DE10122281A1

DE10122281A1 - Verfahren zum Auswuchten des Rotors eines Elektromotors

Info

Publication number: DE10122281A1
Application number: DE10122281A
Authority: DE
Inventors: Ronald Diemer
Original assignee: Buehler Motor GmbH
Current assignee: Buehler Motor GmbH
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2002-11-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswuchten des Rotors eines Elektromotors durch Hinzufügung von Wuchtmaterial. Bekannt ist der Auftrag von Wuchtkitt. Dieser lässt sich jedoch kaum automatisiert auftragen, besitzt eine geringe Dichte und ist nicht leicht dosierbar. Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Elektromotor automatisch auszuwuchten, wobei kein nachfolgender Oberflächenveredelungsprozess notwendig ist und ein geringvolumiger Materialauftrag genau dosiert aufgebracht werden kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein automatisierbares Wuchtverfahren zum Auswuchten des Rotors eines Elektromotors zu finden, bei dem kein nachfolgender Oberflächenveredelungsprozess notwendig ist, ein geringvolumiger Materialauftrag genügt und eine genaue Dosierung des Wuchtmaterials möglich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Wuchtmaterial ein Lot ist. Lotmaterialien bestehen aus Metall, sie haben folglich eine relativ große Dichte. Daher genügt eine geringe Menge, um den Rotor auszuwuchten. Die Menge des aufzutragenden Wuchtmaterials kann sehr genau dosiert werden und ein automatisierter Auftrag ist möglich. Bei Außenläufermotoren sind Anwendungen denkbar, bei denen die Außenfläche des Rotors sichtbar ist. Auch in diesen Fällen kann das erfindungsgemäße Wuchtverfahren eingesetzt werden, weil die Optik dadurch kaum beeinträchtigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswuchten des Rotors eines Elektromotors durch Hinzufügen von Wuchtmaterial.

Bei der Herstellung von Elektromotoren ist in der Regel ein Wuchtvorgang nötig, um für einen ruhigen vibrationsfreien Lauf des Rotors zu sorgen. Es besteht dabei die Möglichkeit Material vom Rotor abzutragen (subtraktive Wuchtung) oder fremdes Material hinzuzufügen (additive Wuchtung). Bei abtragenden Wuchtverfahren wird zwangsläufig die Oberfläche des Rotors verletzt. Zusätzlich entstehen unerwünschte Späne. Je nach Anwendungsfall, kann darüber hinaus eine nachfolgende Oberflächenbehandlung notwendig sein, um den Rotor vor Korrosion zu schützen. Dieser Verfahrensschritt kann in der Regel nicht im fertig monierten Zustand durchgeführt werden. Bei korrosionsgeschützten Rotoren wird daher eine additive Wuchtung bevorzugt. Eine Möglichkeit besteht darin Wuchtkitt auf den Rotor aufzubringen. Die Dichte des gebräuchlichen Wuchtkitts ist relativ gering, so dass entsprechend viel Wuchtkitt aufgebracht werden muss, um den Rotor vollständig auszuwuchten. Insbesondere bei bürstenlosen Außenläufermotoren, bei denen der Rotor möglicherweise nahe am Stator- oder an Gehäuseteilen angeordnet ist, kann ein hoher Wuchtkittauftrag stören und auch eine optische Beeinträchtigung darstellen. Wuchtkitt ist kaum automatisiert auftragbar. Besonders schwierig ist die Dosierung des Wuchtkitts.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein automatisierbares Wuchtverfahren zum Auswuchten des Rotors eines Elektromotors zu finden, bei dem kein nachfolgender Oberflächenveredelungsprozess notwendig ist, ein geringvolumiger Materialauftrag genügt und eine genaue Dosierung des Wuchtmaterials möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungemäß dadurch gelöst, dass das Wuchtmaterial ein Lot ist. Lotmaterialien besteht aus Metall, sie haben folglich eine relativ große Dichte. Daher genügt eine geringe Menge um den Rotor auszuwuchten. Die Mengen des aufzutragenden Wuchtmaterials kann sehr genau dosiert werden und ein automatisierter Auftrag ist möglich. Bei Außenläufermotoren sind Anwendungen denkbar, bei denen die Außenfläche des Rotors sichtbar ist. Auch in diesen Fällen kann das erfindungsgemäße Wuchtverfahren eingesetzt werden, weil die Optik dadurch kaum beeinträchtigt wird.

Weiterbildung der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt.

Vorteilhaft ist die Verwendung von Hartlot. Da dieser erst ab 450°C schmilzt ist sichergestellt, dass es über die Lebensdauer des Elektromotors auch unter hoher Temperaturbelastung bestängig ist.

Es sind Lötverfahren bekannt, bei denen eine Gasflamme zum Erhitzen des Lots und der Lötstelle verwendet wird. Nachteilig ist hier die relativ großflächige Erhitzung des Rotors. Insbesondere bei Rotoren mit Permanentmagneten können Entmagnetisierungseffekte die Folge sein.

Daher wird vorgeschlagen das Lot durch Laserlicht zu erhitzt, da dieses den Rotor nur sehr begrenzt und genau steuerbar aufheizt. Ein vormagnetisierter Permanentmagnet behält dadurch vollständig seine Magnetisierung.

Hochleistungsdiodenlaser eignen sich besonders, da diese aufgrund ihrer geringen Baugröße direkt an die Löteinrichtung angebaut werden können. Auf eine Strahlführung kann somit verzichtet werden.

Zweckmäßigerweise wird das Wuchten mit Lotmaterial dann eingesetzt, wenn eine korrosionsgeschützte Oberfläche vorliegt. Insbesondere bei galvanisch behandelter Oberfläche besteht keine Gefahr den Korrosionsschutz durch das Löten zu beschädigen, danach ist also auch kein Korrosionsschutzauftrag mehr notwenig.

Gerade bei bürstenlosen Außenläufermotoren ist ein optisch ansprechender und geringvolumiger Wuchtmaterialauftrag wünschenswert, weil die betreffende Wuchtstelle an der Außenseite des Motors ist.

Da der Wuchtvorgang auch bei fertig montierten Elektromotoren, insbesondere bei Außenläufermotoren, durchgeführt werden kann, ist eine besonders genaue Auswuchtung möglich.

Eine höhere Prozesssicherheit und ein einfacheres Wuchtverfahren wird dadurch erreicht, dass ein Arbeitsgas verwendet wird, das aufgrund seiner Bestandteile eine hohe Affinität zu Sauerstoff besitzt, dann ist es möglich auf den Einsatz eines Flussmittels zu verzichten. Das Arbeitsgas verhindert die Oxidation der Lötstelle und verbessert gleichzeitig die Benetzung.

Das Auftragen des Flussmittels vor, sowie das Reinigen der Bauteile nach dem Lötvorgang entfällt somit.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Wuchtstation und

Fig. 2 einen Rotor eines Außenläufermotors mit einer Lötnaht.

Fig. 1. zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Wuchtstation 5, mit einem Spanntisch 13, auf dem ein Elektromotor 1 (vereinfacht nur ein Rotor dargestellt) aufgespannt ist, einer dynamischen Unwuchtmessmaschine 11, einem Laser-Generator 12 mit einem Hochleistungsdiodenlaser 4, einem 3-Achs-Transfersystem 14, das eine Führungseinrichtung 6 für ein drahförmiges Lotmaterial 3 und eine Strahlführung 15 für Laserstrahlen 8 aufweist.

Fig. 2 zeigt einen Rotor 2 eines Außenläufermotors mit einer oberflächenbehandelten Fläche 10, auf der eine Lötnaht 9 aufgebracht ist. Der Beginn des Auftrags einer zweiten Lötnaht ist angedeutet durch das an die Lötstelle 7 geführte Lot 3 und die Laserstrahlen 8. Die Bewegungen, die das Lot 3 bzw. die Laserstrahlen 8 und der Rotor ausführen sind durch Pfeile angedeutet. Die Länge der Lötnähte und deren Anzahl wird je nach Unwucht automatisch eingestellt.

Wuchtvorgang

Der fertig montierte Elektromotor wird zur Bestimmung von Ort und Betrag der Unwucht in eine dynamische Unwuchtmessmaschine eingelegt. hierzu ist eine produktspezifische Aufnahme vorgesehen. Beim Drehen des Rotors erzeugt dessen Unwucht eine Zentrifugalkraft, die im Rotorlager kompensiert wird. Dadurch ist die Unwucht mit Betrag und Ort bestimmbar. Die Winkellage in der zum Ausgleich der Unwucht zusätzliches Material aufgebracht werden soll, wird nach dem Messvorgang automatisch eingestellt. In derselben Aufnahme wird anschließend an der entsprechenden Stelle ein Lotauftrag durchgeführt. Dies geschieht durch Aufheizung eines Lotdrahts und/oder der Lötstelle mittels Laserstrahl, gleichzeitigem Lotdrahtvorschub und Führung des Lots sowie des Laserstrahls über den Rotor des Elektromotors. Die dynamische Unwuchtmessmaschine und der Lasergenerator mit Strahl- und Lotführung sind mit einer Datenschnittstelle ausgebildet, damit sie miteinander kommunizieren können und eine definierte Abfolge der Einzelschritte des Wuchtvorgangs gewährleistet ist. So können die einzelnen Parameter, wie Lot- Vorschubgeschwindigkeit, Geschwindigkeit und Größe des Lotnahtauftrags sowie der Lottemperatur genau eingestellt werden. Falls eine einzige Lötnaht für einen Unwuchtausgleich nicht ausreicht, können auch mehrere Lötnähte symmetrisch zur ermittelten Stelle aufgebracht werden. Der gesamte Wuchtvorgang geschieht durch Programmierung der produktspezifischen Parameter vollautomatisch.

Bezugszeichenliste

1

Elektromotor

2

Rotor

3

Lot (Wuchtmaterial)

4

Laser

5

Wuchtstation

6

Drahtführung

7

Lötstelle

8

Laserstrahl

9

Lötnaht

10

oberflächenbehandelte Fläche

11

dynamische Unwuchtmessmaschine

12

Laser-Generator

13

Spanntisch

14

3-Achs-Transfersystem

15

Strahlführung

Claims

1. Verfahren zum Auswuchten des Rotors (2) eines Elektromotors (1) durch Hinzufügen von Wuchtmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass das Wuchtmaterial ein Lot (3) ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot (3) ein Hartlot ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot (3) durch Laserlicht erhitzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lötstelle (7), auf der das Lot (3) aufgebracht werden soll durch Laserlicht erhitzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserlicht durch einen Hochleistungsdiodenlaser (4) erzeugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserlicht mehrere Strahlen (8) umfasst, die aus verschiedenen Richtungen auf das Lot (3) bzw. die Lötstelle (7) gerichtet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot (3) auf den Rotor (1) eines bürstenlosen Außenläufermotors aufgebracht wird.

8. Verfahren nach 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswuchtung beim fertig montierten Elektromotor (1) vorgenommen wird.

9. Bürstenloser Außenläufermotor, mit einem bewickelten Innen-Stator und einem Permanentmagnet-Außenläufer-Rotor, dadurch gekennzeichnet, dass auf der äußeren Oberfläche des Permanentmagnet-Außenläufer-Rotors Lotmaterial aufgebracht ist, das als Auswuchtmasse dient.

10. Bürstenloser Außenläufermotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmaterial auf einer oberflächenbehandelten, vorzugsweise galvanisch behandelten, Fläche aufgebracht ist.