Die Erfindung betrifft einen ausgewuchteten Rotationskörper, insbesondere den Rotor eines Elektromotors.The invention relates to a balanced rotating body, in particular the rotor of an electric motor.
Ein derartiger Rotationskörper ist aus der DE 198 24 736 A1 bekannt. Er ist nach Art eines starren Rotors ausgebildet und hat eine ringförmige Kammer, die an dem Rotor befestigt ist und mindestens teilweise mit einer dämpfenden Flüssigkeit, z.B. Öl gefüllt ist, in der sich frei bewegliche Auswuchtkugeln befinden. Beim Umlauf des Rotors mit einer überkritischen Winkelgeschwindigkeit bewegen sich die Auswuchtkugeln derart in der dämpfenden Flüssigkeit innerhalb der ringförmigen Kammer, dass keine Unwucht mehr vorhanden ist und der Rotor sich somit im Betrieb fortwährend selbsttätig auswuchtet.Such a body of revolution is from DE 198 24 736 A1 known. It is designed in the manner of a rigid rotor and has an annular chamber which is attached to the rotor and is at least partially filled with a damping liquid, for example oil, in which there are freely movable balancing balls. When the rotor revolves at a supercritical angular speed, the balancing balls move in the damping liquid within the annular chamber in such a way that there is no longer any imbalance and the rotor thus continuously balances itself during operation.
Nachteilig bei einer solchen fortlaufenden selbsttätigen Auswuchtung ist, dass infolge von Rotorschwingungen, die als Folge von Dämpfung auftreten können, bei dem starren Rotor der so genannte Sommerfeldeffekt auftreten kann. Hierbei laufen die Auswuchtkugeln nicht mit der Drehzahl des Rotors um, sondern mit einer niedrigeren Drehzahl, welche der Eigenkreisfrequenz der Rotorschwingungen entspricht. Bei einer hinreichenden Erhöhung der Rotordrehzahl bis in den überkritischen Drehzahlbereich hinein werden dann die Auswuchtkugeln sprunghaft auf die Rotordrehzahl beschleunigt. Im Betrieb kann das bei der Inbetriebnahme des starren Rotors vor Erreichen eines ausgewuchteten Zustands des Rotors zu unerwünschten Schwingungen und Geräuschen führen.A disadvantage of such a continuous automatic balancing is that the so-called summer field effect can occur in the rigid rotor as a result of rotor vibrations, which can occur as a result of damping. The balancing balls do not rotate at the speed of the rotor, but at a lower speed, which corresponds to the natural angular frequency of the rotor vibrations. If the rotor speed is increased sufficiently into the supercritical speed range, the balancing balls are then suddenly accelerated to the rotor speed. During operation, this can lead to undesirable vibrations and noises when the rigid rotor is started up before the rotor has reached a balanced state.
Auch sind beim Wuchtvorgang keine dynamischen Drehzahländerungen möglich, wenn dabei die Wuchtkörper beweglich sind, denn bei Unterschreiten einer kritischen Grenzdrehzahl ist - wegen des Sommerfeld-Effekts - ein automatisches Wuchten nicht möglich.Also, no dynamic speed changes are possible during the balancing process if the balancing bodies are movable, because if the speed falls below a critical limit speed - due to the Sommerfeld effect - automatic balancing is not possible.
Ein weiterer Rotationskörper mit einer darin vorgesehenen und verschlossenen Umlaufbahn ist zudem beispielsweise aus der US 5 979 236 A bekannt. Den Dokumenten DE 698 39 153 T2 und JP 2001 - 37 174 A sind weitere Teilaspekte solcher Rotationskörper zu entnehmen.Another rotational body with a closed orbit provided therein is also, for example, from the U.S. 5,979,236 A known. The documents DE 698 39 153 T2 and JP 2001 - 37 174 A further partial aspects of such bodies of revolution can be found.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen neuen Rotationskörper bereit zu stellen.It is therefore an object of the invention to provide a new body of revolution.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Rotationskörper gemäß Anspruch 1. Hierbei wird durch eine dauerhafte Fixierung der Massenkörper in entsprechenden Umlaufbahnen des Rotationskörpers mittels eines aushärtbaren viskosen Fixierstoffs eine dauerhafte, also permanente Auswuchtung des selbsttätig auswuchtenden Rotationskörpers erreicht. Somit kann auf eine fortwährende selbsttätige Auswuchtung im Betrieb des Rotationskörpers verzichtet werden, so dass die hierbei auftretenden Schwingungen und Geräusche verhindert werden. Insbesondere werden die Massenkörper bei einer Drehung des Rotationskörpers vor der Aushärtung des aushärtbaren viskosen Fixierstoffs automatisch in zugeordnete Auswuchtpositionen in den entsprechenden Umlaufbahnen bewegt und können dort durch eine Aushärtung des aushärtbaren viskosen Fixierstoffs, z.B. durch Einstrahlen kurzwelliger Strahlung, sicher und stabil fixiert werden. Die verwendete Strahlung sollte energiereich sein, muss aber nicht unbedingt sichtbar sein. Sehr gut geeignet ist z.B. UV-Licht.This object is achieved by a rotating body according to claim 1. Here, permanent, i.e. permanent balancing of the automatically balancing rotating body is achieved by permanently fixing the mass bodies in corresponding orbits of the rotating body by means of a curable viscous fixing material. Continuous automatic balancing during operation of the rotating body can thus be dispensed with, so that the vibrations and noises occurring in this case are prevented. In particular, when the body of revolution is rotated, before the curable viscous fixative is cured, the mass bodies are automatically moved into assigned balancing positions in the corresponding orbits and can be securely and stably fixed there by curing the curable viscous fixing material, e.g. by irradiating short-wave radiation. The radiation used should be high-energy, but not necessarily have to be visible. UV light, for example, is very suitable.
Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft bei schnell rotierenden Rotationskörpern, welche sich mit einer konstanten Drehzahl oberhalb aller auftretenden Resonanzfrequenzen um eine zugeordnete Drehachse drehen. Hierbei kann durch das erfindungsgemäße Auswuchtverfahren eine einfache und zuverlässige Auswuchtung vergleichsweise schnell und kostengünstig erreicht werden.The present invention is particularly advantageous in the case of rapidly rotating bodies of revolution which rotate around an assigned axis of rotation at a constant speed above all occurring resonance frequencies. The balancing method according to the invention enables simple and reliable balancing to be achieved comparatively quickly and inexpensively.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred developments are the subject of the subclaims.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen. Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Rotation skörpers 100 gemäß einer Ausführungsform;
- 2 eine Schnittansicht des Rotationskörpers 100 von 1, gesehen längs der Linie II-II der 1, sowie eine vergrößerte Detailansicht eines Ausschnitts 205 des Rotationskörpers 100;
- 3 die Schnittansicht von 2 bei einer beispielhaften Montage der Verschlussringe 130 und 140 von 1 am Rotationskörper 100 von 1 ;
- 4 eine perspektivische Ansicht der Verschlussringe 130, 140 von 1;
- 5 eine Draufsicht auf den Rotationskörper 100 von 1, gesehen in Richtung des Pfeils V von 2, und
- 6 eine Darstellung analog 2 mit zusätzlichen Angaben zur Beschaffenheit der Oberflächen.
Further details and advantageous developments of the invention emerge from the exemplary embodiments described below and shown in the drawings, which are in no way to be understood as a restriction of the invention. It shows: - 1 a perspective view of a rotating body 100 according to one embodiment;
- 2 a sectional view of the rotating body 100 of 1 , seen along the line II-II of the 1 , as well as an enlarged detailed view of a section 205 of the solid of revolution 100 ;
- 3 the sectional view of 2 with an exemplary assembly of the locking rings 130 and 140 of 1 on the rotation body 100 of 1 ;
- 4th a perspective view of the lock rings 130 , 140 of 1 ;
- 5 a plan view of the body of revolution 100 of 1 seen in the direction of arrow V of 2 , and
- 6th a representation analogous 2 with additional information on the nature of the surfaces.
In der nachfolgenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe links, rechts, vorne, hinten, oben und unten auf die jeweilige Zeichnungsfigur und können in Abhängigkeit von einer jeweils gewählten Ausrichtung (Hochformat oder Querformat) von einer Zeichnungsfigur zur nächsten variieren. Gleiche oder gleich wirkende Teile werden in den verschiedenen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und gewöhnlich nur einmal beschrieben.In the following description, the terms left, right, front, back, top and bottom relate to the respective drawing figure and can be selected depending on a respective one Orientation (portrait or landscape) vary from one drawing figure to the next. Identical or identically acting parts are denoted by the same reference symbols in the various figures and are usually only described once.
1 zeigt einen beispielhaften Rotationskörper 100 mit einer Drehwelle 110 und einem daran befestigten, topfförmigen Drehelement 120. Der Rotationskörper 100 ist beispielhaft nach Art eines Rotors für einen Elektromotor (200 in 2) dargestellt, bei weichem die Weile 110 eine Rotorwelle und das Drehelement 120 eine Rotornabe bzw. -glocke ausbildet, an der z. B. dem Rotor 100 zugeordnete (nicht dargestellte) Permanentmagnete befestigt sind. Der Rotor 100 ist zur Verwendung mit einem Elektromotor (200 in 2) ausgebildet und um eine zugeordnete Drehachse 150 drehbar. 1 shows an exemplary body of revolution 100 with a rotating shaft 110 and a cup-shaped rotating element attached to it 120 . The solid of revolution 100 is exemplary like a rotor for an electric motor ( 200 in 2 ) shown, with soft the while 110 a rotor shaft and the rotating member 120 a rotor hub or bell forms, on the z. B. the rotor 100 associated permanent magnets (not shown) are attached. The rotor 100 is for use with an electric motor ( 200 in 2 ) formed and around an assigned axis of rotation 150 rotatable.
Die Rotorglocke 120 hat einen mit einer zentralen Öffnung 125 versehenen Bodenabschnitt 122, welcher ein in 1 linkes axiales Ende 121 der Rotorglocke 120 ausbildet. In die zentrale Öffnung 125 greift die Rotorwelle 110 ein und ist dort verankert. An den Bodenabschnitt 122 ist ein ringförmiger Wandabschnitt 124 angeformt, der sich von dem Bodenabschnitt 122 bis zu einem in 1 rechten axialen Ende 123 der Rotorglocke 120 erstreckt.The rotor bell 120 has one with a central opening 125 provided bottom section 122 which one in 1 left axial end 121 the rotor bell 120 trains. In the central opening 125 engages the rotor shaft 110 one and is anchored there. To the floor section 122 is an annular wall section 124 integrally formed, which extends from the bottom section 122 up to one in 1 right axial end 123 the rotor bell 120 extends.
Im Bereich des linken axialen Endes 121 der Rotorglocke 120 ist ein Verschlussring 130 angeordnet, welcher eine Einfüllöffnung 132 aufweist. Im Bereich des rechten axialen Endes 123 der Rotorglocke 120 ist ein Verschlussring 140 angeordnet, welcher ebenfalls mit einer Einfüllöffnung (142 in 2) versehen ist. Die Einfüllöffnungen 132 (und 142 in 2) sind z. B. als Durchbohrungen der Verschlussringe 130 bzw. 140 ausgebildet.In the area of the left axial end 121 the rotor bell 120 is a lock ring 130 arranged, which has a filling opening 132 having. In the area of the right axial end 123 the rotor bell 120 is a lock ring 140 arranged, which is also equipped with a filling opening ( 142 in 2 ) is provided. The filling openings 132 (and 142 in 2 ) are e.g. B. as through holes in the locking rings 130 or. 140 educated.
2 zeigt einen schematisch angedeuteten Elektromotor 200, zu welchem der Rotor 100 von 1 mit der Rotorwelle 110 und der Rotorglocke 120 gehören, deren axiale Enden 121, 123 jeweils mit einer Ringnut 230 bzw. 240 versehen sind, sowie eine vergrößerte Detailansicht 205. Im Bereich der Ringnut 230 ist die Rotorglocke 120 beispielhaft form- und/oder stoffschlüssig mit dem Verschlussring 130 verbunden. Im Bereich der Ringnut 240 ist die Rotorglocke 120 beispielhaft form- und/oder stoffschlüssig mit dem Verschlussring 140 verbunden. Eine geeignete formschlüssige Verbindung kann z. B. nach Art einer Rast-, Schnapp- und/oder Klemmverbindung ausgebildet sein. Eine geeignete stoffschlüssige Verbindung kann z. B. nach Art einer Kleb- und/oder Schweißverbindung ausgebildet sein. 2 shows a schematically indicated electric motor 200 to which the rotor 100 of 1 with the rotor shaft 110 and the rotor bell 120 include, their axial ends 121 , 123 each with an annular groove 230 or. 240 are provided, as well as an enlarged detailed view 205 . In the area of the ring groove 230 is the rotor bell 120 for example, form-fit and / or material fit with the lock ring 130 connected. In the area of the ring groove 240 is the rotor bell 120 for example, form-fit and / or material fit with the lock ring 140 connected. A suitable positive connection can, for. B. be designed in the manner of a latching, snap-in and / or clamping connection. A suitable material connection can, for. B. be designed in the manner of an adhesive and / or welded connection.
Der mit der Einfüllöffnung 132 versehene Verschlussring 130 bildet mit der Ringnut 230 bevorzugt einen abgedichteten, weiter bevorzugt einen zumindest im Wesentlichen hermetisch dichten, ersten Hohlraum 235 an der Rotorglocke 120. Der erste Hohlraum 235 definiert eine erste konzentrisch zur Drehachse 150 angeordnete, ringförmige Umlaufbahn, in der mindestens zwei zugeordnete Massenkörper 237, 531 (sowie 533 und 535 in 5), z. B. Auswuchtkugeln, angeordnet sind. Der mit einer Einfüllöffnung 142 versehene Verschlussring 140 bildet mit der Ringnut 240 einen zweiten Hohlraum 245 an der Rotorglocke 120 aus. Der zweite Hohlraum 245 definiert eine zweite konzentrisch zur Drehachse 150 angeordnete, ringförmige Umlaufbahn für mindestens zwei zugeordnete Massenkörper 247, 249, die ebenfalls z. B. nach Art von Auswuchtkugeln ausgebildet sein können.The one with the filler opening 132 fitted lock ring 130 forms with the annular groove 230 preferably a sealed, more preferably an at least substantially hermetically sealed, first cavity 235 on the rotor bell 120 . The first cavity 235 defines a first concentric to the axis of rotation 150 arranged, annular orbit in which at least two associated mass bodies 237 , 531 (as 533 and 535 in 5 ), e.g. B. balancing balls are arranged. The one with a filler opening 142 fitted lock ring 140 forms with the annular groove 240 a second cavity 245 on the rotor bell 120 out. The second cavity 245 defines a second concentric to the axis of rotation 150 arranged, annular orbit for at least two assigned mass bodies 247 , 249 , which also z. B. can be designed in the manner of balancing balls.
Es wird darauf hingewiesen, dass der erste und zweite Hohlraum 235 bzw. 245 beispielhaft mit axialem Abstand voneinander an der Rotorglocke 120 angeordnet sind. Alternativ hierzu ist es möglich, die Hohlräume 235, 245 in einer einzelnen Ebene in axialer Richtung der Rotorglocke 120, aber mit radialem Abstand voneinander, anzuordnen.It should be noted that the first and second cavities 235 or. 245 for example with an axial distance from each other on the rotor bell 120 are arranged. Alternatively, it is possible to use the cavities 235 , 245 in a single plane in the axial direction of the rotor bell 120 , but with a radial distance from each other.
Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, dass eine geeignete Anzahl (z.B. 1, 2, 3, 4, etc.) und Ausgestaltung der ringförmigen Hohlraume 235, 245 in Bezug auf Größe und axiale bzw. radiale Ausrichtung jeweils rotorspezifisch ausgehend von einer für einen vorgegebenen Rotortyp bestimmbaren Urunwucht vorgebbar sind. Hierbei ist eine entsprechende geometrische Ausgestaltung der Hohlräume 235, 245 insbesondere von Masse und Größe der zugeordneten Auswuchtkugeln 237, 531 (und 533, 535 in 5) sowie 247, 249 abhängig, die bei einer Auswuchtung innerhalb der Hohlraume 235 bzw. 245 in Umfangsrichtung frei und in axialer Richtung der Rotorwelle 110 im Wesentlichen ohne Freiheitsgrad beweglich sein müssen. Für eine freie Bewegung in Umfangsrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Auswuchtkugeln im Hohlraum 235 bzw. 245 etwas radiales Spiel haben, damit die Auswuchtkugeln sich auch am Klebstoff vorbei bewegen können. Auch müssen Störeffekte durch Rund- bzw. Planlaufabweichungen verhindert werden, so dass Beschleunigungsspitzen und/oder Störungen in der Bewegung der Massenkörper entlang der Umlaufbahnen zumindest reduziert werden können. Hierzu sollte gemäß einer Ausführungsform bevorzugt die entsprechende Toleranz bei Plan- und Rundlaufabweichungen sowie Konzentrizität der Hohlraume 235, 245 nicht mehr als 0,05 mm betragen.In addition, it should be noted that a suitable number (eg 1, 2, 3, 4, etc.) and configuration of the annular cavities 235 , 245 with respect to size and axial or radial alignment can each be predefined rotor-specifically on the basis of an initial unbalance which can be determined for a given rotor type. Here is a corresponding geometric configuration of the cavities 235 , 245 in particular the mass and size of the associated balancing balls 237 , 531 (and 533 , 535 in 5 ) as 247 , 249 depending on the balancing within the cavities 235 or. 245 free in the circumferential direction and in the axial direction of the rotor shaft 110 essentially have to be movable without any degree of freedom. For free movement in the circumferential direction, it is advantageous if the balancing balls are in the cavity 235 or. 245 have some radial play so that the balancing balls can also move past the adhesive. Disturbing effects due to concentricity or axial run-out deviations must also be prevented, so that acceleration peaks and / or disturbances in the movement of the mass bodies along the orbits can at least be reduced. For this purpose, according to one embodiment, the corresponding tolerance in the case of deviations from plan and concentricity and concentricity of the cavities should be preferred 235 , 245 not more than 0.05 mm.
Zur Verdeutlichung einer beispielhaften Ausführungsform ist die durch den ersten Hohlraum 235 definierte erste Umlaufbahn, welche durch die Ringnut 230 und den in deren Bereich an der Rotorglocke 120 befestigten Verschlussring 130 gebildet ist, in der Detailansicht 205 in vergrößerter Form abgebildet. Wie hieraus ersichtlich, sind die mindestens zwei Auswuchtkugeln 237, 531 (sowie 533, 535 in 5) nach einer Montage des Rotors 100 zunächst frei beweglich in dem ersten Hohlraum 235 angeordnet. Dieser ist über den vollen Umfang der Rotorglocke 120 gesehen zwar im Wesentlichen hermetisch dicht verschlossen, allerdings noch über die am Verschlussring 130 vorgesehene Einfüllöffnung 132 zugänglich, über die eine vorgegebene Menge eines aushärtbaren viskosen Fixierstoffs (599 in 5) in den Hohlraum 235 einführbar ist, wie mit einem Pfeil 250 angedeutet.To clarify an exemplary embodiment is through the first cavity 235 defined first orbit, which through the annular groove 230 and in their area on the rotor bell 120 attached lock ring 130 is formed, in the detailed view 205 shown in enlarged form. As can be seen from this, there are at least two balancing balls 237 , 531 (as 533 , 535 in 5 ) after assembling the rotor 100 initially freely movable in the first cavity 235 arranged. This is over the full circumference of the rotor bell 120 seen essentially hermetically sealed, but still via the one on the locking ring 130 provided filling opening 132 accessible, through which a predetermined amount of a curable viscous fixative ( 599 in 5 ) into the cavity 235 is insertable, as with an arrow 250 indicated.
Gemäß einer Ausführungsform findet als lichtaushärtender viskoser Fixierstoff ein Cyanacrylat- oder Acrylat-Klebstoff Anwendung, bei weichem eine Aushärtung durch Einstrahlung von Licht, insbesondere UV-Licht, zumindest auslösbar ist. Beispielhafte Klebstoffe sind lichtaushärtende Acrylat-Klebstoffe, bei denen eine radikalische Polymerisation durch sichtbares Licht oder UV-Licht initialisiert wird. Bewährt haben sich in diesem Zusammenhang folgende Produkte:
According to one embodiment, a cyanoacrylate or acrylate adhesive is used as the light-curing viscous fixative, in which curing can at least be triggered by irradiation with light, in particular UV light. Exemplary adhesives are light-curing acrylate adhesives in which radical polymerization is initiated by visible light or UV light. The following products have proven themselves in this context:
Beispielhaft ist eine Lampe 290 gezeigt, mit der z.B. UV-Lichtblitze 299 erzeugt werden können. Diese Lampe ist etwa punktförmig ausgebildet, kann aber auch ringförmig bzw. zumindest abschnittsweise bogenförmig ausgebildet sein. Die Lampe 290 kann dazu ausgebildet sein, je nach Bedarf einen oder mehrere UV-Blitze 299 zum Aushärten des aushärtbaren viskosen Fixierstoffs (599 in 5) zu erzeugen.A lamp is an example 290 shown with the e.g. UV light flashes 299 can be generated. This lamp is approximately punctiform, but can also be ring-shaped or at least in sections arc-shaped. The lamp 290 can be designed to include one or more UV flashes as required 299 to harden the hardenable viscous fixative ( 599 in 5 ) to create.
Darüber hinaus sind die Verschlussringe 130, 140 bevorzugt lichtdurchlässig ausgebildet, um ein Einstrahlen von Licht, insbesondere UV-Licht, durch die Verschlussringe 130,140 in die von diesen verschlossenen Hohlraume 235 bzw. 245, in die der aushärtbare viskose Fixierstoff im flüssigen Zustand eingeführt wird, zu ermöglichen. Alternativ hierzu kann auch die Rotorglocke 120 im Bereich dieser Verschlussringe 130, 140 lichtdurchlässig ausgebildet seinIn addition, the lock rings are 130 , 140 preferably designed to be translucent in order to allow light, in particular UV light, to be irradiated through the locking rings 130 , 140 into the cavities closed by these 235 or. 245 , into which the curable viscous fixative is introduced in the liquid state. Alternatively, the rotor bell can also be used 120 in the area of these lock rings 130 , 140 be made translucent
3 zeigt den Rotor 100 von 1 und 2 bei einer beispielhaften Montage. Hierbei wird die Rotorwelle 110 an der Rotorglocke 120 befestigt. Dann werden z. B. die Auswuchtkugeln 237, 531 (und 533, 535 von 5) derart in der ersten Ringnut 230 angeordnet, dass diese bis zu einem Verschließen der Ringnut 230 mit dem Verschlussring 130 nicht aus der Ringnut 230 herausfallen bzw. -rollen können. Hierzu wird der Rotor 100 z. B. wie in 3 gezeigt ausgerichtet. Nachfolgend wird der Verschlussring 130 an der Rotorglocke 120 befestigt. 3 shows the rotor 100 of 1 and 2 for an exemplary assembly. This is where the rotor shaft 110 on the rotor bell 120 attached. Then z. B. the balancing balls 237 , 531 (and 533 , 535 of 5 ) like this in the first annular groove 230 arranged that this up to a closure of the annular groove 230 with the lock ring 130 not out of the ring groove 230 can fall or roll out. For this purpose the rotor 100 z. B. as in 3 shown aligned. Below is the lock ring 130 on the rotor bell 120 attached.
Anschließend wird der Rotor 100 ausgehend von der in 3 gezeigten Ausrichtung z. B. um 180° gedreht, und die Auswuchtkugeln 247, 249 werden derart in der zweiten Ringnut 240 angeordnet, dass diese bis zu einem Verschließen der Ringnut 240 mit dem Verschlussring 140 nicht aus der Ringnut 240 herausfallen bzw. -rollen können. Dann wird der Verschlussring 140 wie oben beschrieben an der Rotorglocke 120 befestigt. Then the rotor 100 starting from the in 3 orientation shown e.g. B. rotated 180 °, and the balancing balls 247 , 249 are so in the second annular groove 240 arranged that this up to a closure of the annular groove 240 with the lock ring 140 not out of the ring groove 240 can fall or roll out. Then the lock ring 140 as described above on the rotor bell 120 attached.
4 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung der Verschlussringe 130 bzw. 140 von 1 bis 3. Diese sind gemäß einer Ausführungsform innerhalb vorgegebener Toleranzen identisch ausgebildet und weisen die wie bei 1 beschrieben als Durchbohrungen ausgeführten Einfüllöffnungen 132 bzw. 142 auf. 4th shows an exemplary embodiment of the locking rings 130 or. 140 of 1 to 3 . According to one embodiment, these are designed identically within specified tolerances and have the same as in 1 described as through-holes designed filling openings 132 or. 142 on.
5 zeigt den Rotor 100 von 1 bis 3 nach einer Auswuchtung mit den in zugeordneten, beispielhaften Auswuchtpositionen angeordneten Auswuchtkugeln 237, 531 sowie zwei weiteren Auswuchtkugeln 533, 535. Diese sind beispielhaft in dem von dem lichtdurchlässigen Verschlussring 130 von 1 bis 3 und der Ringnut 230 von 2 und 3 ausgebildeten Hohlraum 235 angeordnet und werden dort nach dem Auswuchten von einem aushäetbaren viskosen Fixierstoff 599 im ausgehirteten Zustand in den zugeordneten Auswuchtpositionen fixiert. Dies gilt analog für die im Hohlraum 245 von 2 angeordneten Auswuchtkugeln 247, 249. 5 shows the rotor 100 of 1 to 3 after balancing with the balancing balls arranged in assigned, exemplary balancing positions 237 , 531 as well as two other balancing balls 533 , 535 . These are exemplified in that of the translucent lock ring 130 of 1 to 3 and the ring groove 230 of 2 and 3 formed cavity 235 arranged and are there after balancing by a hardenable viscous fixative 599 fixed in the assigned balancing positions in the starved state. This also applies to those in the cavity 245 of 2 arranged balancing balls 247 , 249 .
Ein beispielhaftes Auswuchtverfahren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben. Hierbei wird zunächst nach der bei 3 beschriebenen Montage und somit der Ausbildung der Hohlraume 235, 245 von 2 mit den darin angeordneten Auswuchtkugeln 237, 531, 533, 535 bzw. 247, 249 von 2 eine vorgegebene Menge des aushärtbaren viskosen Fluids 599 im flüssigen Zustand über die Einfüllöffnungen 132, 142 von 2 und 3 in die zugeordneten Hohlräume 235 bzw. 245 eingeführt.An exemplary balancing procedure is described below with reference to FIG 2 and 3 described. This is done first after the at 3 described assembly and thus the formation of the cavities 235 , 245 of 2 with the balancing balls arranged in it 237 , 531 , 533 , 535 or. 247 , 249 of 2 a predetermined amount of the curable viscous fluid 599 in the liquid state via the filling openings 132 , 142 of 2 and 3 into the associated cavities 235 or. 245 introduced.
Zur Auswuchtung wird der derart vorbereitete Rotor 100 von 2 dann mit einer überkritischen Drehzahl um seine Drehachse 150 gedreht, wobei die überkritische Drehzahl z. B. innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer erreicht wird, welche bevorzugt gegen Null tendiert. Hierbei ordnen sich die um die Drehachse 150 rotierenden Auswuchtkugeln 237, 531, 533, 535 bzw. 247, 249 in ihren durch die Hohlräume 235 bzw. 245 definierten, konzentrischen Umlaufbahnen in den jeweils zugeordneten Auswuchtpositionen an. An diesen Auswuchtpositionen konzentriert sich darüber hinaus der aushärtbare viskose Fixierstoff 599 im flüssigen Zustand. Hierdurch werden entsprechende, durch eine ursprüngliche Unwucht bzw. Primärunwuchten des Rotors 100 auftretende Trägheitskräfte reduziert, so dass ungewollte Schwingungen und hiervon erzeugte Geräusche des Rotors 100 zumindest gedämpft und bevorzugt vollständig eliminiert werden.The rotor prepared in this way is used for balancing 100 of 2 then with a supercritical speed around its axis of rotation 150 rotated, the supercritical speed z. B. is achieved within a predetermined period of time, which preferably tends towards zero. Here they are arranged around the axis of rotation 150 rotating balancing balls 237 , 531 , 533 , 535 or. 247 , 249 in their through the cavities 235 or. 245 defined, concentric orbits in the respectively assigned balancing positions. In addition, the hardenable viscous fixative is concentrated at these balancing positions 599 in the liquid state. As a result, corresponding, due to an original imbalance or primary imbalance of the rotor 100 occurring inertia forces are reduced, so that unwanted vibrations and noises generated by the Rotor 100 at least attenuated and preferably completely eliminated.
Es wird darauf hingewiesen, dass hierbei durch eine vergleichsweise große Viskosität des aushärtbaren viskosen Fixierstoffs 599 im flüssigen Zustand sowie eine vergleichsweise große Dämpfungskonstante einer dem Rotor 100 im Elektromotor 200 von 2 zugeordneten Lagerung eine Verringerung einer entsprechenden Grenz-Winkelbeschleunigung der Auswuchtkugeln 237, 531, 533, 535 bzw. 247, 249 in den Hohlräumen 235 bzw. 245 erreicht werden kann. Insbesondere bewirkt der viskose Fixierstoff 599 im flüssigen Zustand zu Beginn der Drehung des Rotors 100 eine Mitnahme der Auswuchtkugeln 237, 531, 533, 535 bzw. 247, 249. Dies ist vor allem auch dann vorteilhaft, wenn die Drehachse 150 von 2 des Rotors 100 entsprechend ausgerichtet ist, um zu vermeiden, dass die Auswuchtkugeln 237, 531, 533, 535 bzw. 247, 249 aufgrund ihrer Schwerkraft im vertikal unteren Teil der Hohlräume 235 bzw. 245 lediglich abrollen. Somit kann zumindest eine Reduzierung des Sommerfeldeffekts bei der Auswuchtung ermöglicht werden.It should be noted that this is due to a comparatively high viscosity of the curable viscous fixative 599 in the liquid state as well as a comparatively large damping constant of the rotor 100 in the electric motor 200 of 2 associated storage a reduction in a corresponding limit angular acceleration of the balancing balls 237 , 531 , 533 , 535 or. 247 , 249 in the cavities 235 or. 245 can be reached. In particular, the viscous fixative has an effect 599 in the liquid state at the beginning of the rotation of the rotor 100 taking along the balancing balls 237 , 531 , 533 , 535 or. 247 , 249 . This is particularly advantageous when the axis of rotation 150 of 2 of the rotor 100 appropriately aligned to avoid hitting the balancing balls 237 , 531 , 533 , 535 or. 247 , 249 due to their gravity in the vertically lower part of the cavities 235 or. 245 just roll off. In this way, at least a reduction in the summer field effect can be made possible during balancing.
Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, dass durch die Verwendung von mindestens zwei Auswuchtkugeln pro Umlaufbahn eine selbsttätige, völlig kompensatorische Positionierung der Auswuchtkugeln an den zugeordneten Auswuchtpositionen ermöglicht wird. Somit können die Primärunwuchten des Rotors 100 bei der Auswuchtung auf einfache Art und Weise zumindest weitgehend reduziert werden. Bei der Verwendung einer einzigen Auswuchtkugel würde sich diese an die richtige Auswuchtstelle bewegen, es wäre aber nicht gewährleistet, dass deren Masse der Unwuchtmasse entspricht. Die Summe der Massen der Auswuchtkugeln und des Klebers sollten bevorzugt größer als die maximal zu erwartende Unwuchtmasse sein. Bevorzugt sind die Hohlräume 235 bzw. 245 mit den Auswuchtkugeln nicht vollständig mit dem ausgehärteten Fixierstoff gefüllt, sondern zu maximal 70 %, weiter bevorzugt zu maximal 50 % und besonders bevorzugt zu maximal 30 %. Dies ermöglicht eine bessere Auswuchtung durch Verwendung des ausgehärteten Fixierstoffs als Teil der Auswuchtmasse. Bevorzugt ist der Tell des Hohlraums 235 bzw. 245, der nicht mit Auswuchtkugeln oder dem ausgehärteten Fixierstoff gefüllt ist, mit einem Gas gefüllt, z.B. mit Luft.In addition, it should be noted that the use of at least two balancing balls per orbit enables automatic, fully compensatory positioning of the balancing balls at the assigned balancing positions. Thus, the primary imbalances of the rotor 100 can be at least largely reduced in a simple manner during balancing. If a single balancing ball was used, it would move to the correct balancing point, but it would not be guaranteed that its mass would correspond to the unbalanced mass. The sum of the masses of the balancing balls and the adhesive should preferably be greater than the maximum unbalanced mass to be expected. The cavities are preferred 235 or. 245 with the balancing balls not completely filled with the cured fixative, but rather a maximum of 70%, more preferably a maximum of 50% and particularly preferably a maximum of 30%. This enables better balancing by using the hardened fixative as part of the balance mass. The part of the cavity is preferred 235 or. 245 , which is not filled with balancing balls or the hardened fixative, filled with a gas, for example with air.
Nachdem sich die um die Drehachse 150 rotierenden Auswuchtkugeln 237, 531, 533, 535 bzw. 247, 249 in ihren durch die Hohlräume 235 bzw. 245 definierten, konzentrischen Umlaufbahnen in den jeweils zugeordneten Auswuchtpositionen angeordnet haben, wird mit der Lampe 290 von 2 über die lichtdurchlässigen Verschlussringe 130 bzw. 140 z. B. sichtbares Licht oder UV-Licht, z.B. die UV-Blitze 299 von 2, in die Hohlräume 235 bzw. 245 eingestrahlt bzw. eingeblitzt. Ein derartiges Ein- bzw. Anblitzen mit der Lampe 290 von 2 erfolgt bevorzugt beim Drehen des Rotors 100 mit der Oberkritischen Drehzahl. Hierdurch wird eine Aushärtung des darin jeweils vorgesehenen aushärtbaren viskosen Fixierstoffs 599 im flüssigen Zustand zumindest ausgelost bzw. bewirkt, sodass anschließend der aushärtbare viskose Fixierstoff 599 im ausgehärteten Zustand die Auswuchtkugeln 237, 531, 533, 535 bzw. 247, 249 in ihren zugeordneten Auswuchtpositionen in den Hohlräumen 235 bzw. 245 fixiert und der Rotor 100 somit dauerhaft ausgewuchtet ist. Der ausgehärtete Fixierstoff ist nicht gleichmäßig in den Hohlräumen 235 bzw. 245 verteilt, da er beim Auswuchtvorgang als Teil der Auswuchtmasse ebenfalls an den Auswuchtstellen stärker konzentriert ist als an den übrigen Stellen.After that around the axis of rotation 150 rotating balancing balls 237 , 531 , 533 , 535 or. 247 , 249 in their through the cavities 235 or. 245 defined, concentric orbits in the respectively assigned balancing positions are arranged with the lamp 290 of 2 via the translucent lock rings 130 or. 140 z. B. visible light or UV light, such as the UV flashes 299 of 2 , into the cavities 235 or. 245 irradiated or flashed. Such a flashing in or flashing with the lamp 290 of 2 takes place preferably when the rotor is turning 100 with the supercritical speed. This results in the hardening of the hardenable viscous fixing substance provided therein 599 in the liquid state at least triggered or caused, so that then the curable viscous fixative 599 the balancing balls in the hardened state 237 , 531 , 533 , 535 or. 247 , 249 in their associated balance positions in the cavities 235 or. 245 fixed and the rotor 100 is thus permanently balanced. The hardened fixative is not uniform in the cavities 235 or. 245 distributed because it is also more concentrated at the balancing points than at the other points during the balancing process as part of the balancing mass.
Als Rotationskörper sind z.B. auch ein Lüfterrotor mit Lüfterflügeln oder ein Rotor für einen Antriebsmotor (z.B. Innenläufer oder Außenläufer) möglich.A fan rotor with fan blades or a rotor for a drive motor (e.g. internal rotor or external rotor) are also possible as rotating bodies.
6 zeigt Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungsform, wobei die Kugeln 237, 247 nicht dargestellt sind, um die Darstellung nicht zu überladen. 6th shows details of a preferred embodiment, wherein the balls 237 , 247 are not shown in order not to overload the representation.
Für eine freie Bewegung in Umfangsrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Auswuchtkugeln 237, 247 im Hohlraum 235 bzw. 245 ein radiales und/oder axiales Spiel haben, damit die Auswuchtkugeln 237, 247 sich am Klebstoff vorbei bewegen können. Es müssen Störeffekte durch Rund- bzw. Planlaufabweichungen verhindert werden, so dass Beschleunigungsspitzen und/oder - störungen in der Bewegung der Auswuchtkugeln 237, 247 entlang der Umlaufbahnen auf ein Minimum reduziert werden können. Hierzu sollte gemäß einer Ausführungsform bevorzugt die entsprechende Toleranz bei Plan- und Rundlaufabweichungen, sowie die Konzentrizität im Gesamtrundlauf, zur Rotationsachse der umlaufenden Kanäle 235, 245 nicht mehr als 0,05 mm betragen. Ferner ist darauf zu achten, dass die Oberflächenrauhigkeit der Umlaufkanäle auf ein Minimum reduziert wird, um ein gleichmäßiges und nahezu störungsfreies Abrollen der Kugeln 237, 247 in den Kanälen 235, 245 zu ermöglichen.For free movement in the circumferential direction, it is advantageous if the balancing balls 237 , 247 in the cavity 235 or. 245 have a radial and / or axial play so that the balancing balls 237 , 247 move past the adhesive. Disturbing effects from concentricity or axial run-out must be prevented so that acceleration peaks and / or disturbances in the movement of the balancing balls 237 , 247 can be reduced to a minimum along the orbits. For this purpose, according to one embodiment, the corresponding tolerance in the case of deviations from the plane and concentricity, as well as the concentricity in the total concentricity, to the axis of rotation of the circumferential channels should be preferred 235 , 245 not more than 0.05 mm. It is also important to ensure that the surface roughness of the circulation channels is reduced to a minimum in order to ensure that the balls roll off evenly and almost without interference 237 , 247 in the channels 235 , 245 to enable.
Wie in 6 angegeben, sollten die Kanäle 235, 245 bevorzugt durch Materialabtrag hergestellt sein. Die Ringe 130, 140 sind auch hier aus einem für Licht durchlässigen Material hergestellt.As in 6th specified, the channels should 235 , 245 preferably be made by removing material. The Rings 130 , 140 are also made here from a material that is permeable to light.
Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich.Many variations and modifications are of course possible within the scope of the present invention.
So kann als Wuchtmasse ausschließlich der Fixierstoff, insbesondere ein aushärtbarer viskoser Klebstoff, verwendet werden. Es kann also auch ohne die mindestens zwei Massekörper 237, 247 ausgewuchtet werden. Bevorzugt wird hierzu ein Fixierstoff mit hoher Dichte verwendet.Thus, only the fixative, in particular a curable viscous adhesive, can be used as the balancing mass. It can therefore also without the at least two mass bodies 237 , 247 be balanced. For this purpose, a fixative with a high density is preferably used.
