DE1573495A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auswuchten,insbesondere von Kreiseln - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Auswuchten,insbesondere von Kreiseln

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DE1573495A1 DE19651573495 DE1573495A DE1573495A1 DE 1573495 A1 DE1573495 A1 DE 1573495A1 DE 19651573495 DE19651573495 DE 19651573495 DE 1573495 A DE1573495 A DE 1573495A DE 1573495 A1 DE1573495 A1 DE 1573495A1
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Dr-Ing E H Kurt Wilde
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Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
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Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
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    • G01M1/30—Compensating imbalance
    • G01M1/34—Compensating imbalance by removing material from the body to be tested, e.g. from the tread of tyres
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Description

Patentanmeldung p j 573 493 9 Fluggerätewerk Bodensee GmbH.
Verfahren und Vorrichtung zum Auswuchten, insbesondere von Kreiseln.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswuchten rotierender Körper insbesondere von Kreiseln, bei welchem von den abgegriffenen Unwuchtsignalen während des iyießlaufes materialabnehmende Mittel gesteuert werden, durch welch© solange "bei jeder Umdrehung des Kreisels eine Materialmenge abgenommen wird, bis die Unwuchtsignale einen be- " stimmten Pegel unterschreitene
Es sind Verfahren dieser Art bekannt, bei denen von den Wechselstrom-Unwuchtsignalen Funken oder Liakfbogen gesteuert werden, welche bei jedem Umlauf des Wuchtkörpers an einer Stelle^ an der eine Unwucht festgestellt wird, Material xfegbrennen oder verdampfen (USA-Patentschriften 2322 561, 2 346 975 sowie Patentschrift 9547 des isröes fu.r Erfindungs- und Patentwesen)« Bei diesen Verfahren und Auswuchtmaschinen wird jeweils relativ viel Material weggeforannt, was die Genauigkeit des Ausgleichs begrenzt Das ist besondere f^r extrem hochtourige läufer wi© Kreisel von Bedeutung.' Auch funktioniert dieses Verfahren nur bei- elektrisch leitenden Wuehtkörpern. Es sind Elektroden vorgesehen^ die unter hoher Spannung stehen«, was aus Gründen des Unfallschutzes unerwünscht
Es sind daher insbesondere zur Auswuchtung von Kreiseln schon Auswuchtmaschinen vorgesehen worden, bei denen di®
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Materialabnahme mittels eines Elektrodenstrahls erfolgt. Bei diesen Auswuchtmaschinen ist aber ein recht erheblicher technisc&er Aufwand erforderlich, weil dann die Auswuchtung im Hochvakuum erfolgen muß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Auswuchtverfahren und eine Auswuchtmaschine der vorliegenden Art zu schaffen, bei welcher mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand ein© sehr genaue und feinfühlige Attswuchtung vorg©nommen werden kann.
Das erfindungsg©mäßs Verfahren ist dadurch gekenn— zeichnet^ daß die Materialabnahm® mittels eines "von den Unwucht signal en. gesteuerten Lasers erfolgt.
Is hat sich gezeigt, daß man mit dem Laser Lichtblitze erzeugen kann,, mit denen jeweils Materialmengen in der G-röS®noranung von Milligramm abgebrannt oder verdampft weröQn können. Es läßt sich also ein sehr feinfühliger UntTticlitausgleich erzielen,,, Dabei kann 'die Aiiswuchtung aber durchaus in &@r Atmosphäre erfolgen. Es ist keine Hoehvakmam^Aiilage erforderliche Der Wuchifckörptr oder dl® TJucbiikörper olse rf lach© "braucht nicht aus Metall zu" ibssteheHo Es sind keine freiiiegendeia Hoehspannungstei« Ie
Ein AusführungsliGispiel d©r Erfindiaag ist in diang schomatisch dargestellt mnd im folgenden "buns
BAD ORIGINAL
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Ein Wuchtkörper 1 in Gestalt eines Kreiselrotors ist bei 2 und 3 in Lagern gelagert» welche durch Federn 4 bzw. b an kraftmessende Geber b bzw. 7 angedrückt werden. Die Lager 2, 5 können gegebenenfalls auch frei schwingen, wobei die Geber dann die Schwingwege messen.
Die Geberspannungen werden dann einer Schaltungsanordnung Ö zugeführt, welche
1. Signale entsprechend der statischen und der dynamischen Unwucht des Wuchtkörpers erzeugts
2. eine stellgröße auf ein Stellglied y f.,r einen Spiegel 10 liefert, durch welchen der Laserstrahl auf die verschiedenen Ausgleichsebenen umschaltbar ist (Ausgang 11)
3. und periodische Unwuchtsignale entsprechend der statischen oder dynamischen Unwucht des Wuchtkörpers 1 in Übereinstimmung mit der Stellung des Spiegels 10 von Ausgang 12.
Die Ausgangssignale vom Ausgang 12 werden einer Schaltung 13 zugeführt, welche prüft, ob die Signale einen vorgegebenen Schwellwert Überschreiten., welcher etwa der durch einen Laserblitz abnehmbaren Materialmenge entspricht, und in diesem Fall Steuerimpulse für den Laser erzeugt. Diese Steuerimpulse gelangen auf eine Koinzidenzschaltung 14-» deren Funktion noch beschrieben wird.
BAD OSTtQiMM* _ 4. _
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Der Laser enthält einen Rubinstab 15, der in einer Brennlinie eines elliptischen Zylinders 16 angeordnet ist. In der anderen Brennlinie des Zylinders 16 sitzt eine langgestreckte Gasentladungs-Blitzlampe 17, 'Xenon-Thallium-Lampe, die an der Spannung eines nicht im einzelnen dargestellten Speicherkondensators anliegt, welcher in einem Kondensator- und Ladegerätteil 18 angeordnet ist. Die Blitzröhre kann vom einer Zündelektrode 19 gezündet werden, wenn auf diese von einer Zündeinheit 20 eine Spannungsspitze gegeben wird. Der Rubinstab 15 hat zwei plangeschliffene Stirnflächen und sitzt mit diesen zwischen zwei Planspiegeln 21 und 22 (ReGonatorplatten), von denen der Spiegel 21 halbdurchlässig ist. Zwischen dem Rubinstab 15 und dem Spiegel 22 sind ein Polarisator 23 sowie ein elektrisch gesteuertes Polarisationsglied, beispielsweise in Gestalt einer Kerr-Zelle oder tines elektrooptischen Kristalls vorgesehen. Solange eine Spannung an dem elektrisch gesteuerten Polarisationsglied anliegt, sind die Polarisationsrichtungen vom Polarisator 23 und Polarisationsglied 24 gekreuzt zueinander, so daß durch diese Kombination kein Licht hindurchtreten kann. Wenn dagegen die Spannung von der Kerr-Zelle o. dgl. weggenommen wird, dann kann das polarisierte Licht des Polarisators ungehindert durch diese hindurchgehen. Es handelt sich also bei der Kombination von Polarisator 23 und Polarisationsglied 24 praktisch um einen elektrisch gesteuerten trägheitslosen Verschluß. Durch einen Blitz der Lampe 13 werden Elektronen in dem Rubinstab
BAD 009833/0228
auf ein höheres Energieniveau angeboten. Aus diesem Energieneveau fallen sie zunächst unter Fluoreszenz mill einer relativ geringen Halbwert zeit auf ein Zwisohenniveau, aus welchem sie allein nur mit einer relativ langen Halbwertzeit in den Grundzustand zurückkehren. Sie kehren jedoch in den Grundzustand unter Lichtemission zurück, wenn sie hierzu durch Licht der zu emittierenden Wellenlänge angeregt werden. Wenn nun durch die Kerr-Zelle o. dgl. 24 der Lichtdurchgang zu dem Spiegel 22 frei gegeben wird, dann wird das immer vorhandene spontan emittierte Licht mit der dem Übergang entsprechenden Wellenlänge zwischen den Spiegeln 21 und 22 hin- und .herreflektiert und löst kettenreaktionsartig den Übergang der angeregten Elektronen in den Grundzustand aus. Es entsteht ein scharf gebündeltes paralleles und monochromatisches Strahlenbündel.
Dieses Bündel tritt als Lichtblitz von extrem kurzer Dauer auf, dessen Leistung jedoch ebenso extrem hoch ist. Dieses blitzartige Lichtbündel kann dann beim Auftreffen auf die Oberfläche des Wuchtkörpers 1 eine gewisse geringe Menge Material verdampfen oder verspritzen.
Wenn der Speicherkondensator des feile 8 aufgeladen ist, dann gibt er über Leitung 25 eine entsprechende Information an die Koinzidenzstufe 14-· Diese gibt zunächst über die Leitung 26 einen Impuls zum Zünden des Blitzes der Lampe 17, wodurch ein Geber 27 über
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dit Zündeinrichtung 20 den Lampenblitz auslöst und der Rubinstab 15 angeregt wird· Gleichzeitig wird ein Bereitschaftesignal auf einen schnellen elektronischen Spannungsabsehalter 28 gegeben« Eine gewisse kurze Zeit von etwa 1 Millisekunde nach der Blitzaus·» lösung wird über die Leitung 29 der aus dem Unwuchtsignal abgeleitete Schaltiiipuls für die Kerr-Zelle und den Laser-Blitz auf den Abschalter 28 gegeben. Dadurch wird dann die Spannung von der Kerr-Zelle 24 abgeschaltet und damit in der beschriebenen Welse der Laser-Blitz ausgelöst· Dieser Laser-Blitz trifft stets auf eine ganz bestimmte, der Unwucht an dem Wuchtkörper 1 entsprechende Stelle auf· Es wird so lange geblitzt und damit Material weggenommen, bis die jeweilige Unwucht ausgeglichen ist und das Unwuchtsignal in der Schaltungsanordnung 8 den besagten Schwellwert unterschreitet·
Der durch das Stellglied 9 verschwenkbare Spiegel lenkt den Laser-Strahl, wie dargestellt, wahlweise auf die Punkte 30, 31 oder 32.
Im letzteren Falle steht er einfach parallel zu dem Strahl. In dem ersten Fällen wird der Laser-Strahl durch feststehende Planspiegel 33 oder 34 auf den Wuchtkörper 1 umgelenkt· Das parallele Lichtbündel des Lasers wird durch Objektive 35, 36, 37 auf den Wuchtkörper fokussiert. Damit nicht die Frontlinsβ der mehrlinsigen Objektive (die hier schematiech als einfache Linsen dargestellt sind) durch das energie-
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reicht Lichttündel in Mitleidenschaft gezogen wird, wird das Liohtfcündel vorher in an sich "bekannter Weise durch ein streuendes optisches Glied 38, 39 bzw. 40 auseinandergefächert, so daß es sich auf die gesamte Apertur des saanelnden Objektivs verteilt·
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zum Auswuchten rotierender Körper, ine» besondere von Kreiseln» bei welchem von den abgegriffenen Unwuchteignalen während des Meßlaufee materialabnehmende Mittel gesteuert werden, durch welche solange bei jeder Umdrehung des Kreisele eine Materialmenge abgenommen wird, bis die Unwuchtsignale einen bestimmten Pegel unterschreiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialabnähme mittels eines von den Unwuchteignalen geeteuerten Lasers erfolgt«
    2« Auswuchtmaschine zur Messung und zum Ausgleichen von Unwuchten währed des Laufens, mit Mitteln zur Erzeugung von unwuchtproportionalen Signalen und periodisch arbeitende materialabnehmende Mittel, die von den unwuchtproportionalen Signalen steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die materialabneh·* menden Mittel von einem Laser gebildet werden.
    3· Auswuchtmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl zur Umschaltung der Ausgleichsebenen über einen umschaltbaren Spiegel geleitet wird*
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    a» Q ·«
    4· Auswuchtmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung des Spiegels automatisch nach Maßgabe der unwuchtproportionalen Signale erfolgt.
    5. Auswuchtmaschine nach Anspruch 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet} daß der Laserstrahl auf einen verschwenkbaren Spiegel (10) geleitet wird, welcher in einer ersten Stellung den Laserstrahl nach der einen und in einer zweiten Stellung nach der anderen Seite ablenkt, während er in der dritten Stellung parallel zu dem Strahl steht und diesen geradlinig durchläßt.
    6· Auswuchtmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl bei der dritten Stellung des Spiegels zum Ausgleich statischer Unwuchten etwa zentral auf den Wuchtkörper (1) fällt, während er bei der ersten und zweiten Stellung des Spiegels über jeweils einen weiteren Umlenkspiegel (33, 34) zum Ausgleich dynamischer Unwuchten auf zwei axial gegeneinander versetzte Punkte (30, 31) des Wuchtkörpers 1 fällt.
    7· Auswuchtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet ι daß in den Strahlengang des Laserstrahls fokussierende optische Glieder (35, 36, 37) eingeschaltet sind«
    - 10 *
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    - ίο -
    8. Auswuchtmaschine nach. Anspruch. 7, dadurch gekennzeichnet, daß die fokussierenden optischen Glieder ein zerstreuendes (38, 39» 40) und ein nachgeschaltetes sammelndes Glied (35, 36, 37) aufweisen.
    9« Auswuchtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser in bekannter Weise einen durch einen lichtilitz anregbaren Kristall (15) aufweist, vor dessen Stirnflächen Planspiegel (21, 22) angeordnet sind, von denen einer teildurchlässig ist, und daß zwischen dem Kristall (15) und dem einen Planspiegel (22) ein Polarisator (23) sowie ein von den UnwuchtSignalen elektrisch gesteuertes Polarisationsglied (24) angeordnet sind.
    10. Auswuchtmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das hesagte Polarisationsglied (24) eine Kerr-Zelle ist.
    11· Auswuchtmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Polarisationsglied (24) ein elektrooptischer Kristall ist·
    12· Auswuchtmaschine nach einem der Ansprüche 9 'tis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Lichtblitzes in 'bekannter Weise eine GasentladungswBlitzröhre (17) rorgesehen ist, über welche sich ein von einem ladegerät (18) aufgeladener Speicherkondensator entlädt, und daß die Unwuchtsignale über eine
    - 11
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    το» Ladezustand des Speicherkondensators steuerbaren Koinzidenzschaltung (14) geleitet werden, Wiche nach Auffassung des Kondensators die Blitzröhre (17) zündet und eine vorgegebene kurze Zeit 1 ns danach ein Unwuchtsignal zu den elektrisch gesteuerten Polariiationsglied (24) durchläßt, welches die Spannung τοη diesem abschaltet, so daß der laser einen Lichfblitz aussendet·
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