EP4655568A2

EP4655568A2 - Unwuchtmesseinrichtung, bearbeitungseinrichtung, sowie verfahren zur kalibrierung der bearbeitungseinrichtung, insbesondere der unwuchtmesseinrichtung

Info

Publication number: EP4655568A2
Application number: EP24702110.8A
Authority: EP
Inventors: Jonas STREVE; Henning BRANDENBURGER
Original assignee: ThyssenKrupp AG; Thyssenkrupp Dynamic Components GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; Thyssenkrupp Dynamic Components GmbH
Priority date: 2023-01-27
Filing date: 2024-01-25
Publication date: 2025-12-03
Also published as: CN120641729A; WO2024156789A2; WO2024156789A3; DE102023102019A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Unwuchtmesseinrichtung (U), umfassend zwei voneinander beabstandete Werkstückaufnahmeeinrichtungen (1, 2) zur drehbaren Aufnahme eines Werkstücks (W), dessen Unwucht gemessen werden soll, sowie mindestens einen Sensor (3) zur Erfassung einer Schwingung des Werkstücks (W) während der Rotation, wobei die Werkstückaufnahmeeinrichtungen (1, 2) jeweils eine Anschlusseinrichtung (11 bzw. 21) zur ortsfesten Befestigung, sowie eine Werkstückaufnahme (13 bzw. 23) zur rotierenden Aufnahme eines Werkstückabschnitts aufweisen, wobei jeweils eine Federeinrichtung (12 bzw. 22) zwischen den Anschlusseinrichtungen (11 bzw. 21) und den Werkstückaufnahmen (13 bzw. 23) angeordnet ist, wobei die Federeinrichtung ein Stabsegment (121a), sowie eine erste Aufnahme (121b) und eine zweite Aufnahme (121c), umfasst, wobei das Stabsegment (121a) jeweils endseitig in die erste Aufnahme (121b) und die zweite Aufnahme (121c) geklemmt ist und/oder dass die Unwuchtmesseinrichtung mit einer Winkellagensensoreinrichtung (3a), umfassend einen Winkellagensensor (33a), zur Bestimmung der Winkellage des Werkstücks (W) auf der Werkstückaufnahme (13) ausgestattet ist, wobei der Winkellagensensor (33a) mit der Werkstückaufnahme (13) verbunden ist. Die vorliegende Erfindung umfasst ferner eine Bearbeitungseinrichtung für ein Werkstück (W), umfassend eine Bearbeitungsaufnahme (5) zur Aufnahme des Werkstücks (W), umfassend ein erstes Haltemittel (51), ein zweites Haltemittel (53) und ein Antriebsmittel (52), wobei das Antriebsmittel (52) dazu eingerichtet ist, das Werkstück (W) in Rotation zu versetzen, wobei die Haltemittel (51, 53) zur Halterung des Werkstücks (W) eingerichtet sind, mindestens ein Bearbeitungsmittel (6) zur Bearbeitung des Werkstücks (W), sowie eine Unwuchtmesseinrichtung (U), wobei das Antriebsmittel eine Antriebsrolle (52a) oder einen Riemenantrieb umfasst.

Description

Unwuchtmesseinrichtung, Bearbeitungseinrichtung, sowie Verfahren zur Kalibrierung der Bearbeitungseinrichtung, insbesondere der Unwuchtmesseinrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Unwuchtmesseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 4, eine Bearbeitungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 und 11, sowie ein Verfahren zur Kalibrierung der Bearbeitungseinrichtung, insbesondere der Unwuchtmesseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

Bearbeitungseinrichtungen zur Bearbeitung von rotationssymmetrischen Werkstücken sind hinreichend bekannt. Auf derartigen Bearbeitungseinrichtungen erfolgen Bearbeitungsprozesse an Werkstücken, insbesondere spanabhebende Bearbeitungsprozesse, wie beispielsweise Schleifen, Drehen, etc.

Auf derartigen Bearbeitungseinrichtungen können beispielsweise Rotoren für elektrische Maschinen, insbesondere Elektromotoren, bearbeitet werden.

Eine Problemstellung bei Rotoren für Elektromotoren ergibt sich daraus, dass die Leistungsfähigkeit mit erhöhten Drehzahlen zunimmt, damit aber die Anforderungen an die Wuchtgüte und Laufeigenschaften steigen.

Hierzu ist beispielsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auswuchten eines Werkstücks aus der DE 10 2017 125 889 Al bekannt geworden. Hier wird insbesondere ein Verfahren zum Auswuchten eines Werkstückes vorgeschlagen, bei dem das Werkstück um eine Drehachse gedreht wird, die Kräfte und/oder Momente und/oder Schwingungen gemessen werden, die auf Grund einer Unwucht des Werkstücks beim Drehen des Werkstücks entstehen, und Material des Werkstücks zur Verringerung der Unwucht abgetragen wird, und sich insbesondere dadurch auszeichnet dass das Material während des Messens vom drehenden Werkstück abgetragen wird oder das Werkstück zwischen dem Messen und Abtragen kontinuierlich gedreht wird. Ferner wird hier eine Vorrichtung zum Auswuchten eines Werkstückes mit einer Einspanneinrichtung für das Werkstück und einem Drehantrieb zur Drehung des Werkstücks um eine Drehachse vorgeschlagen, umfassend wenigstens einem Sensor zur Messung von Kräften und/oder Momenten und/oder Schwingungen auf Grund einer Unwucht des Werkstücks bei der Drehung des Werkstücks und wenigstens einem Bearbeitungsmittel zum Abtrag von Material des Werkstücks durch die Drehung des Werkstücks, welche sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass das Bearbeitungsmittel auf der Basis der Signale des Sensors derart ansteuerbar ist, dass das Material zur Verringerung der Unwucht bei der Drehung des Werkstücks abtragbar ist. Es ist ferner eine verbesserte Unwuchtmesseinrichtung bzw. Bearbeitungseinrichtung aus der zum Zeitpunkt dieser Anmeldung unveröffentlichten DE 10 2021 208 139 bzw. PCT/EP2022/071127 bekannt geworden. Deren Inhalt dieser Anmeldungen wird vollumfänglich zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht.

Wenngleich hier eine brauchbare Unwuchtmesseinrichtung vorgeschlagen wird, so besteht dennoch ein Bedarf an Verbesserung, insbesondere hinsichtlich einer Vereinfachung der Unwuchtmesseinrichtung.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt entsprechend darin, eine verbesserte Unwuchtmesseinrichtung vorzuschlagen, insbesondere eine Unwuchtmesseinrichtung vorzuschlagen, die vereinfacht aufgebaut sein kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Unwuchtmesseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die Federeinrichtung ein Stabsegment, sowie eine erste Aufnahme und eine zweite Aufnahme, umfasst, wobei das Stabsegment jeweils endseitig in die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme geklemmt ist, kann eine vereinfachte Federeinrichtung und damit vereinfachte Unwuchtmesseinrichtung bereitgestellt werden. Das Stabsegment kann beispielsweise als einfacher elastischer Stab ohne eigene Anschlussmittel ausgestaltet sein. Das Stabsegment kann durch geeignete Aufnahmen jeweils an der Anschlusseinrichtung bzw. der Werkstückaufnahme befestigt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Aufnahme mit der Anschlusseinrichtung und die zweite Aufnahme mit der Werkstückaufnahme verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben, befestigt ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Stabsegment als stabförmiges Profil ausgestaltet ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine verbesserte

Unwuchtmesseinrichtung vorzuschlagen, insbesondere eine Unwuchtmesseinrichtung vorzuschlagen, mit der eine bessere Winkellagenerfassung des Werkstücks ermöglicht werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Unwuchtmesseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Dadurch, dass die Unwuchtmesseinrichtung mit einer Winkellagensensoreinrichtung, umfassend einen Winkellagensensor, zur Bestimmung der Winkellage des Werkstücks auf der Werkstückaufnahme ausgestattet ist, wobei der Winkellagensensor mit der Werkstückaufnahme verbunden ist, kann eine genauere Messung der Winkellage des Werkstücks mit weniger Störungen vorgenommen werden, da der Winkellagensensor mit der Werkstückaufnahme schwingt. Auch kann ein geringerer Abstand zum Werkstück erreicht werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Winkellagensensoreinrichtung einen Bügel, einen Anschluss für den Winkellagesensor und den mit dem Anschluss aufgenommenen Winkellagensensor umfasst. Der für den Winkellagensensor vorgesehene Anschluss kann ein Austausch des Sensors, beispielsweise im Wartungsfall gewährleisten. Der Bügel kann beispielsweise an die Form des Werkstücks angepasst sein, so dass ein geringer Abstand zwischen Sensor und Werkstück erreicht werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Bügel die Form eines Kreisabschnitts aufweist. Durch die Form eines Kreisabschnitts kann der Sensor nah an das Werkstück, bei dem es sich in der Regel um ein drehsymmetrisches Teil, insbesondere um einen Rotor bzw. eine Rotorwelle einer elektrischen Maschine, handelt, gebracht werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Bügel einen Anschluss zur schwenkbaren Befestigung an der Werkstückaufnahme, sowie ein Langloch zur Befestigung des Anschlusses für den Winkellagesensor umfasst, wobei der Anschluss für den Winkellagesensor mittels einer Schraube an dem Bügel befestigt ist, wobei die Schraube durch das Langloch hindurchgesteckt ist. Hierdurch kann eine sehr individuelle Position des Winkellagensensors entlang des Langlochs eingestellt werden. Der Winkellagesensor bzw. dessen Gehäuse kann derart ausgestaltet sein, dass er direkt am bzw. im Langloch fixiert werden kann. Da das Langloch in der Regel in dem Bügel vorgesehen ist, kann der Anschluss und damit der Winkellagensensor entlang des Bügels verschoben und an geeigneter Stelle fixiert werden. Hierdurch wird die Anpassbarkeit des Winkellagensensors an das Werkstück weiter verbessert.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine verbesserte Bearbeitungseinrichtung für ein Werkstück vorzuschlagen, insbesondere eine Bearbeitungseinrichtung vorzuschlagen, die über ein verbessertes Antriebsmittel verfügt, um das Werkstück in Rotation zu versetzen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Bearbeitungseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruch 8 oder 11 gelöst. Dadurch, dass das Antriebsmittel eine Antriebsrolle umfasst, die mit dem anzutreibenden Werkstück in Kontakt gebracht werden kann, kann ein Antriebsmittel bereitgestellt werden, welches das Werkstück in Rotation versetzen , in Rotation halten oder abbremsen kann, dabei aber gleichermaßen eine alternierende Bewegung, also ein Schwingen, des Werkstücks bzw. der Werkstückaufnahme zulassen und/oder eine Absicherung gegen Abheben des Werkstücks ermöglichen. Das Antriebsmittel, in diesem Fall die Antriebsrolle, soll idealerweise dazu eingerichtet sein, in der Mitte des Werkstücks und senkrecht zur Rotationsachse, prinzipiell im Schwerpunkt des Werkstücks, angreifen. Über die Kraft beim Anpressen der Antriebsrolle an das Werkstück, kann der Schlupf der Antriebsrolle relativ zum Werkstück beeinflusst bzw. eingestellt werden. Beim Beschleunigen oder Abbremsen des Werkstückes kann die Anpresskraft oder Andruckkraft in der Regel größer sein, als bei der Messung. Bei der Messung soll möglichst wenig Kraft auf das Werkstück aufgebracht werden, insbesondere um eine Beeinflussung der Schwingung, Messung und/oder Dämpfung zu vermeiden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Antriebsrolle mit einem Reibbelag ausgestattet ist. Der Reibbelag bzw. ein entsprechend ausgestalteter Reibbelag trägt dazu bei, dass ein definierter Schlupf zwischen Antriebsrolle und Werkstück hergestellt werden kann. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Antriebsrolle eine Schleifscheibe, insbesondere die Schleifscheibe ist, die zum Auswuchten bzw. zum Materialabtragen beim Auswuchten verwendet wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Antriebsmittel eine Schwenkvorrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Antriebsrolle wahlweise auf das Werkstück zu drücken bzw. von dem Werkstück abzuheben. Mit der Schwenkvorrichtung kann die Antriebsrolle wahlweise auf das Werkstück aufgelegt oder von dem Werkstück entfernt werden. Auch ist die Schwenkvorrichtung dazu geeignet eine alternierende Bewegung des Werkstücks bzw. der Werkstückaufnahme zulassen. Auch können die Antriebsrolle bzw. die Schwenkvorrichtung ein Abheben des rotierenden Werkstücks in der Werkstückaufnahme verhindern bzw. entgegenwirken.

Alternativ kann zur Lösung der oben skizzierten Aufgabe auch gemäß Anspruch 11 vorgesehen sein, dass das Antriebsmittel einen Riemenantrieb umfasst, wobei der Riemenantrieb einen Riemen umfasst, der auf das anzutreibende Werkstück aufgepresst werden kann.

Der Riemenantrieb kann das Werkstück in Rotation versetzen, in Rotation halten oder abbremsen, dabei aber gleichermaßen eine alternierende Bewegung, also ein Schwingen, des Werkstücks bzw. der Werkstückaufnahme zulassen und/oder eine Absicherung gegen Abheben des Werkstücks darstellen. Das Antriebsmittel, in diesem Fall der Riemen, soll idealerweise dazu eingerichtet sein, in der Mitte des Werkstücks und senkrecht zur Rotationsachse, prinzipiell im Schwerpunkt des Werkstücks, angreifen. Über die Kraft beim Anpressen des Riemens bzw. des Riemenantriebs an das Werkstück, kann der Schlupf der Antriebsrolle relativ zum Werkstück beeinflusst bzw. eingestellt werden. Beim Beschleunigen oder Abbremsen des Werkstückes kann die Anpresskraft oder Andruckkraft in der Regel größer sein, als bei der Messung. Bei der Messung soll möglichst wenig Kraft auf das Werkstück aufgebracht werden, insbesondere um eine Beeinflussung der Schwingung, Messung und/oder Dämpfung zu vermeiden. Zudem kann der Riemen ein Abheben der Rotorwelle aus der Vorrichtung bzw. von den Rollen der Vorrichtung bei der Messung der Unwucht verhindern.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Riemenantrieb eine Antriebsrolle, zwei Spannrollen und den Riemen umfasst. Insbesondere über die Spannrollen kann die Riemenspannung und damit die Anpresskraft auf das Werkstück eingestellt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass beim initialen Antreiben bzw. auf Drehzahl bringen des Werkstücks viel Kraft von dem Riemen auf das Werkstück aufgebracht wird. Es kann ferner vorgesehen sein, dass beim Messvorgang oder beim Halten der Drehzahl die Anpresskraft reduziert wird, insbesondere durch ein Entspannen des Riemens. Es kann ein gewisser Schlupf zwischen Riemen und Werkstück erfolgen. Grundsätzlich kann auch der gesamte Riemenantrieb gegenüber dem Werkstück angehoben werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Riemen ein Schleifband bzw. Schleifriemen ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein vorteilhaftes Verfahren zur Kalibrierung der Bearbeitungseinrichtung, insbesondere der Unwuchtmesseinrichtung, vorzuschlagen. Insbesondere soll mit dem Verfahren einem Winkelfehler des Werkstücks beim Aufspannen entgegengewirkt werden bzw. dieser eliminiert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Kalibrierung der Bearbeitungseinrichtung, insbesondere der Unwuchtmesseinrichtung, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Durch die gemäß Anspruch 13 vorgeschlagenen Verfahrensschritte kann einem Winkelfehler des Werkstücks beim Aufspannen entgegengewirkt werden bzw. dieser eliminiert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden. Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen

Fig. 1 eine Unwuchtmesseinrichtung in einer seitlichen Ansicht;

Fig. 2 eine Unwuchtmesseinrichtung in einer Ansicht von Oben;

Fig. 3 ein Schnitt A-A einer Unwuchtmesseinrichtung;

Fig. 4 ein Schnitt B-B einer Unwuchtmesseinrichtung;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer Unwuchtmesseinrichtung;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer Unwuchtmesseinrichtung;

Fig. 7 eine Unwuchtmesseinrichtung in einer seitlichen Ansicht mit Andeutung einer Bewegungsrichtung;

Fig. 8 eine Bearbeitungseinrichtung in einer schematischen Darstellung;

Fig. 9 ein Beispiel für ein Werkstück, insbesondere Rotorwelle einer elektrischen Maschine;

Fig. 10 ein Verfahrensschritt I eines Verfahrens zur Unwuchtmessung und Bearbeitung eines Werkstücks in einer Prinzipdarstellung;

Fig. 11 ein Verfahrensschritt II eines Verfahrens zur Unwuchtmessung und Bearbeitung eines Werkstücks in einer Prinzipdarstellung;

Fig. 12 ein Verfahrensschritt III eines Verfahrens zur Unwuchtmessung und Bearbeitung eines Werkstücks in einer Prinzipdarstellung;

Fig. 13 ein Verfahrensschritt IV eines Verfahrens zur Unwuchtmessung und Bearbeitung eines Werkstücks in einer Prinzipdarstellung;

Fig. 13a ein alternativer Verfahrensschritt IV eines Verfahrens zur Unwuchtmessung und Bearbeitung eines Werkstücks in einer Prinzipdarstellung;

Fig. 13b ein alternativer Verfahrensschritt IV eines Verfahrens zur Unwuchtmessung und Bearbeitung eines Werkstücks in einer Prinzipdarstellung; Fig. 13c ein alternativer Verfahrensschritt IV eines Verfahrens zur Unwuchtmessung und Bearbeitung eines Werkstücks in einer Prinzipdarstellung;

Fig. 14 ein Verfahrensschritt V eines Verfahrens zur Unwuchtmessung und Bearbeitung eines Werkstücks in einer Prinzipdarstellung;

Fig. 15 eine Unwuchtmesseinrichtung mit einer Federeinrichtung, umfassend ein Stabsegement, in einer Ansicht von vorne;

Fig. 15a eine Unwuchtmesseinrichtung mit einer alternativen Ausgestaltung einer

Federeinrichtung, umfassend ein Stabsegement, in einer Ansicht von vorne;

Fig. 15b eine Unwuchtmesseinrichtung mit einer alternativen Ausgestaltung einer

Federeinrichtung, andere Federausgestaltungen umfassend, in einer Ansicht von vorne;

Fig. 16 eine Unwuchtmesseinrichtung mit einer Federeinrichtung, umfassend ein6Stabsegement, in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 16a eine Unwuchtmesseinrichtung mit einer alternativen Ausgestaltung einer Federeinrichtung, umfassend ein Stabsegement, in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 17 eine Unwuchtmesseinrichtung mit einer Winkelsensoreinrichtung in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 18 eine Unwuchtmesseinrichtung mit einer Winkelsensoreinrichtung in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 18a eine Unwuchtmesseinrichtung mit einer Winkelsensoreinrichtung und einer auf das Werkstück aufgesetzten Antriebsrolle in einer in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 19 ein Detail einer Bearbeitungseinrichtung mit einer Unwuchtmesseinrichtung mit einer auf das Werkstück aufgesetzten Antriebsrolle in einer Ansicht von vorne;

Fig. 20 ein Detail einer Bearbeitungseinrichtung mit einer Unwuchtmesseinrichtung mit einer auf das Werkstück aufgesetzten Antriebsrolle und einem schwenkbaren Halter, insbesondere mit zwei angedeuteten Positionen der Antriebsrolle;

Fig. 21 ein Detail einer Bearbeitungseinrichtung mit einer Unwuchtmesseinrichtung mit einer von dem Werkstück abgehobenen Antriebsrolle und einem schwenkbaren Halter; Fig. 22 ein Detail einer Bearbeitungseinrichtung mit einer Unwuchtmesseinrichtung mit einer auf das Werkstück aufgesetzten Antriebsrolle und einem schwenkbaren Halter, insbesondere mit zwei angedeuteten Positionen der Antriebsrolle;

Fig. 22a eine vergrößerte Detaildarstellung einer Antriebsrolle auf einem Werkstück in zwei Positionen;

Fig. 23 eine Bearbeitungseinrichtung mit einer Unwuchtmesseinrichtung mit einem auf das Werkstück aufgesetzten Riemenantrieb;

Fig. 24 eine Bearbeitungseinrichtung mit einer Unwuchtmesseinrichtung mit einem auf das Werkstück aufgesetzten Riemenantrieb;

Fig. 25 eine Bearbeitungseinrichtung mit einer Unwuchtmesseinrichtung mit einem auf das Werkstück aufgesetzten Riemenantrieb;

Fig. 26 ein Werkstück mit zwei Bereichen auf einer Seite (und zwei weiteren Bereichen auf der anderen Seite) auf einer Bearbeitungseinrichtung mit einer Unwuchtmesseinrichtung;

Fig. 26a ein Werkstück mit zwei Bereichen auf einer Seite (und zwei weiteren Bereichen auf der anderen Seite) auf einer Bearbeitungseinrichtung mit einer Unwuchtmesseinrichtung;

Fig. 27 ein Werkstück mit mehreren Bereichen auf einer Seite (und weiteren Bereichen auf der anderen Seite) auf einer Bearbeitungseinrichtung mit einer Unwuchtmesseinrichtung;

Fig. 28 ein Werkstück auf einer Bearbeitungseinrichtung mit einer Unwuchtmesseinrichtung zur Verdeutlichung des Wuchtens des Werkstücks, insbesondere durch Abtragen von Material an berechneten Stellen.

Folgende Bezugszeichen werden in den Abbildungen verwendet:

U Unwuchtmesseinrichtung

R Rotationsachse

Hl Hochachse

H2 Hochachse

W Werkstück, insbesondere Rotorwelle Z Wellenstumpf/Zapfen

B Blechpaket

D Druckscheibe

DV Datenverarbeitungseinrichtung

Fr Abstützungskraft

Fa Führungskraft

EL Einbaulänge/Einspannlänge Stabsegment

S Schmutzschutz

E Einrichtwerkzeug

N Referenzfläche für Materialabtrag

Bl erster Bereich (erste axiale Position)

B2 weiterer Bereich (erste axiale Position)

Bl ' erster Bereich (zweite axiale Position)

B2' weiterer Bereich (zweite axiale Position)

Ml erste Masse

M2 zweite Masse

1 erste Werkstückaufnahmeeinrichtung

2 zweite Werkstückaufnahmeeinrichtung

3 Sensor, insbesondere Beschleunigungssensor

4 Bearbeitungstisch

5 Bearbeitungsaufnahme Bearbeitungsmittel

Schnellverschluss

Anschlag

Verstellung des Anschlages 9

Anschlusseinrichtung

Federeinrichtung

Werkstückaufnahme

Anschlusseinrichtung

Federeinrichtung

Werkstückaufnahme

Verstellung Federeinrichtung erstes Haltemittel

Antriebsmittel zweites Haltemittel

Bügel

Rolle

Feder, insbesondere Blattfeder 22 Schwenkarm 23 Schwenkarm 31 erste Rolle 32 zweite Rolle 21 Feder, insbesondere Blattfeder 22 Schwenkarm 23 Schwenkarm 31 erste Rolle 32 zweite Rolle a Winkellagensensoreinrichtung1a Bügel 2a Anschluss 3a Winkellagensensor 2a Antriebsrolle 2b Riemenantrieb 11a Anschluss 12a Langloch 13a Anschlag 21a Stabsegment 21b Aufnahme 21c Aufnahme 121d Verstellung der Aufnahme 121b

121e Skala für Verstellung 121d

121f; f‘ elektromechanische Verstellung

221a Stabsegment

221b Aufnahme

221c Aufnahme

221f, f‘ Verstellung

321a Federelement, Schraubenfeder

321b Aufnahme Federelement 321a

321c Aufnahme Federelement 321a

321d Verstellung für 321a

421a Federelement, Bügelfeder

421c Aufnahme Federelement 321a

421d Verstellung für 321a

521a Halter

522a Antrieb, insbesondere Hydraulikzylinder

521b Antriebsrolle

522b Spannrolle

523b Spannrolle

524b Riemen

Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben sind selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann ein ggf. beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.

Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine" und „der/die/das" auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf" und/oder „aufweisend", wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder" jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente.

Nachfolgend wird auf die Fig. 1 bis 8 Bezug genommen. Die Fig. 1 bis 8 stellen eine Unwuchtmesseinrichtung bzw. Bearbeitungseinrichtung schematisch dar, wie sie in der DE 10 2021 208 139 bzw. PCT/EP2022/071127 beschrieben sind.

Eine Unwuchtmesseinrichtung U umfasst eine erste Werkstückaufnahmeeinrichtung 1, eine zweite Werkstückaufnahmeeinrichtung 2 und einen Sensor 3 zur Bestimmung einer Unwucht eines rotierenden Werkstücks W.

Die erste Werkstückaufnahmeeinrichtung 1 umfasst eine Anschlusseinrichtung 11 zur lösbaren Verbindung mit einem Bearbeitungstisch 4. Ferner umfasst die erste Werkstückaufnahmeeinrichtung 1 eine Werkstückaufnahme 13. Die Werkstückaufnahme 13 ist zur rotierenden Aufnahme eines Abschnitts des Werkstücks W eingerichtet.

Die zweite Werkstückaufnahmeeinrichtung 2 umfasst eine Anschlusseinrichtung 21 zur lösbaren Verbindung mit dem Bearbeitungstisch 4. Ferner umfasst die zweite Werkstückaufnahmeeinrichtung 2 eine Werkstückaufnahme 23. Die Werkstückaufnahme 23 ist zur rotierenden Aufnahme eines Abschnitts des Werkstücks W eingerichtet.

Die Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 sind in einem Abstand zueinander angeordnet, so dass ein Werkstück W zwischen den Werkstückaufnahmeeinrichtungen angeordnet werden kann. Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass jeweils die Enden des Werkstücks, am hier vorliegenden Beispiel, die Wellenstümpfe Z einer Rotorwelle, in den Werkstückaufnahmen 13, 23 aufgenommen sind. Insofern bilden die Werkstückaufnahmen 13, 23 bzw. das aufgenommene Werkstück W eine Rotationsachse R aus. Das Werkstück W kann also in den Werkstückaufnahmen 13, 23 zwischen den beiden Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 um die Rotationsachse R rotierend aufgenommen werden. Vorzugsweise bilden die Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 durch geeignete Auswahl des Abstandes eine axiale Begrenzung, so dass das Werkstück W nicht oder nur geringfügig zwischen den Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 verschoben werden kann. In den Abbildungen ist ferner zur Orientierung jeweils eine Hochachse Hl bzw. H2 eingezeichnet, die vorzugsweise senkrecht von dem Bearbeitungstisch 4 durch die Rotationsachse R verläuft.

Es ist erkennbar, dass eine Federeinrichtung 12 bzw. 22 zwischen der Anschlusseinrichtung 11 bzw. 21 und der Werkstückaufnahme 13 bzw. 23 angeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, dass die Werkstückaufnahme 13 bzw. 23 gegenüber der Anschlusseinrichtung 11 bzw. 21 gegen die Kraft einer Feder 121 bzw. 221 in eine Richtung senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse R bewegt werden kann. Vorzugsweise ist die erste Werkstückaufnahmeeinrichtung 1 und/oder die zweite Werkstückaufnahmeeinrichtung 2 mit einer Federeinrichtung 12, 22 ausgestattet.

Die Federeinrichtung 12 ermöglicht demnach grundsätzlich eine hinsichtlich ihrer Richtung vorbestimmte Ausweichbewegung der Werkstückaufnahme 13 bzw. 23 und der ortsfest angebrachten Anschlusseinrichtung 11 bzw. 21. Hierdurch kann grundsätzlich ein durch eine Unwucht bedingtes Schwingen eines von der Unwuchtmesseinrichtung U aufgenommenen rotierenden Werkstücks W auf die Werkstückaufnahmen 13 bzw. 23 übertragen werden. Die Werkstückaufnahmen 13 bzw. 23 sind jedoch nicht fest mit den Anschlusseinrichtungen 11 bzw. 21 verbunden, so dass sie zusammen mit dem Werkstück W ein definiertes schwingendes System ausbilden können. Unter Kenntnis der dynamischen Eigenschaften dieses Systems können die eigentlich interessierenden Schwingungen des Werkstücks W durch die Schwingungen des Gesamtsystems aus Werkstück W und Werkstückaufnahmen 13 bzw. 23 berechnet werden. Hierzu ist vorgesehen, dass mindestens eine Werkstückaufnahme, vorzugsweise beide Werkstückaufnahmen 13 bzw. 23, mit einem entsprechenden Sensor 3, insbesondere Beschleunigungssensor, ausgestattet sind, die wiederum mit einer Datenverarbeitungseinrichtung DV verbunden sind.

Es ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass die Federeinrichtung 12 bzw. 22 eine Blattfeder 121 bzw. 221 umfasst. Die Blattfeder ist vorzugsweise in Richtung der Hochachse Hl bzw. H2 ausgerichtet.

Das Entkoppeln ist bei der dargestellten Unwuchtmesseinrichtung U bevorzugt über eine mechanische Federeinrichtung 12 bzw. 22 realisiert. Der entsprechende Federeffekt kann aber auch über andere Maßnahmen, wie beispielsweise hydraulische oder pneumatische Komponenten, erreicht werden.

Es ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass die Federeinrichtung einen ersten Schwenkarm 122 bzw. 123 und einen zweiten Schwenkarm 222 bzw. 223 zwischen der Anschlusseinrichtung 11 bzw. 21 und der Werkstückaufnahme 13 bzw. 23 umfasst, wobei die Schwenkarme gelenkig sowohl an der Anschlusseinrichtung, als auch an der Werkstückaufnahme angeordnet sind. Die Gelenkachsen der Schwenkarme 122, 123 bzw. 222, 223 sind vorzugsweise parallel zur Rotationsachse R angeordnet. Aus dieser Anordnung ergibt sich eine Anbindung nach Art eines nicht umlauffähigem ebenen Drehgelenkgetriebes. Insofern zwingen die Schwenkarme 122, 123 bzw. 222, 223 die jeweilige Werkstückaufnahme 13 bzw. 23 auf eine annähernd geradlinige, tatsächlich leicht kreisförmige, Bewegungsbahn. Wesentlich ist jedoch in erster Linie die lineare Bewegungskomponente. Die Federeinrichtung 12 bzw. 22, insbesondere die Feder 121 bzw. 221, ist derart zwischen Anschlusseinrichtung 11 bzw. 21 und Werkstückaufnahme 13 bzw. 23 angeordnet, dass die Werkstückaufnahme 13 bzw. 23 stets auf eine Mittelstellung, bei der die Schwenkarme 122, 123 bzw. 222, 223 senkrecht zum Bearbeitungstisch bzw. parallel zu den Hochachse Hl bzw. H2 ausgerichtet ist, zurückbewegt wird. Die Feder 121 bzw. 221, insbesondere Blattfeder, ist vorzugsweise deckungsgleich mit der Hochachse, insbesondere parallel zu der Hochachse Hl bzw. H2 ausgerichtet. Die annähernde Bewegungsrichtung ist mittels Pfeilen insbesondere in der Fig. 14 dargestellt.

Es ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass die Werkstückaufnahmen 13 bzw. 23 der Unwuchtmesseinrichtung U jeweils eine erste drehbare Rolle 131 bzw. 231 und eine zweite drehbare Rolle 132 bzw. 232 umfasst, die zwischen sich die Aufnahme für einen Abschnitt des Werkstücks W, beispielsweise die Wellenstümpfe einer Rotorwelle, ausbilden. Die Drehachse der Rollen 131, 132, 231, 232 ist vorzugsweise parallel zur Rotationsachse R ausgerichtet. Es ist entsprechend vorgesehen, dass die Werkstückenden zwischen den Rollen 131 und 132 bzw. 231 und 232 aufgenommen sind, wobei der Rollenabstand jedoch geringer als der Durchmesser des aufzunehmenden Werkstückendes ist. Das aufgenommene Werkstückende kann demnach von den beiden Rollen abgestützt werden.

In den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis Fig. 8 ist noch vorgesehen, dass die Unwuchtmesseinrichtung U mit zwei Schnellverschlüssen 7 ausgestattet ist. Wie noch weiter unten dargelegt werden wird, kann der Schnellverschluss 7 auch wegfallen bzw. durch andere Maßnahmen realisiert werden.

Der Schnellverschluss 7 umfasst im Wesentlichen einen schwenkbaren Bügel 71. Der Bügel 71 weist eine L-förmige Gestalt auf. Die Schwenkachse ist parallel zu der Rotationsachse ausgerichtet. Ferner umfasst der Schnellverschluss eine drehbare Rolle 72. Die Drehachse der Rolle ist parallel zur der Rotationsachse ausgerichtet. Das Werkstück ist in Schwerkraftrichtung bereits in den Werkstückaufnahmen 13 bzw. 23, insbesondere zwischen den Rollen 131, 132 bzw. 231, 232 gehalten. Mit dem Schnellverschluss 7 kann die Aufnahme gewissermaßen geschlossen werden, indem die Rolle 72 des Schnellverschlusses 7 von oben auf dem Werkstückende aufliegt. Das Werkstückende ist in diesem Fall von drei Rollen umgeben und kann entsprechend nicht mehr entweichen. Durch Schwenken bzw. Aufklappen der Schnellverschlüsse 7 kann die Aufnahme entsprechend freigegeben werden und das Werkstück W entnommen werden. Die Betätigung des Schnellverschlusses 7 kann automatisiert erfolgen, insbesondere hydraulisch oder pneumatisch.

Eine Bearbeitungseinrichtung für ein Werkstück W umfasst im Wesentlichen eine Bearbeitungsaufnahme 5 zur Aufnahme des Werkstücks, umfassend ein erstes Haltemittel 51, ein zweites Haltemittel 53 und ein Antriebsmittel 52, wobei das Antriebsmittel 52 dazu eingerichtet ist, das Werkstück W in Rotation zu versetzen, wobei die Haltemittel 51, 53 zur Halterung des Werkstücks W eingerichtet sind. Ferner umfasst die Bearbeitungseinrichtung mindestens ein Bearbeitungsmittel 6 zur Bearbeitung des Werkstücks W, sowie eine Unwuchtmesseinrichtung U. Bei der Unwuchtmesseinrichtung U handelt es sich bevorzugt um die beschriebene Unwuchtmesseinrichtung U.

Bei dem Bearbeitungsmittel 6 kann es sich beispielsweise um eine Fräß-, Dreh-, oder Schleifeinrichtung handeln. Auch andere für die, insbesondere spanende, Bearbeitung von, insbesondere metallischen, Werkstücken sind denkbar. Insbesondere kann je nach dem ausgewählten Bearbeitungsmittel 6 die Heranführungsrichtung des jeweilig ausgewählten Bearbeitungsmittel 6 an das Werkstück W variieren.

Die Bearbeitungsaufnahme 5 ist vorzugsweise mit dem Bearbeitungstisch 4 verbunden bzw. auf diesem angebracht. Der Bearbeitungstisch 4 ist beispielsweise ortsfest angebracht. Der Bearbeitungstisch 4 kann jedoch auch verfahrbar ausgestaltet sein, dergestalt, dass die auf dem Bearbeitungstisch 4 angebrachte Unwuchtmesseinrichtung U, insbesondere die Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2, der Bearbeitungsaufnahme 5, insbesondere den Haltemitteln 51, 53 bzw. dem Werkstück W, entgegengefahren werden können. Die Unwuchtmesseinrichtung U kann also auch dem Werkstück W zugeführt werden und/oder die Bearbeitungsaufnahme 5, insbesondere die Haltemittel 51, 53, bzw. das aufgenommene Werkstück W, können der Unwuchtmesseinrichtung U zugeführt werden. Beispielsweise kann der Bearbeitungstisch 4 auch mehrteilig ausgebildet sein, insbesondere derart, dass ein erster Teil des Bearbeitungstisches 4 die Haltemittel 51, 53 sowie das Antriebsmittel 52 ausbildet und ein weiterer Teil des Bearbeitungstisches 4 die Unwuchtmesseinrichtung U, insbesondere Unwuchtmesseinrichtung U trägt.

In den Bearbeitungstisch 4 können grundsätzlich Kräfte und Momente abgeleitet werden. Die Bearbeitungsaufnahme 5 kann unmittelbar mit dem Bearbeitungstisch verbunden sein. Die Werkstückaufnahmen 13 bzw. 23 sind mittelbar, über die Federeinrichtungen 12 bzw. 22 mit dem Bearbeitungstisch 4 verbunden. Der Anschlag 9 begrenzt die Auslenkung der Werkstückaufnahmen 13, 23 bzw. der Federeinrichtungen 12, 22 und kann mittels der Verstellung 10 verstellt bzw. angepasst werden.

Die Haltemittel 51, 53 sind grundsätzlich dazu eingerichtet, eine lösbare, insbesondere schnell lösbare, Verbindung mit dem Werkstück W einzugehen. Die Haltemittel 51 sind zur Halterung, insbesondere zu einer zur Bearbeitung mit dem Bearbeitungsmittel 6 geeigneten Halterung, eingerichtet. Die Haltemittel 51, 53 sind mit einer (hier nicht dargestellten) Transportmechanik verbunden, mit der beispielsweise eine Umsetzung bzw. Positionieren eines gehaltenen Werkstücks, beispielsweise ein Ablegen auf bzw. Entnahme von der Unwuchtmesseinrichtung U, insbesondere den Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2, vorgenommen werden kann.

Als Haltemittel 51, 53 kommt beispielsweise Oldham-Kupplungen mit entsprechenden Kegeln oder Kegelstümpfen, die in beispielsweise hohlzylinderförmige Wellenenden eines Werkstücks, insbesondere einer Rotorwelle eingreifen können, in Frage bzw. umfasst das Haltemittel vorgenannte Komponenten. Bei den Haltemitteln 51, 53 kann es sich auch um entsprechende Formschlusselemente handeln bzw. umfasst das Haltemittel vorgenannte Komponenten, die beispielsweise nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip eine formschlüssige Verbindung zu dem Werkstück W, insbesondere zu den Wellenstümpfen Z, lösbar herstellen können.

Bei dem Antriebsmittel 52 kann es sich beispielsweise um einen Elektromotor oder auch einen Schrittmotor handeln, mit dem das Werkstück W in Rotation versetzt werden kann bzw. mit dem eine vorbestimmte Winkelposition des Werkstücks W angefahren werden können. Weitere alternative Antriebsmittel werden noch beschrieben werden.

Weitere Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich insbesondere aus einer beispielhaften Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ein grundsätzliches Verfahren zum Wuchten und/oder Bearbeiten eines Werkstücks, insbesondere einer Rotorwelle, unter Zuhilfenahme einer Bearbeitungseinrichtung, insbesondere Unwuchtmesseinrichtung, soll nachfolgend erläutert werden. Es versteht sich, dass hier nur einige ausgewählte Verfahrensschritte dargestellt sind, wie sie für das Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens hilfreich sind. Das Verfahren kann weitere, dem Fachmann bekannte, Schritte bzw. Zwischenschritte umfassen.

Als Werkstück ist ein rotationssymmetrisches Werkstück W, wie beispielsweise eine Rotorwelle einer elektrischen Maschine, denkbar. Eine derartige Rotorwelle ist beispielsweise in der Fig. 9 dargestellt. Es sind insbesondere die Rotorwelle W mit endseitigen Zapfen Z, sowie das gestrichelt dargestellte Blechpaket B sowie die punktiert dargestellten Druckscheiben D gezeigt.

In der Fig. 10 ist schematisch eine Rotorwelle W dargestellt, die von der Bearbeitungsaufnahme

5, insbesondere von dem Haltemittel 51, 53 aufgenommen ist. Das Werkstück W ist noch nicht in die Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 der Unwuchtmesseinrichtung U eingelegt bzw. von diesen aufgenommen.

Zunächst erfolgt eine herkömmliche Bearbeitung des Werkstücks W durch das Bearbeitungsmittel

6, beispielsweise ein Schleifen oder spanabhebendes Drehen des Werkstücks W. Diese Bearbeitung dient jedoch nicht dem Wuchten des Werkstücks W, sondern der allgemeinen Bearbeitung.

In der Fig. 11 ist schematisch ein Bearbeiten des Werkstücks W, insbesondere der Lagerstellen auf der Rotorwelle, dargestellt. Zudem werden definierte Referenzflächen bzw. Referenzkonturen ausgebildet, von denen ausgehend, beim Wuchten, Material abgetragen wird. Da diese Flächen bzw. Geometrien in einer Aufspannung mit den Lagerstellen ausgebildet werden, sind diese Referenzflächen hoch genau koaxial zur Lagerstelle L. Hierzu kommt das Bearbeitungsmittel 6, beispielsweise eine Schleifeinrichtung zum Einsatz. Eine Lünette oder dergleichen ist auch noch möglich, um Schleifkräfte aufzunehmen und/oder abzustützen. Gestrichelt ist eine andere Bearbeitungssituation bzw. ein anderes Werkzeug dargestellt.

Vorzugsweise versetzt das Antriebsmittel 52 das Werkstück W während dieser Bearbeitung in Rotation.

In der Fig. 12 sind schematisch geschliffene Lagerstellen L des Werkstücks W dargestellt. Es ist ferner dargestellt, wie das Bearbeitungsmittel 6 nicht länger im Einsatz ist bzw. weggefahren ist. Das bearbeitete, zumindest teilbearbeitete, Werkstück W ist mittels der Bearbeitungsaufnahme, insbesondere den Haltemitteln 51, 53, an die Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 der Unwuchtmesseinrichtung U herangeführt und auf den Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2, insbesondere den Werkstückaufnahmen 13, 23, abgelegt worden. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 der

Unwuchtmesseinrichtung U an das teil bearbeitete Werkstück herangefahren werden, sozusagen die Unwuchtmesseinrichtung U zum Werkstück W gefahren wird. Die Haltemittel 51, 53 sind von dem Werkstück W getrennt, alternativ ist lediglich ein Haltemittel, von dem Werkstück W getrennt, vorzugsweise ist das Haltemittel 53 getrennt, welches auf der gegenüberliegenden Seite des Antriebs 52 angeordnet ist. Das Antriebsmittel 52 ist jedoch mit dem Werkstück W verbunden. Es ist insbesondere eine radiale und axiale Führung des Werkstücks W durch die Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 vorgesehen. Beispielsweise kann die axiale Führung des Werkstückes W in der Unwuchtmesseinrichtung U mittels eines federnden Elementes erfolgen. Dieses federnde Element kann beispielsweise die axiale Kraft Fa aufbringen, das Werkstück in eine axiale Position führen und beim Trennen der Antriebs- oder Haltemittel 52, 53 vom Werkstück W, dieses führen. Vorzugsweise weist das federnde Element eine reibmindernde Beschichtung oder Rollen oder dgl. auf. Insbesondere belastet und führt dieses federnde Element das Werkstück W axial und greift beispielsweise an einer Kante des Werkstückes W an. Die Kräfte, welche die Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 auf das Werkstück ausüben sind beispielhaft in Figur 13 durch die stärkeren Pfeile schematisch gezeigt, wobei insbesondere radialen Abstützungskräfte Fr und axiale Führungskräfte Fa zeigen.

Es kann vorgesehen sein, dass das Werkstück W zusätzlich mit dem Schnellverschluss 7 auf den Werkstückaufnahmeeinrichtungen bzw. den Werkstückaufnahmen gegen Herausfallen gesichert wird.

Das Antriebsmittel 52 bringt das Werkstück W auf Drehzahl, insbesondere auf eine Wuchtdrehzahl. Unter Wuchtdrehzahl soll hier eine Drehzahl des Werkstücks W verstanden werden, bei welcher eine Messung der Unwucht durchgeführt werden soll. Diese ist insbesondere abhängig von der auszuwuchtenden Komponente und deren späteren Einsatzdrehzahlen. Für die winkelgenaue Aufnahme des Werkstückes W kann bevorzugt die Winkellage des Werkstückes W über Sensoren und am Werkstück W ausgebildete/angebrachte Referenzen bestimmt werden.

In der Fig. 13 ist schematisch dargestellt, wie das Antriebsmittel 52 nach Erreichen der Wuchtdrehzahl abgekoppelt worden ist. Der Antrieb ist noch im Eingriff mit dem Werkstück. Damit rotiert das Werkstück W frei in der Unwuchtmesseinrichtung U, insbesondere in den Werkstückaufnahmen 13, 23. Das Entkoppeln von allen Maschinenteilen, wie z.B. Spindelstöcke, Lünetten, Reitstöcke, Werkzeugen etc. ist für den Messvorgang vorteilhaft. So ist vorzugsweise gewährleistet, dass die Messung nicht durch andere rotierende Körper und deren Massen bzw. deren Schwingungsverhalten beeinflusst ist. Die Aufnahme des Werkstücks W auf den Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 und das Entkoppeln des Antriebsmittels 52 bzw. der Haltemittel 51 können sich überlagern.

In der Fig. 13a ist schematisch eine alternative Ausführung dargestellt, bei der das Werkstück W noch mit dem Antriebsmittel 52 in Eingriff steht, die Haltemittel 51, 53 jedoch abgekoppelt oder getrennt wurden. Damit rotiert das Werkstück W frei in der Unwuchtmesseinrichtung U, insbesondere in den Werkstückaufnahmen 13, 23, und kann dennoch auf der gewünschten Drehzahl gehalten werden oder auf die gewünschten Drehzahlen gebracht werden. Vorteilhaft ist das Antriebsmittel 52 mittels Oldham-Kupplung mit dem Werkstück W im Eingriff, wodurch die Antriebseinflüsse auf das Werkstück W minimiert werden können. Das Entkoppeln von den Maschinenteilen, wie z.B. Spindelstöcke, Lünetten, Reitstöcke, Werkzeugen etc. ist für den Messvorgang vorteilhaft. So ist vorzugsweise gewährleistet, dass die Messung nicht durch andere rotierende Körper und deren Massen bzw. deren Schwingungsverhalten beeinflusst ist. Die Aufnahme des Werkstücks W auf den Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 und das Entkoppeln des Antriebsmittels 52 bzw. der Haltemittel 51 können sich überlagern.

Das Werkstück W dreht mit gewünschter Drehzahl, insbesondere Wuchtdrehzahl. Es wird eine Messung der Unwucht mit dem Sensor 3 bzw. den Sensoren 3 durchgeführt. Während der Messung kann die Drehzahl sinken bzw. einen vorbestimmten Drehzahlbereich durchlaufen. Die Messergebnisse werden an die Datenverarbeitungseinrichtung DV übermittelt. Die Datenverarbeitungseinrichtung DV berechnet die Maßnahmen zur Beseitigung bzw. mindestens Reduktion der Unwucht auf ein technisch akzeptables Maß. Die Datenverarbeitungseinrichtung DV steuert dann im Nachgang auch das Bearbeitungsmittel 6.

In der Fig. 13b ist schematisch eine alternative Ausführung dargestellt, bei der das Werkstück W nicht mit dem Antriebsmittel 52 in Eingriff steht und auch die Haltemittel 51, 53 abgekoppelt oder getrennt wurden. Damit rotiert das Werkstück W frei in der Unwuchtmesseinrichtung U, insbesondere in den Werkstückaufnahmen 13, 23, und kann durch das Antriebsmittel, welches bspw. ein Antriebsrad 52a oder ein Antriebsriemen 52b umfasst, auf der gewünschten Drehzahl gehalten werden oder auf die gewünschten Drehzahlen gebracht (beschleunigt oder gebremst) werden. Vorteilhaft ist lediglich das Antriebsmittel 52 mit dem Werkstück W im Eingriff, wodurch die Antriebseinflüsse auf das Werkstück W minimiert werden können. Das Antriebsrad 52a bzw. der Antriebsriemen 52b greifen hier vorzugsweise im Schwerpunkt des Werkstückes W an. Gestrichelt sind andere bzw. weitere Antriebsmittel bzw. Angriffspunkte gezeigt. Das Entkoppeln von den Maschinenteilen, wie z.B. Spindelstöcke, Lünetten, Reitstöcke, Werkzeugen etc. ist für den Messvorgang vorteilhaft. So ist vorzugsweise gewährleistet, dass die Messung nicht oder wenig durch andere rotierende Körper und deren Massen bzw. deren Schwingungsverhalten beeinflusst ist. Die Aufnahme des Werkstücks W auf den Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 und das Entkoppeln des Antriebsmittels 52 bzw. der Haltemittel 51 können sich überlagern.

In der Fig. 13c ist schematisch eine alternative Ausführung dargestellt, bei der das Werkstück W nicht mit dem Antriebsmittel 52 in Eingriff steht und auch die Haltemittel 51, 53 abgekoppelt oder getrennt wurden. Damit rotiert das Werkstück W frei in der Unwuchtmesseinrichtung U, insbesondere in den Werkstückaufnahmen 13, 23, und kann durch das Antriebsmittel, welches bspw. ein Antriebsrad 52a, insbesondere ein Bearbeitungsmittel 6 umfasst, auf der gewünschten Drehzahl gehalten werden oder auf die gewünschten Drehzahlen gebracht (beschleunigt oder gebremst) werden. Das Bearbeitungsmittel 6 kann bspw. die zum Herstellen der Unwucht genutzte Schleifscheibe 6 sein. Vorteilhaft ist hier das Werkstück W durch die Haltemittel 51, 53 gehalten, wodurch die auftretenden Kräfte zuverlässig aufgenommen werden. Das Antriebsrad 52a bzw. die Schleifscheibe 6 greift vorzugsweise im Schwerpunkt des Werkstückes W an. Gestrichelt sind jedoch auch andere bzw. weitere Angriffspunkte gezeigt. Diese ergeben sich beispielsweise aus der zuvor erfolgten Bearbeitung des Werkstückes. Die Schleifscheibe 6 dreht das Werkstück W auf eine gewünschte Drehzahl, anschließend werden die Haltemittel 51, 53 vom Werkstück getrennt und das Werkstück ausschließlich durch die Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 geführt und die Messung der Unwucht durchgeführt. Die Aufnahme des Werkstücks W auf den Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 und das Entkoppeln der Haltemittel 51, 53 können sich überlagern.

Für die Bearbeitung der Lagerstellen L und der Referenzflächen für das Wuchten steht die Schleifscheibe bereits in Kontakt mit dem Werkstück W. Wenn sie dann, wie in dieser Ausgestaltung das Werkstücke W auf die gewünschte Drehzahl dreht, kann sich die Taktzeit für das Bearbeiten und Wuchten des Werkstückes W verringern. Zudem ist das Entkoppeln von den Maschinenteilen, wie z.B. Spindelstöcke, Lünetten, Reitstöcke, Werkzeugen etc. ist für den Messvorgang vorteilhaft. So ist vorzugsweise gewährleistet, dass die Messung nicht bzw. wenig durch andere rotierende Körper und deren Massen bzw. deren Schwingungsverhalten beeinflusst ist. Die Aufnahme des Werkstücks W auf den Werkstückaufnahmeeinrichtungen 1, 2 und das Entkoppeln des Antriebsmittels 52 bzw. der Haltemittel 51 können sich überlagern.

In jedem Fall dreht das Werkstück W mit gewünschter Drehzahl, einer Drehzahlrampe, insbesondere Wuchtdrehzahl. Es wird eine Messung der Unwucht mit dem Sensor 3 bzw. den Sensoren 3 durchgeführt. Während der Messung kann die Drehzahl sinken bzw. einen vorbestimmten Drehzahlbereich durchlaufen. Die Messergebnisse werden an die Datenverarbeitungseinrichtung DV übermittelt. Die Datenverarbeitungseinrichtung DV berechnet die Maßnahmen zur Beseitigung bzw. mindestens Reduktion der Unwucht auf ein technisch akzeptables Maß. Die Datenverarbeitungseinrichtung DV steuert dann im Nachgang auch das Bearbeitungsmittel 6.

In der Fig. 14 ist schematisch dargestellt, wie die von der Datenverarbeitungseinrichtung DV berechneten Maßnahmen durchgeführt werden, insbesondere Material an vorbestimmten Stellen des Werkstücks W abgetragen wird. Vorzugsweise sind diese vorbestimmten Stellen mit einer hohen Genauigkeit, insbesondere weisen einen geringem Koaxialitätsfehler auf relativ zur Lagerstelle L, ausgebildete Referenzflächen N. Diese Referenzflächen können bspw. am Flansch Z, Blechpaket B, Wellenkörper des Werkstücks W oder den Druckscheiben D ausgebildet werden. Hierzu kann dasselbe Bearbeitungsmittel 6 wie für die herkömmliche Bearbeitung, als auch ein gesondertes Bearbeitungsmittel verwendet werden. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das Werkstück W der Unwuchtmesseinrichtung U wieder entnommen ist, insbesondere durch das Haltmittel 51. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Werkstück W nunmehr wieder mit dem Antriebsmittel 52 gekoppelt ist und hierdurch in Rotation versetzt wird oder vorbestimmte Winkelpositionen angefahren werden. Falls der Schnellverschluss 7 zuvor benutzt worden ist, ist dieser zuvor wieder geöffnet worden.

Das zur Beeinflussung der Unwucht des Werkstücks W, insbesondere zur wenigstens teilweisen Umfangsreduktion, insbesondere Umfangsgestaltung des Werkstücks W abgetragene Material kann beispielsweise derart vom Werkstück abgetragen werden, dass an diesem eine Flachstelle, eine Freiformfläche oder eine Kreisabschnittsfläche entsteht.

Die Unwuchtmesseinrichtung U separat kann ebenfalls mit der Datenverarbeitungseinrichtung DV, dem Bearbeitungsmittel 6 zur Unwuchtbearbeitung des Werkstücks W, sowie der Bearbeitungsaufnahme 5, umfassend Haltemittel 51, 53 zum Halten des Werkstücks W und das Antriebsmittel 52, um das Werkstück W in Rotation zu versetzen, ausgestattet sein.

Nachfolgend werden Verbesserungen der Bearbeitungseinrichtung, insbesondere der Unwuchtmesseinrichtung U, vorgeschlagen.

Nachfolgend wird auf die Fig. 15, 15a, 15b und 16, 16a Bezug genommen.

Hier ist insbesondere eine alternative Ausführungsform einer Federeinrichtung 12, umfassend ein Stabsegment 121a, sowie eine erste Aufnahme 121b und eine zweite Aufnahme 121c, dargestellt. Das Stabsegment 121a ist jeweils endseitig in die erste Aufnahme 121b und die zweite Aufnahme 121c geklemmt. Die erste Aufnahme 121b ist entsprechend mit der Anschlusseinrichtung 11 und die zweite Aufnahme 121c ist mit der Werkstückaufnahme 13 verbunden, insbesondere mittels Schrauben befestigt. Das Stabsegment 121a ist als stabförmiges Profil ausgestaltet. Es weist elastische, insbesondere biegeelastische Eigenschaften auf, die denen vergleichbar einer Blattfeder entsprechen, jedoch wesentlich einfacher hergestellt werden kann. Das Stabsegment kann entsprechend gebogen werden. Das Stabsegment bzw. Aufnahmen der anderen Seite sind entsprechend mit den Bezugszeichen 221a, 221b und 221c gekennzeichnet. Das Stabsegment ist beispielsweise derart aufgenommen, dass es mit einer Einbaulänge EL bzw. einer wirksamen Biegelänge aufweist.

In Figur 15a ist gezeigt, dass die wirksame Biegelänge EL bzw. die Einbaulänge EL veränderbar sein kann. Hierzu ist beispielsweise die Aufnahme 121 b mittels einer Verstellung 12 ld, wie einem Langloch oder einzelner Gewindebohrungen relativ axial entlang des Stabelements 121 befestigbar. Die geänderte Biegelänge bzw. Einbaulänge verändert das elastische Federverhalten des Stabelementes 121a. Mittels eines anpassbaren bzw. veränderbaren Federverhaltens kann die Vorrichtung an verschiedene Unwuchten und Werkstücke W angepasst werden. Der Anschlag 9 verhindert eine Überlastung der Federeinrichtung 12, 121a, 221a. Mittels der Verstellung 10 kann auch der Anschlag 9 an die verschieden Bedingungen angepasst werden. Eine Skala 121e, 221e erleichtert das richtige einstellen der Aufnahme 121b, 221b an beiden Seiten der Vorrichtung U, 1. Das Federverhalten des Stabelementes kann durch Material und Geometrie beeinflusst bzw. geändert werden.

In Figur 15b ist eine weitere Ausgestaltung gezeigt, bei der die wirksame Biegelänge EL bzw. die Einbaulänge EL veränderbar ist, wobei hierzu beispielsweise ein elektromechanischer Versteller 12 lf genutzt werden kann. Die verschiedenen Einbaulängen EL bzw. die verschiedenen wirksamen biegelängen werden hier durch gestrichelte Linien schematisch dargestellt. Ein elektromechanischer Versteller 121f kann beispielsweise einen Linearantrieb umfassen und die Abstützung oder die Befestigung der Federeinrichtung bzw. des Stabelementes 121a, 221a verändern.

In Figur 15c ist eine alternative Ausgestaltung gezeigt, bei der die Federeinrichtung 12 eine horizontal ausgerichtete Feder umfasst, beispielsweise eine Schraubenfeder 321a, insbesondere Schraubenfeder mit progressivem Verhalten. Bei der Schraubenfeder 321a kann mittels einer veränderbaren Vorspannung, insbesondere mittels Versteller 321d das Federverhalten angepasst bzw. verändert werden. Ferner ist beispielhaft in Figur 15c eine Torsionsfeder bzw. eine Schenkelfeder 421a gezeigt. Das Federverhalten einer solchen Schenkelfeder kann ebenfalls über die Vorspannung, bspw. mittels Versteller 421d, beeinflusst werden.

In Figur 16a ist eine Alternative Ausgestaltung einer Unwuchtmesseinrichtung mit einer alternativen Ausgestaltung einer Federeinrichtung, umfassend ein Stabsegement, in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Auslenkung der Werkstückaufnahme 23 kann mittels des Anschlages 9 begrenzt werden. Der Anschlag 9 kann mit einer Verstellung 10 angepasst werden. Die Verstellung 221f ermöglicht die Anpassung des Federverhaltens der Federeinrichtung, insbesondere des Stabsegmentes 221a, an zu erwartende bzw. bei einer Messung aufgetretene Schwingungen der Werkstückaufnahme 23 bzw. die Unwuchte des Werkstückes W. Ferner kann durch die Verstellung 221 f auf und so an die erwarteten oder

Nachfolgend wird auf die Fig. 17 und 18 Bezug genommen.

Hier ist insbesondere eine Winkellagensensoreinrichtung 3a zur Bestimmung der Winkellage des Werkstücks auf der Werkstückaufnahme 13 dargestellt.

Die Winkellagensensoreinrichtung 3a umfasst im Wesentlichen einen Bügel 31a und einen Anschluss 32a für einen Winkellagesensor 33a.

Der Bügel 31a als solches weist vorzugsweise die Form eines Kreisabschnitts auf und ist entsprechend gebogen. Ferner umfasst der Bügel 31a einen Anschluss 311a zur schwenkbaren Befestigung an der Werkstückaufnahme 13, sowie ein Langloch 312a zur Befestigung des Anschlusses 32a für den Winkellagesensor 33a. Der Anschluss 311a zur schwenkbaren Befestigung an der Werkstückaufnahme 13 kann beispielsweise als Schraube ausgestaltet sein, die durch eine entsprechende Öffnung des Bügels 31a hindurchgesteckt wird. Die Schwenkachse des Bügels 31a verläuft parallel zu der Rotationsachse des R des Werkstücks. Die Winkellagensensoreinrichtung 3a, insbesondere der Bügel 31a, kann ferner mit einem Anschlag 313a zur Begrenzung des Schwenkwinkels des Bügels 31a ausgestattet sein.

Der Anschluss 32a für den Winkellagesensor 33a kann mittels einer Schraube an dem Bügel 31a befestigt sein, wobei die Schraube durch das Langloch 312a hindurchgesteckt sein kann. Auf diese Weise kann der Anschluss 32a entlang dem Bügel 31a verschoben und an geeigneter Stelle festgelegt werden. Der Anschluss 32a kann damit im Wesentlichen auf einer teilkreisförmigen Bahn bewegt und an geeigneter Stelle festgelegt werden.

Es ergibt sich eine verbesserte Führung für den Winkellagensensor, insbesondere zur Bestimmung der Winkellage des Werkstücks. Ein weiterer Vorteil liegt insbesondere darin, dass der Winkellagesensor 33a relativ um die Rotationsachse und entlang der Rotationsachse positioniert bzw. verschoben werden kann. Vorteilhafterweise ergibt sich ein geringer Abstand zum Werkstück, weniger Störung und eine genauere Messung. Der Winkellagesensor 33a kann ferner mit der Werkstückaufnahme 13 schwingen. Die Fig. 17 zeigt die Winkellagensensoreinrichtung 3a, insbesondere den Anschluss 32a, ohne einen eingesetzten Winkellagensensor 33a. Die Fig. 18 zeigt die Winkellagensensoreinrichtung 3a, insbesondere den Anschluss 32a, mit dem eingesetzten Winkellagensensor 33a.

Nachfolgend wird auf die Fig. 19 bis Fig. 22a bzw. Fig. 23 bis 25 Bezug genommen.

Nachfolgend werden alternative Antriebsmittel (Antriebsrolle 52a, Riemenantrieb 52b) vorgestellt, die dazu eingerichtet sind, das Werkstück in Rotation zu versetzen.

Das Antriebsmittel soll dabei vorteilhafterweise das Werkstück in Rotation versetzen und eine Absicherung gegen Abheben des Werkstücks darstellen. Hinsichtlich der Funktion des Antriebs ist ferner ein Beschleunigen, Abbremsen und auf Geschwindigkeit halten zu nennen. Vorzugsweise sollen Ausführungsformen für das Antriebsmittel vorgeschlagen werden, bei denen der Antrieb des Werkstücks mittels Reibung erfolgt.

Das Antriebsmittel soll idealerweise dazu eingerichtet sein, in der Mitte des Werkstücks und senkrecht zur Rotationsachse, prinzipiell im Scherpunkt des Werkstücks, angreifen.

Das Antriebsmittel soll idealerweise ferner dazu eingerichtet sein, alternierende Bewegungen der Rotorwelle zuzulassen, insbesondere ein Schwingen der Werkstückaufnahme 13. Dabei soll möglichst wenig Kraft auf das Werkstück aufgebracht werden, insbesondere um eine Beeinflussung der Schwingung, Messung und/oder Dämpfung zu vermeiden.

In den Fig. 19 bis Fig. 22a ist eine erste Ausführungsform eines Antriebsmittels skizziert. Das Antriebsmittel umfasst hier eine Antriebsrolle 52a. Die Antriebsrolle 52a wird auf das Werkstück W gepresst bzw. gedrückt durch das Gewicht der Antriebsrolle oder einer die Antriebsrolle antreibenden Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt). Die Antriebsrolle 52a ist vorzugsweise mit einem Reibbelag ausgestattet, welcher vorzugsweise einen definierten Schlupf erzeugen kann.

In den Fig. 20 und Fig. 21 ist eine Schwenkvorrichtung für bzw. mit der Antriebsrolle dargestellt. Das Antriebsmittel umfasst eine Schwenkvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Antriebsrolle 52a wahlweise auf das Werkstück W zu drücken bzw. von dem Werkstück abzuheben. Die Schwenkvorrichtung umfasst einen schwenkbaren Halter 521a für die Antriebsrolle 52a, sowie einen entsprechenden Antrieb 522a zum Schwenken der Schwenkvorrichtung, beispielsweise ein Hydraulikzylinder. In den Fig. 20 bzw. Fig. 21 ist ferner über den halbkreisförmigen Pfeil die Schwenkbewegung um die Schwenkachse angedeutet. Über den Anpressdruck bzw. die Anpresskraft des Antriebsrolle 52a auf das Werkstück W kann der Schlupf zwischen Werkstück W und Antriebsrolle 52a eingestellt bzw. beeinflusst werden. Wird das Antriebsrolle 52a beim Messen der Unwucht der Rotorwelle bzw. des Werkstückes W von diesem abgehoben, steht also nicht mehr in Kontakt, kann es das Werkstück W gegen abheben aus der Werkstückaufnahme 11, 13 sichern. Der Bügel 7, 71 kann dann entfallen.

In den Fig. 20 und Fig. 21 ist gezeigt, wie eine Antriebsrolle auf den Mittelteil eines als Rotorwelle ausgestalteten Werkstücks einwirkt. Denkbar ist ebenfalls, dass die Antriebsrolle auf andere Teile der Rotorwelle einwirkt, wie beispielsweise einen Flansch Z oder Druckscheibe D.

Es ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass das Antriebsmittel, insbesondere die Antriebsrolle 52a, dazu eingerichtet ist, eine überlagerte Bewegung und einen weiteren Antrieb des Werkstücks zuzulassen. D.h. die Antriebsrolle 52a ermöglicht vorzugsweise das alternierende nach links und nach rechts Schwingen der Werkstückaufnahme 13, 23 bzw. des Werkstückes W. Damit dies möglich ist, muss die Antriebsrolle 52a durch das Werkstück W radial zurückgedrängt werden können, um sozusagen links und rechts neben der maximalen Erhebung (Auslenkung der Antriebsrolle 52a) des Werkstückes W in Kontakt zu halten. Wäre dies nicht möglich, so würde die Antriebsrolle 52a das Schwingen und damit die Messung beeinflussen oder verhindern.

In den Fig. 22 und Fig. 22a ist dargestellt, wie die Werkstückaufnahme nach links und rechts schwingt, angedeutet durch den Doppelpfeil, während die Antriebsrolle 52a relativ dazu steht, da sie beispielsweise über den Halter, an der Anschlusseinrichtung 11 oder dem Maschinenbett 4 befestigt ist. Der Kontaktpunkt zwischen Antriebsrolle 52a und Werkstück W wandert bzw. alterniert, angedeutet durch den Doppelpfeil in der Fig. 22a. Die drei angedeuteten Darstellungen des Werkstückes W mit ihrem Mittelpunkt relativ zur Antriebsrolle 52a soll die maximale Auslenkung des Werkstückes W nach links AL max bzw. maximale Auslenkung rechts ARmax andeuten. In der Stellung AO ist das Werkstück W bzw. die Werkstückaufnahme 13, 23 nicht ausgelenkt. Wie in Figur 22a gezeigt, kommt die Antriebsrolle 52a wechselseitig mehr link oder mehr rechts am Werkstück W zur Anlage. Die Antriebsrolle 52a kann nach oben ausweichen und ermöglicht so das schwingen bzw. die alternierende Bewegung des Werkstückes W. Zudem ist mit W-ALmax das Werkstück in seiner maximalen linken Auslenkung ALmax und mit W-ARmax das Werkstück in seiner maximalen rechten Auslenkung ARmax gezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Figur 22 das Antriebsrad 52a fest und das Werkstück W „weicht aus“, obwohl das Werkstück W in der Maschine hauptsächlich die zuvor beschriebene alternierende links-rechts Schwingung ausführt und die Antriebsrolle 52a die ausweichende bzw. die vertikale Ausweichbewegung ausführen kann. Zudem ist für die Übersichtlichkeit In anderen Figuren die Antriebrolle 52a links und rechts neben dem Werkstück dargestellt, obwohl die zuvor Bewegungen relativ zueinander erfolgen.

Beim initialen Antreiben bzw. das Werkstück auf Drehzahl bringen, kann die Antriebsrolle viel Kraft auf das Werkstück bringen bzw. auf das Werkstück gepresst werden. Beim Messvorgang wird die Anpresskraft in der Regel bzw. vorzugsweise reduziert. Es kann ein Schlupf zum Werkstück vorliegen. Vorzugsweise erfolgt wenig bis keine Beeinflussung der Messung bzw. der Schwingung der Vorrichtung.

Die Antriebsrolle liegt vorzugsweise mit Gewichtskraft auf dem Werkstück. Eine seitliche Bewegung des Werkstücks kann grundsätzlich erfolgen. Es ist möglich, das Werkstück auf Drehzahl zu halten. Ein Schutz vor Abheben des Werkstücks ist mit der Antriebsrolle möglich.

Nachfolgend wird auf die Fig. 23 bis 25 Bezug genommen.

In den Fig. 23 bis Fig. 25 ist eine weitere Ausführungsform eines Antriebsmittels skizziert.

Das Antriebsmittel umfasst hier einen Riemenantrieb 52b.

Der Riemenantrieb umfasst im Wesentlichen eine Antriebsrolle 521b, zwei Spannrollen 522b, 523b und einen Riemen 524b. Der Riemen ist in den Figuren gestrichelt dargestellt. Der Riemen umschlingt das Werkstück teilweise. Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Antriebsmittel, insbesondere der Riemenantrieb 52b, eine Schwingbewegung der Werkstückaufnahme 13, angedeutet durch den Doppelpfeil, zulässt.

Der Antrieb erfolgt vorzugsweise ebenso durch Reibung mit Schlupf. Der Riemen 524b kann beispielsweise auch ein Schleifband umfassen. Figur 23 zeigt die maximale Auslenkung des Werkstückes nach links, wogegen in Figur 24 die maximale Auslenkung des Werkstückes W bzw. der Werkstückaufnahme 13 nach recht dargestellt ist.

Ein Vorteil des Riemenantriebes liegt insbesondere darin, dass die Anpresskraft durch Riemenspannung eingestellt werden kann. So ist beispielsweise in Figur 25 eine Anordnung des Riememantriebs mit geringerer Riemenspannung gezeigt. Beim initialen Antreiben bzw. das Werkstück auf Drehzahl bringen, kann der Riemen viel Kraft auf das Werkstück bringen bzw. auf das Werkstück gepresst werden.

Beim Messvorgang oder beim Halten der Drehzahl wird die Anpresskraft vorzugsweise reduziert, insbesondere die Spannung des Riemens reduziert. Es entsteht vorzugsweise ein Schlupf zum Werkstück.

Es ergibt sich wenig bis keine Beeinflussung der Messung. Es ergibt sich vorzugsweise eine Schwingung der Vorrichtung, da seitliche Bewegung des Werkstücks erfolgen kann. Ein auf Drehzahl halten des Werkstücks ist möglich, in Schutz vor Abheben des Werkstücks von der Vorrichtung ist möglich.

In der Fig. 19 ist ein wenig bzw. reduzierter Anpressdruck durch den Riemen bzw. angehobener Riemenantrieb schematisch dargestellt.

Als weiteres alternatives oder zusätzliches Antriebsmittel 52 ist es ebenfalls denkbar, dass das Bearbeitungsmittel 6, insbesondere in Form einer rotierenden Schleifscheibe, zum Beschleunigen des Werkstücks, insbesondere der Rotorwelle, genutzt wird. Die eigentliche Unwuchtmessung erfolgt jedoch wieder ohne das Bearbeitungsmittel 6 als Antriebsmittel, d.h. eine Messung erfolgt ohne Kontakt der Schleifscheibe.

Nachfolgend wird auf die Fig. 26 bis Fig. 28 Bezug genommen.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachfolgend anhand der Fig. 26 bis Fig. 28 näher erläutert werden. Es versteht sich, dass hier nur einige ausgewählte Verfahrensschritte dargestellt sind, wie sie für das Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens hilfreich sind. Das Verfahren kann weitere, dem Fachmann bekannte, Schritte bzw. Zwischenschritte umfassen.

Es geht im Wesentlichen um den Vorgang einer Eliminierung eines Winkelfehlers beim Aufspannen. Im Idealfalle ist die Rotationsachse des zu wuchtenden Werkstücks 100%tig parallel zu einer theoretischen Rotationsachse, wie sie sich durch ideale Werkstückaufnahmen 13, 23 ergeben würde. In der Praxis sind aber stets Winkelabweichungen, insbesondere im Hinblick auf die Rotationsachse des aufzunehmenden Werkstücks ergeben, wie sie sich nicht unmittelbar durch die Unwucht des Werkstücks, sondern durch Lagefehler ergeben. Nachfolgend soll ein Verfahren beschrieben werden, mit dem derartige Winkelabweichungen bei der Unwuchtmessung eliminiert, zumindest aber abgeschwächt werden können.

In einem ersten Verfahrensschritt wird ein Einrichtwerkstücks E für eine erste Wuchtmessung hergestellt. Bei dem Einrichtwerkstück E handelt es sich im Wesentlichen um ein Werkstück, wie es auch später in der Serie gewuchtet bzw. bearbeitet werden soll, insbesondere also eine Rotorwelle.

Es wird ein erster Bereich Bl auf der Oberfläche des Einrichtwerkstücks E hergestellt, der durch Abtragen von Material oder Aufbringen von Material hergestellt werden kann. Im Falle des Abtragens ergibt sich beispielsweise eine Flachstelle. Im Falle des Aufbringens von Material ergibt sich beispielsweise eine Materialanhäufung.

In einem nächsten Verfahrensschritt wird eine erste Unwuchtmessung mit einem derart ausgestalteten Einrichtwerkstück E durchgeführt. Die „künstlich“ erzeugte Unwucht durch den Bereich Bl lässt sich in der Messung identifizieren.

In einem nächsten Verfahrensschritt wird ein weiterer Bereich B2 auf dem Einrichtwerkstück E aufgebracht. Wenn davon ausgegangen wird, dass der erste Bereich auf 0° Grad im Hinblick auf den Umfang des Werkstücks angeordnet ist, dann wird der zweite Bereich beispielsweise auf 90° Grad angeordnet. Es ist jedoch anzustreben, dass die Bereiche in einer möglichst exakt hinsichtlich Winkel zueinander angeordnet sind. Auch sollten Abtragungen bzw. Materialanhäufungen der beiden Bereiche möglichst identisch sein. Der weitere Bereich B2 liegt jedoch auf axial gleicher Position auf dem Werkstück, wie der erste Bereich.

In einem nächsten Verfahrensschritt wird eine weitere Unwuchtmessung, nunmehr mit dem Einrichtwerkstück mit dem ersten Bereich Bl und dem um 90° versetzten zweiten Bereich B2 durchgeführt. Durch die vorbekannten Bereiche Bl, B2 mit definierten Winkelabständen und Massen bzw. Massenreduktion, wird die hierdurch bedingte Unwucht des Einrichtwerkstücks bei dessen Rotation in der Unwuchtmessung sichtbar, insbesondere hinsichtlich des vorbestimmten Winkelversatzes, in diesem Fall 90°, und dem durch die weitere Unwuchtmessung gemessenen Winkelversatz in der Regel ungleich 90°. Aus dieser Differenz kann auf die durch die Unwuchtmesseinrichtung bedingte Winkelabweichung geschlossen werden und diese kann bei der Unwuchtmessung mit einem zu wuchtenden Werkstück, also einem Serienwerkstück, berücksichtigt werden. Konkret kann die Korrektur in die Steuerung der Bearbeitungseinrichtung, insbesondere der Unwuchtmesseinrichtung, einpflegt bzw. bei der Berechnung der zu entfernenden Massen berücksichtigt werden. Die Bearbeitungseinrichtung, insbesondere der Unwuchtmesseinrichtung, ist damit kalibriert.

Gegebenenfalls kommen Modifikationen bzw. Erweiterungen des Verfahrens in Frage, insbesondere ein Ausführen der Schritte auf der anderen Seite des Werkstücks, gemeint ist hier die axial gegenüberliegende Seite zu der oben genannten Seite. Hier sind beispielhaft die Bereiche Bl ' und B2' eingezeichnet. Diese weiteren Bereich B' liegen jedoch ebenfalls auf gleicher axialer Position. Eventuell kann auch ein zeitgleiches Aufbringen der Bereiche auf beiden Seiten des Werkstücks erfolgen, insbesondere in gleicher oder verschiedener Winkellage.

Auch ist es denkbar, dass die vorgenannten Schritte einzeln oder in Gesamtheit mehrfach ausgeführt werden, beispielsweise bei weiteren Bereichen, insbesondere dritter Bereich B3, B4, etc. bis beispielsweise 24ter Bereich, wenn die Teilung beispielsweise 15° beträgt, wobei natürlich auch andere Teilungen denkbar sind.

Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens wie nachfolgend beschrieben. Es werden Bereiche B ausgebildet, die vorzugsweise um den Umfang der des Einrichtwerkstückes E verteilt sind. Bei 90° Winkelversatz bedeutet dies wenigsten 4 Bereiche Bl bis B4. Damit die Auswirkungen auf das Einrichtwerkstück E gering sind werden auf der anderen Seite des Einrichtwerkstückes E vorzugsweise in gleicher Winkellage Bereiche B1‘ bis B4‘ auf der Oberfläche des Einrichtwerkstücks E durch Abtragen von Material hergestellt. Im Falle des Abtragens ergibt sich beispielsweise eine Flachstelle. Die erzeugten Flachstellen sollen keine oder eine möglichst geringe Auswirkung auf die Unwucht des Einrichtwerkstückes E haben. Daher sind werden die Flachstellen gleichmäßig ausgebildet. Flachstellen sind jedoch von Vorteil, da in nachfolgenden Schritten definierte Wuchtmassen bzw. Referenzmassen M an verschiedenen Winkellagen und damit ausgewählten Flachstellen fixiert oder aufgebracht werden. Damit die Flachstellen wenig Einfluß auf die Unwucht haben, sollten sie beispielsweise gleiche Tiefen, insbesondere 0,3mm, aufweisen.

Nachdem zumindest die Bereiche Bl bis B4 vorzugsweise auch B1‘ bis B4‘ ausgebildet wurden, wird in einem nächsten Verfahrensschritt eine definierte Masse an einer Flachstelle bzw. einem Bereich B aufgebracht. Wenn davon ausgegangen wird, dass der erste Bereich auf 0° Grad im Hinblick auf den Umfang des Werkstücks angeordnet ist, dann wird beispielsweise bei 0° die erste Masse Ml aufgebracht. In einem nächsten Verfahrensschritt wird eine Unwuchtmessung, nunmehr mit dem Einrichtwerkstück E durchgeführt. Nachfolgend kann im zweite Bereich B2 beispielsweise auf 90° Grad eine weitere Masse M2 angeordnet werden. Mit dieser wird ebenfalls eine weitere Unwuchtmessung, nunmehr mit dem Einrichtwerkstück E durchgeführt.

Durch die vorbekannten Bereiche Bl, B2 mit definierten Winkelabständen und Massen bzw. Massenreduktion, wird die hierdurch bedingte Unwucht des Einrichtwerkstücks bei dessen Rotation in der Unwuchtmessung sichtbar, insbesondere hinsichtlich des vorbestimmten Winkelversatzes, in diesem Fall 90°, und dem durch die weitere Unwuchtmessung gemessenen Winkelversatz in der Regel ungleich 90°. Aus dieser Differenz kann auf die durch die Unwuchtmesseinrichtung bedingte Winkelabweichung geschlossen werden und diese kann bei der Unwuchtmessung mit einem zu wuchtenden Werkstück W, also einem Serienwerkstück, berücksichtigt werden. Konkret kann die Korrektur in die Steuerung der Bearbeitungseinrichtung, insbesondere der Unwuchtmesseinrichtung, einpflegt bzw. bei der Berechnung der zu entfernenden Massen berücksichtigt werden. Die Bearbeitungseinrichtung, insbesondere der Unwuchtmesseinrichtung, ist damit kalibriert.

Das zuvor Beschrieben vermessen der Wuchtvorrichtung kann auch als kalibrieren bezeichnet werden. Mit einer solchen kalibrierten Vorrichtung können hoch genau Referenzflächen ausgebildet und präzisier gewuchtet bzw. präzisier Material beim Wuchten abgetragen werden. Das Kalibrieren ist beispielsweis bei einem neuen Aufbau der Vorrichtung, bei einem tausch von Werkzeug oder Spannmittels und dgl. vorteilhaft.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des zuvor beschriebenen Wuchtverfahrens, erfolgt nach dem Wuchten eine Kontrolle bzw. ein Prüfen des bearbeiteten Werkstückes W, also der Rotorwelle. Bei dieser Kontrolle wird der beim Wuchten erfolgte Materialabtrag überprüft. D.h. es findet optisch und/oder taktil eine Kontrolle des tatsächlichen Materialabtrags statt. Hier können beispielsweise die Form (Kantengenauigkeit) und/oder die radiale und/oder axiale Lage des erfolgten Materialabtrages begutachtet und ausgewertet werden. In der Datenverarbeitungsanlage ist das abzutragende Material (Gewicht und Lage) hinterlegt. Mit dem Abgleich von Soll und Ist, können Rückschlüsse auf das tatsächlich abgetragene Material (und damit das Gewicht) gezogen werden. Damit kann beispielsweise die Vorrichtung, das Werkzeug und dgl. begutachtet und Verschleiß und falsche Einstellungen erkannt werden. Vorzugsweise werden auch 10 Wellen, also Wellen deren Wuchtergebnis innerhalb der gewünschten Parameter liegt, vermessen. Mit Kenntnis über Lage oder Formfehler beim Masseabtrag bzw. einer daraus berechneten und fehlerhaft abgetragenen Masse bzw. Massedifferenz kann die Wuchtgüte bei zukünftig gewuchteten Werkstücken W verbessert werden. Dieser Vergleich und Informationen werden vorzugsweise in der Datenverarbeitungsanlage und/oder mit einem Computerprogramm verarbeitet und zur Steuerung der Vorrichtung verwendet. Die zuvor beschriebene Vermessung der Werkstücke kann gemäß eines Prüfplanes, wie bspw. immer oder nach Anzahl gewuchteter Werkstücke erfolgen.

In Figur 28 ist ein gewuchtetes Werkstück gezeigt, wobei zum Wuchten mittels Schleifscheibe 6 eine Flachstelle AF und Konzentrisch zur Lagerstelle verlaufende Bereiche AC, durch Materialabtrag ausgebildet wurden.

Die in der Figur gezeigte Federeinrichtung 12, insbesondere deren Verstellung können durch einen Schutz S vor Schleifabrieb und ähnlichem geschützt werden.

Claims

Ansprüche

1. Unwuchtmesseinrichtung (U), umfassend

- zwei voneinander beabstandete Werkstückaufnahmeeinrichtungen (1, 2) zur drehbaren Aufnahme eines Werkstücks (W), dessen Unwucht gemessen werden soll, sowie

- mindestens einen Sensor (3) zur Erfassung einer Schwingung des Werkstücks (W) während der Rotation, wobei

- die Werkstückaufnahmeeinrichtungen (1, 2) jeweils eine Anschlusseinrichtung (11 bzw. 21) zur ortsfesten Befestigung, sowie eine Werkstückaufnahme (13 bzw. 23) zur rotierenden Aufnahme eines Werkstückabschnitts aufweisen, wobei

- jeweils eine Federeinrichtung (12 bzw. 22) zwischen den Anschlusseinrichtungen (11 bzw. 21) und den Werkstückaufnahmen (13 bzw. 23) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung ein Stabsegment (121a), sowie eine erste Aufnahme (121b) und eine zweite Aufnahme (121c), umfasst, wobei das Stabsegment (121a) jeweils endseitig in die erste Aufnahme (121b) und die zweite Aufnahme (121c) geklemmt ist.

2. Unwuchtmesseinrichtung (U) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aufnahme (121b) mit der Anschlusseinrichtung (11) und die zweite Aufnahme (121c) mit der Werkstückaufnahme (13) verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben befestigt ist.

3. Unwuchtmesseinrichtung (U) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stabsegment (121a) als stabförmiges Profil ausgestaltet ist.

4. Unwuchtmesseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüchen oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtmesseinrichtung mit einer Winkellagensensoreinrichtung (3a), umfassend einen Winkellagensensor (33a), zur Bestimmung der Winkellage des Werkstücks (W) auf der Werkstückaufnahme (13) ausgestattet ist, wobei der Winkellagensensor (33a) mit der Werkstückaufnahme (13) verbunden ist.

5. Unwuchtmesseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkellagensensoreinrichtung (3a) einen Bügel (31a), einen Anschluss (32a) für einen Winkellagesensor (33a) und einen mit dem Anschluss (32a) aufgenommenen Winkellagensensor (33a) umfasst.

6. Unwuchtmesseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (31a) die Form eines Kreisabschnitts aufweist.

7. Unwuchtmesseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (31a) einen Anschluss (311a) zur schwenkbaren Befestigung an der Werkstückaufnahme (13), sowie ein Langloch (312a) zur Befestigung des Anschlusses (32a) für den Winkellagesensor (33a) umfasst, wobei der Anschluss (32a) für den Winkellagesensor (33a) mittels einer Schraube an dem Bügel (31a) befestigt ist, wobei die Schraube durch das Langloch (312a) hindurchgesteckt ist.

8. Bearbeitungseinrichtung für ein Werkstück (W), umfassend

- eine Bearbeitungsaufnahme (5) zur Aufnahme des Werkstücks (W), umfassend ein erstes Haltemittel (51), ein zweites Haltemittel (53) und ein Antriebsmittel (52), wobei das Antriebsmittel (52) dazu eingerichtet ist, das Werkstück (W) in Rotation zu versetzen, wobei die Haltemittel (51, 53) zur Halterung des Werkstücks (W) eingerichtet sind,

- mindestens ein Bearbeitungsmittel (6) zur Bearbeitung des Werkstücks (W), sowie

- eine Unwuchtmesseinrichtung (U) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel eine Antriebsrolle (52a) umfasst.

9. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrolle (52a) mit einem Reibbelag ausgestattet ist.

10. Bearbeitungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel eine Schwenkvorrichtung (521a, 522a) umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Antriebsrolle (52a) wahlweise auf das Werkstück (W) zu drücken bzw. von dem Werkstück (W) abzuheben.

11. Bearbeitungseinrichtung für ein Werkstück (W), umfassend

- eine Unwuchtmesseinrichtung (U) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel einen Riemenantrieb (52b) umfasst.

12. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemenantrieb (52b) eine Antriebsrolle (521b), zwei Spannrollen und einen Riemen umfasst.

13. Verfahren zum Kalibrieren einer Unwuchtmesseinrichtung, insbesondere einer Unwuchtmesseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Aufbringen eines ersten Bereiches (Bl) auf ein Einrichtwerkstück (E);

- Durchführen einer ersten Unwuchtmessung mit dem Einrichtwerkstück (E) auf der zu kalibrierenden Unwuchtmesseinrichtung (U);

- Aufbringen eines zweiten Bereiches (B2) auf dem Einrichtwerkstück (E), wobei der zweite Bereich (B2) in einem vorbestimmten Winkelversatz, insbesondere 90°, von dem ersten Bereich (Bl) angeordnet ist;

- Durchführen einer zweiten Unwuchtmessung mit dem Einrichtwerkstück (E) auf der zu kalibrierenden Unwuchtmesseinrichtung (U) und ermitteln eines gemessenen Winkelversatzes zwischen dem ersten Bereich (Bl) und dem weiteren Bereich (B2);

- Kalibrieren der Unwuchtmesseinrichtung (U) durch die Berücksichtigung der Abweichung zwischen dem per zweiter Unwuchtmessung gemessenen Winkelabstand und dem vorbestimmten Winkelabstand.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche (Bl, B2) als Ausnehmungen, insbesondere Flachstellen, oder Materialanhäufungen ausgestaltet sind.

15. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Bereiche (Bl, B2, B3, B4, ...) auf dem Einrichtwerkstück (E) angeordnet werden, die in einem vorbestimmten Winkelversatz zueinander angeordnet werden.

16. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche an einem ersten axialen Ende des Einrichtwerkstücks (E) oder weitere Bereiche an einem anderen axialen Ende des Einrichtwerkstücks (E) angeordnet werden, wobei die Bereiche (Bl, B2 bzw. Bl ', B2') an einem axialen Ende auf einer gemeinsamen axialen Position angeordnet sind.