DE102013222600A1 - Test device for a blower or an electric motor, method for testing a blower or an electric motor and method for producing a blower or an electric motor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung (20) für ein Gebläse (47) oder einen elektrischen Motor (22), mit einem Sockel (24) und einer Aufnahme (26) für das Gebläse (47) oder den elektrischen Motor (22). Es wird vorgeschlagen, dass die Aufnahme (26) fest mit dem Sockel (24) verbunden ist und dass ein oder mehrere Kraftaufnehmer zwischen dem Gebläse (47) beziehungsweise dem elektrischen Motor (22) und dem Sockel (24) angeordnet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Prüfen eines Gebläse oder eines elektrischen Motors sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Gebläse oder eines elektrischen Motors.The invention relates to a test device (20) for a fan (47) or an electric motor (22), with a base (24) and a receptacle (26) for the fan (47) or the electric motor (22). It is proposed that the receptacle (26) is fixedly connected to the base (24) and that one or more load cells between the fan (47) and the electric motor (22) and the base (24) are arranged. The invention further relates to a method for testing a fan or an electric motor and to a method for producing a fan or an electric motor.
Description
Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für ein Gebläse oder einen elektrischen Motor, ein Verfahren zum Prüfen eines Gebläse oder eines elektrischen Motors sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Gebläse oder eines elektrischen Motors.The invention relates to a test device for a fan or an electric motor, a method for testing a fan or an electric motor and a method for producing a fan or an electric motor.
Stand der TechnikState of the art
Elektrische Motoren und insbesondere von elektrischen Motoren angetriebene Gebläse erzeugen und erfahren im eingebauten Zustand Schwingungen im Austausch mit ihrer Umgebung. Insbesondere wenn diese Schwingungen im Bereich der Eigenfrequenzen der Systeme liegen kann es zu unerwünschten Resonanzerscheinungen kommen. Es ist deshalb bekannt, elektrische Motoren und Gebläse auf ihre Eigenfrequenzen hin zu prüfen. Die zur Verfügung stehenden Prüfeinrichtungen, die Verfahren zum Prüfen sowie die im Herstellungsprozess von elektrischen Motoren und Gebläse integrierten Prüfungen unterliegen einer ständigen Weiterentwicklung, um den stetig steigenden Anforderungen gerecht zu werden.Electric motors, and in particular blowers driven by electric motors, generate and experience vibrations when installed in exchange with their surroundings. In particular, if these oscillations are in the range of the natural frequencies of the systems, undesirable resonance phenomena can occur. It is therefore known to test electric motors and fans for their natural frequencies. The test equipment available, the testing procedures, and the tests included in the electrical motor and blower manufacturing process are constantly evolving to meet ever-increasing demands.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteileadvantages
Die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung für ein Gebläse oder einen elektrischen Motor weist einen Sockel sowie eine Aufnahme für das Gebläse oder den elektrischen Motor auf. Dadurch, dass die Aufnahme fest mit dem Sockel verbunden ist und dass ein oder mehrere Kraftaufnehmer zwischen dem Gebläse bzw. dem elektrischen Motor und dem Sockel angeordnet sind, kann der spätere Einbau simuliert und es können die entstehenden Frequenzen im Einbauzustand analysiert werden. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zu Grunde, dass sich die Eigenfrequenzen im eingebauten Zustand, das heißt also im fest mit einer Unterlage verbauten Zustand, von denen freischwingender Gebläse oder Motoren unterscheiden.The test device according to the invention for a fan or an electric motor has a base and a receptacle for the blower or the electric motor. The fact that the receptacle is firmly connected to the base and that one or more load cells between the fan and the electric motor and the base are arranged, the later installation can be simulated and the resulting frequencies can be analyzed in the installed state. The invention is based on the finding that the natural frequencies in the installed state, that is to say in the fixed state with a base, differ from those of free-running blowers or motors.
Unter einem Sockel ist eine Basis oder ein Fundament zu verstehen, das in der Lage ist einen Aufbau stabil zu halten. Unter fest mit dem Sockel verbunden soll eine lösbare oder unlösbare Verbindung verstanden werden, die eine mechanische stabile Lage und Zuordnung herstellt. Ferner werden unter Kraftaufnehmer Messeinrichtungen verstanden, die Kräfte ein- oder mehrdimensional aufnehmen und weitergeben können. Unter Eigenfrequenzen sollen Frequenzen verstanden werden, in welchen das Gebläse bzw. der elektrische Motor in Resonanz mit sich selbst schwingt und die Schwingung deshalb verstärkt ist. Wird das Gebläse oder der Motor so betrieben, dass die sich einstellenden, angeregten Schwingungen den Eigenfrequenzen entsprechen, wird der Einfluss des Gebläses bzw. des Motors auf seine Umgebung verstärkt.Under a pedestal is a base or a foundation to understand that is able to hold a structure stable. Under firmly connected to the base is to be understood a releasable or non-detachable connection, which produces a mechanical stable position and assignment. In addition, force sensors are understood to mean measuring devices which can record and transmit forces one-dimensionally or multi-dimensionally. By natural frequencies should be understood frequencies in which the fan or the electric motor resonates with itself and therefore the vibration is amplified. If the blower or the motor is operated so that the resulting, excited vibrations correspond to the natural frequencies, the influence of the blower or the engine on its environment is enhanced.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung möglich. So können die Kraftaufnehmer bevorzugt zwischen der Aufnahme und dem Sockel angeordnet sein, so dass die Aufnahme die zu prüfenden Motoren oder Gebläse uneingeschränkt halten können.The features listed in the dependent claims advantageous refinements of the test device according to the invention are possible. Thus, the force transducers may preferably be arranged between the receptacle and the base, so that the receptacle can hold the motors or fans to be tested unrestricted.
Es ist von Vorteil, wenn der Sockel so ausgelegt ist, dass seine Eigenfrequenzen mindestens zehnmal höher sind als die zu erwartenden Schwingungen des zu prüfenden Gebläse oder des Motors, weil sich dadurch eine Beeinflussung der zu prüfenden Teile mit der Umgebung weitgehend vermeiden lässt. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, weil die Kraftaufnehmer einerseits von den zu prüfenden Teilen und andererseits vom Sockel, an dem sie sich abstützen, beeinflusst werden. Auch sind im Messergebnis einzelne Bereiche direkt den zu prüfenden Teilen einerseits und der Prüfeinrichtung andererseits zuordenbar. Die Zuordnung der Bereiche verbessert sich, wenn die Eigenfrequenzen des Sockels mindestens hundertmal höher sind als die der zu prüfenden Gebläse oder Motoren. Eine weitere Verbesserung kann erreicht werden, wenn die Eigenfrequenzen des Sockels mindestens zweihundertmal höher sind als die der zu prüfenden Gebläse oder Motoren. In diesem Fall können die Eigenfrequenzen auch über einen weiten Drehzahlbereich ermittelt werden.It is advantageous if the base is designed so that its natural frequencies are at least ten times higher than the expected vibrations of the fan to be tested or the engine, because this can largely avoid influencing the parts to be tested with the environment. This is particularly important because the load cell on the one hand by the parts to be tested and on the other hand by the base on which they are supported, are influenced. Also, in the measurement result, individual regions can be directly assigned to the parts to be tested, on the one hand, and the test device, on the other hand. The allocation of the areas improves if the natural frequencies of the base are at least a hundred times higher than those of the fans or motors to be tested. A further improvement can be achieved if the natural frequencies of the base are at least two hundred times higher than those of the fans or motors to be tested. In this case, the natural frequencies can also be determined over a wide speed range.
Es ist von Vorteil, wenn der Sockel mindestens zehnmal schwerer ist als die zu prüfenden Gebläse bzw. elektrischen Motoren, weil sich dadurch die Eigenfrequenzen des Sockels und damit der Prüfeinrichtung in einem Bereich verschieben, der von den Eigenfrequenzen der zu prüfenden Gebläse bzw. Motoren so weit entfernt ist, dass eine Beeinflussung der Teile und/oder der Messergebnisse vermieden werden kann. Dies verbessert sich, wenn der Sockel mindestens hundertmal schwerer ist als die zu prüfenden Gebläse bzw. Motoren. Ist der Sockel mindestens zweihundertmal schwerer als die zu prüfenden Gebläse bzw. elektrischen Motoren, können die Drehzahlen in einem weiten Bereich variiert werden, ohne dass die Teile und/oder die Messergebnisse beeinflussen.It is advantageous if the base is at least ten times heavier than the blower or electric motors to be tested, because this causes the natural frequencies of the base and thus of the test device to shift in a range that depends on the natural frequencies of the fans or motors to be tested far away that an influence on the parts and / or the measurement results can be avoided. This is improved if the base is at least a hundred times heavier than the fans or motors to be tested. If the base is at least two hundred times heavier than the fans or electric motors to be tested, the speeds can be varied within a wide range without affecting the parts and / or the measurement results.
Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn der oder die Kraftaufnehmer Halterungen aufweisen, die mit dem Sockel schwingungsfest verbunden sind. Dadurch wird sichergestellt, dass die Kraftaufnehmer selbst die Messergebnisse unbeeinflusst lassen.A particularly simple structure results when the one or more force sensors have brackets which are connected to the base so that they are resistant to vibration. This ensures that the load cells themselves leave the measurement results unaffected.
Ist die Aufnahme auswechselbar, ist es möglich, sowohl unterschiedliche Gebläse oder Motoren in derselben Prüfeinrichtung zu prüfen, als auch für gleichartige Gebläse oder Motoren unterschiedliche Anbindungen, die den späteren Einbau bestmöglich simulieren, darzustellen. If the receptacle is replaceable, it is possible to test both different fans or motors in the same test device, as well as represent different connections for similar blowers or motors, the best possible simulate the subsequent installation.
Die Prüfung kann die Wirklichkeit dann gut simulieren, wenn eine Belastung- und/oder Entlastungseinrichtung für das Gebläse oder den elektrischen Motor vorgesehen ist.The test can simulate the reality well if a load and / or discharge device for the blower or the electric motor is provided.
Arbeitete die Belastung- und/oder Entlastungseinrichtung für das Gebläse oder den elektrischen Motor berührungslos, wird eine Verfälschung der Messergebnisse vermieden.If the loading and / or unloading device for the blower or the electric motor worked without contact, a falsification of the measurement results is avoided.
Im einfachen Fall, kann eine Haube vorgesehen sein, die über das zu prüfende Gebläse stülpbar ist und das Gebläse auf diese Weise entlastet.In the simple case, a hood can be provided which can be turned over the fan to be tested and relieves the blower in this way.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Prüfen eines elektrischen Motors, wobei der Motor in eine Aufnahme einer Prüfeinrichtung eingesetzt wird, der Motor angefahren wird und über Kraftaufnehmer Bewegungen, Schwingungen, Resonanzen oder der gleichen, die zwischen der Aufnahme und einem festen Sockel während des Betriebs des Motors auftreten, bestimmt und zur Auswertung bereitgestellt werden, wobei insbesondere eine erfindungsgemäße Prüfeinrichtung der unter den Vorteilen beschriebenen Art Verwendung findet.The invention also relates to a method for testing an electric motor, wherein the motor is inserted into a receptacle of a test device, the motor is approached and via force transducer movements, vibrations, resonances, or the same, between the receptacle and a fixed base during operation occur, determined and provided for evaluation of the engine, wherein in particular a test device according to the invention of the type described under the advantages is used.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Prüfen eines Gebläses, wobei das Gebläse in eine Aufnahme einer Prüfeinrichtung eingesetzt wird, das Gebläse angefahren wird und über Kraftaufnehmer Bewegungen, Schwingungen, Resonanzen oder der gleichen, die zwischen der Aufnahme und einem festen Sockel während des Betriebs des Gebläses auftreten, bestimmt und zur Auswertung bereitgestellt werden, wobei insbesondere eine erfindungsgemäße Prüfeinrichtung der unter den Vorteilen beschriebenen Art Verwendung findet.The invention also relates to a method for testing a fan, wherein the fan is inserted into a receptacle of a test device, the fan is approached and via force transducer movements, vibrations, resonances or the same, between the receptacle and a fixed base during the operation of the Blowers occur, determined and provided for evaluation, in particular a test device according to the invention of the type described under the advantages is used.
Die Verfahren können verbessert werden, wenn während des Messvorgangs die Drehzahl des Gebläses oder des Motors verändert und so ein Band an Eigenfrequenzen ermittelt wird.The methods can be improved if, during the measuring process, the speed of the blower or of the motor changes and thus a band of natural frequencies is determined.
In einem bevorzugten Verfahrensschritt, kann eine Haube über das Gebläse gestülpt und so eine Entlastung bewirkt werden. Der Vorgang des Überstülpens kann bevorzugt während des laufenden Messvorgangs erfolgen, so dass kontinuierlich Messungen über einen sich ändernden Belastungsgrad des Gebläses aufgenommen werden. Dieses Überstülpen kann anwenderfreundlich automatisch erfolgen.In a preferred method step, a hood can be slipped over the fan and thus relief can be effected. The process of passing over can preferably take place during the current measuring process, so that measurements are continuously taken on a changing load level of the fan. This slipping can be done user-friendly automatically.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Gebläses oder eines elektrischen Motors, gemäß dem das Gebläse oder der elektrische Motor zusammengebaut wird, dann das zusammengebaute Gebläse bzw. der zusammengebaute elektrische Motor in eine erfindungsgemäße Prüfeinrichtung eingesetzt wird, dann das Gebläse oder der elektrische Motor nach einem erfindungsgemäßen Verfahren geprüft wird, um dann aus der Prüfeinrichtung entnommen zu werden. Die Messergebnisse können dem Gebläse bzw. dem elektrischen Motor beigelegt werden, um dessen Eigenfrequenzspektrum zu dokumentieren. Ein derartig hergestelltes Gebläse bzw. hergestellter Motor gewährleistet nur die Schwingungen abzugeben, die im Eigenfrequenzspektrum aufgeführt sind. Solche hergestellten Gebläse bzw. Motoren eignen sich deshalb bevorzugt zum Einbau in Kraftfahrzeuge, bei denen Resonanzen mannigfaltig auftreten und stören können.The invention also relates to a method of manufacturing a blower or an electric motor, according to which the blower or the electric motor is assembled, then the assembled blower or the assembled electric motor is inserted into a test device according to the invention, then the blower or the electric motor is tested by a method according to the invention, to then be removed from the test device. The measurement results can be enclosed with the blower or the electric motor in order to document its natural frequency spectrum. Such a manufactured blower or manufactured engine ensures only to deliver the vibrations that are listed in the natural frequency spectrum. Such manufactured blower or motors are therefore preferably suitable for installation in motor vehicles, in which resonances can occur and interfere manifold.
Zeichnungdrawing
In der Zeichnung sind erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele sowie Verfahren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenIn the drawings, embodiments of the invention and methods are illustrated and explained in more detail in the following description. Show it
Beschreibungdescription
In
Der dargestellte elektrische Motor
In
Die äußere und innere Gestalt des Sockels
Der Sockel
Jeder Kraftaufnehmer
Als Kraftaufnehmer
Die Aufnahme
Am Sockel
Über diese Wirbelstrombremse
Durch die Ausführung dieser Belastungseinrichtung als Wirbelstrombremse
In der
So weist auch diese Prüfeinrichtung
In die Prüfeinrichtung
Am Ausleger
In
Durch die gestrichelte Linie ist angedeutet, dass der Vorgang dann wieder von vorne beginnt.The dashed line indicates that the process then starts again from the beginning.
Während des Messvorgangs im Schritt
Während des Messvorgangs im Schritt
Das Be- und Entlasten erfolgt während des Verfahrens für das Gebläse
In
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