DE2032893A1

DE2032893A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auswuchten von Rotoren

Info

Publication number: DE2032893A1
Application number: DE19702032893
Authority: DE
Inventors: Richard 6081 Worfeiden. P Müller
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1970-07-02
Filing date: 1970-07-02
Publication date: 1972-01-05
Also published as: GB1304121A; SU424371A3; SU404286A3; US3755646A

Description

20328 Patentanwalt Dipl.-Phys.Gerhard Liedi 8 München 22 Steinsdorfstr.21-22 Tel.298462

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GEBR. HOFMANN KG/Darmstadt, Pallaswiesenstraße 72 Verfahren und Vorrichtung zum Auswuchten von Rotoren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auswuchten von Rotoren, wobei während der Rotation des Rotors die Unwucht schrittweise durch kurzzeitigen, periodischen Beschüß mit einem Laserstrahl hoher Intensität entfernt wird.

Es ist bekannt, einen Rotor während der Rotation und Drehung auszuwuchten, indem er an seiner schweren Stelle, an welcher sieh die Unwucht befindet, mittels eines scharf gebündelten Laserstrahles hoher Intensität kurzzeitig und periodisch beschossen wird. Die

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Laserimpulse werden hierbei immer gerade dann ausgelöst, v/enn die Unwuchtstelle des Rotors genau im Strahlengang des Laserstrahles liegt. Zur Fokussierung des Laserstrahles wird eine im Strahlen« gang zwischen dem Xaser und dem Rotor angeordnete Sammellinse benutzt. An der Auftreffstelle des Laserstrahles wird am äußeren Rotorumfang das Material durch die hohe Strahldichte verdampft oder geschmolzen und durch die Zentrifugalkraft bei der Rotation abgeschleudert.

Die Strahldichte des Laserstrahles hängt im wesentlichen von der Ausgangsleistung des verwendeten Lasers und von der Güte der Fokussierung ab. Es ist zweckmäßig, die Leistung so hoch zu wählen, daß sie wesentlich höher ist, als sie für die zur Schmelzung des Metalles erforderliche Temperaturerzeugung notwendig ist_;damit möglichst viel Material abgetragen wird und die Temperatur an der Randzone gering bleibt. Man erreicht dies, indem man die gesamte Leistung auf eine sehr kurze Impulsdauer konzentriert und indem man eine scharfe Fokussierung wählt. Durch diese scharfe Fokussierung ergibt sich jedoch der Nachteil, daß der Durchmesser der Öffnungen die mittels des Laserstrahles erzeugt werden können, nur wenige Zehntel Millimeter beträgt, so daß bei relativen großen Unwuchten, die bei der Materialentnahme entstehenden Öffnungen relativ weit in das Werkstück hineingehen, was naturgemäß sehr unerwünscht ist.

Eine gegebenenfalls in Betracht zu ziehende Möglichkeit, durch eine weniger scharfe Fokussierung öffnungen mit größerem Durchmesser zu erzeugen, die demzufolge auch nicht so tief in das Werkstück hineingehen, ist unwirtschaftlich und scheidet deshalb aus.

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Wie aus dem vorstehenden ersichtlich, ist es für eine genaue Auswuchtung mittels eines periodischen Laserstrahles erforderlich, daß der intermittierende Laserstrahl immer genau an der richtigen Stelle, d.h. genau an der Stelle der Lage der Unwucht auf den Rotor auf trifft. An die Genauigkeit der Steuerung des Laserstrahles sind deshalb hohe Anforderungen zu stellen, die jedoch durch die bekannten Vorrichtungen nicht erfüllt werden. Dies ist insbesondere bei relativ kleinen Unwuchten nachteilig, da eine Auslösung des Laserstrahles an der unrichtigen Stelle prozentual stärker ins Gewicht fällt als bei größeren Unwuchten, Abgesehen davon, daß eine derartige Ungenauigkeit der Laserstrahlauslösung zu einem unschönen Aussehen des Rotors führt, ergeben sich unnötig lange Auswuchtzeiten.

Die bekannten Steuerverfahren zur Steuerung von Laserstrahlen, sind von Stroboskopauswuchtmaschinen abgeleitet, die bekanntlich zur Störbefreiung elektrische Filter mit nachgeschaltetem Trigger verwenden, der die Blitzauslösung des Stroboskopes bewerkstelligt. Bei kleinen Unwuchten führt dies dazu, daß häufig Blitze ausgelöst werden, welche durch Störungen verursacht sind. Durch die Trägheit des Auges kann jedoch auch bei kleinen Unwuchten die Unwuchtrichtung bei Stroboskopmaschinen noch genügend genau erkannt werden. Verwendet man eine softie Einrichtung aber zur Steuerung eines Lasers so führen diese Fehlblitze des Stroboskopes naturgemäß zur Werkstoff entnahme an der falschen Stelle.

Auswuchtmaschinen mit multiplikativem Meßverfahren nach dem Prinzip der Frequenztransponierung bzw. wattmetrische Verfahren sind zunächst für die Steuerung eines Lasers ungeeignet, da sie

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am Instrument ablesbare Meßwerte taw„ Meßwerte fester nicht aber Impulse der Rotorfrequenz als Meßergebnis liefern.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es nun Auf« gäbe der Erfindung, den vorgenannten Nachteilen abzuhelfen und ein verbessertes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführimg desselben in Vorschlag zu bringen, wobei vermieden werden soll, daß die aufgrund der Materialentnahme entstehendem Öffnungen zu tief in den auszuwuchtenden Rotor hineingehen= Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst^ daß die Unwucht durch. Verschiebung und/oder Verschwenkung des Laserstrahles gegenüber der genauen Lage der Unwucht im Rotor an mehreren nebeaeinaEderliegenden Stellen entfernt wird, deren Mittelpunkt die gnaue Lage der Unwucht bildet.

Gemäß einer bevorzugtem Ausführumgsforsa wird der Laserstrahl gw Verschiebung durch eine

zur Achse des Rotors "mil

unterschiedlich gegenüber der SchußfolgefrequenZj insbesondere tii@oM= ger als die Schußfolgefrequenz des Laserstrahles M₀

Gemäß einer weiteren bevorzugten Aöefüteuagsform wird des? LaaeE¹«= strahl zur Verschiebung umd Verschwenkung durch ©taon Spiegel mit im Strahlengang naehgesefoalteter 8&mm@U,ia§® auf d©a "Rotor 2?®=> flektiert, der hin- und hergehend mit einer Frequenz verschwemtt wird, die unterschiedlich geg€
sondere niedriger als die

Gemäß einer anderen bevorzugten
Auslösung des Laserstrahles mit gröftmög

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gesteuert, daß die Unwuchtentnahmestellen in Umfangsrichtung des Rotors genau hintereinander liegen. Wie ohne weiteres ersichtlfii, muß hierbei die Steuerung für die periodische Laserstrahlauslösung sehr genau arbeiten.

Es ist von Vorteil, wenn die Winkellage der für die Triggerung des Lasers notwendigen Impulse in bezug auf die Unwucht des Rotors |

auch dann noch erhalten bleibt, wenn die Unwucht bereits ganz- oder teilweise beseitigt ist, damit zur "Glättung" der Materialentnahmestelle noch ein abschließender Beschüß mit einem nicht so stark fokussieren Laserstrahl durchgeführt werden kann. Hierdurch wird, wie ohne weiteres ersichtlich, das Aussehen, der Materialentnahmestelle verbessert.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die der Laserstrahl gegenüber der genauen Lage der Unwucht verschoben und/oder verschwenkt werden kann, so daß die Unwucht an * mehreren nebeneinanderliegenden Stellen entfernt wird, deren Mittelpunkt die genaue Lage der Unwucht bildet. Zur Verschiebung des Laserstrahles kann es zweckmäßig sein, eine Sammellinse vorzusehen, die hin- und hergehend zur Achse des Rotors mit: einer Frequenz verschoben wird, die unterschiedlich gegenüber der Schußfolgefrequenz , insbesondere niedriger als die Schußfolgefrequenz des Laserstrahles ist.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist ein Spiegel vorgesehen, der zur Verschiebung und Verschwenkung des Laserstrahles hin- und hergehend verdreht bzw. verschwenkt wird.

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Diese Oszillierung kann mit einer Frequenz erfolgen, die niedriger als die Schußfolgefrequenz des. Laserstrahles ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Zeitpunkt der abgegebenen Impulse gespeichert, so daß nach erfolgtem Abbau der Unwucht die Winkellage der Impulse noch bekannt ist und die Stelle der Materialentnahme des Rotors nochmals mit einem stark defokussieren Strahl beschossen werden'kann, so daß eine unerwünschte, zu einem unschönen Aussehen des Rotors führende Kraterbildung vermieden wird.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung, bevorzugten Ausführungsformell umd anhand der beiliegenden Zeichnung ersichtlich.

Es zeigen:

Figur 1 das Prinzip des bekannten Auswuchtens, durch periodische Laserstrahlauslösung;

Figur 2 einen Querschnitt durch eine Wuchtöffnung, die entsprechend dem bekannten Prinzip nach Fig» 1 erzeugt worden ist;

Figur 3 einen'Querschnitt durch eine erfmdungegemäß erzeugte und "geglättete" Wuchtöffnung;

Figur 4 einen Querschnitt durch mehrere^ ©rfindungsgemlß in Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Wuehtöffnungen;

Figur 5 einen Querschnitt durch efe emsige exfindungsgemäß erzeugte Wuchtöffnung, die aus mehreren nebeneisianderliegenden Wuchtöffnungen besteht;

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Figur 6 eine schematische Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungäform einer erfindungsgemäßen Auswuchtvorrichtung;

Figur 7 eine Diagrammdarstellung der Abhängigkeit des Stromes von der Zeit zur Erzeugung einer Wuchtöffnung gemäß Figur 5;

Figur 8 eine schematische Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindüngsgemäßen Auswuchtvorrichtung;

Figur 9 die Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltung zur Steuerung und Auslösung des intermittierenden Laserstrahles.

In Figur 1 ist sehematisch das bekannte Prinzip der Auswuehtimg mittels eines intermittierenden, bzw« periodisch ausgelösten Laser» Strahles 2 dargestellt, der mittels einer Sammellinse 3 auf der -sich drehenden Umfangsfläche eines Rotors 1 an einer Stelle 4 sefearf fokussiert wird, an der sich die Unwucht befindet. Die hierbei durch mehrfachen Laserstrahlbeschuß entstehende Wuchtöffnung ist In Fig. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt und mit dem -Bezugszeichen .7 bezeichnet. Der fokussierte Teil'der Strahlen des Lasers ist mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet. Das ursprünglich im Bereich der Wucht-Öffnung 7 befindliche Material ist durch die durch das Auftreffen der Laserstrahlen 6 entstehende hohe Temperatur zum Teil verdampft, · zum Teil in eine Schmelze verwandelt und durch die hohe Zentrifugal-. kraft des sich drehenden Rotors 1 nach außen weggeschleudert worden. Eine Schmelzzone 8 bleibt jedoch am Rotor 1 haften, die -zu unschön

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aussehenden Kratern 9 am äußeren Umfang des Rotors führt.

In Fig. 3 ist schematisch dargestellt, wie erfindungsgemäß die Krater 9 vermieden werden können, was nachstehend noch näher erläutert wird. Das erfindungsgemäße Prinzip der "geglätteten" Wuchtöffnung gemäß Fig. 3 besteht darin, daß der Rotor zunächst durch einen scharf fokussierten Laserstrahl beschossen wird, wobei eine Wuchtöffnung gemäß Fig. 2 entsteht. Hierbei befindet sich die Sammellinse 3 in der mit voll ausgezogenen Linien dargestellten Lage. Wenn die für das Auswuchten erforderliche Materialentnahme vollständig oder nahezu vollständig durchgeführt worden ist, wird die Linse 3 in die mit gestrichelten Linien dargestellte Lage um einen Abstand 11 verschoben, so daß die Laserstrahlen

defokussiert werden. Hierbei wird der Schmelzkrater 9 abgebrannt, wobei jedoch nur noch eine sehr geringe Materialabtragung stattfindet. Bei dieser "Glättung" der Rotor oberfl ächephält man ein sehr gutes Aussehen der Wuchtöffnung.

Die vorgenannte erfindungsgemäße "Glättung" ist naturgemäß nur dann durchführbar, wenn nach Erzeugung der Wuchtöffnung, d. h. nach der vollständig oder nahezu vollständig erfolgten Materialabnahme, die Unwuchtrichtung noch in Form von phasenrichtigen Impulsen bekannt ist, damit bei der "Glättung" die Laserimpulse auch auf der richtigen Stelle auftreffen.

Bi Fig. 4 und 5 ist im Prinzip dargestellt, wie es erftadungsgemäß gelingt, zu tiefe Wuchtöffnungen im Rotor zu vermeiden. Bei der Darstellung gemäß Fig. 4 sind mehrere Wuchtöffnungen 13 in Umfangsrichtung genau hintereinander angeordnet und zwar in einem Winkelbereich, der symmetrisch zur genauen Winkellage 14 der Unwucht liegt, d.h. die

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genaue Lage der Unwucht bildet den Mittelpunkt des Winkelbereiches. Eine andere Möglichkeit zeigt die Darstellung gemäß Fig. 5, bei der nicht in Umfangsrichtung, sondern in Achsrichtung des Rotors mehrere Wuchtöffnungen nebeneinander vorgesehen sind, die ineinander übergehen und eine einzige große Wuchtöffnung V bilden.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auswuchte vorrichtung, die zur Erzeugung der großen Wuchtöffnung 7* gemäß ■ ■ Λ

Fig. 5 geeignet ist, ist in Fig. 6 dargestellt. Die Laserstrahlen 2 werden mit der Sammellinse 3 auf der äußeren Umfangsfläche des rotierenden Rotors 1 fokussiert, wobei die periodische Auslösung des Laserstrahles immer genau dann erfolgt, wenn die Unwuchtstelle im Bereich des Strahlenganges liegt. Zur periodischen Auslösung des Laserstrahles können bekannte Steuermittel benutzt werden, weshalb insoweit auf eine Darstellung bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 verzichtet worden ist.

Die Linse 3 ist durch zwei Blattfedern 10 gelagert und kann somit und hergehende, schwingende Bewegungen in Richtung der Längsachse des Rotors 1 ausführen. Mit der Linse 3 sowie mit den beiden Blattfeder η 10 ist ein Spulensystem 5 verbunden, welches in einen Magneten M eintaucht und von Wechselstrom durchflossen ist.

Es ist von Vorteil, wenn die in Richtung der Längsachse des Rotors erfolgende hin- und hergehende Bewegung bzw. Schwingung der Sammellinse eine Frequenz hat, die niedriger ist als die Schußfolgefrequenz, mit welcher der Auswuchtvorgang durchgeführt wird. Auf diese Weise erreicht man, daß die einzelnen Wuchtöffnungen stets unmittelbar nebeneinander zu liegen kommen bzw. aneinander angrenzen und ineinander übergehen.

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Das Spulensystem 5 wird bevorzugt mit einem Strom i erregt, dessen Abhängigkeit von der Zeit t in Fig. 7 dargestellt ist. Hierbei findet eine Materialabtragung statt, die zu der in Fig. 5 dargestellten großen Wuchtöffnung T führt. Erfindungsgemäß wird somit erreicht, daß trotz hoher Intensität des Laserstrahles die Materialentnahme nicht punktförmig erfolgt, sondern über eine größere Fläche, so daß die Eindringtiefe in den Rotor nicht so groß ist.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 8 dargestellt. Hierbei ist eine Plattform A vorgesehen, die durch eine Kolbenstange B längs einer Führungsstange C parallel zur Längsachse des Rotors 1 verschoben werden kann. Für die Verschiebung ist ein Preßluftzylinder D vorgesehen, der einen mit der Kolbenstange B verbundenen Kolben E aufnimmt.

An der Führungsstange C sind zwei Anschläge F angeordnet und so justiert, daß die Laserstrahlen 2, abgelenkt über einen Spiegel G und fo-

,der kussiert durch die Sammellinse 3, im Bereich^Ausgleichsebene H bzw. J auf die äußere Umfangsfläche des Rotors 1 auftreffen. Der Spiegel G ist in einem Drehpunkt K drehbar gelagert. Für die Drehung des Spiegels G sind eine Spule L und ein* Magnet M vorgesehen, die beide ebenfalls auf der Plattform A befestigt sind, wobei die Spule L in den Magneten M eintaucht. Wenn die Spule L mit einem Strom gemäß Fig. 7 erregt wird, so wird in jeder Ausgleichsebene des Rotors eine große Wuchtöffnung V gemäß Fig. 5 erzeugt. Die Auswuchtvorrichtung gemäß Fig. 8 ermöglicht es deshalb in besonders wirtschaftlicher Art und Weise, zwei Ausgleichsebenen nacheinander zu beschießen und hierbei eine Bewegung des Laserstrahles in axialer Richtung des Rotors einzuleiten, damit eine Materialabtra-

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gung gemäß Fig. 5 entsteht.

In Fig. 9 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgem äßen elektronischen Steuereinrichtung für die in Rede stehende Auswuchtvorrichtung im Prinzip dargestellt. Die Unwucht des Rotors 1 erzeugt während seiner Drehung in einem Geber 16 eine Wechselspannung gemäß Oszülogramm 17. Diese Wechselspannung wird nach dem bekannten Prinzip der Frequenztransponierung einer Meßeinrichtung 18 zugeführt. A

Der Rotor 1 verfügt über eine optische Marke 19, welche von einer Fotozelle 20 während der Rotation abgetastet wird. Die Fotozelle 20 verwandelt die optische Markierung 19 in Impulse gemäß Oszillogramm Diese Impulse werden sowohl für die Steuerung der Meßeinrichtung 18 als auch für die Steuerung eines Sägezahngenerators 22 verwendet.

Ein Meßinstrument 23 zeigt die Größe der Unwucht an. Ein Meßinstrument 24 zeigt die Winkellage der Unwucht bezogen auf die optische Marke 19 an. Das Meßinstrument 24 wird von einem pulsierenden Gleichstrom, welcher der Winkellage proportional ist, durchflössen. Wenn ein Kontakt 26 geschlossen ist, wird der pulsierende Gleichstrom über einen Widerstand 25 und einen Kondensator 27 geglättet.. Wird der Schalter 26 geöffnet, so beiindet sich im Kondensator 27 eine Gleichspannung, welche der Winkellage der Unwucht proportional ist. Es ist ein Verstärker 29 mit annähernd unendlich großem Eingangswiderstand vorgesehen, so daß der Kondensator 27 nicht entladen wird. Die Ausgangsspannung wird dem Eingang eines Komparators 30 zugeführt. Der andere Eingang des Komparators 30 ist mit dem Ausgang des Sägezahngenerators 22 verbunden. Die Spitzenspannung des Sägezahngenerators ist so justiert, daß sie der maximalen, am Ausgang des Verstärkers vorkommenden Gleichspannung gleich ist. Die abfallende Flanke der Aus-

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gangsspannung 32 des Komparators 30 ist folglich zeitlich proportional der Winkellage der Unwucht, bezogen auf die optische Marke 19,

Das aus einem Kondensator 33 und einem Widerstand 34 bestehende Differenzierglied erzeugt zusammen mit einer Diode 35 einen Impuls Dieser negative Impuls ist folglich zeitlich an der richtigen Stelle in bezug auf die Winkellage der Unwucht.

Eine Schaltung 37 enthält im wesentlichen einen geregelten monostabilen Flip-Flop, dessen Zeitkonstante durch die von einem Dreiecksgenerator 38 erzeugte Dreiecksspannung 39 gesteuert werden kann. Der Dreiecksgenerator 38 erzeugt eine sehr niedere Frequenz, mit welcher die Rückschaltflanke des monostabilen Flip-Flop 37 moduliert ist« Die Ausgangsspannung 40 des monostabilen Flip-Flop wird über ein Differenzierglied 41 und 42 und über eine Diode 43 in Impulse 44 verwandelt, welche zum Triggern des Lasers benutzt werden,, Diese Impulse haben im Durchschnitt einen bestimmten Phasenversatz zur Unwuchtlage, welcher durch die Grundzeitkonstante des monostabilen Flip-Flop 37 gegeben ist. Mit dieser Grundzeitkonstante läßt sich die Winkellage der gesamten Einrichtung so justieren, daß der Laser stets in dem Augenblick ausgelöst wird, in dem die zu schwere Stelle gerade an der Str ablauf tr effstelle vorbeiläuft, d. h. durch den insoweit gedachten Strahlengang des Lasers hindurchgeht. Der Dreiecksgenerator 38 führt eine Phasenmodulation des Trigger-Impulses für den Laser, symmetrisch gruppiert um die zu schwere Stelle des Rotors,durch, so daß der Rotor über den in Fig. 3 dargestellten Sektor ausgewuchtet wird, indem mehrere Wuchtöffnungen erzeugt werden. Während der Unwuchtmessung ist der Schalter 26 geschlossen und die charakteristische Winkellage ist im Kondensator 27 gespeichert. Der Schalter 26 wird danach geöffnet und

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der Laser wird eingeschaltet j so daß er das in Fig. 3 dargestellte Lochbild in die.Peripherie des Rotors schießt. Die Abnahme der Unwucht kann am Meßinstrument 23 beobachtet werden, ohne daß sich die Winkellage für den Beschüß ändert. Ist die Unwucht beispielsweise auf 10% der Ausgangsunwucht abgebaut, so wird die Linse gemäß Fig. 3 verstellt und unter Berücksichtigung der gespeicherten Winkellage wird nochmals mit einem stark defokussieren Laserstrahl geschossen, so daß eine "Glättung" bzw. Entgratung der Wuchtöffnungen vorgenommen werden . kann.

Wie ohne weiteres ersichtlich, weist die erfindungsgemäße Steuervorrichtung bzw. Auswuchtvorrichtung nicht den Nachteil auf, daß als Meßergebnis Meßwerte mit fester Frequenz, welche nur an Meßinstrumenten ablesbar sind, sondern Impulse der Rotorfrequenz geliefert werden. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung mit Frequenztransponierung liefert zum richtigen Zeitpunkt die gewünschten Impulse, und zwar unbeeinflußt von Störfrequenzen. Besonders vorteilhaft ist es, daß die Impulse um die schwere Stelle des Rotors verteilt werden können, so daß die Unwucht nicht in einer einzigen Wuchtöffnung, sondern über einen Sektor verteilt entfernt wird.

Die für die Entgratung und "Glättung "der einzelnen Wuchtöffnungen erforderliche Defokussierung des Laserstrahles wird bevorzugt automatisch durch Umstellen und Verschieben der Sammellinse bewirkt, wenn die Unwuchtgröße bis auf ein gewisses Maß, z.B. 1/10 der Atisgangsunwucht reduziert ist. *

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Die Schußfolgefrequenz kann einige Hundert Hz betragen und es wird vorzugsweise während einer jeden Umdrehung-jeweils ein Laserschuß an der richtigen Stelle ausgelöst. Die Vibrationsfrequenz bei den Vorrichtungen gemäß Fig. 6 und 8 beträgt vorzugsweise 1/10 der Schußfolgefrequenz.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 werden zunächst in jeder der beiden Ausgleichsebenen die Unwuchten iii an sich bekannter Weise ermittelt. Nachdem die beiden Unwuchtwerte, die nach Größe und Winkellage verschieden sein können, ermittelt sind, wird zunächst in der einen und sodann in der anderen Ausgleichsebene die Unwucht entfernt.

Die Schaltung gemäß Fig. 9 kann ohne weiteres auch zur Steuerung des Laserstrahles bzw. der Schußfolgefrequenz bei den Vorrichtungen gemäß Fig. 6 und 8 in Anwendung kommen. Es ist hierbei lediglich notwendig, die Amplitude 39 des Generators 38 auf Null zu regeln, damit die verschiedenen in Umfangsrichtung hintereinander liegenden Wuchtöffnungen gemäß Fig. 4 zu einer einzigen Wuchtöffnung zusammenfallen. Durch die Vibration der Linse bzw. des Spiegels wird jedoch diese einzige Wuchtöffnung in mehrere in axialer Richtung nebeneinander liegende, insbesondere ineinander übergehende Wuchtöffnungen aufgeteilt (s. z. B. Fig. 5). Es ist auch ohne weiteres möglich, die Schaltung gemäß Fig. 9 bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 6 und 8 zu verwenden, ohne die Amplitude 39 des Generators 38 auf Null zu regeln. Aufgrund der hierdurch bedingten Überlagerung entstehen mehrere in Umfangsrichtung nebeneinander liegende Wuchtöffnungen gemäß Fig. 4, die jedoch bei einem Schnitt in Achs richtung eine Formgebung gemäß Fig. 5 haben. Das Ergebnis ist somit eine Fläche mit mehreren Wuchtöffnungen.

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Claims

Patentansprüche

Erfahren zum Auswuchten von Rotoren, bei dem während der Rotation des Rotors die Unwucht schrittweise durch kurzzeitigen,periodischen Beschüß mit einem Laserstrahl hoher Intensität entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwucht durch Verschiebung und/oder Verschwenkung des Laserstrahles gegenüber der genauen Unwuchtlage im Rotor an mehreren, insbesondere unmittelbar nebeneinanderliegenden Stellen entfernt wird, deren Mittelpunkt die genaue Unwuchtlage bildet. .
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl zur Verschiebung durch eine Sammellinse geleitet wird, die hin- und hergehend zur Achse des Rotors mit einer Frequenz verschoben wird, welche unterschiedlich gegenüber der Schußfolgefrequenz, insbesondere niedriger als die Schußfolgefrequenz des Laserstraliles ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl zur Verschiebung und Verschwenkung durch einen Spiegel ' mit im Strahlengang nachgeschalteter Sammellinse auf den Rotor reflektiert wird, der hin- und hergehend mit einer Frequenz gedreht wird, die unterschiedlich gegenüber der Schußfolgefrequenz, insbesondere niedriger als die Schußfolgefrequenz des Laserstrahles ist.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Auslösung des Laserstrahles derart gesteuert wird, -daß die Unwuchtentnahmestellen in Umfangsriehtung des Rotors genau hintereinander liegen.

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5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach vollständiger oder nahezu vollständiger Entnahme der Unwucht die Wuchtentnahmestellen des Rotors zur Entgratung nochmals mittels des Laserstrahles beschossen werden, wobei für die Triggerung des Lasers gespeicherte Impulse der Winkellage der Wuchtentnahmestellen benutzt werden, und der Laserstrahl defokussiert wird.
6. Vorrichtung zum Auswuchten von Rotoren gemäß dem Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, bei der während der Rotation des Rotors die Unwucht schrittweise durch kurzzeitigen_;periodischen Beschüß mit einem Laserstrahl hoher Intensität entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die der Laserstrahl gegenüber der genauen Unwuchtlage verschwenkbar und/oder verschiebbar ist.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gang der Laserstrahlen (2) vor demRotor (1) eine Sammellinse (3) eingeschaltet ist, die quer zu ihrer optischen Achse mittels eines Vibrators oder eines Elektromagneten (M) hin- und hergehend verschoben wird, wobei die genaue Unwuchtlage den Mittelpunkt der hin- und hergehenden Bewegung bildet.
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gang der Laserstrahlen (2) vor dem Rotor (1) ein Spiegel (G) mit nachgeschalteter Sammellinse (3) eingeschaltet ist, der hin- und hergehend durch einen Vibrator oder einen Elektromagneten (L, M) um eine Mittellage gedreht wird, die durch die genaue Unwuchtlage bestimmt ist.

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9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Spiegel (G), die Sammellinse (3) und der Elektromagnet (L, M) auf einer Plattform (A) angeordnet sind, die zwischen zwei jeweils einer Rotorauswuchtebene entsprechenden Endstellungen verfahrbar ist.
10. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel, insbesondere ein Kondensator (27), vorgesehen sind, die die für die Triggerung des Lasers notwendigen Impulse in ihrer Winkellage in bezug auf die Rotorunwucht bis nach dem Ende der Unwuchtentfernung speichern und daß die Sammellinse (3) in Richtung des Ganges der Laserstrahlen (2) zur Erzeugung eines defokussieren Laserstrahles verschiebbar ist.
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenmodulator (37) vorgesehen ist, der durch eine insbesondere tiefe Frequenz mit Dreiecksform gesteuert ist, so daß die Unwucht an mehreren in Umfangsrichtung des Rotors (1) genau hintereinanderliegenden Stellen abgetragen wird, wobei die genaue Unwuchtlage den Mittelpunkt der einzelnen Wuchtentnahmestellen bildet.

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