotationswerkzeuge stellen für den Verwender eine Gesundheitsgefährdung dar, da sie zu bleibenden Gehörschäden führen kön nen. Aufgrund ihres Schwingungsverhaltens trifft dies insbesondere für scheibenförmige Rotationswerkzeuge, das heißt Rotationswerkzeuge, deren Breite wesentlich geringer ist als ihr Durchmesser, zu.
  • Beispielsweise kann der Schalldruckpegel konventioneller Sägeblätter beim Sägen von Holz 85 dB(A) und mehr, beim Sägen von Stein über 100 dB(A) erreichen. Zur Verringerung dieser gesundheitsgefährdenden Schallemissionen von Sägeblättern sind neben schalldämmenden Maßnahmen an den Gehäusen der entsprechenden Maschinen, beispielsweise der Auskleidung mit Schaumstoffmatten, verschiedene Lösungen bekannt:
    Ein bekanntes schwingungsgedämpftes Kreissägeblatt weist mittels eines Laserstrahls in den Grundkörper geschnittene Einschnitte auf, die die Ausbreitung von Schwingungen im Sägeblätter verhindern und durch die bei gegenseitiger Berührung der Schnittflanken auftretende Reibung schwingungsdämpfend wirken sollen. Weiterhin ist es bekannt, in den Grundkörper des Sägeblattes Nieten einzubringen, an deren Grenzflächen ebenfalls Reibung entstehen soll, um Schwingungen des Sägeblatts zu dämpfen. Kombinationen von Lasereinschnitten mit Nieten sind ebenfalls bekannt. Ein dritter Ansatz sieht vor, Sägeblätter mehrschichtig auszuführen, wobei eine innere Kunststoffschicht, die für die Schwingungsdämpfung zuständig ist, zwischen zwei äußeren Stahlschichten, die die nötige Festigkeit aufweisen, eingeschlossen ist.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, bekannte Rotationswerkzeuge so zu verbessern, dass die von ihnen ausgehenden Schallemissionen deutlich geringer sind als die von herkömmlichen Rotationswerkzeugen. Weiterhin stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung derartiger Rotationswerkzeuge sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch einen Rotationswerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 22. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Das erfindungsgemäße Rotationswerkzeug umfasst einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Grundkörper mit einer Rotationsachse und ist dadurch gekennzeichnet, dass am Grundkörper mindestens ein Aktor zur Schwingungsanregung des Grundkörpers vorgesehen ist. Unter einem Aktor soll im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein Stellglied zur Erzeugung einer Bewegung, insbesondere einer mechanischen Schwingung verstanden werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Aktoren rotationssymmetrisch um die Rotationsachse des Grundkörpers angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, Schwingungen des Grundkörpers an mehreren Stellen gleichzeitig zu beeinflussen und auf diese Weise die schwingungsdämpfende Wirkung zu erhöhen.
  • Vorteilhaft ist mindestens ein Aktor so angeordnet, dass seine Wirkrichtung parallel zur Rotationsachse des Grundkörpers verläuft. Eine derartige Anordnung eines Aktors ist insbesondere zur Kompensation von Schwingungen geeignet, die quer zur Scheibenebene des Grundkörpers auftreten. Weiter vorteilhaft ist mindestens ein Aktor so angeordnet, dass seine Wirkrichtung tangential zur Rotationsachse des Grundkörpers verlauft. Diese Anordnung eines Aktors ermöglicht die Kompensation des Einflusses der am Rand des Grundkörpers angeordneten Schneiden, da die bei der Berührung mit dem Werkstück auf die Schneiden auftretenden Kräfte ebenfalls in tangentialer Richtung wirken. Ebenfalls vorteilhaft ist mindestens ein Aktor so angeordnet, dass seine Wirkrichtung radial zur Rotationsachse des Grundkörpers verläuft, so dass durch Betätigung dieses Aktors Schwingungen in radialer Richtung des Grundkörpers kompensiert werden können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass am Grundkörper eine Mehrzahl von Aktoren angeordnet ist, wobei jeweils zwei oder drei Aktoren mit unterschiedlicher Wirkrichtung in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind. Hierdurch wird es möglich, an mehreren Stellen des Grundkörpers Verformungen aufgrund von Schwingungen in mehr als einer Wirkrichtung zu beeinflussen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Aktor mindestens zwei Wirkrichtungen aufweist. Derartige Aktoren mit mehr als einer Wirkrichtung verringern die Komplexität des erfindungsgemäßen Rotationswerkzeugs und damit seine Herstellungskosten. Darüber hinaus kann das Schwingungsverhalten des Grundkörpers exakter beeinflusst werden.
  • Die Anordnung der Aktoren kann beispielsweise so vorgenommen werden, dass mindestens ein Aktor in einer im Grundkörper dafür vorgesehenen Vertiefung angeordnet ist. Dabei können mehrere Aktoren in derselben Vertiefung angeordnet sein. Vorteilhaft ist die Vertiefung verschlossen, so dass der oder die Aktoren in einem Hohlraum angeordnet sind. Unter der Ausführungsform mit einer verschlossenen Vertiefung, die einen Hohlraum bildet, sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung auch mehrschichtige Grundkörper, beispielsweise Grundkörper aus zwei einen Hohlraum einschließenden Stahlschichten, aber auch so genannte Sandwich-Sägeblätter verstanden werden, bei denen zwischen zwei äußeren Stahlschichten eine mittlere Kunststoffschicht vorgesehen ist.
  • Demgemäß ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass im Inneren des Rotationswerkzeugs ein schwingungsdämpfender Kern vorgesehen ist. Dieser Kern kann vorteilhaft aus einem Polymer oder einem anderen Werkstoff mit guten schwingungsdämpfenden Eigenschaften bestehen. Bei dieser Ausgestaltung kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass mindestens ein Aktor direkt auf oder in dem Kern angeordnet ist. Unter einer Anordnung des Aktors im Kern sollen beispielsweise Ausführungsformen verstanden werden, bei denen der Aktor ohne Kontakt zu den äußeren Schichten des Grundkörpers in den Kern eingebettet ist, aber auch Ausführungsformen, bei denen der Aktor vom Material des Kerns umgeben ist, aber dennoch mit mindestens einer äußeren Schicht des Grundkörpers Kontakt hat.
  • Aktoren, die in der Lage sind, eine mechanische Schwingung zu erzeugen, sind an sich bekannt. Beispielsweise gibt es piezoelektrische und elektrostriktive Aktoren, bei denen jeweils die Verformung eines Festkörpers durch Anlegen einer elektrischen Spannung erzielt wird, und magnetostriktive Aktoren, bei denen die Verformung des Festkörpers durch Anlegen eines magnetischen Feldes hervorgerufen wird. Für die Verwendung im erfindungsgemäßen Rotationswerkzeug hat es sich als besonders günstig herausgestellt, dass mindestens ein Aktor magnetostriktiv wirkt. Der Aktor kann auf diese Weise berührungslos und kontaktlos erregt werden, indem von außen ein magnetisches Wechselfeld angelegt wird.
  • Zur Lösung der Aufgabe der Erfindung wird weiterhin das nachfolgend beschriebene Verfahren vorgeschlagen.
  • Erfindungsgemäß werden bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen eines Rotationswerkzeugs schwingungsbedingte Verformungen des Rotationswerkzeugs messtechnisch erfasst, aus den erfassten Messdaten ein Kompensationssignal errechnet und das Kompensationssignal an einen am Rotationswerkzeug angeordneten Aktor übertragen. Die gemessene Verformung des Rotationswerkzeugs lässt Rückschlüsse auf die Schwingungen des Grundkörpers zu, die kompensiert werden müssen, um eine Verringerung der vom Rotationswerkzeug ausgehenden Lärmemission zu erreichen. Wenn die Schwingungen bekannt sind, lässt sich das Kompensationssignal errechnen. Dieses Kompensationssignal wird an den Aktor übertragen, der daraufhin selbst zu schwingen beginnt. Die Schwingungen des Aktors überlagern sich mit den Schwingungen des Grundkörpers und werden auf diese Weise abgeschwächt oder, abhängig von der Qualität der Regelung, ausgelöscht.
  • Um eine möglichst starke Abschwächung der Schwingungen des Grundkörpers des Rotationswerkzeugs zu erzielen ist es vorteilhaft, dass lokale Verformungen an mehreren Messstellen des Rotationswerkzeugs in wiederkehrender Reihenfolge erfasst werden, für jede Messstelle ein Kompensationssignal errechnet und jedes Kompensationssignal einem an der jeweiligen Messstelle angeordneten Aktor zugeleitet wird.
  • In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass bei der Berechnung des Kompensationssignals für einen Aktor die Verformung des Rotationswerkzeugs an der Position dieses Aktors vom Zeitpunkt der Erfassung auf den Zeitpunkt des Wirksamwerdens dieses Aktors extrapoliert wird. Da die Berechnung des Kompensationssignals eine gewisse Zeit benötigt, wird der Aktor als Reaktion auf einen bestimmten Verformungszustand mit einem zeitlichen Versatz erregt, so dass sich der Verformungszustand des Grundkörpers in der Zwischenzeit bereits verändert haben kann. Um eine möglichst gute Kompensation zu erzielen, ist es daher vorteilhaft, das Kompensationssignal für den zum Zeitpunkt des Aktivwerdens des Aktors vorliegenden Verformungszustand zu berechnen. Dieser Verformungszustand kann mit der Kenntnis des bisherigen Verformungsverhaltens durch Extrapolation ermittelt werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass in die Berechnung des Kompensationssignals für einen Aktor der Einfluss der anderen am Rotationswerkzeug vorhandenen Aktoren auf die Verformung des Rotationswerkzeugs an der Position dieses Aktors zum Zeitpunkt des Wirksamwerdens dieses Aktors einbezogen wird. Da die Schwingungen eines Aktors nicht auf den unmittelbaren Bereich der Anbringung dieses Aktors begrenzt sind, sondern sich auch auf weiter entfernte Bereiche des Grundkörpers auswirken, kann die Qualität der Kompensation dadurch erhöht werden, dass die Beeinflussung der Position eines Aktors durch die anderen Aktoren ermittelt und in die Berechnung des Kompensationssignals einbezogen wird.
  • Die für die oben beschriebene Extrapolation des Schwingungsverhaltens wie auch die gegenseitige Beeinflussung der Aktoren benötigten Daten können mit den an sich bekannten Methoden der Identifikation von Schwingungssystemen, beispielsweise einer experimentellen Modalanalyse, ermittelt werden.
  • Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Verformung des Rotationswerkzeugs durch eine optische Entfernungsmessung mittels einer Lasermesseinrichtung erfasst wird. Die Lasermesseinrichtung wird in einem definierten Abstand zum Grundkörper des Rotationswerkzeugs angeordnet und der aktuelle Verformungszustand durch Laufzeitmessung des Laserstrahls ermittelt.
  • Der aktuelle Verformungszustand kann mit größerer Genauigkeit ermittelt werden, wenn die optische Entfernungsmessung gleichzeitig an mehreren Messstellen durchgeführt wird. Hierzu ist gegebenenfalls die Anordnung mehrerer Lasermesseinrichtungen oder die Verwendung von Prismen, Spiegeln oder ähnlichen Umlenkeinrichtungen sinnvoll.
  • Da es sich bei den Rotationswerkzeugen, deren Schwingungen reduziert werden sollen, im allgemeinen um spanabhebende Werkzeuge handelt, ist es im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sinnvoll, dass im Bereich des Rotationswerkzeugs Verunreinigungen der Luft abgesaugt werden. Auf diese Weise wird verhindert, dass die durch das Rotationswerkzeug vom Werkstück abgetragenen Späne die Messungen verfälschen.
  • In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Kompensationssignal durch Anlegen eines magnetischen Wechselfelds an den Aktor übertragen wird. Hierdurch können am Rotationswerkzeug vorgesehene magnetostriktive Aktoren berührungslos und kontaktlos erregt werden.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die nachfolgend beschriebene Vorrichtung vorgeschlagen.
  • Die erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens umfasst mindestens eine Verformungsmesseinrichtung zur Erfassung einer Verformung des Rotationswerkzeugs, mindestens eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Berechnung eines Kompensationssignals sowie mindestens eine Signalübertragungseinrichtung zur Übertragung eines Kompensationssignals an einen Aktor.
  • Um eine berührungslose Ermittlung des Verformungszustands des Rotationswerkzeugs zu ermöglichen kann vorgesehen sein, dass die Verformungsmesseinrichtung eine Lasermesseinrichtung zur optischen Entfernungsmessung ist.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Datenverarbeitungseinrichtung mit mindestens zwei Verformungsmesseinrichtungen verbunden ist. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn eine gemeinsame Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise eine Regelungseinrichtungen, für mehrere Verformungsmesseinrichtungen vorgesehen ist, so dass die Verformung des Grundkörpers an mehreren Stellen gleichzeitig ermittelt werden kann.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass mindestens eine Datenverarbeitungseinrichtung mit mindestens zwei Signalübertragungseinrichtungen verbunden ist. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn eine gemeinsame Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise eine Regelungseinrichtungen für mehrere am Rotationswerkzeug vorhandene Aktoren vorgesehen ist und mehrere Aktoren gleichzeitig aktiv sein sollen.
  • Außerdem kann bei der Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Signalübertragungseinrichtung eine Felderzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfelds ist. Mit Hilfe einer derartigen Felderzeugungseinrichtung können magnetostriktive Aktoren berührungslos und kontaktlos erregt werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
  • 1 ein erfindungsgemäßes Rotationswerkzeug sowie eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und
  • 2 verschiedene Ausführungsbeispiele erfindungsgemäße Rotationswerkzeuge in geschnittener Darstellung.
  • Das in 1 dargestellte Rotationswerkzeug ist ein Kreissägeblatt, das einen runden scheibenförmigen Grundkörper 1 mit einer durch die Welle 4 verlaufenden Rotationsachse 2 und mehreren am Grundkörper 1 angeordneten Aktoren 3 zur Schwingungsanregung des Grundkörpers 1 umfasst. Der Grundkörper 1 ist auf einer Welle 4 angeordnet, die das Rotationswerkzeug antreibt.
  • Die Aktoren 3 sind bezüglich der Rotationsachse 2 des Grundkörpers 1 rotationssymmetrisch angeordnet, wobei ihre Wirkrichtung parallel zur Rotationsachse 2 des Grundkörpers 1, d. h. senkrecht zur Scheibenebene des Grundkörpers 1, verläuft.
  • Die Aktoren 3 sind in einem Hohlraum 10 des Grundkörpers 1 angeordnet, der von einem schwingungsdämpfenden Kern 5 ausgefüllt ist, der aus einem Polymer besteht. Der schwingungsdämpfende Kern 5 ist von äußeren Schichten des Grundkörpers 1 umschlossen, die aus Stahl gefertigt sind. Die Aktoren 3 sind auf dem Kern 5 angeordnet. Die Aktoren 3 wirken magnetostriktiv, d. h. sie beginnen zu schwingen, wenn ein magnetisches Wechselfeld angelegt wird.
  • Die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung des Rotationswerkzeugs umfasst eine Verformungsmesseinrichtung 6 zur Erfassung von Verformungen des Grundkörpers 1 des Rotationswerkzeugs, eine Datenverarbeitungseinrichtung 7 zur Berechnung eines Kompensationssignals sowie eine Signalübertragungseinrichtung 8 zur Übertragung eines Kompensationssignals an die Aktoren 3.
  • Die Verformungsmesseinrichtung 6 umfasst mehrere Lasermessein richtungen zur optischen Entfernungsmessung. Die Datenverarbeitungseinrichtung 7 ist mit den Lasermesseinrichtungen verbunden, so dass die von der Verformungsmesseinrichtung 6 gewonnenen Messwerte der Verformung als Eingangsgrößen der Berechnung des Kompensationssignals in die Datenverarbeitungseinrichtung 7 eingespeist werden.
  • Die Datenverarbeitungseinrichtung 7 ist darüber hinaus mit den Signalübertragungseinrichtungen 8 verbunden, die der Übertragung der Kompensationssignale von der Datenverarbeitungseinrichtung 7 zu den Aktoren 3 dienen. Die Verformungsmesseinrichtung 6 und die Datenverarbeitungseinrichtung 7 werden von einer Stromversorgungseinrichtung 12 gespeist.
  • In 2 sind verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rotationswerkzeugs im Halbschnitt dargestellt. Dabei führt die Rotationsachse 2 durch eine im Grundkörper 1 vorgesehene Befestigungsöffnung 9, die zur Befestigung des Rotationswerkzeugs auf einer Welle 4 vorgesehen ist.
  • Bei der Ausführungsform gemäß der linken Darstellung sind die Aktoren 3 in einer Vertiefung 10 des Grundkörpers 1 angeordnet. Die Aktoren 3 sind bei dieser Ausführungsform fast ungeschützt, so dass Beschädigungen der Aktoren 3 bei der Benutzung des Rotationswerkzeugs nicht ausgeschlossen werden können.
  • Bei der Ausführungsform gemäß der mittleren Darstellung sind die Aktoren 3 ebenfalls in einer Vertiefung 10 des Grundkörpers 1 angeordnet, jedoch ist die Vertiefung 10 durch eine Abdeckung 11 verschlossenen, so dass die Aktoren 3 vor äußeren mechanischen Einflüssen geschützt sind. Die Tiefe der Vertiefung 10 ist gering gehalten, um den Querschnitt des Grundkörpers 1 so wenig wie möglich zu schwächen. Dies führt jedoch auch dazu, dass die Aktoren 3 im Grundkörper 1 nicht mittig angeordnet sind.
  • Demgegenüber sind bei der Ausführungsform der rechten Darstellung die Aktoren 3 mittig im Grundkörper 1 angeordnet. Diese Ausgestaltung erfordert jedoch eine relativ tiefe, den Querschnitt des Grundkörpers 1 nicht unerheblich schwächende Vertiefung 10. Die Vertiefung 10 ist wiederum durch eine Abdeckung 11 verschlossen.
  • 1
    Grundkörper
    2
    Rotationsachse
    3
    Aktor
    4
    Welle
    5
    Kern
    6
    Verformungsmesseinrichtung
    7
    Datenverarbeitungseinrichtung
    8
    Signalübertragungseinrichtung
    9
    Befestigungsöffnung
    10
    Vertiefung
    11
    Abdeckung
    12
    Stromversorgungseinrichtung

Claims (26)

  1. Rotationswerkzeug, umfassend einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Grundkörper (1) mit einer Rotationsachse (2) und mindestens einem am Grundkörper (1) angeordneten Aktor (3) zur Schwingungsanregung des Grundkörpers (1).
  2. Rotationswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Aktoren (3) rotationssymmetrisch um die Rotationsachse (2) des Grundkörpers (1) angeordnet ist.
  3. Rotationswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aktor (3) so angeordnet ist, dass seine Wirkrichtung parallel zur Rotationsachse (2) des Grundkörpers (1) verläuft.
  4. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aktor (3) so angeordnet ist, dass seine Wirkrichtung tangential zur Rotationsachse (2) des Grundkörpers (1) verläuft.
  5. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aktor (3) so angeordnet ist, dass seine Wirkrichtung radial zur Rotationsachse (2) des Grundkörpers (1) verläuft.
  6. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aktor (3) mindestens zwei Wirkrichtungen aufweist.
  7. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aktor (3) in einer im Grundkörper (1) dafür vorgesehenen Vertiefung (10) angeordnet ist.
  8. Rotationswerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Aktoren (3) in derselben Vertiefung (10) angeordnet sind.
  9. Rotationswerkzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (10) verschlossen ist, so dass der oder die Aktoren (3) in einem Hohlraum angeordnet sind.
  10. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in seinem Innern ein schwingungsdämpfender Kern (5) vorgesehen ist.
  11. Rotationswerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (5) aus einem Polymer besteht.
  12. Rotationswerkzeug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aktor (3) direkt auf oder in dem Kern (5) angeordnet ist.
  13. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aktor (3) magnetostriktiv wirkt.
  14. Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen eines Rotationswerkzeugs, bei dem schwingungsbedingte Verformun gen des Rotationswerkzeugs messtechnisch erfasst, aus den erfassten Messdaten ein Kompensationssignal errechnet und das Kompensationssignal an einen am Rotationswerkzeug angeordneten Aktor (3) übertragen wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass lokale Verformungen an mehreren Messstellen des Rotationswerkzeugs in wiederkehrender Reihenfolge erfasst werden, für jede Messstelle ein Kompensationssignal errechnet und jedes Kompensationssignal einem an der jeweiligen Messstelle angeordneten Aktor (3) zugeleitet wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung des Kompensationssignals für einen Aktor (3) die Verformung des Rotationswerkzeugs an der Position dieses Aktors (3) vom Zeitpunkt der Erfassung auf den Zeitpunkt des Wirksamwerdens dieses Aktors (3) extrapoliert wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in die Berechnung des Kompensationssignals für einen Aktor (3) der Einfluss der anderen am Rotationswerkzeug vorhandenen Aktoren (3) auf die Verformung des Rotationswerkzeugs an der Position dieses Aktors (3) zum Zeitpunkt des Wirksamwerdens dieses Aktors (3) einbezogen wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung des Rotationswerkzeugs durch eine optische Entfernungsmessung mittels einer Lasermesseinrichtung erfasst wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Entfernungsmessung gleichzeitig an mehreren Messstellen durchgeführt wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Rotationswerkzeugs Verunreinigungen der Luft abgesaugt werden.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationssignal durch Anlegen eines magnetischen Wechselfelds an den Aktor (3) übertragen wird.
  22. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 14 bis 21, umfassend mindestens eine Verformungsmesseinrichtung (6) zur Erfassung einer Verformung des Rotationswerkzeugs, mindestens eine Datenverarbeitungseinrichtung (7) zur Berechnung eines Kompensationssignals sowie mindestens eine Signalübertragungseinrichtung (8) zur Übertragung eines Kompensationssignals an einen Aktor (3).
  23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungsmesseinrichtung (6) eine Lasermesseinrichtung zur optischen Entfernungsmessung ist.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Datenverarbeitungseinrichtung (7) mit mindestens zwei Verformungsmesseinrichtungen (6) verbunden ist.
  25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Datenverarbeitungseinrichtung (7) mit mindestens zwei Signalübertragungseinrichtungen (8) verbunden ist.
  26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalübertragungseinrichtung (8) eine Felderzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfelds ist.
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