DE102009008439A1 - Rotation body e.g. short circuit rotor, balancing method for asynchronous electrical machine, involves calculating unbalance of rotation body, and embedding balance weight e.g. bolt, in short circuit ring of body by high speed bolt set - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wuchten eines Rotationskörpers, insbesondere eines Rotors einer elektrischen Maschine. Ferner betrifft die Erfindung einen Rotationskörper, der mit Hilfe zuvor genannten Verfahrens bzw. zuvor genannter Vorrichtung zur Beseitigung einer Unwucht ausgewuchtet wurde.The The invention relates to a method and a device for balancing a rotating body, in particular a rotor of a electric machine. Furthermore, the invention relates to a rotary body, the by means of the aforementioned method or device mentioned above was balanced to eliminate an imbalance.
Unter den Begriff ”Wuchten oder Auswuchten” bezeichnet man ein Verringern oder Beseitigen einer Unwucht. Aufgrund nicht zu verhindernder Fertigungstoleranzen besitzt jeder um eine feststehende Achse rotierende Körper eine Unwucht, die bei Rotation zu Vibrationen, Geräuschen und Verschleiß und somit zu einer Reduktion der Produktlebensdauer führen kann. Derartige Unwuchten lassen sich jedoch nach dem Fertigungsvorgang des Rotationskörpers durch einen Ausgleich der Massenverteilung am Rotationskörper beseitigen oder zumindest reduzieren. Ein solcher Ausgleich kann positiv oder negativ sein. Beim sogenannten positiven Wuchten werden Wuchtgewichte an geeigneten Positionen angebracht. Hingegen wird beim sogenannten negativen Wuchten gezielt Masse am Rotationskörper abgetragen, um die Unwucht zu reduzieren. Hierbei werden in der Regel spanende Fertigungsmethoden eingesetzt.Under the term "balancing" one reducing or eliminating an imbalance. Not because each has a fixed axis to prevent manufacturing tolerances rotating body an imbalance, which upon rotation to vibrations, Noise and wear and thus a reduction lead the product life. Such imbalances can be, however, after the manufacturing process of the rotating body by balancing the mass distribution on the rotating body eliminate or at least reduce. Such a compensation can be positive or negative. When so-called positive balancing balancing weights attached at suitable positions. On the other hand, the so-called negative balances targeted mass at the rotation body removed, to reduce the imbalance. These are usually cutting Manufacturing methods used.
Das erfindungsgemäße Verfahren kommt insbesondere auch zur Wuchtung eines Rotors einer elektrischen Maschine zum Einsatz. Hier wird häufig ein negatives Wuchten eingesetzt, beispielsweise in dem gezielt Bohrungen in das Blechpaket des Läufers eingebracht werden. Auch spanende Fertigungsmethoden kommen hierbei häufig zum Einsatz, insbesondere dann, wenn der Läufer aus einem Druckgussmaterial mit großer Dichte hergestellt wurde.The inventive method is particular also for balancing a rotor of an electric machine used. Here, a negative balancing is often used, for example in the targeted holes in the laminated core of the rotor be introduced. Also, machining production methods come here often used, especially if the runner made of a die-cast material with high density has been.
Ein
positives Verfahren zum Wuchten eines Rotors einer elektrischen
Maschine ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfaches und kostengünstiges Wuchten eines Rotationskörpers zu ermöglichen.Of the Invention is based on the object as simple as possible and cost-effective balancing a rotating body to enable.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Wuchten eines Rotationskörpers gelöst, bei dem mindestens ein Wuchtgewicht in den Rotationskörper eingeschossen wird.These Task is achieved by a method for balancing a rotating body solved, injected at least one balancing weight in the rotating body becomes.
Ferner wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Wuchten eines Rotationskörpers gelöst, wobei die Vorrichtung:
- – eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines Wuchtgewichtes,
- – eine Messeinrichtung zur Messung einer Unwucht des Rotationskörpers,
- – erste Mitteln zur Berechnung einer Position, an der das Wuchtgewicht auf dem Rotationskörper anzubringen ist, um die Unwucht zu kompensieren und
- – zweite Mittel zum Einschießen des Wuchtgewichtes in den Rotationskörper
- A receiving device for receiving a balance weight,
- A measuring device for measuring an imbalance of the rotational body,
- - First means for calculating a position at which the balancing weight is to be mounted on the rotary body to compensate for the imbalance and
- - Second means for injecting the balancing weight in the rotary body
Des Weiteren wird die Aufgabe durch einen Rotationskörper gelöst, bei dem mindestens ein Wuchtgewicht in den Rotationskörper eingeschossen ist.Of Furthermore, the problem is solved by a rotation body, at least one balancing weight in the rotary body is shot.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.advantageous Embodiments of the invention will become apparent from the dependent Claims.
Bei dem erfindungsgemäßen Wuchtverfahren handelt es sich um ein positives Wuchtverfahren. D. h., zur Kompensation der Unwucht des Rotationskörpers wird Masse zusätzlich an einer geeigneten Position dem Rotationskörper hinzugegeben. Ziel der Erfindung ist es nun, diese Massezugabe so einfach, schnell und kostengünstig zu gestalten wie nur möglich. Daher wird das Wuchtgewicht mit einer entsprechenden Vorrichtung in den Rotationskörper hineingeschossen. Ein solches Verfahren benötigt keinerlei Vorbehandlung des zu wuchtenden Rotationskörpers. Beispielsweise müssen am Rotationskörper keine Gewinde angebracht werden, auf die, wie aus dem Stand der Technik bekannt, Wuchtgewichte aufgeschraubt werden können. Vielmehr kann das Wuchtgewicht einfach in die Masse des Rotationskörpers durch seine hohe kinetische Energie eingetrieben werden. Hierbei verdrängt es den Fügewerkstoff des Rotationskörpers und bewirkt durch die im Allgemeinen sehr hohe Einschussgeschwindigkeit eine sehr starke lokale Erwärmung, so dass hohe Umformgrade möglich sind. Das so eingeschossene Wuchtgewicht wird durch diesen Prozess hervorragend im Rotationskörper fixiert.at the balancing method according to the invention is is a positive balancing method. That is, to compensate for Imbalance of the body of revolution becomes mass in addition added at a suitable position to the rotating body. The aim of the invention is now, this mass addition so easy, fast and cost-effective as possible. Therefore, the balance weight with a corresponding device shot into the body of revolution. Such a procedure does not require any pretreatment of the rotating body to be balanced. For example, on the rotary body no Threaded on, as in the prior art known balancing weights can be screwed. Much more The balancing weight can easily fit into the mass of the rotating body be driven by its high kinetic energy. in this connection it displaces the joining material of the rotating body and causes by the generally very high shot velocity one very strong local heating, allowing high degrees of deformation possible are. The so injected balancing weight is through This process is perfectly fixed in the rotation body.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Wuchten des Rotationskörpers ist seine Prozessgeschwindigkeit. Das Anbringen der Wuchtgewichte benötigt im Vergleich zu anderen Verfahren, die eine kraftschlüssige Verbindung bewirken, extrem wenig Zeit. Beispielsweise wäre es sehr viel zeitaufwändiger, das Wuchtgewicht an den Rotationskörper anzuschweißen oder anzuschrauben.One further advantage of the method according to the invention for balancing the body of revolution is its process speed. Attaching the balancing weights needed in comparison to other method, which is a non-positive connection cause extremely little time. For example, it would be very much more time-consuming, the balancing weight on the rotating body to weld or screw on.
Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet
sich dadurch, dass das Wuchtgewicht an einem Rotor einer elektrischen
Maschine angebracht wird. Im Vergleich zu dem aus der
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird das Wuchtgewicht an einem stirnseitigen Kurzschlussring eines Kurzschlussläufers angebracht. Ein derartiger Kurzschlussläufer kann nun sehr einfach mit einem herkömmlichen Druckgussverfahren hergestellt werden. Die erforderlichen Wuchtgewichte können anschließend problemlos an eine geeignete Position am Kurzschlussring eingeschossen werden.In Another advantageous embodiment, the balancing weight on a Front shorting ring of a squirrel cage rotor appropriate. Such a squirrel cage can now be very easily made with a conventional die casting process become. The required balancing weights can subsequently easily shot at a suitable position on the short-circuit ring become.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist weiterhin dadurch gegeben, dass ein Bolzen als Wuchtgewicht mittels High-Speed-Bolzensätzen in den Rotationskörper eingeschossen wird.A advantageous embodiment is further given by that a bolt as a balance weight by means of high-speed bolt sets is injected into the rotating body.
Ebenso vorteilhaft ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein Nagel als Wuchtgewicht mit Druckluft in dem Rotationskörper eingeschossen wird.As well an embodiment of the invention is advantageous Method in which a nail as a balance weight with compressed air in the rotating body is injected.
Bei den beiden letztgenannten Ausführungsformen wird der Bolzen bzw. der Nagel plan auf den zu wuchtenden Rotationskörper aufgesetzt und in das Rohmaterial eingeschossen. Dies gelingt besonders einfach, wenn duktile Materialien für den Rotationskörper verwendet werden, wie Aluminium, Kupfer oder Messing.at the latter two embodiments, the bolt or the nail plan on the rotating body to be balanced put on and injected into the raw material. This succeeds especially easy, if ductile materials for the rotational body used, such as aluminum, copper or brass.
Da diese Materialien im Elektromaschinenbau insbesondere bei der Fertigung von Kurzschlussläufern für Asynchronmaschinen häufig Anwendung finden, spielt das erfindungsgemäße Wuchtverfahren gerade hier besonders seine Vorteile aus.There these materials in electrical engineering, especially in manufacturing of squirrel cage rotors for asynchronous machines often find application plays the inventive balancing method especially here its advantages.
Auch dann, wenn der Rotationskörper aus einem härterem Material gefertigt ist, kann in vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens eine rotationssymmetrische Ausgestaltung des Wuchtgewichtes in eine rotationssymmetrische Ausnehmung, insbesondere eine Bohrung, eingeschossen werden, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Wuchtgewichtes ist. Hierdurch wird das Eindringen des Wuchtgewichtes in den Rotationskörper erleichtert. Trotzdem kommt es aufgrund des Verhältnisses der Durchmesser von Wuchtgewicht und Ausnehmung zu der gewünschten Aufschmelzung des Materials im Bereich der Einschussstelle.Also then when the rotation body of a harder Material is manufactured, can in an advantageous embodiment of the Method a rotationally symmetrical design of the balance weight in a rotationally symmetrical recess, in particular a bore, be injected, whose diameter is smaller than the diameter of the balance weight. This will cause the penetration of the balance weight relieved in the rotational body. Nevertheless it comes because of the ratio of the diameters of balance weight and Recess to the desired melting of the material in the area of the bullet point.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird vor dem Einschießen des Wuchtgewichtes eine Unwucht des Rotationskörpers berechnet und eine Position berechnet, an der das Wuchtgewicht auf dem Rotationskörper anzubringen ist, um die Unwucht des Rotationskörpers zu kompensieren.at a further advantageous embodiment of the invention becomes an imbalance before shooting in the balancing weight calculates the rotational body and calculates a position to attach to the balancing weight on the rotary body is to compensate for the imbalance of the rotating body.
In vielen Fällen wird man bei der Auswuchtung des Rotationskörpers nicht mit nur einem Wuchtgewicht auskommen. In diesen Fällen ist eine Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, bei der mindestens ein weiteres Wuchtgewicht in den Rotationskörper eingeschossen wird, das sich mit dem mindestens einem Wuchtgewicht auf einer gemeinsamen Kreisbahn befindet, durch deren Zentrum die Rotationsachse des Rotationskörpers verläuft.In In many cases you will be balancing the rotation body do not get along with just a balance weight. In these cases an embodiment of the invention is advantageous in which at least injected another balancing weight in the rotating body becomes, with the at least one balance weight on a common Circular path is located, through whose center the axis of rotation of the body of revolution runs.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:in the Below, the invention with reference to the figures shown in the figures Embodiments described and explained in detail. Show it:
Bei
der Herstellung des Käfigläufers
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 0911537 A1 [0004, 0012] - EP 0911537 A1 [0004, 0012]
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