DE1473628C

DE1473628C - Dynamic balancing method

Info

Publication number: DE1473628C
Application number: DE19631473628
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr.rer.nat.Dr. 6900 Heidelberg; Schreieck Rainer Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart; Schröpl Heinz Dr.rer.nat. Dr. 6830 Schwetzingen; Spreng Manfred 7170 Schwäbisch-HaIl Wehde
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1962-12-05
Filing date: 1963-01-30
Publication date: 1973-01-18

Description

5050

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dynamischen Auswuchten von Drehkörpern durch Masseabtragung mit einem einzigen Abtragwerkzeug in festgelegten Wuchtebenen während der Drehbewegung. Ein solches Verfahren wird z. B. beschrieben in der USA.-Patentschrift 2,322.561, wobei die Masseabtragung durch Funkenerosion erfolgt. Es ist eine Elektrode und eine Schaltanordnung zur Erzeugung der auf den Drehkörper überspringenden Funken vorgesehen.The invention relates to a method for dynamic balancing of rotating bodies by removing mass with a single removal tool in defined balancing planes during the rotary movement. A such a method is z. B. described in U.S. Patent 2,322,561, where the removal of mass done by spark erosion. It is an electrode and a circuit arrangement for generating the on the Rotating body provided with skipping sparks.

Da es bei dem bekannten Verfahren sehr genau auf den Abstand zwischen Elektrode und Drehkörper ankommt, bedarf es einer umständlichen Neujustierung der Elektrode in jeder Ebene, die vor allem bei öfterem Wechsel der Ebene zeitlich stark ins Gewicht 6 fällt. Eine axiale Verschiebung des Drehkörpers scheidet praktisch in allen Fällen aus, da man es nur selten mit einfachen zylindrischen Körpern zu tun hat.Since in the known method the distance between the electrode and the rotating body is very precise arrives, it requires a cumbersome readjustment of the electrode in each level, especially with Frequent changes of level are of great importance in terms of time 6. An axial displacement of the rotating body separates practically in all cases, since one only rarely deals with simple cylindrical bodies.

Kreiselrotoren z. B. haben immer eine gewölbte oder wellige Oberfläche. Bei der Axialverschiebung würde sich somit ein anderer Elektrodenspalt ergeben, bzw. die Elektrode stünde dem Drehkörper im Wege. Weiterhin hängt der Funkenübergang von den Gegebenheiten der Umgebung ab, so daß der Funkenübergang in Abhängigkeit von der Umgebung auch bei exakter Justierung der Elektrode etwas verfrüht oder verzögert zustande kommen kann. Weiterhin bleiben beim Funkenübergang in der Umgebung des Auftreffpunktes Oxydteile haften, die später bei Reinigung des Körpers beseitigt werden, wodurch eine erneute Unwucht auftritt. Es ist auch zu bedenken, daß bei einem Funkenerosionsverfahren wesentliche Ströme durch den rotierenden Körper und seine Lager fließen müssen. Dies kann Lagerschäden hervorrufen.Gyro rotors z. B. always have a curved or wavy surface. With the axial displacement would this would result in a different electrode gap, or the electrode would stand in the way of the rotating body. Farther the spark transition depends on the conditions of the environment, so that the spark transition Depending on the environment, even with exact adjustment of the electrode a little early or can come about with a delay. Furthermore, remain in the vicinity of the point of impact at the spark transition Oxide parts adhere, which are later removed when the body is cleaned, causing a new one Imbalance occurs. It is also important to remember that there are significant currents in an electrical discharge machining process must flow through the rotating body and its bearings. This can cause bearing damage.

Die genannten Nachteile dürften der Anlaß gewesen sein, daß das bekannte Verfahren nicht in die Praxis Eingang gefunden hat. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile zu vermeiden und ein für die Praxis brauchbares, schnell arbeitendes Wuchtverfahren mit hoher Genauigkeit zu schaffen.The disadvantages mentioned are likely to have been the reason that the known method is not in the Practice has found entrance. It is therefore the object of the present invention to remedy the disadvantages mentioned and a fast balancing method with high accuracy that is useful in practice to accomplish.

Erfindungsgemäß wird das als energiereicher und fokussierbarer Strahl ausgebildete Abtragwerkzeug alternierend auf die in den Wuchtebenen liegenden Umfangslinien gerichtet. Ein derartiger Strahl läßt sich in eine vorher einstellbare Richtung ablenken, und zwar so schnell, daß der Wuchtebenenwechsel zeitlich praktisch gar nicht mehr in Erscheinung tritt. Es kann daher häufig die Wuchtebene gewechselt werden. Vielfach verlangt die angestrebte hohe Wuchtgenauigkeit solch einen häufigen Wechsel. Will man lieber den Drehkörper axial verschieben, so steht auch dem nichts im Wege. Statt zum Auswuchten von Kreiseln wie bei den Ausführungsbeispielen lassen sich das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechenden Einrichtungen auch zum Auswuchten von Kurbelwellen. Unruhpendeln oder dergleichen benutzen. According to the invention, the removal tool designed as a high-energy and focusable beam is used alternately directed to the circumferential lines lying in the balancing planes. Such a ray leaves deviate in a previously adjustable direction, so quickly that the balancing plane change practically no longer appears in time. The balancing plane can therefore often be changed will. In many cases, the desired high balancing accuracy requires such frequent changes. Want if you prefer to move the rotating body axially, nothing stands in the way. Instead of balancing The inventive method and the appropriate facilities for balancing crankshafts. Use balance pendulums or the like.

Eine besonders vorteilhafte Wirkung der Erfindung besteht darin, daß sich Drehkörper ganz verschiede¹ ner Gestalt und Größe nacheinander ohne oder mit nur geringen und einfachen Einstellungsänderungen am Strahlerzeuger auswuchten lassen. Zunächst ist der Durchmesser des Drehkörpers gleichgültig. Der Strahl ist in einem verhältnismäßig großen Längenbereich der Strahlachse genügend scharf fokussiert oder der Fokus kann gegebenenfalls einfach nachgestellt werden. Ebenso leicht läßt sich der Abstand der Wuchtebenen entsprechend den Gegebenheiten des jeweiligen Drehkörpers durch Änderung des Ablenkwinkels oder des Axialhubes des Drehkörpers einstellen.A particularly advantageous effect of the invention is that rotator quite Various ¹ ner shape and size of small consecutively without or with and easy setting changes can be balancing on the beam generator. First of all, the diameter of the rotating body does not matter. The beam is focused sufficiently sharply in a relatively large length range of the beam axis or the focus can, if necessary, simply be readjusted. The distance between the balancing planes can be adjusted just as easily according to the conditions of the respective rotating body by changing the deflection angle or the axial stroke of the rotating body.

Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß das Abtragwerkzeug ein Laserstrahl ist. Ein energiereicher und fokussierbarer Strahl, insbesondere der Laserstrahl, als Abtragwerkzeug soll jedoch nur in Kombination mit dem alternierenden Abtragen in den beiden Wuchtebenen unter Schutz gestellt werden.A preferred development of the method according to the invention is characterized in that the Ablation tool is a laser beam. A high-energy and focusable beam, especially the Laser beam, as an ablation tool, should only be used in combination with the alternating ablation in the both balancing planes are placed under protection.

Der Laserstrahl kann beispielsweise optisch' mit Hilfe eines Spiegels oder dergleichen von der einen Wuchtebene in die andere abgelenkt werden.The laser beam can, for example, optically 'with the aid of a mirror or the like from the one Balance plane can be deflected into the other.

Als weiteres Beispiel für einen energiereichen und fokussierbaren Strahl sei der Elektronenstrahl genannt. Es ist an sich bekannt, die genannten Strahlarten zur Materialbearbeitung zu verwenden.Another example of a high-energy and focusable beam is the electron beam. It is known per se to use the jet types mentioned for material processing.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Abtra-It is also proposed that the abutment

gung des Materials in den einzelnen Ebenen durch Steuerung des Laserstrahls in Abhängigkeit von der in an sich bekannter Weise ermittelten Phasenlage und gegebenenfalls Größe derjenigen Unwucht gesteuert wird, welche auf die entsprechende Wuchtebene entfällt. Je nach Phasenlage und gegebenenfalls Größe der auf die entsprechende Wuchtebene entfallenden Unwucht wird dann eine echte Impulssteuerung durchgeführt. Im Falle der Intensitätssteuerung wird die normalerweise sehr schwache Strahlung an den erforderlichen Stellen stark erhöht, so daß prak^v tisch nur während der erhöhten Intensität Material abgetragen wird. Wird mit einem impulsförmigen Strahl gearbeitet, so wird dabei der Zeitpunkt der Auslösung des Strahles vom jeweiligen Unwuchtanteil gesteuert.The movement of the material in the individual planes is controlled by controlling the laser beam as a function of the phase position determined in a manner known per se and, if applicable, the size of the unbalance which is attributable to the corresponding balancing plane. Depending on the phase position and, if necessary, the size of the imbalance occurring in the corresponding balancing plane, a real pulse control is then carried out. In the case of intensity control, the normally very weak radiation is greatly increased where needed, so that practical ^v schematically removed only during the increased intensity material. If a pulse-shaped beam is used, the time at which the beam is triggered is controlled by the respective unbalance component.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines Laserstrahles ist dadurch gekennzeichnet, daß ein mittels Blitzentladung erregbarer Laser mit einem für das optische Pumpen geeigneten Lichtblitz in einen angeregten Zustand gebracht wird,· in welchem die Schwelle zur Strahlaussendung noch nicht erreicht ist, und daß der Laser mittels weiterer Lichtblitze in Abhängigkeit von der ermittelten Phasenlage und gegebenenfalls Größe der entsprechenden Unwucht zur Erzeugung von starken Laserstrahlimpulsen kurzer Zeitdauer (Nadelauslösung) angeregt wird.A particularly advantageous development of the method according to the invention using a Laser beam is characterized in that a laser which can be excited by means of a flash discharge has a for the light flash suitable for optical pumping is brought into an excited state in which the The threshold for beam emission has not yet been reached, and that the laser by means of further flashes of light in Depending on the determined phase position and possibly the size of the corresponding imbalance for Generation of strong laser beam pulses for a short period of time (triggering of the needle) is stimulated.

Da zwischen einzelnen Laserimpulsen bzw. -impulsserien Abkühlzeiten einzuschalten sind, kann zweckmäßig die Umstellung des Strahles von einer Wuchtebene in die andere in den zwischen den Strahlzeiten liegenden Abkühlzeiten erfolgen.Since cooling times must be switched on between individual laser pulses or series of laser pulses it is advisable to switch the beam from one balancing plane to the other in between the beam times cooling times take place.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus den Ansprüchen. In der folgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Further details emerge from the claims. In the following description are exemplary embodiments explained in connection with the drawings.

Fig. 1 zeigt schematisch und z.T. als Blockschaltbild eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbare Einrichtung.Fig. 1 shows schematically and partly as a block diagram a device that can be used to carry out the method according to the invention.

Fig. 2 ist ein Schema zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbaren Einrichtung mit impulsförmig arbeitendem.Laser.Figure 2 is a schematic for practicing the present invention Process usable device with pulsed laser.

F i g. 3 zeigt den zeitlichen Verlauf des Lichtaustrittes aus einem Laser nach Fig. 2 bei Verwendung einer Blitzlampe zum optischen Pumpen.F i g. 3 shows the time course of the emergence of light from a laser according to FIG. 2 when used a flash lamp for optical pumping.

F i g. 4 erläutert in gleicher Weise wie F i g. 3 die sog. Nadelauslösung von Laserstrahlen.F i g. 4 explains in the same way as FIG. 3 the so-called needle triggering of laser beams.

Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild für die Steuerung undFig. 5 shows the block diagram for the control and

Fig. 6 das zugehörige Zeitprogramm für eine mit j Laser-Nadelimpulsen arbeitende Vorrichtung.
In Fig. 1 ist die Aufhängung des Kreisels 1 in zwei federnden Lagern 2 und 2' nur schematisch dargestellt. Diese Lager erregen zwei Tauchspulen 3 und 3'. Um eine feste Phasenbeziehung zwischen der erregenden und der erregten Schwingung zu erhalten, wird die Federzahl so gewählt, daß das Federsystem weit über seiner Resonanzfrequenz schwingt. Ein energiereicher und fokussierbarer Strahl beispielsweise ein Laserstrahl 4 kann durch die Ablenkeinrichtung 5 in die Wuchtebenen I und II gelenkt werden, in denen die Unwuchten U₁ und U₂ angenommen werden. Die Wuchtebenen I und II werden, wie bekannt, unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Unwucht linear von der Entfernung von der Schwerpunktsebene und quadratisch von der Entfernung von der Drehachse abhängt, vorgewählt. Die von den Tauchspulen 3 und 3' als Ströme /_n und /, gemessenen Schwingungen stehen mit den Unwuchten U₁ und U₂ in folgendem Zusammenhang:6 shows the associated time program for a device operating with j laser needle pulses.
In Fig. 1, the suspension of the gyro 1 in two resilient bearings 2 and 2 'is shown only schematically. These bearings excite two plunger coils 3 and 3 '. In order to obtain a fixed phase relationship between the exciting and the excited vibration, the number of springs is chosen so that the spring system vibrates well above its resonance frequency. A high-energy and focusable beam, for example a laser beam 4, can be deflected by the deflection device 5 into the balancing planes I and II, in which the unbalances U ₁ and U _{2 are} assumed. As is known, balancing planes I and II are preselected, taking into account the fact that the unbalance depends linearly on the distance from the plane of the center of gravity and quadratically on the distance from the axis of rotation. The vibrations measured by the plunger coils 3 and 3 'as currents / _n and / are related to the unbalances U ₁ and U ₂ as follows:

U₁=C_n /,-C₁₂ /„ U ₁ = C _n /, - C ₁₂ / "

U₂=- C₂₁1₁+ C₂₂ i_u U ₂ = - C ₂₁ 1 ₁ + C ₂₂ i _u

Diese Gleichungen werden von einem Rechner 6 gelöst,These equations are solved by a computer 6,

ίο der zwei Spannungen V₁ und V₂ abgibt, die die Informationen über die Unwuchten in den Ebenen I und II hinsichtlich Betrag und Phase enthalten.ίο outputs the two voltages V ₁ and V ₂ , which contain the information about the imbalances in levels I and II in terms of magnitude and phase.

Links der strichpunktierten Linie ist das Steuergerät im Blockschaltbild gezeigt.The control unit is shown in the block diagram to the left of the dash-dotted line.

Ein Rechteckgenerator 7, der über das Strahlführungsgerät 8 mit der Ablenkeinrichtung 5 den Laserstrahl 4 abwechselnd, d.h. nach jedem Auftreffen des Strahles oder jeweils nach einer bestimmten Zeit, in die Wuchtebenen I und II lenkt, steuert einen elektronischen Schalter 9, der abwechselnd die Unwuchtspannungen F₁ und V₂, je nachdem, ob der Laserstrahl auf die Ebene \ oder II auftrifft, an einen Verstärker 10 weiterleitet. Zwischen dem Rechner 6 und dem elektronischen Schalter 9 befinden sich zwei Zwischenverstärker 11a und 116 für die Spannungen V₁ und V₂. Diese Zwischenverstärker können aber auch im Ausgang des Rechners sitzen. Ein weiterer Zwischenverstärker 12 kann zwischen den elektronischen Schalter 9 und den Verstärker 10 geschaltet sein.A square-wave generator 7, which alternately directs the laser beam 4 via the beam guiding device 8 with the deflecting device 5, i.e. after each impact of the beam or after a certain time, into the balancing levels I and II, controls an electronic switch 9, which alternately controls the unbalance voltages F. ₁ and V _2, depending on whether the laser beam to the level \ or II incident, passes to an amplifier 10 degrees. Between the computer 6 and the electronic switch 9 there are two intermediate amplifiers 11a and 116 for the voltages V ₁ and V ₂ . These intermediate amplifiers can also be located in the output of the computer. A further intermediate amplifier 12 can be connected between the electronic switch 9 and the amplifier 10.

Vom Verstärker 10 wird die Spannung an einen Phasenschieber 13 gegeben. Da nämlich die die Unwucht hervorrufenden Masseteilchen im Augenblick der maximalen Anzeige der Schwingungsfühler 2 bis 3 und 2' bis 3' eine bestimmte Winkellage am Umfang des auszuwuchtenden Körpers (hier des Kreisels 1) haben und erst nach einer weiteren Drehung des Körpers, z. B. nach einer halben Umdrehung vom Strahl 4 erfaßt und abgetragen werden, muß die die Strahlintensität, hier die Strahlauslösung, steuernde Spannung gegenüber der vom Rechner 6 ermittelten Spannung verzögert werden. Diese Verzögerung läßt sich am besten durch den Phasenschieber 13 erreichen. Das auf den Phasenschieber 13 folgende Differenzierglied 14 liefert an den Stellen der Nulldurchgänge der verzögerten Unwuchtspannungen Rechteckimpulse gleicher Länge, deren Amplitude von der Größe der Unwucht in der Ebene I oder II abhängt.. Der durch den Verstärker 10, den Phasenschieber 13 bzw. das Differenzierglied 14 erzeugte Spannungsverlauf A, B bzw. C ist neben den Blöcken schematisch dargestellt, wobei die Spannung 0 jeweils durch die vertikale Linie gegeben ist. Die Rechteckimpulse aus dem Differenzierglied 14 werden über einen Sch wellwert verstärker 15 einem Begrenzer 16 zugeführt, der im Takt der an-5 kommenden Impulse gleichartige Rechteckimpulse einer konstanten Amplitude von z.B. 15 V liefert, solange die Unwucht größer als ein vorgegebener Wert ist. Mit diesen z. B. 15-V-Rechteckimpulsen wird dann der Impulsgenerator 17 für den Laserstrahl 4 getriggert. Von dem Impulsgenerator 17 wird ein Laser 18 angesteuert, auf dessen Aufbau und Funktionsweise hier nicht näher eingegangen wird, da dies für das Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht erforderlich ist.The voltage is fed from the amplifier 10 to a phase shifter 13. Since the mass particles causing the unbalance at the moment of the maximum display of the vibration sensors 2 to 3 and 2 'to 3' have a certain angular position on the circumference of the body to be balanced (here the top 1) and only after a further rotation of the body, e.g. B. after half a revolution of the beam 4 are detected and removed, the beam intensity, here the beam triggering, controlling voltage must be delayed compared to the voltage determined by the computer 6. This delay can best be achieved by the phase shifter 13. The differentiator 14 following the phase shifter 13 delivers square-wave pulses of equal length at the points of the zero crossings of the delayed unbalance voltages, the amplitude of which depends on the size of the unbalance in plane I or II 14 generated voltage curve A, B or C is shown schematically next to the blocks, the voltage 0 being given by the vertical line. The square-wave pulses from the differentiator 14 are fed via a threshold amplifier 15 to a limiter 16, which delivers similar square-wave pulses of a constant amplitude of, for example, 15 V at the rate of the incoming pulses, as long as the imbalance is greater than a predetermined value. With these z. B. 15 V square-wave pulses, the pulse generator 17 for the laser beam 4 is triggered. A laser 18 is actuated by the pulse generator 17, the structure and mode of operation of which will not be discussed in greater detail here, since this is not necessary for an understanding of the method according to the invention.

5 Soll der energiereiche und fokussierbare Strahl festgehalten und statt dessen der Werkstückträger bewegt werden, so wirkt der Rechteckgenerator 7 nicht auf die Strahlführung 8 bis 5 ein, sondern wird zur5 Should the high-energy and focusable beam be held and instead of this the workpiece carriers are moved, the square-wave generator 7 does not work on the beam guide 8 to 5, but becomes

Steuerung der Bewegung des Trägers des auszuwuchtenden Körpers, z. B. eines Tisches oder der Schwingungsfühlvorrichtung 2 bis 3, 2' bis 3', verwendet. In Fig. 2 ist das Rechen- und Steuergerät der Vorrichtung nur als ein Block 27 dargestellt: Der auszuwuchtende Kreisel 1 befindet sich in Lagern mit Schwingungsfühlern 22 und 22', die auf einem Tisch 23 angeordnet sind, der — wie durch Rollen 24 angedeutet — in Richtung der Drehachse 25 des Kreisels 1 bewegbar ist. Die Schwingungsfühler geben ihre Information auf den Wegen 26 und 26' an das Rechen- und Steuergerät 27, das über den Weg 28 mit der Vorrichtung 29 zum Bewegen des Tisches 23 in Verbindung steht. Das Rechen- und Steuergerät 27 verbindet auf dem Weg 30 über den Schalter 31 die Blitzlampe 32 und auf dem Weg 33 über den Schalter 34 die Blitzlampe 35 mit der Energiequelle 36. Die Blitzlampen 32 und 35 erzeugen den aus dem Laserkristall 37 austretenden und mittels der Optik 38 auf den Kreisel 1 zu fokussierenden Lichtstrahl 39.Controlling the movement of the wearer of the body to be balanced, e.g. B. a table or the vibration sensing device 2 to 3, 2 'to 3', are used. In Fig. 2 is the computing and control unit of the device shown only as a block 27: The gyro 1 to be balanced is located in bearings with vibration sensors 22 and 22 ', which are arranged on a table 23 which - as indicated by rollers 24 - Can be moved in the direction of the axis of rotation 25 of the gyro 1. The vibration sensors give their information on the paths 26 and 26 'to the computing and control device 27, which is via the path 28 with the Device 29 for moving the table 23 is in communication. The computing and control device 27 connects on the way 30 via the switch 31 the flash lamp 32 and on the way 33 via the switch 34 the flash lamp 35 with the energy source 36. The flash lamps 32 and 35 generate the from the Laser crystal 37 exiting and by means of the optics 38 on the gyro 1 to be focused light beam 39.

Mittels der in Fig. 2 gezeigten Anordnung lassen sich Lichtimpulse erzeugen. Mit der Blitzlampe 32 werden Lichtblitze zum sogenannten optischen Pumpen erzeugt, d.h. zum Anheben von in dem Kristall 37 enthaltenen Ionen aus dem Grundniveau in ein an- ^ deres Niveau, aus dem sie z.B. bei einem Rubinkristall ohne Aussenden von Strahlung in zwei metastabile Niveaus (Dublett) zurückfallen, die auch noch über dem Grundniveau liegen. Durch das Pumpen wird also zunächst nur die Besetzungsdichte des Grundniveaus verringert, ohne daß Licht erzeugt wird. Erst wenn die Besetzungsdichte des Grundniveaus kleiner ist als die des metastabilen Dubletts. fallen die Ionen unter Aussendung kohärenten Lichtes in den Grundzustand zurück.By means of the arrangement shown in FIG. 2, light pulses can be generated. With the flash lamp 32 Flashes of light are generated for so-called optical pumping, i.e. to lift up in the crystal 37 contained ions from the basic level to another level, from which they e.g. in a ruby crystal without emitting radiation fall back into two metastable levels (doublet), which also still are above the basic level. So initially only the population density of the Lower levels without generating light. Only when the occupation density of the basic level is smaller than that of the metastable doublet. the ions fall with the emission of coherent light back to the basic state.

Fig. 3 erläutert diesen Vorgang: Die Dauer D des mit der Blitzlampe 32 erzeugten Blitzes, der die »Pumpleistung« liefert, beträgt etwa 0,3 m/Sek. während der Zeit E von etwa 0,2 m/Sek. werden nur die metastabilen Niveaus gefüllt. Der Lichtaustritt aus dem Laserkristall beginnt erst nach dieser Verzögerung von etwa 0,2 m/Sek. und erstreckt sich dann — bei schwankender Energiedichte — über einige Zehntel m/Sek., z.B. etwa 0,3 m/Sek. Dieser Laserstrahl kann zum Auswuchten verwendet werden. In dem Fall werden der Weg 33 mit dem Schalter 34 und die Blitzlampe 35 nicht benötigt.3 explains this process: The duration D of the flash generated by the flash lamp 32, which delivers the "pump power", is approximately 0.3 m / sec. during the time E of about 0.2 m / sec. only the metastable levels are filled. The light emission from the laser crystal only begins after this delay of about 0.2 m / sec. and then extends - with fluctuating energy density - over a few tenths of a m / sec., e.g. about 0.3 m / sec. This laser beam can be used for balancing. In that case the path 33 with the switch 34 and the flash lamp 35 are not required.

F i g. 4 erläutert eine andere Möglichkeit 'zur Erzeugung von Laserstrahlimpulsen. Zunächst wird durch die Blitzlampe 32 nur so viel Energie zugeführt, wie erforderlich ist, um die Besetzungsdichte im Grundzustand gleich der in den metastabilen Zuständen zu machen, d.h. die Dauer des Blitzes der Lampe 32 wird auf die Zeitspanne E (oder wenig mehr) begrenzt. Dann sendet der Kristall 37 gar keinen (oder nur einen schwachen, kurzen) Lichtimpuls aus. Anschließend werden von der Blitzlampe 35 in wählbaren Zeitabständen F kurze Lichtblitze der Dauer G — etwa 5<u/Sek. — erzeugt, die sofort starke Laserstrahlimpulse etwa der gleichen Dauer G hervorrufen. Diese sogenannte »Nadelauslösung« kann bei den •z. Z. zur Verfugung stehenden Lasern fünf oder mehr Mal wiederholt werden. Wegen ihrer Schärfe und Größe werden daher die Laser-Nadel-Impulse bevorzugt zum Auswuchten verwendet.F i g. 4 explains another way of generating laser beam pulses. First, only as much energy is supplied by the flashlamp as is necessary to make the population density in the ground state equal to that in the metastable states, ie the duration of the flash of the lamp 32 is limited to the time period E (or a little more). Then the crystal 37 emits no (or only a weak, short) light pulse at all. The flash lamp 35 then emits short flashes of light of duration G - about 5 u / sec. At selectable time intervals F. - Generated, which immediately produce strong laser beam pulses of approximately the same duration G. This so-called "needle release" can occur in the • z. Currently available lasers can be repeated five or more times. Because of their sharpness and size, the laser needle pulses are therefore preferably used for balancing.

Nach einer Laserstrahlauslösung wie in Fig. 3 oder einer Serie von Nadelauslösungen wie in Fig. 4 muß im allgemeinen eine sogenannte Wartezeit zum »Abkühlen« des Kristalls eingehalten werden, bevor die nächste Auslösung vorgenommen werden kann.After a laser beam release as in Fig. 3 or a series of needle releases as in Fig. 4 In general, a so-called waiting time for "cooling down" the crystal must be observed before the next trip can be made.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild für die Steuerung der Nadelauslösung. Der Block 40 enthält den Rechner 6, den Vorverstärker 12, den Verstärker 10, den Phasenschieber 13, das Differenzierglied 14, den Schwellwert verstärker 15 und den Begrenzer 16 nach Fig. 1 und sendet somit beim Umlaufen des auszuwuchtenden Körpers gleichförmige, in ihrer Phasenlage von der Phasenlage der Unwucht abhängige Rechteckimpulse aus, wie anhand der Fig. 1 erläutert wurde.Fig. 5 shows a block diagram for the control of the needle release. Block 40 contains the computer 6, the preamplifier 12, the amplifier 10, the phase shifter 13, the differentiator 14, the Threshold amplifier 15 and the limiter 16 according to FIG. 1 and thus sends when circulating the to be balanced Body uniform, dependent in their phase position on the phase position of the unbalance Square pulses, as explained with reference to FIG. 1.

Die Steuerung wird im folgenden in Verbindung mit Fig. 6, die das Zeitprogramm zeigt, erläutert. Ein Zeitprogrammgeber 41 schließt zunächst einen Schalter 42 etwa 0,2 m/Sek. lang, der von der Energiequelle 36 einen Impuls zum Auslösen der Blitzlampe 32 zum optischen Pumpen (Dauer E in Fig. 6 und 4) durchläßt. Nachdem der Schalter 42 wieder geöffnet ist, schließt der Zeitprogrammgeber 41 den Schalter 43, der dann die Impulse aus 40 an den Schalter 44 gibt, der seinerseits durch jeden ankommenden Impuls etwa 5 μ/Sek. lang (Zeitspanne G in F i g. 6 und 4) geschlossen wird. Bei jedem Schließen des Schalter 44 wird von der Energiequelle 36 ein Impuls für die Nadelauslösung eines Laserstrahles an die Blitzlampe 35 gegeben. Um den Kristall abkühlen lassen zu können, wird der Schalter 43 nicht erst unmittelbar vor dem Schließen des Schalters 42, sondern vorzugsweise sofort dann geöffnet, wenn der. Laser aufhört, Strahlung abzugeben, nach Fig. 6 z. B. nach fünf Nadelauslösungen. Während der Wartezeit Hm. Fig. 6 zum Abkühlen des Kristalls wird zweckmäßigerweise die Vorrichtung 29 zum Bewegen des Werkstückträgers (Tisch 23 in Fig. 2) in die andere Wuchtebene durch den Zeitprogrammgeber 41 in Tätigkeit gesetzt. Danach wiederholt sich der Vorgang, bis die Unwuchtmeßvorrichtung aus 40 keine Impulse mehr abgibt.The control is explained below in connection with FIG. 6, which shows the time program. A time programmer 41 first closes a switch 42 about 0.2 m / sec. long, which transmits a pulse from the energy source 36 to trigger the flash lamp 32 for optical pumping (duration E in FIGS. 6 and 4). After the switch 42 is opened again, the timer 41 closes the switch 43, which then sends the pulses from 40 to the switch 44, which in turn generates about 5 μ / sec. long (period G in Fig. 6 and 4) is closed. Each time the switch 44 is closed, the energy source 36 sends a pulse for triggering a laser beam to the flash lamp 35. In order to be able to cool the crystal, the switch 43 is not opened immediately before the switch 42 is closed, but preferably immediately when the. Laser stops emitting radiation, according to Fig. 6 z. B. after five needle trips. During the waiting time Hm . The process is then repeated until the unbalance measuring device from 40 no longer emits any pulses.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for dynamic balancing of rotating bodies by removing mass with a single removal tool in defined balancing planes during the rotary movement, thereby characterized in that the removal tool designed as a high-energy and focusable beam alternately directed to the circumferential lines lying in the balancing planes I and II will.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the beam by axial displacement of the rotating body or beam deflection on the different balancing planes is directed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the removal tool is a Laser beam is.

4. The method according to claim 3, characterized in that that the removal of the material in the individual levels by controlling the laser beam as a function of the phase position determined in a manner known per se and, if necessary Size of that unbalance is controlled, which is allotted to the corresponding balancing level.

5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the conversion of the beam takes place from one balancing plane to the other in the cooling times between the blasting times.

6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that a means of lightning discharge excitable laser with a flash of light suitable for optical pumping into an excited one State is brought in which the threshold for beam emission has not yet been reached is, and that the laser by means of further flashes of light depending on the determined phase position and, if necessary, the size of the corresponding imbalance for generating strong laser beam pulses short period of time (triggering of the needle).