DE102005057750A1

DE102005057750A1 - Flywheel positive balancing method for use in cooling fan of motor vehicle, involves positioning balancing units with preset mass at predetermined position in flywheel, and welding balancing units at preset position in flywheel

Info

Publication number: DE102005057750A1
Application number: DE102005057750A
Authority: DE
Inventors: Robert Hessdörfer; Thomas Hussy
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2007-06-06

Abstract

The method involves positioning balancing units with a predetermined mass at a predetermined position in a flywheel. The balancing units are welded at the predetermined position in the flywheel using a laser welding unit or an ultrasonic welding unit, where the flywheel and the balancing units are made of plastic. The balancing units are arranged at an inner side of an outer ring of the flywheel and at a hub of the flywheel. An independent claim is also included for device for positive balancing of a flywheel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Positivwuchten eines Laufrads, insbesondere eines Laufrads für einen Kühlerlüfter eines Kraftfahrzeugs. Ein solches Laufrad soll sich während des Betriebs unter allen Betriebsbedingungen durch Geräuscharmut auszeichnen. Voraussetzung für eine derartige Geräuscharmut ist maßgeblich auch der Ausgleich kleinster Restunwuchten des Laufrads. Derartige Laufräder werden häufig mit sehr hohen Drehzahlen betrieben. Die Unwuchten führen zu Taumelbewegungen des Laufrades bezogen auf seine Drehachse und führen so zu entsprechenden Geräuschemissionen. Das Auswuchten kann erfolgen durch das Abnehmen von Material an den Schaufeln des Laufrades oder erfolgt häufig auch durch das Anbringen von Klammern mit entsprechender Masse. Das Setzen von Klammern ist bei der Herstellung des Laufrades relativ zeitaufwändig und erhöht so die Taktzeiten bei der Fertigung. Darüber hinaus können auch die einzelnen Laufradschaufeln gegebenenfalls schwer zugänglich sein zum Setzen der Klammern.The The invention relates to a method and a device for positive balancing an impeller, in particular an impeller for a radiator fan of a motor vehicle. Such a wheel should be during Operation under all operating conditions due to low noise distinguished. requirement for such a low noise is decisive also the compensation of smallest residual imbalances of the impeller. such impellers become common operated at very high speeds. The imbalances lead to Tumbling of the impeller based on its axis of rotation and lead so to corresponding noise emissions. Balancing can be done by removing material the blades of the impeller or is often done by attaching of staples with appropriate mass. The putting of braces is in the manufacture of the impeller relatively time consuming and elevated so the cycle times in the production. In addition, also can the individual impeller blades may be difficult to access for setting the brackets.

Zum Beseitigen von Unwuchten bei Laufrädern ist es bekannt, ein so genanntes Negativwuchten durchzuführen, bei dem Material von dem Laufrad an bestimmten Positionen entfernt wird und so die Unwucht beseitigt wird. Bezüglich des Negativwuchtens ist es aus der DE 197 48 309 C2 bekannt, mittels eines als Pistole ausgebildeten Stanzwerkzeugs Material mittels eines Schneidstempels auszustanzen. Ein derartiges Stanzwerkzeug erlaubt zwar ein definiertes Ausstanzen von Material aus den Schaufeln eines Laufrades, das Werkzeug muss jedoch je weils an die Geometrie des Laufrades angepasst sein und muss so beispielsweise für links und rechts laufende Laufräder jeweils umgerüstet werden. Darüber hinaus ist es für Laufräder mit entsprechend geringem Abstand der Laufradschaufeln gegebenenfalls nicht einsetzbar.To eliminate imbalances in running wheels, it is known to perform a so-called negative balancing, in which material is removed from the impeller at certain positions and so the imbalance is eliminated. Regarding the negative balancing it is from the DE 197 48 309 C2 known to punch out material by means of a cutting punch designed as a pistol punching tool. Although such a punching tool allows a defined punching of material from the blades of an impeller, however, the tool must be adapted depending Weil to the geometry of the impeller and must be retrofitted so for example for left and right wheels running respectively. In addition, it may not be applicable for wheels with correspondingly small distance of the impeller blades.

In der EP 0 519 162 B1 ist eine Vorrichtung zum Anbringen eines Auswuchtgewichts an ein Rad offenbart. Das Auswuchtgewicht umfasst einen Gewichtsteil und einen Clipteil. Das Auswuchtgewicht wird mit seinem Clipteil durch die Vorrichtung an einem Rand des Rades durch Hämmern befestigt. Die Vorrichtung umfasst dazu Mittel zum Halten des Auswuchtgewichts, Mittel zum Bewegen des Auswuchtgewichts an den Rand des Rades und Mittel zum Hämmern, um den Clipteil des Auswuchtgewichts an den Rand des Rades zu hämmern.In the EP 0 519 162 B1 an apparatus for attaching a balance weight to a wheel is disclosed. The balancing weight comprises a weight part and a clip part. The balancing weight is fastened with its clip part by the device to an edge of the wheel by hammering. The apparatus comprises means for holding the balance weight, means for moving the balance weight to the edge of the wheel, and means for hammering to hammer the clip portion of the balance weight to the rim of the wheel.

In der US 5 538 395 A ist ein thermoplastischer Rotor für eine Pumpe offenbart. Der Rotor umfasst ein Ober- und ein Unterteil. In dem Unterteil sind Schaufeln ausgebildet. Das Ober- und das Unterteil werden jeweils durch Kunststoffspritzguss hergestellt und durch Kunststoffschweißen zusammengefügt. Eine Spritzgussform für das Ober- oder das Unterteil umfasst eine Kappe, die in ihrem Winkel um die Drehachse des Rotors und vertikal verstellbar ist, so dass ein Ausgleichsgewicht an der eingestellten Position und mit der eingestellten vertikalen Abmessung an dem Oberteil bzw. an dem Unterteil ausgebildet wird.In the US 5 538 395 A a thermoplastic rotor for a pump is disclosed. The rotor comprises an upper and a lower part. In the lower part blades are formed. The upper and lower parts are each manufactured by plastic injection molding and joined together by plastic welding. An injection mold for the upper or the lower part comprises a cap which is adjustable in its angle about the axis of rotation of the rotor and vertically, so that a balance weight at the set position and with the adjusted vertical dimension formed on the upper part or on the lower part becomes.

Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, das bzw. die ein automatisches Auswuchten eines Laufrads ermöglicht.The The object of the invention is a method and a corresponding Device to provide the an automatic balancing an impeller allows.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The Task is solved by the characteristics of the independent Claims. Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum automatischen Positivwuchten eines Laufrads. Mindestens ein Auswuchtelement mit einer vorgegebenen Masse wird an einer vorgegebenen Position an dem Laufrad positioniert. Ferner wird das mindestens eine Auswuchtelement an der vorgegebenen Position an dem Laufrad angeschweißt.The Invention is characterized by a method and a corresponding Device for automatic positive balancing of an impeller. At least a balancing element with a predetermined mass is at a predetermined Position positioned on the impeller. Furthermore, this will be at least one Balancing element welded to the impeller at the predetermined position.

Der Vorteil ist, dass eine zuvor für das Laufrad ermittelte Unwucht, durch die die vorgegebene Masse und die vorgegebene Position des Auswuchtelements vorgegeben ist, zuverlässig und präzise kompensiert werden kann. Ferner kann das Verfahren sehr einfach automatisiert werden und eignet sich so besonders für eine Fertigung von positiv gewuchteten Laufrädern in großen Stückzahlen.Of the Advantage is that a previously for the impeller determined imbalance, by the given mass and the predetermined position of the balancing element is predetermined, reliable and precisely compensated can be. Furthermore, the method can be automated very easily and is therefore particularly suitable for a production of positive balanced wheels in big Quantities.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das mindestens eine Auswuchtelement durch Laserschweißen oder Ultraschallschweißen an der vorgegebenen Position an dem Laufrad angeschweißt. Der Vorteil ist, dass das Anschweißen des mindestens einen Auswuchtelements so besonders schnell, zuverlässig und präzise erfolgen kann.In an advantageous embodiment of the invention, the at least a balancing element by laser welding or ultrasonic welding at the predetermined position welded to the impeller. The advantage is that that welding the at least one balancing element so very fast, reliable and precise can be done.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfassen das Laufrad und das mindestens eine Auswuchtelement einen Kunststoff. Dadurch sind das Laufrad und das mindestens eine Auswuchtelement besonders preisgünstig herstellbar und einfach verarbeitbar.In a further advantageous embodiment of the invention the impeller and the at least one balancing element a plastic. As a result, the impeller and the at least one balancing element especially inexpensive can be produced and easily processed.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn das Laufrad und das mindestens eine Auswuchtelement den gleichen Kunststoff umfassen. Dies hat den Vorteil, dass das Laufrad und das mindestens eine Auswuchtelement gleiche Materialeigenschaften aufweisen und so die Zuverlässigkeit der Schweißverbindung unter allen Betriebsbedingungen besonders hoch sein kann, da diese z.B. durch gleiche thermische Ausdehnung nur wenig belastet wird.In this context, it is particularly advantageous if the impeller and the at least one balancing element comprise the same plastic. This has the advantage that the impeller and the at least one balancing element have the same material properties and so the reliability of the welded joint under all operating conditions can be particularly high, as these For example, is charged only slightly by the same thermal expansion.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das mindestens eine Auswuchtelement eine zu der vorgegebenen Position an dem Laufrad passende Kontur auf. Das mindestens eine Auswuchtelement wird mit dieser Kontur als Kontaktfläche an der vorgegebenen Position an dem Laufrad angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass das Auswuchtelement weitgehend ohne Hohlraumbildung an dem Laufrad angeordnet werden kann. Dadurch kann dem Entstehen von Pfeifgeräuschen, insbesondere bei hohen Drehzahlen, entgegengewirkt werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the at least one balancing element one to the predetermined position on the impeller fitting contour. The at least one balancing element becomes with this contour as a contact surface at the predetermined position arranged on the impeller. This has the advantage that the balancing element be arranged largely without cavitation on the impeller can. This can be the emergence of whistling, especially at high Speeds are counteracted.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Laufrad einen äußeren Ring auf. Das mindestens eine Auswuchtelement wird an dessen Innenseite angeordnet. Der Vorteil ist, dass dadurch eine hohe Haltbarkeit der Schweißverbindung bewirkt wird, da das mindestens eine Auswuchtelement durch während des Betriebs entstehende Fliehkräfte gegen den äußeren Ring gepresst und von diesem gehalten wird. Die Schweißverbindung wird dadurch mechanisch nur wenig belastet.In a further advantageous embodiment of the invention, the Impeller on an outer ring. The at least one balancing element is arranged on the inside. The advantage is that thereby a high durability of the welded joint is effected, since the at least one balancing element by during the Operating centrifugal forces against the outer ring pressed and held by this. The welded joint will As a result, only little mechanical load.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Laufrad eine Nabe auf. Das mindestens eine Auswuchtelement wird an der Nabe angeordnet. Der Vorteil ist, dass an der Nabe nur eine geringe Umfangsgeschwindigkeit vorherrscht. Dadurch wird die Schweißverbindung mechanisch ent sprechend wenig durch auftretende Fliehkräfte belastet. Ferner ist die vorgegebene Masse größer als bei einer Montage des mindestens einen Auswuchtelements an dem Laufrad in einem größeren Abstand von einer Rotationsachse des Laufrads. Dies ist vorteilhaft, wenn die auszugleichende Unwucht des Laufrads, und dadurch auch die vorgegebene Masse des mindestens einen Auswuchtelements, gering ist. Die Montage des mindestens einen Auswuchtelements ist so vereinfacht.In a further advantageous embodiment of the invention, the Impeller on a hub. The at least one balancing element is arranged at the hub. The advantage is that at the hub only one low peripheral speed prevails. This will make the weld mechanically accordingly little loaded by occurring centrifugal forces. Furthermore, the predetermined mass is greater than in a mounting of the at least one balancing element on the impeller at a greater distance from a rotation axis of the impeller. This is beneficial if the imbalance of the impeller to be compensated, and thereby also the predetermined one Mass of the at least one balancing element, is low. The assembly the at least one balancing element is so simplified.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Laserschweißeinheit oder eine Ultraschallschweißeinheit, die ausgebildet ist zum Anschweißen des mindestens einen Auswuchtelements an der vorgegebenen Position an dem Laufrad. Durch die Laserschweißeinheit oder Ultraschallschweißeinheit kann das Auswuchtelement besonders schnell, zuverlässig und präzise an dem Laufrad angeschweißt werden.In a further advantageous embodiment of the invention the device is a laser welding unit or an ultrasonic welding unit which is designed for welding the at least one balancing element at the predetermined position on the impeller. Through the laser welding unit or ultrasonic welding unit the balancing element can be particularly fast, reliable and precise welded to the impeller become.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Abtrenneinheit zum Abtrennen des mindestens einen Auswuchtelements mit der vorgegebenen Masse von einem Rohelement. Dies hat den Vorteil, dass das mindestens eine Auswuchtelement besonders präzise und individuell mit der vorgegebenen Masse aus dem Rohelement hergestellt werden kann und nicht auf vorgefertigte Auswuchtelemente zurückgegriffen werden muss, die nur in vorgegebenen Gewichtsklassen verfügbar sind. Entsprechend kann das Positivwuchten besonders präzise erfolgen.In a further advantageous embodiment of the invention the device comprises a separating unit for separating the at least a balancing element with the predetermined mass of a raw element. This has the advantage that the at least one balancing element in particular precise and manufactured individually with the given mass from the raw element can be used and not on prefabricated balancing elements which are only available in predetermined weight classes. Accordingly, the positive balancing can be done very precisely.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Abtrenneinheit so ausgebildet ist, dass das mindestens eine Auswuchtelement bei dem Abtrennen einen zu der vorgegebenen Position an dem Laufrad passende Kontur erhält. Die Vorrichtung ist ferner so ausgebildet, dass das mindestens eine Auswuchtelement mit dieser Kontur als Kontaktfläche an der vorgegebenen Position an dem Laufrad angeordnet wird. Der Vorteil ist, dass so auf einfache Weise eine Hohlraumbildung beim Anordnen des Auswuchtelements an dem Laufrad vermieden werden kann und so Pfeifgeräuschen, insbesondere bei hohen Drehzahlen, entgegengewirkt werden kann.In In this context, it is advantageous if the separation unit is formed so that the at least one balancing element at disconnecting one to the predetermined position on the impeller receives matching contour. The device is further configured such that the at least one balancing element with this contour as a contact surface is arranged at the predetermined position on the impeller. Of the The advantage is that in a simple way a cavitation during Arranging the balancing element on the impeller can be avoided and so whistling, especially at high speeds, can be counteracted.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.embodiments The invention are explained below with reference to the schematic drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Laufrad mit einem Auswuchtelement in einer perspektivischen Ansicht, 1 an impeller with a balancing element in a perspective view,

2 ein Teil des Laufrads mit dem Auswuchtelement in einem Längsschnitt, 2 a part of the impeller with the balancing element in a longitudinal section,

3 das Laufrad in einem Längsschnitt montiert an einer Antriebseinheit, 3 the impeller mounted in a longitudinal section on a drive unit,

4 eine Vorrichtung zum automatischen Positivwuchten, 4 a device for automatic positive balancing,

5 eine Laserschweißeinheit, 5 a laser welding unit,

6 eine Ultraschallschweißeinheit, 6 an ultrasonic welding unit,

7 ein Ausschnitt des Laufrads mit dem Auswuchtelement in einer Draufsicht und 7 a section of the impeller with the balancing element in a plan view and

8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum automatischen Positivwuchten. 8th a flow diagram of a method for automatic positive balancing.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.elements same construction or function are cross-figurative with the same Provided with reference numerals.

Ein Laufrad 1, das z.B. als ein Lüfterrad eines Kühlerlüfters für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist, umfasst eine zentral angeordnete Nabe 2 und einen äußeren Ring 3 (1 und 2). Mehrere Schaufeln 4 sind so zwischen der Nabe 2 und dem äußeren Ring 3 angeordnet, dass durch Drehen des Laufrades 1 um seine Rotationsachse in einer vorgegebenen Richtung Luft in axialer Richtung bewegt wird. Das Laufrad 1 kann jedoch auch anders ausgebildet sein, z.B. zum Bewegen der Luft in radialer Richtung.An impeller 1 For example, which is designed as a fan of a radiator fan for a motor vehicle, includes a centrally located hub 2 and an outer ring 3 ( 1 and 2 ). Several shovels 4 are so between the hub 2 and the outer ring 3 arranged that by turning the impeller 1 Air is moved in the axial direction about its axis of rotation in a predetermined direction becomes. The impeller 1 However, it can also be designed differently, for example for moving the air in the radial direction.

An dem Laufrad 1, vorzugsweise an einer Innenseite des äußeren Rings 3, ist ein Auswuchtelement 5 angeordnet und befestigt. Es können auch zwei oder mehr Auswuchtelemente 5 vorgesehen sein. Das Auswuchtelement 5 weist eine vorgegebene Masse M und eine vorgegebene Position P an dem Laufrad 1 auf. Das Auswuchtelement 5 ist bezüglich seiner vorgegebenen Masse M und bezüglich seiner vorgegebenen Position P an dem Laufrad 1 so abgestimmt, dass eine Unwucht des Laufrades 1 innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt. Die Unwucht des Laufrades 1, und somit die vorgegebene Masse M und die vorgegebene Position P des Auswuchtelements 5, wird vorzugsweise individuell für jedes Laufrad 1 ermittelt, so dass fertigungsbedingte Toleranzen, die die Unwucht des Laufrads 1 beeinflussen, berücksichtigt werden. Die vorgegebene Masse M und die vorgegebene Position P sind entsprechend vorgegeben.At the wheel 1 , preferably on an inner side of the outer ring 3 , is a balancing element 5 arranged and fastened. It can also have two or more balancing elements 5 be provided. The balancing element 5 has a predetermined mass M and a predetermined position P on the impeller 1 on. The balancing element 5 is with respect to its predetermined mass M and with respect to its predetermined position P on the impeller 1 tuned so that an imbalance of the impeller 1 within a specified tolerance range. The imbalance of the impeller 1 , and thus the predetermined mass M and the predetermined position P of the balancing element 5 , preferably becomes individual for each impeller 1 determined so that manufacturing tolerances that the imbalance of the impeller 1 be taken into account. The predetermined mass M and the predetermined position P are predetermined accordingly.

Bevorzugt wird die Unwucht ermittelt, wenn das Laufrad 1 bereits an einer Antriebseinheit 6, z.B. an einem Elektromotor, montiert ist (3). Dadurch kann das Auswuchten des Lauf rades 1 zusammen mit der Antriebseinheit 6 besonders präzise und zuverlässig erfolgen, da so auch montagebedingte Toleranzen, die die Unwucht des Systems aus Laufrad 1 und Antriebseinheit 6 beeinflussen, berücksichtigt werden. Die Unwucht kann jedoch ebenso für das Laufrad 1 separat ermittelt und das Laufrad 1 entsprechend ausgewuchtet werden. Durch das präzise Auswuchten des Laufrads 1 und gegebenenfalls der Antriebseinheit 6 können Vibrationen und Geräusche während des Betriebs gering gehalten werden, insbesondere auch bei hohen Drehzahlen.Preferably, the imbalance is determined when the impeller 1 already on a drive unit 6 , eg to an electric motor, is mounted ( 3 ). This can be the balancing of the running wheel 1 together with the drive unit 6 Precise and reliable, as well as installation-related tolerances, the imbalance of the system of impeller 1 and drive unit 6 be taken into account. However, the imbalance can also for the impeller 1 determined separately and the impeller 1 be balanced accordingly. By precisely balancing the impeller 1 and optionally the drive unit 6 vibration and noise during operation can be kept low, especially at high speeds.

4 zeigt eine Vorrichtung 7 zum automatischen Positivwuchten, die eine Positioniereinheit 8, einen Positionssensor 9 und eine Steuereinheit 10 umfasst. Der Positionssensor 9 und die Positioniereinheit 8 sind mit der Steuereinheit 10 gekoppelt. Die Steuereinheit 10 ist ausgebildet, die Vorrichtung 7 zu steuern. Die Positioniereinheit 8 ist ausgebildet, das Laufrad 1 so zu positionieren und einzudrehen, dass das Auswuchtelement 5 an der vorgegebenen Position P befestigt werden kann. Durch den Positionssensor 9 wird eine aktuelle Position des Laufrads 1 erfasst, insbesondere ein aktueller Drehwinkel in Bezug auf einen Referenzwinkel. Der Referenzwinkel ist gegeben z.B. durch eine entsprechende Markierung, die an dem Laufrad 1 angeordnet ist, oder durch eine charakteristische Anordnung der Schaufeln 4 des Laufrades 1, die ein eindeutiges Erfassen des Referenzwinkels ermöglicht. Der Positionssensor 9 ist beispielsweise ein optischer Sensor, z.B. eine Lichtschranke oder eine Kamera, mit der die Markierung oder die charakteristische Anordnung der Schaufeln 4 erfasst wird. Das Positionieren bzw. das Eindrehen des Laufrads 1 kann beispielsweise auch durch ein entsprechendes Ansteuern der Antriebseinheit 6 erfolgen, so dass die Antriebseinheit 6 als Positioniereinheit 8 genutzt wird oder die Antriebseinheit 6 einen Teil von dieser bildet. 4 shows a device 7 for automatic positive balancing, which is a positioning unit 8th , a position sensor 9 and a control unit 10 includes. The position sensor 9 and the positioning unit 8th are with the control unit 10 coupled. The control unit 10 is formed, the device 7 to control. The positioning unit 8th is formed, the impeller 1 so position and screw in that the balancing element 5 can be attached to the predetermined position P. Through the position sensor 9 becomes a current position of the wheel 1 detected, in particular a current angle of rotation with respect to a reference angle. The reference angle is given for example by a corresponding mark on the impeller 1 is arranged, or by a characteristic arrangement of the blades 4 of the impeller 1 , which allows a clear detection of the reference angle. The position sensor 9 is for example an optical sensor, for example a light barrier or a camera, with which the marking or the characteristic arrangement of the blades 4 is detected. Positioning or screwing in the impeller 1 For example, by a corresponding driving the drive unit 6 done so that the drive unit 6 as a positioning unit 8th is used or the drive unit 6 forms part of this.

Die Vorrichtung 7 umfasst ferner eine Abtrenneinheit 11, die ebenfalls mit der Steuereinheit 10 gekoppelt ist und die ausgebildet ist, das Auswuchtelement 5 entsprechend seiner vorgegebenen Masse M von einem Rohelement 12 abzutrennen. Das Rohelement 12 ist beispielsweise ein Kunststoffstab, kann jedoch auch anders ausgebildet sein. Abhängig von der vorgegebenen Masse M wird ein entsprechend langes Stück von dem Kunststoffstab abgetrennt und als Auswuchtelement 5 an dem Laufrad 1 angeordnet. Eine Halteeinheit 13 ist vorgesehen, um das abgetrennte Auswuchtelement 5 zu halten und an dem Laufrad 1 zu positionieren. Das Rohelement 12 wird vorzugsweise gesteuert durch die Steuereinheit 10 durch eine nicht dargestellte Vorschubeinheit so vorgeschoben, das die Abtrenneinheit 11 das Auswuchtelement 5 mit der vorgegebenen Masse M von dem Rohelement 12 abtrennen kann. Die Vorrichtung 7 kann jedoch alternativ zu der Abtrenneinheit 11 auch so ausgebildet sein, dass mindestens ein vorgefertigtes Auswuchtelement 5 z.B. einem Vorrat von gegebenenfalls in mehreren Gewichtsklassen verfügbaren Auswuchtelementen 5 so entnommen wird, dass sich für das mindestens eine Auswuchtelement 5 etwa die vorgegebene Masse M ergibt.The device 7 further comprises a separation unit 11 which also with the control unit 10 is coupled and which is formed, the balancing element 5 according to its predetermined mass M of a raw element 12 separate. The raw element 12 For example, is a plastic rod, but may also be designed differently. Depending on the predetermined mass M, a correspondingly long piece is separated from the plastic rod and as a balancing element 5 on the impeller 1 arranged. A holding unit 13 is provided to the severed balancing element 5 to hold and to the wheel 1 to position. The raw element 12 is preferably controlled by the control unit 10 advanced by a feed unit, not shown, which is the separation unit 11 the balancing element 5 with the given mass M of the raw element 12 can separate. The device 7 however, may be alternative to the separation unit 11 also be designed so that at least one prefabricated balancing element 5 eg a supply of balancing elements optionally available in several weight classes 5 is removed so that for the at least one balancing element 5 about the predetermined mass M yields.

Das Auswuchtelement 5 wird an das Laufrad 1 angeschweißt. Dazu ist beispielsweise eine Laserschweißeinheit 14 vorgesehen, die einen Laserstrahl 15 erzeugt, der so auf einen Rand eines Kontaktbereichs des Auswuchtelements 5 und des Laufrads 1 gerichtet ist, dass das Auswuchtelement 5 und das Laufrad 1 miteinander verschweißt werden (5). Ein Vorteil des Laserschweißens ist, dass mittels des Laserstrahls 15 auch an Stellen des Laufrads 1 geschweißt werden kann, die für andere Werkzeuge nicht oder nur mit hohem Aufwand zugänglich sind.The balancing element 5 gets to the wheel 1 welded. For this purpose, for example, a laser welding unit 14 provided a laser beam 15 generated so on an edge of a contact area of the balancing element 5 and the impeller 1 is directed that the balancing element 5 and the impeller 1 welded together ( 5 ). An advantage of laser welding is that by means of the laser beam 15 also in places of the impeller 1 can be welded, which are not accessible for other tools or only with great effort.

Alternativ kann auch eine Ultraschallschweißeinheit 16 vorgesehen sein, die auf das Auswuchtelement 5 aufgesetzt wird, das an der vorgegebenen Position P des Laufrads 1 gehalten wird, so dass das Auswuchtelement 5 zwischen der Ultraschallschweißeinheit 16 und dem Laufrad 1 angeordnet ist (6). Das Verschweißen des Auswuchtelements 5 mit dem Laufrad 1 erfolgt durch Ultraschallschwingungen, die das Auswuchtelement 5 und das Laufrad 1 in ihrem Kontaktbereich miteinander verschweißen. Vorzugsweise ist die Ultraschallschweißeinheit 16 in der Halteeinheit 13 ausgebildet.Alternatively, an ultrasonic welding unit 16 be provided on the balancing element 5 is placed, the at the predetermined position P of the impeller 1 is held, so that the balancing element 5 between the ultrasonic welding unit 16 and the impeller 1 is arranged ( 6 ). The welding of the balancing element 5 with the wheel 1 is done by ultrasonic vibrations that the balancing element 5 and the impeller 1 weld together in their contact area. Preferably, the ultrasonic welding unit 16 in the holding unit 13 educated.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Auswuchtelement 5 eine zu der vorgegebenen Position P an dem Laufrad 1 passende Kontur aufweist und das Auswuchtelement 5 mit dieser Kontur als Kontaktfläche an der vorgegebenen Position P an dem Laufrad 1 angeordnet wird (7). Dadurch liegt das Auswuchtelement 5 großflächig an dem Laufrad 1 an und eine Hohlraumbildung zwischen diesen wird so verhindert. Dadurch wird der Entstehung von Pfeifgeräuschen entgegengewirkt, die insbesondere bei hohen Drehzahlen des Laufrads 1 an gegebenenfalls vorhandenen Hohlräumen entstehen können. Vorzugsweise wird diese Kontur durch die Abtrenneinheit 11 während des Abtrennens des Auswuchtelements 5 von dem Rohelement 12 erzeugt. Die Abtrenneinheit 11 weist dazu vorzugsweise ein entsprechend geformtes Schneid- oder Stanzwerkzeug auf. Ist das Auswuchtelement 5 beispielsweise an der Innenseite des äußeren Rings 3 des Laufrads 1 angeordnet, dann entspricht die Kontur der Krümmung der Innenseite des äußeren Rings 3. Die Kontur des Auswuchtelements 5 kann jedoch auch erst durch den Schweißvorgang an die Kontur der vorgegebenen Position P an dem Laufrad 1 angepasst werden, z.B. durch die dabei vorherrschende hohe Temperatur oder den durch die Halteeinheit 13 oder die Ultraschallschweißeinheit 16 auf das Auswuchtelement 5 ausgeübten Druck.It is particularly advantageous if the off balancing element 5 one to the predetermined position P on the impeller 1 has matching contour and the balancing element 5 with this contour as a contact surface at the predetermined position P on the impeller 1 is arranged ( 7 ). This is the balancing element 5 large area on the impeller 1 and a cavitation between them is prevented. This counteracts the generation of whistling noises, especially at high speeds of the impeller 1 may arise at any existing cavities. Preferably, this contour is through the separation unit 11 during the removal of the balancing element 5 from the raw element 12 generated. The separation unit 11 For this purpose, preferably has a correspondingly shaped cutting or punching tool. Is the balancing element 5 for example, on the inside of the outer ring 3 of the impeller 1 arranged, then the contour of the curvature corresponds to the inside of the outer ring 3 , The contour of the balancing element 5 However, only by the welding process to the contour of the predetermined position P on the impeller 1 be adapted, for example by the prevailing high temperature or by the holding unit 13 or the ultrasonic welding unit 16 on the balancing element 5 applied pressure.

Es ist weiter besonders vorteilhaft, wenn das Laufrad 1 und das Auswuchtelement 5 einen Kunststoff umfassen. Insbesondere umfassen das Laufrad 1 und das Auswuchtelement 5 den gleichen Kunststoff in einem Bereich, in dem potenziell das Auswuchtelement 5 angeordnet werden soll, z.B. an der Innenseite des äußeren Rings 3. Dadurch kann die Belastung der Schweißverbindung zwischen dem Auswuchtelement 5 und dem Laufrad 1 unter allen Betriebsbedingungen besonders gering sein, da z.B. die thermische Ausdehnung des Materials gleich groß ist. Ferner kann der Schweißvorgang so besonders zuverlässig erfolgen.It is also particularly advantageous if the impeller 1 and the balancing element 5 comprise a plastic. In particular, include the impeller 1 and the balancing element 5 the same plastic in an area where potentially the balancing element 5 should be arranged, for example on the inside of the outer ring 3 , This allows the load on the welded joint between the balancing element 5 and the impeller 1 be particularly low under all operating conditions, for example because the thermal expansion of the material is the same size. Furthermore, the welding process can be done so very reliable.

Das Auswuchtelement 5 kann auch an anderen Stellen des Laufrads 1 angeordnet werden, z.B. an einer Außenseite des äußeren Rings 3, an einer Schaufel 4 oder an der Nabe 2. Das Anordnen des Auswuchtelements 5 an der Innenseite des äußeren Rings 3 des Laufrads 1 hat jedoch den Vorteil, dass das Auswuchtelement 5 durch die während des Betriebs entstehenden hohen Fliehkräfte gegen den äußeren Ring 3 gepresst und durch diesen gehalten wird. Dadurch ist die Belastung der Schweißverbindung zwischen dem Auswuchtelement 5 und dem Laufrad 1 besonders gering. Ferner ist der äußere Ring 3 besonders gut zugänglich für das Anschweißen des Auswuchtelements 5. Das Anordnen des Auswuchtelements 5 an der Nabe 2 des Laufrads 1 hat den Vorteil, dass die während des Betriebs entstehenden Fliehkräfte aufgrund einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit entsprechend geringer sind und die Schweißverbindung aus diesem Grund nur gering belastet wird.The balancing element 5 can also be on other parts of the wheel 1 be arranged, for example on an outer side of the outer ring 3 on a shovel 4 or at the hub 2 , Arranging the balancing element 5 on the inside of the outer ring 3 of the impeller 1 however, has the advantage that the balancing element 5 due to the high centrifugal forces generated during operation against the outer ring 3 pressed and held by this. This is the load on the welded joint between the balancing element 5 and the impeller 1 especially low. Further, the outer ring 3 particularly accessible for welding the balancing element 5 , Arranging the balancing element 5 at the hub 2 of the impeller 1 has the advantage that the centrifugal forces generated during operation are correspondingly lower due to a lower peripheral speed and the welded connection is only slightly loaded for this reason.

8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum automatischen Positivwuchten. Das Verfahren beginnt in einem Schritt S1. In einem Schritt S2 wird die Unwucht des Laufrads, gegebenenfalls zusammen mit der Antriebseinheit 6, und daraus die vorgegebene Masse M und die vorgegebene Position P des Auswuchtelements 5 an dem Laufrad 1 ermittelt. Der Schritt S2 kann bei entsprechender Ausgestaltung der Vorrichtung 7 durch die Vorrichtung 7 ausgeführt werden. Es kann jedoch ebenso eine separate Vorrichtung vorgesehen sein zum Ermitteln der Unwucht. Die vorgegebene Masse M und die vorgegebene Position P werden dann an die Vorrichtung 7 übertragen und von dieser in einem Schritt S3 eingelesen, z.B. durch die Steuereinheit 10. 8th shows a flow diagram of a method for automatic positive balancing. The method starts in a step S1. In a step S2, the imbalance of the impeller, possibly together with the drive unit 6 , and from this the predetermined mass M and the predetermined position P of the balancing element 5 on the impeller 1 determined. The step S2 can, with a corresponding embodiment of the device 7 through the device 7 be executed. However, it may also be provided a separate device for determining the imbalance. The predetermined mass M and the predetermined position P are then sent to the device 7 transmitted and read from this in a step S3, for example by the control unit 10 ,

In einem Schritt S4 wird das Laufrad 1 durch die Positioniereinheit 8 der Vorrichtung 7 entsprechend der vorgegebenen Position P positioniert. In einem Schritt S5 wird entsprechend der vorgegebenen Masse M das Auswuchtelement 5 durch die Abtrenneinheit 11 von dem Rohelement 12 abgetrennt. Alternativ kann das Auswuchtelement 5 auch vorgefertigt sein und aus einer von gegebenenfalls mehreren verfügbaren Gewichtsklassen so ausgewählt werden, dass das gewählte Auswuchtelement 5 etwa der vorgegebenen Masse entspricht. In einem Schritt S6 wird das Auswuchtelement 5 an der vorgegebenen Position P positioniert und angeschweißt. Das Laufrad 1 ist somit gegebenenfalls zusammen mit der Antriebseinheit 6 ausgewuchtet. In einem Schritt S7 kann das Laufrad 1 gegebenenfalls zusammen mit der Antriebseinheit 6 auf ein Vorhandensein einer Restunwucht entsprechend dem Schritt S2 überprüft werden. Das Überprüfen kann durch die Vorrichtung 7 erfolgen oder durch die separate Vorrichtung oder eine dafür vorgesehene weitere Vorrichtung. Liegt die Restunwucht außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs, so kann das Verfahren z.B. in dem Schritt S3 fortgesetzt werden. Das Verfahren endet in einem Schritt S8.In a step S4, the impeller becomes 1 through the positioning unit 8th the device 7 positioned according to the predetermined position P. In a step S5, according to the predetermined mass M, the balancing element 5 through the separation unit 11 from the raw element 12 separated. Alternatively, the balancing element 5 be prefabricated and selected from one of possibly several available weight classes so that the selected balancing element 5 about the predetermined mass corresponds. In a step S6, the balancing element 5 positioned at the predetermined position P and welded. The impeller 1 is thus optionally together with the drive unit 6 balanced. In a step S7, the impeller 1 optionally together with the drive unit 6 be checked for the presence of a residual imbalance according to the step S2. The checking can be done by the device 7 done or by the separate device or a dedicated device. If the residual imbalance lies outside a predetermined value range, then the method can be continued, for example, in step S3. The method ends in a step S8.

Claims

Method for automatic positive balancing of an impeller, comprising the steps of: - positioning at least one balancing element ( 5 ) with a predetermined mass (M) at a predetermined position (P) on the impeller ( 1 ) and - welding the at least one balancing element ( 5 ) at the predetermined position (P) on the impeller ( 1 ).

Method according to Claim 1, in which the at least one balancing element ( 5 ) by laser welding or ultrasonic welding to the pre given position (P) on the impeller ( 1 ) is welded.

Method according to one of the preceding claims, in which the impeller ( 1 ) and the at least one balancing element ( 5 ) comprise a plastic.

Method according to Claim 3, in which the impeller ( 1 ) and the at least one balancing element ( 5 ) comprise the same plastic.

Method according to one of the preceding claims, in which the at least one balancing element ( 5 ) one to the predetermined position (P) on the impeller ( 1 ) has matching contour and the at least one balancing element ( 5 ) with this contour as a contact surface at the predetermined position (P) on the impeller ( 1 ) is arranged.

Method according to one of the preceding claims, in which the impeller ( 1 ) has an outer ring and the at least one balancing element ( 5 ) is arranged on the inside.

Method according to one of the preceding claims, in which the impeller ( 1 ) a hub ( 2 ) and the at least one balancing element ( 5 ) at the hub ( 2 ) is arranged.

Device for automatic positive balancing of an impeller, which is designed - for positioning at least one balancing element ( 5 ) with a predetermined mass (M) at a predetermined position (P) on the impeller ( 1 ) and - for welding the balancing element ( 5 ) at the predetermined position (P) on the impeller ( 1 ).

Device according to claim 8, comprising a laser welding unit ( 14 ) or an ultrasonic welding unit ( 16 ), which is designed for welding the at least one balancing element ( 5 ) at the predetermined position (P) on the impeller ( 1 ).

Device according to one of claims 8 or 9, comprising a separation unit ( 11 ) for separating the at least one balancing element ( 5 ) with the given mass (M) of a raw element ( 12 ).

Device according to Claim 10, in which the separation unit ( 11 ) is formed so that the at least one balancing element ( 5 ) in the separation one to the predetermined position (P) on the impeller ( 1 ) receives matching contour, and the device ( 7 ) is formed so that the at least one balancing element ( 5 ) with this contour as a contact surface at the predetermined position (P) on the impeller ( 1 ) is arranged.