WO2004040165A1 - Vorrichtung zum massenausgleich einer rotierenden spindel - Google Patents

Vorrichtung zum massenausgleich einer rotierenden spindel Download PDF

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WO2004040165A1
WO2004040165A1 PCT/EP2003/011471 EP0311471W WO2004040165A1 WO 2004040165 A1 WO2004040165 A1 WO 2004040165A1 EP 0311471 W EP0311471 W EP 0311471W WO 2004040165 A1 WO2004040165 A1 WO 2004040165A1
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WO
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spindle
balancing
mass
workpiece
rotation
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PCT/EP2003/011471
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Inventor
Adalbert Hanssen
Original Assignee
Carl-Zeiss-Stiftung Trading As Carl Zeiss
Carl Zeiss
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0032—Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine
    • B23Q11/0035—Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine by adding or adjusting a mass, e.g. counterweights
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/32—Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels
    • F16F15/36—Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels operating automatically, i.e. where, for a given amount of unbalance, there is movement of masses until balance is achieved

Definitions

  • the invention relates to a device for mass balancing a rotating spindle according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a processing machine with a rotating spindle according to the preamble of claim 10.
  • the rotating spindle itself and any tool holder that may be present could be balanced, but since the contour of the workpiece changes constantly due to the machining carried out, a constant change in the imbalance occurring on the rotating spindle is also necessary. This applies especially to non-rotationally symmetrical workpieces whose unbalance changes during machining.
  • the problem described arises in all processing machines which have a rotating spindle for receiving or attaching the workpiece, for example turning or grinding machines. If the workpieces to be manufactured do not have to have a particularly high level of accuracy, these vibrations can, however, be neglected. Particularly in the direct processing of spectacle lenses that have an aspherical surface and are machined with diamond turning tools, however, the vibrations described lead to surface defects and to dimensional and shape inaccuracies that are often unacceptable.
  • a device and a method are known from EP 0 682 585 B1, by means of which rotating tools can be balanced.
  • a device and a method for balancing a tool holder are known from WO 99/58292 AI.
  • No. 6,053,678 also describes a tool holder which is provided with devices for balancing the same.
  • a dynamic vibration damper is known from EP 0 999 546 AI, which has balancing masses movable in the radial direction.
  • the inventive at least two compensating masses attached to the spindle rotate with the rotation of the spindle, and their position relative to the axis of rotation of the rotating spindle can be changed or adjusted during the machining of the workpiece.
  • the unbalances which change continuously during the machining of the workpiece, can be continuously compensated in the same way by the main axis of inertia of the configuration comprising the spindle, workpiece and compensating masses coinciding with the axis of rotation.
  • At least one sensor for measuring the forces acting on the bearing point is provided on at least one bearing point of the spindle, then the vibrations which exert the unbalance of the spindle and the workpiece attached to the bearing points can be measured, to adjust the balancing masses accordingly.
  • Such a measurement is useful even before the machining of the workpiece begins, since the workpiece that has not been machined can already have an imbalance that can be compensated for by means of the compensating masses according to the invention. Since the machine control knows the imbalance caused by the changing workpiece due to the processing steps carried out, this can be compensated for by adjusting the compensating masses, which is influenced by the machine control.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the device according to the invention with a balancing mass
  • Figure 2 is a view of the balancing mass according to arrow II of Figure 1;
  • Figure 3 is a schematic representation of the balancing mass from Figure 1;
  • Figure 4 The first embodiment of the device according to the invention with two schematic balancing masses according to Figure 3;
  • Figure 5 The balancing mass of a second embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the balancing mass from FIG. 5;
  • Figure 7 The second embodiment of the device according to the invention with two schematic balancing weights according to Figure 6;
  • Figure 8 The device of Figure 7 in a different position of the balancing masses
  • FIG. 9 Another position of the two balancing weights of the device from FIGS. 7 and 8;
  • Figure 10 shows a third embodiment of the device according to the invention.
  • Figure 11 shows a fourth embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 12 shows a fifth embodiment of the device according to the invention.
  • Figure 13 shows a sixth embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 14 shows a schematic view of the device from FIG. 13;
  • Figure 15 is a schematic representation of a seventh embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 16 Another position of the balancing masses of the device from FIG. 15.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a spindle 1 which rotates about an axis of rotation 2.
  • the spindle 1 is driven by a drive device 3 shown in broken lines, for example an electric motor, and is provided on the opposite side of the drive device 3 with a workpiece holder 4.
  • a workpiece 5 is received in the workpiece holder 4, which thus follows the rotation of the spindle 1 in a manner known per se. If necessary, several workpieces 5 could also be attached to the spindle 1.
  • the workpiece 5 is an eyeglass lens, which is to be provided with an aspherical, non-rotationally symmetrical topography on its surface facing away from the workpiece holder 4, e.g. common for progressive lenses made of plastic.
  • a tool 6, for example a diamond lathe chisel is used for this purpose, which is moved essentially in the plane of the workpiece 5 and thus perpendicular to the axis of rotation 2 of the spindle 1.
  • the tool 6 also has movement components in the direction of the axis of rotation 2 when machining the workpiece 5.
  • the spindle 1 is supported in the present case at two bearings 7 and 8.
  • the spindle 1, the workpiece holder 4 and in particular the changing contour of the workpiece 5 during its machining results in an imbalance on the spindle 1, which leads to vibrations in the bearing points 7 and 8.
  • a device 9 is used for mass equal to the spindle 1, which is attached to the same and will be described in more detail below.
  • the device 9 has two compensating masses 10 and 11 which are attached to the spindle 1 in such a way that they rotate with the same. In order to obtain the best possible mass balance, the two balancing masses 10 and 11 have the greatest possible axial distance from one another.
  • the balancing mass 10 is shown in a front view.
  • the compensating mass 10 is provided with an elongated hole 12 in this exemplary embodiment and can thus be adjusted in the direction perpendicular to the axis of rotation 2 along the double arrow labeled "A".
  • the center of gravity of the balancing mass 10 is at different distances from the axis of rotation, which can lead to an eccentricity or an imbalance or, in the present case, can specifically change it.
  • the bearings 7 and 8 of the spindle 1 are each provided with sensors 13 and 14, which on the bearings 7th and measure 8 acting forces.
  • the unbalance of the spindle 1 is then determined by a control device 15, which is only indicated in FIG. 1, and the two balancing masses 10 and 11, controlled by the control device 15, are thus along the arrows A and B adjusts that this unbalance is compensated for and thus a mass compensation of the spindle 1 is achieved.
  • This mass balancing preferably takes place before the machining of the workpiece 5.
  • control device 15 also controls the machining of the workpiece 5 in a manner which is not described in detail, but is known per se, and thus at any time the imbalance of the spindle 1 caused by the workpiece 5 knows, it is able to change the relative position of the two balancing masses 10 and 11 relative to the spindle 1 also during machining of the workpiece 5 depending on its current shape, in the same way as described above.
  • the position of the balancing masses 10 and 11 relative to the spindle 1 is changed during the machining of the workpiece 5 depending on its current shape.
  • the initial adjustment of the balancing masses 10 and 11 is preferably determined before the workpiece 5 is machined. If necessary, a further measurement with the help of sensors 13 and 14 can also take place between two processing steps.
  • FIG. 3 shows the balancing mass 10 in a schematic representation.
  • the center of gravity of the balancing mass 10, denoted by “S”, is accordingly at a distance from the axis of rotation 2, denoted by “R”, which can be changed in the direction of arrow A as described above.
  • the necessary for this Drive devices are again not shown.
  • the center of gravity S can also be rotated by the angle according to the arrow B around the axis of rotation 2.
  • the center of gravity S can also be shifted in such a way that it lies on the axis of rotation 2 and therefore no unbalance on the spindle
  • the balancing mass 10 shown in FIG. 3 thus has two degrees of freedom, namely the distance R of the center of gravity S from the axis of rotation 2 and the angle ⁇ .
  • FIG. 4 also shows the second balancing mass 11, which in the present case is identical.
  • the center of gravity S 'of the second balancing mass 11 can be shifted independently of the movement of the first balancing mass 10 along the radius R' and rotated by the angle '.
  • the respective distances R and R 'as well as the angles ⁇ and ⁇ ' of the two compensating masses 10 and 11 differ.
  • the drive devices required to rotate the balancing weights 10 and 11 according to arrow B are also not shown here. However, these are designed so that the Compensating masses 10 and 11 rotate in particular also during their rotation with the spindle 1 and can be adjusted by an angle of 360 °.
  • FIGS. 5 to 9 show an alternative embodiment of the device 9, in which two balancing weights 10 and 11 are used.
  • Each of these balancing masses 10 and 11 has two mass elements 10a and 10b or 11a and 11b, of which only the mass element 10a is shown in FIGS. 5 and 6.
  • the mass element 10a like the preferably identical mass elements 10b, 11a and 11b, can be rotated by an angle ⁇ with respect to the axis of rotation 2 of the spindle 1.
  • the distance R of the center of gravity S of the mass element 10a is fixed and cannot be varied.
  • the two mass elements 10a and 10b or their centers of gravity S and S ′ as shown in FIG ⁇ or 'rotated, which leads to a resulting center of gravity S' 'of the entire balancing mass 10, which can then be adjusted as desired both with respect to a distance R' 'from the axis of rotation 2 and with respect to its angle' 'within the limits given by the dimensioning is.
  • the same also applies to the mass elements 11a and 11b of the second balancing mass 11, which are also shown in FIG. 7.
  • a higher material is rial insert required, but it can be dispensed with the adjustability of the balancing masses 10 and 11 in the axial direction relative to the spindle 1, which enables a simpler construction.
  • the two focal points S and S 'of the mass elements 10a and 10b lie in a plane that is perpendicular to the axis of rotation 2 of the spindle 1.
  • it only has to be ensured that the two mass elements 10a and 10b do not obstruct one another during their rotation about the axis of rotation 2 according to the double arrow B. This can easily be achieved by choosing the two masses m and m 'and radii R and R' differently, with the additional condition m • R m ' • R'.
  • Figures 8 and 9 show further positions of the mass elements 10a and 10b, with which certain imbalances of the spindle 1 can be compensated. It can also be seen here how the resulting center of gravity S '' of the compensating element 10 arises from the centers of gravity S and S 'of the mass elements 10a and 10b.
  • FIG. 10 A further embodiment of the device 9 is shown schematically in FIG. 10, which in turn has a compensating mass 10 with two mass elements 10a and 10b.
  • the two mass elements 10a and 10b can each be displaced along the double arrows A and A 'perpendicular to the axis of rotation 2 in the linear direction, that is to say within one plane.
  • linear drives can be used for this.
  • Both mass elements 10a and 10b in turn have a respective center of gravity S and S 'and a distance R and R' from the axis of rotation 2. This leads to a resulting Center of gravity S '', a resulting distance R '' of the center of gravity S '' from the axis of rotation 2 and a resulting angle ⁇ ''.
  • the centers of gravity S and S ' can also be moved beyond the center of the axis of rotation 2 by a suitable constructive solution, not shown here, without interfering with one another.
  • the static imbalances of the spindle 1 can also be compensated for in the embodiment according to FIG. 10, so that the same effect as with the device 9 according to FIGS. 1 to 4 and that according to FIGS 9 is achieved.
  • a second balancing mass 11 with corresponding mass elements 11a and 11b is provided at a distance from the balancing mass 10 along the axis of rotation 2 of the spindle 1, all unbalances thereof, So both static and dynamic imbalances can be compensated.
  • FIGS. 11 and 12 An exemplary drive device 16 for adjusting the balancing masses 10 or 11 is shown in FIGS. 11 and 12.
  • the spindle 1 is surrounded by a sleeve 17 in which the spindle 1 is rotatably mounted.
  • the sleeve 17 is provided with an inlet 18 via which hydraulic fluid can be introduced into a gap 19 between the sleeve 17 and the spindle 1.
  • the gap 19 is followed by a channel 20 located within the spindle 1, which in turn opens into a housing 21, which is also part of the drive device 16.
  • the balancing mass 10 is formed here by a ball, which is within a bore 22 can be moved in the housing 21 in the direction of the double arrow A away from the axis of rotation 2 of the spindle 1 or towards the same.
  • the ball was dispensed with and the hydraulic fluid alone forms the balancing mass 10 and can be adjusted in the radial direction with respect to the spindle 1.
  • the hydraulic fluid is pressed against a gas cushion 22a. Because of the centrifugal forces, the hydraulic fluid would then have to flow into the working volume from the outside, as shown in FIG.
  • the drive devices according to FIGS. 11 and 12 are suitable, for example, for the exemplary embodiment of the device 9 shown in FIG. 10 if a corresponding number is used.
  • FIGS. 13 and 14 show, in a schematic representation, two planetary gears 23 and 24, which are connected to one another and act jointly as drive device 16 and through which adjustment of the balancing masses 10 or 11 can also be achieved.
  • the two planetary gears 23 and 24 are particularly suitable for the device 9 described in FIGS. 5 to 9, since only an additional component has to be superimposed on the already existing rotary movement, namely the rotation by the angle.
  • the first planetary gear 23 has a sun gear 25 which is fixedly connected to the spindle 1.
  • the planetary gear 24 is also provided with a sun gear 26, on which the movement occurs which is to be transmitted to the rotating spindle 1.
  • two planet gears 27 run around the sun gear 25, which have a fixed one internally toothed ring gear 28 are engaged.
  • the ring gear 28 of the planetary gear 23 is blocked or stationary.
  • the planetary gear 24 also has two planet gears 29, which are connected to the planet gears 27 of the planetary gear 23 via only indicated axes 30. Both the planet gears 27 and the planet gears 29 can rotate freely on the axes 30. Like the planet gears 27 of the first planetary gear 23, the planet gears 29 of the second planetary gear 24 are in engagement with both the sun gear 26 and a ring gear 31.
  • the ring gear 31 can, however, be rotated about the spindle 1 and is provided on its outside with a drive device 32, which is shown only very schematically.
  • the two planetary gears 23 and 24 are otherwise identical, i.e. the sun gears 25 and 26, the planet gears 27 and 29 and the ring gears 28 and 31 each have identical numbers of teeth and diameters.
  • the second planetary gear 24 is shown in FIG. 13 in a front view. If the ring gear 31 of the planetary gear 24 is held, for example, by the drive device 32, the two sun gears 25 and 26 run exactly the same, but a phase relationship between the two at the beginning of the observation remains. If the ring gear 31 is rotated in the direction of the arrow labeled “C”, for example with the aid of the drive device 32, the planet gears 29 are forced to rotate in the same direction, which leads to an opposite movement of the sun gear 26 connected to the spindle 1. The angle of rotation of the sun gear 26 is in a fixed relationship to the angle of the external rotation of the ring gear 31. In this way, it is possible to transmit a rotation to the spindle 1.
  • the sun gear 26 is preferably provided with an unbalance, not shown, in order to thus serve as one of the balancing masses 10 or 11.
  • the previously described combination of two planetary gears 23 and 24, which transmits an additive movement to the rotatable spindle 1, can also be varied by exchanging the roles of the fixed and the adjustable ring gear 28 and 31 with the drive exactly.
  • FIGS. 14 and 15 show a compensating device 33 which serves to compensate a wobble component which remains when only the imbalance of the center of gravity is compensated for by means of the device 9.
  • the compensating device 33 has an auxiliary mass 34 which is provided with two mass elements 34a and 34b and whose center of gravity lies on the axis of rotation 2 of the spindle 1.
  • the auxiliary mass 34 could be in the form, for example a disc or a dumbbell, at the end of which the mass elements 34a and 34b are arranged.
  • the auxiliary mass 34 can be aligned with its main axis of inertia parallel to the axis of rotation 2 of the spindle 1, so that it does not exert any dynamic forces.
  • the auxiliary mass 34 arranged on the axis of rotation 2 has two degrees of freedom, namely the orientation angle ⁇ with respect to the axis of rotation 2 and the angle ⁇ indicated in FIG. 15, which includes the main axis of inertia of the auxiliary mass 34 with the axis of rotation 2.
  • the auxiliary mass 34 can be tilted by these two angles.
  • With the compensating device 33 only wobble moments can be compensated.
  • a complete mass balance is achieved by one of the devices 9 described above, with which the center of gravity of the axis of rotation 2 to be balanced is shifted to the axis of rotation 2, and the compensation device 33.
  • the described balancing of wobble moments presupposes that a device 9 in one of the described embodiments has previously ensured that the center of gravity S of the entire arrangement of spindle 1, workpiece 5 and compensating masses 10 and 11 lies on the axis of rotation 2.

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Massenausgleich einer rotierenden Spindel, an welcher ein zu bearbeitendes Werkstück angebracht ist, sind an der Spindel (1) wenigstens zwei Ausgleichsmassen (10,11,33) derart angebracht, dass sie mit der Spindel (1) rotieren. Die relative Lage der wenigstens zwei Ausgleichsmassen (10,11,33) gegenüber der Spindel (1) ist während der Bearbeitung des Werkstücks (5) abhängig von dessen momentaner Form veränderbar.

Description

Vorrichtung zum Massenausgleich einer rotierenden Spindel
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Massenausgleich einer rotierenden Spindel nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Bearbeitungsmaschine mit einer rotierenden Spindel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10.
Bei der Bearbeitung von Werkstücken, die auf einer rotierenden Spindel angebracht sind, ergeben sich Unwuchten, die sowohl von der Spindel als auch vom Werkstück herrühren. Dies liegt daran, dass die Rotationsachse der Spindel nicht die Richtung einer Hauptträgheitsachse aufweist und auch nicht durch den Schwerpunkt der Spindel einschließlich des Werkstücks und eines meist vorhandenen Werkstückhalters verläuft. Eine solche Unwucht verursacht periodisch auftretende Kräfte in den Spindellagern, was zu Schwingungen der gesamten Bearbeitungsmaschine und somit wiederum zu Schwingungen der Spindel und des daran angebrachten Werkstücks führt. Letztlich hat dies Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung zur Folge.
Die rotierende Spindel selbst sowie ein gegebenenfalls vorhandener Werkzeughalter könnten zwar ausgewuchtet werden, da sich die Kontur des Werkstücks aufgrund der vorgenommenen Bearbeitung jedoch ständig ändert, ist auch eine ständige Änderung der an der rotierenden Spindel auftretenden Unwucht erforderlich. Dies gilt speziell bei nicht rotationssymmetrischen Werkstücken, deren Unwucht sich während der Bearbeitung ändert. Die beschriebene Problematik ergibt sich bei sämtlichen Bearbeitungsmaschinen, welche eine rotierende Spindel zur Aufnahme bzw. Anbringung des Werkstücks aufweisen, also beispielsweise Dreh- oder Schleifmaschinen. Wenn die herzustellenden Werkstücke keine besonders hohe Genauigkeit aufweisen müssen, können diese Schwingungen allerdings vernachlässigt werden. Insbesondere bei der Direktbearbeitung von Brillengläsern, die eine asphärische Oberfläche aufweisen und mit Diamantdrehwerkzeugen bearbeitet werden, führen die beschriebenen Schwingungen jedoch zu Oberflächenfehlern sowie zu Maß- und Formungenauigkeiten, die häufig nicht hingenommen werden können.
Aus der EP 0 682 585 Bl sind eine Vorrichtung und ein Verfahren bekannt, mittels welcher rotierende Werkzeuge ausgewuchtet werden können.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Auswuchten einer Werkzeugaufnahme sind aus der WO 99/58292 AI bekannt.
Auch die US 6,053,678 beschreibt einen Werkzeughalter, der mit Einrichtungen zum Auswuchten desselben versehen ist.
Aus der EP 0 999 546 AI ist ein dynamischer Schwingungsdämpfer bekannt, welcher in radialer Richtung bewegliche Ausgleichsmassen aufweist.
Sämtliche dieser bekannten Vorrichtungen bzw. Verfahren sind jedoch nicht geeignet, die aus der sich ändernden Kontur eines Werkstückes, welches an einer rotierenden Spindel ange- bracht ist, sich ergebendenden Unwuchten auszugleichen bzw. zu kompensieren.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Massenausgleich einer rotierenden Spindel zu schaffen, mit der es möglich ist, die durch die aufgrund einer Bearbeitung veränderte Kontur eines Werkstücks hervorgerufenen Unwuchten auszugleichen und auf diese Weise das Auftreten von Schwingungen der rotierenden Spindel zu verhindern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäßen wenigstens zwei an der Spindel angebrachten Ausgleichsmassen drehen sich mit der Rotation der Spindel, wobei ihre relative Lage zu der Rotationsachse der rotierenden Spindel während der Bearbeitung des Werkstücks verändert bzw. nachgestellt werden kann. Dadurch lassen sich die Unwuchten, welche sich während der Bearbeitung des Werkstücks kontinuierlich verändern, in gleicher Weise kontinuierlich ausgleichen, indem die Hauptträgheitsachse der Konfiguration aus Spindel, Werkstück und Ausgleichsmassen mit der Drehachse zusammenfallen. Diese zwei Ausgleichsmassen sind so ausgestaltet und geführt, dass die Spindel mitsamt dem darin eingespannten Werkstück zu jedem Zeitpunkt bezüglich ihrer Drehachse ausgewuchtet ist, was im Idealfall dazu führt, dass die bestehenden Lagerreaktionskräfte ausgeglichen werden und somit an den Spindellagern keinerlei von der Rotation der Spindel hervorgerufenen, dynamischen Reaktionskräfte auftreten. Auf diese Weise ergibt sich durch die Exzentrizität der erfindungsgemäßen Ausgleichsmassen also ein aktiver Massenausgleich der Spindel in Abhängigkeit von der momentanen Form des Werkstücks bzw. von der von demselben erzeugten Unwucht.
Wenn in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung an wenigstens einer Lagerstelle der Spindel wenigstens ein Sensor zum Messen der auf die Lagerstelle einwirkenden Kräfte vorgesehen ist, so können die Schwingungen, die die Unwucht der Spindel und des daran angebrachten Werkstückes auf die Lagerstellen ausüben, gemessen werden, um die Ausgleichsmassen entsprechend einzustellen.
Eine solche Messung ist bereits vor Beginn der Bearbeitung des Werkstücks sinnvoll, da bereits das nicht bearbeitete Werkstück eine Unwucht haben kann, die mittels der erfindungsgemäßen Ausgleichsmassen kompensiert werden kann. Da die Maschinensteuerung während der Werkstückbearbeitung aufgrund der vorgenommenen Bearbeitungsschritte die durch das sich verändernde Werkstück hervorgerufene Unwucht kennt, lässt sich diese durch entsprechendes, von der Maschinensteuerung beeinflusstes Einstellen der Ausgleichsmassen ausgleichen.
Alternativ hierzu ist es möglich, zwischen einzelnen Bearbeitungsschritten jeweils eine neue Messung der an den Lagerstellen der Spindel auftretenden Kräfte vorzunehmen und die Ausgleichsmassen dementsprechend einzustellen.
Eine Bearbeitungsmaschine mit einer rotierenden Spindel, an welcher ein zu bearbeitendes Werkstück angebracht ist, und mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich aus Anspruch 10.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen sowie ' aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigt:
Figur 1 Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Ausgleichsmasse;
Figur 2 Eine Ansicht der Ausgleichsmasse gemäß dem Pfeil II aus Figur 1;
Figur 3 Eine schematisierte Darstellung der Ausgleichsmasse aus Figur 1;
Figur 4 Die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei schematisierten Ausgleichsmassen gemäß Figur 3;
Figur 5 Die Ausgleichsmasse einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 6 Eine schematisierte Darstellung der Ausgleichsmasse aus Figur 5; Figur 7 Die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei schematisierten Ausgleichsmassen gemäß Figur 6;
Figur 8 Die Vorrichtung aus Figur 7 in einer anderer Stellung der Ausgleichsmassen;
Figur 9 Eine weitere Stellung der beiden Ausgleichsmassen der Vorrichtung aus Figur 7 und 8;
Figur 10 Eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 11 Eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 12 Eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 13 Eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 14 Eine schematisierte Ansicht der Vorrichtung aus Figur 13;
Figur 15 Eine schematisierte Darstellung einer siebten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
Figur 16 Eine andere Stellung der Ausgleichsmassen der Vorrichtung aus Figur 15. Figur 1 zeigt in schematisierter Darstellung eine Spindel 1, welche um eine Drehachse 2 rotiert. Die Spindel 1 wird durch eine gestrichelt dargestellte Antriebseinrichtung 3, beispielsweise einen Elektromotor, angetrieben und ist auf der gegenüberliegenden Seite der Antriebseinrichtung 3 mit einem Werkstückhalter 4 versehen. In dem Werkstückhalter 4 ist ein Werkstück 5 aufgenommen, welches somit in an sich bekannter Weise der Rotation der Spindel 1 folgt. Gegebenenfalls könnten an der Spindel 1 auch mehrere Werkstücke 5 angebracht sein.
Bei dem Werkstück 5 handelt es sich im vorliegenden Fall um ein Brillenglas, welches auf seiner dem Werkstückhalter 4 abgewandten Fläche mit einer asphärischen, nicht rotationssymmetrischen Topographie versehen werden soll, wie z.B. bei Gleitsichtgläsern aus Kunststoff üblich. Hierzu dient im vorliegenden Fall ein Werkzeug 6, beispielsweise eine Diamant- Drehmeißel, der im wesentlichen in der Ebene des Werkstücks 5 und somit senkrecht zu der Drehachse 2 der Spindel 1 bewegt wird. Selbstverständlich weist das Werkzeug 6 bei der Bearbeitung des Werkstücks 5 jedoch auch Bewegungskomponenten in Richtung der Drehachse 2 auf.
Die Spindel 1 ist im vorliegenden Fall an zwei Lagerstellen 7 und 8 gelagert. Durch die Spindel 1, den Werkstückhalter 4 und insbesondere durch die sich während seiner Bearbeitung verändernde Kontur des Werkstücks 5 ergibt sich an der Spindel 1 eine Unwucht, die zu Schwingungen in den Lagerstellen 7 und 8 führt. Um diese Schwingungen zu beseitigen bzw. erheblich zu verringern, dient eine Vorrichtung 9 zum Massenaus- gleich der Spindel 1, welche an derselben angebracht ist und im folgenden näher beschrieben wird.
Die Vorrichtung 9 weist zwei Ausgleichsmassen 10 und 11 auf, welche so an der Spindel 1 angebracht sind, dass sie mit derselben rotieren. Um einen möglichst guten Massenausgleich zu erhalten, weisen die beiden Ausgleichsmassen 10 und 11 einen möglichst großen axialen Abstand voneinander auf.
In Figur 2 ist die Ausgleichsmasse 10 in einer Vorderansicht dargestellt. Die Ausgleichsmasse 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Langloch 12 versehen und lässt sich somit in senkrechter Richtung zu der Drehachse 2 entlang des mit "A" bezeichneten Doppelpfeils verstellen. Durch diese Bewegung senkrecht zu der Drehachse 2 ist der Schwerpunkt der Ausgleichsmasse 10 unterschiedlich weit von der Drehachse entfernt, was zu einer Exzentrizität bzw. einer Unwucht führen bzw. im vorliegenden Fall dieselbe gezielt verändern kann. Des weiteren ist es möglich, die Ausgleichsmasse 10 gemäß dem mit „B" bezeichneten Doppelpfeil in radialer Richtung gegenüber der Drehachse 2 zu verdrehen, also den mit „α" bezeichneten Winkel der Ausgleichsmasse 10 zu verstellen. Eine Nulllage der Ausgleichsmasse 10, von der der Winkel α gemessen wird und die selbstverständlich vollkommen frei gewählt ist, ist in den Figuren 3 und 4 gestrichelt angedeutet. Die Einrichtungen, die zur Verstellung der Ausgleichsmassen 10 entlang der Pfeile A und B erforderlich sind, werden später beispielhaft erläutert.
Die Lagerstellen 7 und 8 der Spindel 1 sind jeweils mit Sensoren 13 und 14 versehen, welche die auf die Lagerstellen 7 und 8 einwirkenden Kräfte messen. Abhängig vom Betrag und der Phasenlage bezüglich der Spindeldrehung dieser Reaktionskräfte wird dann von einer in Figur 1 lediglich angedeuteten Steuereinrichtung 15 die Unwucht der Spindel 1 festgestellt und es werden die beiden Ausgleichsmassen 10 und 11, gesteuert von der Steuereinrichtung 15, so entlang der Pfeile A und B verstellt, dass diese Unwucht ausgeglichen und somit ein Massenausgleich der Spindel 1 erreicht ist. Dieser Massenausgleich geschieht vorzugsweise bereits vor der Bearbeitung des Werkstücks 5. Da die Steuereinrichtung 15 in nicht detailliert beschriebener, jedoch an sich bekannter Art und Weise auch die Bearbeitung des Werkstücks 5 steuert und somit zu jedem Zeitpunkt die durch das Werkstück 5 hervorgerufene Unwucht der Spindel 1 kennt, ist sie in der Lage, die relative Lage der beiden Ausgleichsmassen 10 und 11 gegenüber der Spindel 1 auch während der Bearbeitung des Werkstücks 5 abhängig von dessen momentaner Form zu verändern, und zwar in gleicher Weise wie oben beschrieben. Dadurch wird also die Lage der Ausgleichsmassen 10 und 11 gegenüber der Spindel 1 während der Bearbeitung des Werkstücks 5 abhängig von dessen momentaner Form verändert. Die anfängliche Verstellung der Ausgleichsmassen 10 und 11 wird vorzugsweise bereits vor der Bearbeitung des Werkstücks 5 festgelegt. Gegebenenfalls kann zwischen zwei Bearbeitungsschritten auch eine weitere Messung mit Hilfe der Sensoren 13 und 14 erfolgen.
Figur 3 zeigt die Ausgleichsmasse 10 in schematisierter Darstellung. Der mit „S" bezeichnete Schwerpunkt der Ausgleichsmasse 10 weist demnach einen mit „R" bezeichneten Abstand von der Drehachse 2 auf, der wie oben beschrieben in Richtung des Pfeiles A verändert werden kann. Die hierfür erforderlichen Antriebseinrichtungen sind wiederum nicht dargestellt. Der Schwerpunkt S kann des weiteren um den Winkel gemäß dem Pfeil B um die Drehachse 2 verdreht werden. Der Schwerpunkt S kann hierbei auch so verschoben werden, dass er auf der Drehachse 2 liegt und somit für sich keine Unwucht an der Spindel
I erzeugt. Die in Figur 3 dargestellte Ausgleichsmasse 10 besitzt somit zwei Freiheitsgrade, nämlich den Abstand R des Schwerpunkts S von der Drehachse 2 sowie den Winkel α.
In Figur 4 ist neben der bereits in Figur 3 dargestellten Ausgleichsmasse 10 auch die zweite Ausgleichsmasse 11 dargestellt, die im vorliegenden Fall identisch ausgeführt ist. Auf diese Weise kann auch der Schwerpunkt S' der zweiten Ausgleichsmasse 11 unabhängig von der Bewegung der ersten Ausgleichsmasse 10 entlang des Radius R' verschoben und um den Winkel ' verdreht werden. In der gezeigten Stellung unterscheiden sich dabei sowohl die jeweiligen Abstände R bzw. R' als auch die Winkel α bzw. α' der beiden Ausgleichsmassen 10 und 11. Diese in Figur 4 dargestellte Vorrichtung 9 weist somit vier Freiheitsgrade auf, die es ermöglichen, jede beliebige Unwucht der Spindel 1 auszugleichen, wobei die Grenzen der hierzu vorgenommenen, möglichen Verstellung durch den maximalen Abstand R bzw. R' des Schwerpunktes S bzw. S' von der Drehachse 2 sowie den massemäßigen Betrag der beiden Ausgleichsmassen 10 und 11 festgelegt sind. Dabei müssen die jeweiligen Massen m und m' der beiden Ausgleichsmassen 10 und
II sowie deren Abstand R und R' nicht identisch sein.
Die zum Verdrehen der Ausgleichsmassen 10 und 11 gemäß dem Pfeil B erforderlichen Antriebseinrichtungen sind auch hier nicht dargestellt. Diese sind jedoch so ausgeführt, dass die Ausgleichsmassen 10 und 11 insbesondere auch während ihrer Verdrehung mit der Spindel 1 rotieren und um einen Winkel von 360° verstellt werden können.
Die Figuren 5 bis 9 zeigen eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung 9, bei welcher wiederum zwei Ausgleichsmassen 10 und 11 eingesetzt werden. Jede dieser Ausgleichsmassen 10 und 11 weist dabei jeweils zwei Massenelemente 10a und 10b bzw. 11a und 11b auf, von denen in den Figuren 5 und 6 lediglich das Massenelement 10a dargestellt ist. Das Massenelement 10a ist, wie auch die vorzugsweise identisch ausgeführten Massenelemente 10b, 11a und 11b, um einen Winkel α gegenüber der Drehachse 2 der Spindel 1 verdrehbar. Allerdings ist der Abstand R des Schwerpunktes S des Massenelementes 10a fest und kann nicht variiert werden.
Um dennoch die Lage des Schwerpunktes S' ' der gesamten Ausgleichsmasse 10 beliebig verstellen zu können, werden, wie in Figur 7 dargestellt, die beiden Massenelemente 10a und 10b bzw. deren Schwerpunkte S und S' jeweils für sich gemäß dem Pfeil B um den Winkel α bzw. ' verdreht, was zu einem resultierenden Schwerpunkt S' ' der gesamten Ausgleichsmasse 10 führt, der dann sowohl bezüglich eines Abstandes R' ' von der Drehachse 2 als auch bezüglich seines Winkels ' ' im Rahmen der durch die Dimensionierung gegebenen Grenzen beliebig einstellbar ist. Gleiches gilt auch für die in Figur 7 ebenfalls dargestellten Massenelemente 11a und 11b der zweiten Aus- gleichsmasse 11.
Gegenüber der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausfüh- rungsform der Vorrichtung 9 ist dabei zwar ein höherer Mate- rialeinsatz erforderlich, es kann allerdings auf die Verstellbarkeit der Ausgleichsmassen 10 und 11 in axialer Richtung gegenüber der Spindel 1 verzichtet werden, was eine einfachere Konstruktion ermöglicht. Die beiden Schwerpunkte S und S' der Massenelemente 10a und 10b liegen dabei in einer Ebene, die senkrecht zu der Drehachse 2 der Spindel 1 liegt. Bei einer konstruktiven Lösung muss lediglich dafür gesorgt werden, dass sich die beiden Massenelemente 10a und 10b während ihrer Verdrehung um die Drehachse 2 gemäß dem Doppelpfeil B nicht behindern. Dies kann leicht dadurch erreicht werden, dass die beiden Massen m und m' und Radien R und R' verschieden gewählt werden, mit der Nebenbedingung m • R = m' • R' .
Die Figuren 8 und 9 zeigen weitere Stellungen der Massenelemente 10a und 10b, mit denen bestimmte Unwuchten der Spindel 1 kompensiert werden können. Hier ist ebenfalls erkennbar, wie der resultierende Schwerpunkt S' ' des Ausgleichselementes 10 aus den Schwerpunkten S und S' der Massenelemente 10a und 10b entsteht.
In Figur 10 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 9 schematisch dargestellt, welche wiederum eine Ausgleichsmasse 10 mit zwei Massenelementen 10a und 10b aufweist. Die beiden Massenelemente 10a und 10b sind jeweils entlang der Doppelpfeile A und A' senkrecht zu der Drehachse 2 in linearer Richtung, also innerhalb einer Ebene, verschiebbar. Hierzu können beispielsweise Linearantriebe verwendet werden. Beide Massenelemente 10a und 10b besitzen wiederum einen jeweiligen Schwerpunkt S und S' sowie eine Entfernung R und R' von der Drehachse 2. Dies führt zu einem resultierenden Schwerpunkt S' ' , einem resultierenden Abstand R' ' des Schwerpunktes S' ' von der Drehachse 2 und einem resultierenden Winkel α' ' . Die Schwerpunkte S und S' können durch eine geeignete, hier nicht dargestellte konstruktive Lösung auch über den Mittelpunkt der Drehachse 2 hinweg bewegt werden, ohne sich gegenseitig zu behindern.
Durch entsprechendes Anordnen der beiden Massenelemente 10a und 10b lassen sich also auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 10 die statischen Unwuchten der Spindel 1 ausgleichen, so dass die gleiche Wirkung wie mit der Vorrichtung 9 gemäß den Figuren 1 bis 4 und derjenigen gemäß der Figuren 5 bis 9 erzielt wird. Wenn zusätzlich zu der Ausgleichsmasse 10 mit den beiden Massenelementen 10a und 10b gemäß Figur 10 auch eine zweite Ausgleichsmasse 11 mit entsprechenden Massenelementen 11a und 11b in einem Abstand von der Ausgleichsmasse 10 entlang der Drehachse 2 der Spindel 1 vorgesehen ist, so können sämtliche Unwuchten derselben, also sowohl statische als auch dynamische Unwuchten, ausgeglichen werden.
Eine beispielhafte Antriebseinrichtung 16 zum Verstellen der Ausgleichsmassen 10 oder 11 zeigen Figur 11 und 12. Die Spindel 1 ist dabei von einer Manschette 17 umgeben, in welcher die Spindel 1 drehbar gelagert ist. Die Manschette 17 ist mit einem Zulauf 18 versehen, über den Hydraulikflüssigkeit in einen Spalt 19 zwischen der Manschette 17 und der Spindel 1 eingeleitet werden kann. An den Spalt 19 schließt sich ein innerhalb der Spindel 1 sich befindlicher Kanal 20 an, der wiederum in ein Gehäuse 21 mündet, welches ebenfalls Teil der Antriebseinrichtung 16 ist. Die Ausgleichsmasse 10 ist hierbei durch eine Kugel gebildet, welche innerhalb einer Bohrung 22 in dem Gehäuse 21 in Richtung des Doppelpfeils A von der Drehachse 2 der Spindel 1 weg oder zu derselben hin bewegt werden kann.
Bei der sehr ähnlichen Ausführungsform gemäß Figur 12 wurde auf die Kugel verzichtet und die Hydraulikflüssigkeit bildet alleine die Ausgleichsmasse 10 und kann in radialer Richtung gegenüber der Spindel 1 verstellt werden. Die Hydraulikflüssigkeit wird dabei gegen ein Gaspolster 22a gedrückt. Wegen der Fliehkräfte müsste die Hydraulikflüssigkeit dann in das Arbeitsvolumen von außen einfließen, wie in Figur 12 gezeigt. Die Antriebseinrichtungen gemäß der Figuren 11 und 12 sind beispielsweise für das in Figur 10 dargestellte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 9 geeignet, wenn sie in einer entsprechenden Anzahl eingesetzt wird.
Die Figuren 13 und 14 zeigen in schematischer Darstellung zwei miteinander verbundene, gemeinsam als Antriebseinrichtung 16 fungierende Planetengetriebe 23 und 24, durch welche ebenfalls eine Verstellung der Ausgleichsmassen 10 oder 11 erreicht werden kann. Die beiden Planetengetriebe 23 und 24 sind insbesondere für die in den Figuren 5 bis 9 beschriebene Vorrichtung 9 geeignet, da dort der bereits vorhandenen Drehbewegung lediglich eine zusätzliche Komponente überlagert werden muss, und zwar die Verdrehung um den Winkel . Das erste Planetengetriebe 23 weist ein Sonnenrad 25 auf, welches fest mit der Spindel 1 verbunden ist. Das Planetengetriebe 24 ist ebenfalls mit einem Sonnenrad 26 versehen, an welchem die Bewegung auftritt, die auf die rotierende Spindel 1 übertragen werden soll. Um das Sonnenrad 25 laufen im vorliegenden Fall zwei Planetenräder 27 um, welche mit einem feststehenden innenverzahnten Hohlrad 28 in Eingriff stehen. Dabei ist das Hohlrad 28 des Planetengetriebes 23 blockiert bzw. steht fest .
Auch das Planetengetriebe 24 weist zwei Planetenräder 29 auf, welche über nur angedeutete Achsen 30 mit den Planetenrädern 27 des Planetengetriebes 23 in Verbindung stehen. Sowohl die Planetenräder 27 als auch die Planetenräder 29 können sich frei auf den Achsen 30 drehen. Wie die Planetenräder 27 des ersten Planetengetriebes 23 stehen auch die Planetenräder 29 des zweiten Planetengetriebes 24 sowohl mit dem Sonnenrad 26 als auch mit einem Hohlrad 31 in Eingriff. Das Hohlrad 31 ist aber um die Spindel 1 drehbar und an seiner Außenseite mit einer nur sehr schematisch dargestellten Antriebseinrichtung 32 versehen.
Bezüglich ihrer konstruktiven Auslegung sind die beiden Planetengetriebe 23 und 24 ansonsten identisch, d.h. die Sonnenräder 25 und 26, die Planetenräder 27 und 29 sowie die Hohlräder 28 und 31 weisen jeweils identische Zähnezahlen und Durchmesser auf.
Das zweite Planetengetriebe 24 ist in Figur 13 in einer Vorderansicht dargestellt. Wird das Hohlrad 31 des Planetengetriebes 24 z.B. durch die Antriebseinrichtung 32 festgehalten, so laufen die beiden Sonnenräder 25 und 26 exakt gleich, eine zwischen den beiden zu Anfang der Betrachtung gegebene Phasenbeziehung bleibt jedoch bestehen. Wird an dem Hohlrad 31 in Richtung des mit „C" bezeichneten Pfeils gedreht, beispielsweise mit Hilfe der Antriebseinrichtung 32, so wird eine gleichläufige Drehung der Planetenräder 29 erzwungen, was zu einer gegenläufigen Bewegung des mit der Spindel 1 verbundene Sonnenrads 26 führt. Der Winkel der Drehung des Sonnenrades 26 steht dabei in einem festen Verhältnis zu dem Winkel der äußeren Drehung des Hohlrades 31. Auf diese Weise ist es also möglich, eine Rotation auf die Spindel 1 zu übertragen. Selbstverständlich tritt dieser Effekt sowohl bei nicht rotierender als auch bei rotierender Spindel 1 auf, mit dem Unterschied, dass die Achsen 30 bei rotierender Spindel 1 ebenfalls um dieselbe umlaufen. Dabei ist das Sonnenrad 26 vorzugsweise mit einer nicht dargestellten Unwucht versehen, um somit als eine der Ausgleichsmassen 10 bzw. 11 zu dienen. Die zuvor beschriebene Kombination zweier Planetengetriebe 23 und 24, die eine additive Bewegung auf die drehbare Spindel 1 ü- berträgt, lässt sich auch variieren, indem man die Rolle des festgehaltenen und des verstellbaren Hohlrads 28 bzw. 31 mit Antrieb genau vertauscht.
Sollen zwei rotatorische Freiheitsgrade auf die rotierende Spindel 1 übertragen werden, so muss lediglich ein drittes Planetengetriebe vorgesehen sein, welches auf der dem zweiten Planetengetriebe 24 gegenüberliegende Seite des ersten Planetengetriebes 23 angeordnet wäre.
In den Figuren 14 und 15 ist eine Ausgleichseinrichtung 33 dargestellt, welche dazu dient, eine Taumelkomponente auszugleichen, welche dann übrig bleibt, wenn lediglich die Unwucht des Schwerpunktes mittels der Vorrichtung 9 ausgeglichen wird. Die Ausgleichseinrichtung 33 weist eine Hilfsmasse 34 auf, welche mit zwei Massenelementen 34a und 34b versehen ist und deren Schwerpunkt auf der Drehachse 2 der Spindel 1 liegt. Die Hilfsmasse 34 könnte beispielsweise in der Form einer Scheibe oder einer Hantel ausgebildet sein, an deren Ende die Massenelemente 34a und 34b angeordnet sind. Die Hilfsmasse 34 kann mit ihrer Hauptträgheitsachse parallel zur Drehachse 2 der Spindel 1 ausgerichtet werden, so dass sie keinerlei dynamische Kräfte ausübt.
Die auf der Drehachse 2 angeordnete Hilfsmasse 34 besitzt zwei Freiheitsgrade, nämlich den Orientierungswinkel α gegenüber der Drehachse 2 sowie den in Figur 15 angegebenen Winkel ß, den die Hauptträgheitsachse der Hilfsmasse 34 mit der Drehachse 2 einschließt. Um diese beiden Winkel kann die Hilfsmasse 34 verkippt werden. Mit der Ausgleichseinrichtung 33 lassen sich somit lediglich Taumelmomente ausgleichen. Ein vollständiger Massenausgleich ergibt sich durch eine der oben beschriebenen Vorrichtungen 9, mit denen der Schwerpunkt der auszuwuchtenden Drehachse 2 auf die Drehachse 2 verlegt wird, sowie der Ausgleichseinrichtung 33.
Das beschriebene Ausgleichen von Taumelmomenten setzt voraus, dass bereits zuvor mit einer Vorrichtung 9 in einer der beschriebenen Ausführungsformen dafür gesorgt wurde, dass der Schwerpunkt S der gesamten Anordnung aus Spindel 1, Werkstück 5 und Ausgleichsmassen 10 und 11 auf der Drehachse 2 liegt.
Prinzipiell sind auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsformen der Vorrichtung 9 denkbar, wobei stets das Prinzip der Verstellung der relativen Lage der beiden Ausgleichsmassen 10 und 11 zur Spindel 1 während der Rotation derselben angewandt wird.
Wenn in einzelnen Ausführungsbeispielen angegeben ist, dass die Schwerpunkte S der Ausgleichsmassen 10 und 11 bzw. der Massenelemente 10a, 10b, 11a, 11b, 34a und 34b in einer gemeinsamen, zur Drehachse 2 senkrechten Ebene verlaufen, so erlaubt dies eine einfachere Berechnung der für die Auswuchtung notwendigen Ansteuergrößen. Falls die Steuereinrichtung 15 jedoch eine entsprechende Rechenkapazität besitzt, kann auf diese Bedingung sogar verzichtet werden.

Claims

Patentansprüche :
1. Vorrichtung zum Massenausgleich einer rotierenden Spindel, an welcher ein zu bearbeitendes Werkstück angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spindel (1) wenigstens zwei Ausgleichsmassen (10,11,33) derart angebracht sind, dass sie mit der Spindel (1) rotieren, wobei die relative Lage der wenigstens zwei Ausgleichsmassen
(10,11,33) gegenüber der Spindel (1) während der Bearbeitung des Werkstücks (5) abhängig von dessen momentaner Form veränderbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel ( ) der wenigstens zwei Ausgleichsmassen
(10,11,33) gegenüber der Spindel (1) verstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand (R) der wenigstens zwei Ausgleichsmassen (10,11,33) gegenüber der Spindel (1) verstellbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Lagerstelle (7,8) der Spindel (1) wenigstens ein Sensor (13,14) zum Messen der auf die Lagerstelle (7,8) einwirkenden Kräfte vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (15) vorgesehen ist, welche anhand der von dem wenigstens einen Sensor (13,14) gemessenen Kräfte die Verstellung der Ausgleichsmassen (10,11,33) steuert .
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebseinrichtung (16) zur Verstellung der Ausgleichsmassen (10,11,33) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (16) eine hydraulisch bewegbare Masse als eine der Ausgleichsmassen (10,11) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (16) zwei miteinander gekoppelte Planetengetriebe (23,24) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmassen (10,11,33) jeweils zwei Massenelemente ( 10a, 10b, 11a, 11b, 33a, 33b) aufweisen.
10. Bearbeitungsmaschine mit einer rotierenden Spindel, an welcher ein zu bearbeitendes Werkstück angebracht ist, und mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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