DE102014215275A1

DE102014215275A1 - Method for reducing or eliminating imbalances of electrical machines

Info

Publication number: DE102014215275A1
Application number: DE102014215275.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Braun
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2016-02-04
Also published as: CN106537738A; WO2016020220A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung oder Beseitigung von Unwuchten elektrischer Maschinen, bei welchem die elektrische Maschine nach ihrer Montage auf Position und Dimension bestehender Unwuchten untersucht wird und diese in Abhängigkeit der ermittelten Werte durch Änderung der Massenverteilung und/oder der Masse in zumindest einem Endabschnitt (3) einer Welle (2) der Maschine ausgeglichen werden. Kern der Erfindung ist die lokale Entfernung von Werkstoff und/oder die sinnvolle Ergänzung von stoffschlüssig haftendem Zusatzmaterial in Abhängigkeit der ermittelten Unwuchten, wobei die entsprechende Bearbeitung an der Stirnseite und/oder an dem Umfang der Welle (2) in ihren Endabschnitten (3) erfolgen kann. Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren ist alternativ die Befestigung eines Ausgleichskörpers direkt an dem Endabschnitt (3) der Welle (2) in einer hierzu vorgesehenen Aufnahme möglich.The invention relates to a method for reducing or eliminating imbalances of electrical machines, in which the electrical machine is examined after its assembly on the position and dimension of existing imbalances and these depending on the values determined by changing the mass distribution and / or mass in at least one end portion (3) a shaft (2) of the machine are compensated. The core of the invention is the local removal of material and / or the meaningful supplement of cohesively adhering additional material as a function of the determined imbalances, wherein the corresponding processing on the front side and / or on the circumference of the shaft (2) in their end sections (3) can. According to a further method according to the invention, the attachment of an equalizing body directly to the end portion (3) of the shaft (2) is alternatively possible in a receptacle provided for this purpose.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung oder Beseitigung von Unwuchten elektrischer Maschinen, bei welchem die elektrische Maschine nach ihrer Montage auf Position und Dimension bestehender Unwuchten untersucht wird und diese in Abhängigkeit der ermittelten Werte durch Änderung der Massenverteilung und/oder der Masse in zumindest einem Endabschnitt einer Welle der Maschine ausgeglichen werden. The invention relates to a method for reducing or eliminating imbalances of electrical machines, in which the electrical machine is examined after its assembly on the position and dimension of existing imbalances and these depending on the values determined by changing the mass distribution and / or mass in at least one end portion be compensated for a wave of the machine.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verringerung oder Beseitigung von Unwuchten einer Maschinenwelle sind bereits durch die EP 1 740 919 B1 bekannt. Diese Druckschrift zeigt eine Vorrichtung zum Ausgleichen einer Unwucht einer Welle einer Luftfahrzeugmaschine, umfassend eine koaxial an ein vorderes Ende der Welle anbringbare runde Platte mit darin axial erstreckten Löchern, in welche Verbindungsmittel wie beispielsweise Schrauben einbringbar sind, um die Platte somit mit Ausgleichsgewichten versehen zu können. Des Weiteren beschreibt die Druckschrift ein Verfahren zum Ausgleichen einer Unwucht einer Welle einer Luftfahrzeugmaschine, bei welchem zunächst ein rotationsmäßiges Ungleichgewicht der Welle überwacht bzw. erfasst wird und anschließend auf eine Anbringungsplatte an der Welle zugegriffen wird, um zumindest ein zuvor ausgewähltes Verbindungsmittel an der Anbringungsplatte zu befestigen und somit der Platte ein Ausgleichsgewicht hinzuzufügen. Hierbei verfügen die auswählbaren Verbindungsmittel über identische Durchmesser und unterschiedliche Längen. A method and a device for reducing or eliminating imbalances of a machine shaft are already by the EP 1 740 919 B1 known. This document shows a device for balancing an imbalance of a shaft of an aircraft engine, comprising a coaxially attachable to a front end of the shaft round plate with holes axially therein, in which connecting means such as screws are introduced in order to provide the plate thus with balancing weights can , The document further describes a method for compensating an imbalance of a shaft of an aircraft engine, in which first a rotational imbalance of the shaft is monitored and subsequently accessed on an attachment plate on the shaft to at least one pre-selected connection means on the attachment plate attach and thus add a balance weight to the plate. Here, the selectable connecting means have identical diameters and different lengths.

Es ist weiterhin durch die US 5,235,228 A ein Elektromotor mit einer rotierenden Abtriebswelle bekannt, an deren Enden Scheibenelemente mit Gewindebohrungen an ihrer axial äußeren Oberfläche montiert sind, wobei Auswuchtschrauben unterschiedlicher Länge in den Gewindebohrungen fixierbar und in Abhängigkeit der bestehenden Unwuchten austauschbar sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind keine zusätzlichen Scheibenelemente montiert, sondern bereits vorhandene Körper an der Welle, wie beispielsweise das Zahnrad eines Drehgebers oder eine Labyrinthdichtung, mit den Gewindebohrungen versehen. Vorzugsweise sind die Gewindebohrungen in gleichen radialen Abständen von der Drehachse der Abtriebswelle angeordnet. It is still through the US 5,235,228 A an electric motor with a rotating output shaft known at the ends of disc elements are mounted with threaded holes on its axially outer surface, with balancing screws of different lengths in the threaded holes are fixable and interchangeable depending on the existing imbalances. According to a preferred embodiment, no additional disc elements are mounted, but already existing body on the shaft, such as the gear of a rotary encoder or a labyrinth seal, provided with the threaded holes. Preferably, the threaded holes are arranged at equal radial distances from the axis of rotation of the output shaft.

Als nachteilig bei dem vorstehend genannten Stand der Technik hat sich erwiesen, dass ein genereller zusätzlicher Bearbeitungs-, Material- und/oder Montageaufwand für die Bereitstellung beziehungsweise Präparierung der beschriebenen Anbringungsplatten bzw. Scheibenelementen bereits entsteht, bevor die Maschine überhaupt auf Unwuchten untersucht worden ist. Des Weiteren ist gemäß den genannten Auswuchtprinzipien keine stufenlose Anpassung der Masse bzw. der Massenverteilung in Abhängigkeit der gemessenen Unwuchten möglich, sodass lediglich eine näherungsweise Auswuchtung durch die Nutzung der bereits vorpositionierten Aufnahmen in den Platten bzw. Scheiben und durch die Wahl von in unterschiedlichen Ausführungen vorzuhaltenden Ausgleichsmassen wie beispielsweise Normverbindungsmittel erfolgen kann. A disadvantage of the above-mentioned prior art has been found that a general additional processing, material and / or assembly costs for the provision or preparation of the mounting plates or disc elements described already arises before the machine has ever been examined for imbalances. Furthermore, according to the aforementioned balancing principles, no continuous adaptation of the mass or the mass distribution as a function of the measured imbalances is possible, so that only an approximate balancing by the use of the already prepositioned recordings in the plates or discs and by the choice of vorzuhaltenden in different versions Balancing compounds such as standard connection means can be done.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verringerung oder Beseitigung von Unwuchten elektrischer Maschinen zu schaffen, mit welchem eine präzisere Auswuchtung der Maschine unter stärkerer Berücksichtigung tatsächlich vorhandener Unwuchten bei gleichzeitiger Reduzierung der Material-, Lager-, Bearbeitungs- und Montagekosten möglich ist. Against this background, the invention has the object to provide a method for reducing or eliminating imbalances of electrical machines, with which a more precise balancing of the machine under consideration of actually existing imbalances while reducing the material, storage, processing and assembly costs is possible.

Diese Aufgabe wird zunächst gelöst mit einem Verfahren zur Verringerung oder Beseitigung von Unwuchten elektrischer Maschinen gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche 2 bis 5 betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung. This object is initially achieved with a method for reducing or eliminating imbalances of electrical machines according to the features of claim 1. The dependent claims 2 to 5 relate to particularly expedient developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, bei welchem in dem zumindest einen Endabschnitt der Welle stirn- und/oder umfangsseitig ein spanendes oder abtragendes Entfernen von Werkstoff aus dem Endabschnitt erfolgt und/oder stirn- und/oder umfangsseitig Zusatzmaterial stoffschlüssig unlösbar mit dem zumindest einen Endabschnitt verbunden wird. Mit dieser Vorgehensweise gehen zahlreiche Vorteile einher. Zum einen erfolgt eine Veränderung der Wellenmasse bzw. ihrer Massenverteilung grundsätzlich erst nach Detektion zumindest einer tatsächlich bestehenden Unwucht, sodass bei einer Welle, die in der Maschine mit einer tolerierbaren oder nicht vorhandenen Unwucht rotiert, kein Eingriff in die Maschinen- oder Wellenstruktur vorgenommen werden muss. Zum anderen wird der Materialaufwand für die Verringerung oder Beseitigung der Unwucht minimiert, da kein zusätzlicher Trägerkörper montiert wird, der die Welle umfänglich umschließt und somit auch an Positionen, an denen keine Ausgleichsmasse erforderlich ist, vorhanden ist. Somit kann gegenüber dem Stand der Technik auch eine Gewichtseinsparung erzielt werden. Des Weiteren erfolgt die Veränderung der Wellenmasse bzw. ihrer Massenverteilung gezielt und minimal in dem Umfang der erforderlichen Bearbeitung, da gleichermaßen durch spanende oder abtragende Verfahren sowie durch die Dosierung eines stoffschlüssig haftenden Zusatzmaterials eine feinstufige Abstimmung der Massenentfernung oder -zugabe auf die bestehende Unwucht erfolgen kann. According to the invention, therefore, a method is provided, in which in the at least one end portion of the shaft frontally and / or peripherally a cutting or abrading removal of material from the end portion and / or peripheral side additional material materially insoluble with the at least one end portion is connected. There are many advantages to using this approach. On the one hand, a change in the shaft mass or its mass distribution generally takes place only after detection of at least one actually existing imbalance, so that in a shaft that rotates in the machine with a tolerable or nonexistent imbalance, no interference in the machine or wave structure must be made , On the other hand, the cost of materials for reducing or eliminating the imbalance is minimized because no additional support body is mounted, which surrounds the shaft circumferentially and thus also at positions where no balancing mass is required, is present. Thus, compared to the prior art, a weight saving can be achieved. Furthermore, the change in the shaft mass or its mass distribution is targeted and minimal to the extent of the required processing, as well as by cutting or erosive methods as well as by the dosage of a cohesively adhering additional material fine-tuning the mass removal or addition can be made to the existing imbalance ,

Die grundsätzliche erfindungsgemäße Vorgehensweise ist es also, die elektrische Maschine nach ihrer Montage oder selbstverständlich auch zu jedem späteren Zeitpunkt ihrer Einsatzzeit mit im Stand der Technik ausreichend beschriebenen Mitteln auf bestehende dynamische Unwuchten zu untersuchen, diese zu lokalisieren und ihre quantitative Größe festzustellen und ausgehend von den Messwerten die Position, Art und Stärke einer entsprechenden Gegenmaßnahme zu ermitteln, wobei diese Gegenmaßnahme bevorzugt in einem gut zugänglichen Endabschnitt des Wellenkörpers erfolgt. Hierbei kann diese Gegenmaßnahme beispielsweise die Entfernung von Werkstoff bedeuten, also etwa das Ausbohren, Ausfräsen oder Abschleifen (spanende Bearbeitung), alternativ auch die Entfernung mittels thermischer Verfahren wie beispielsweise Laserschneiden oder Laserbohren (abtragende Bearbeitung). Ebenso kann das gezielte Aufbringen eines stoffschlüssig dauerhaft haftenden Zusatzmaterials, beispielsweise durch das Aufbringen von Schweiß- oder Klebepunkten, bereits den erwünschten feinstufigen Ausgleich der bestehenden Unwuchten erwirken. The basic procedure according to the invention, therefore, is the electrical machine after its assembly or, of course, too investigate, locate and quantify their quantitative size using any means adequately described in the prior art, and determine the position, nature and strength of an appropriate countermeasure on the basis of the measured values, this countermeasure being preferred an easily accessible end portion of the shaft body takes place. In this case, this countermeasure can mean, for example, the removal of material, for example boring, milling or grinding (machining), alternatively removal by means of thermal processes such as laser cutting or laser drilling (abrasive machining). Likewise, the targeted application of a cohesively permanently adhering additional material, for example by the application of welding or adhesive points, already obtain the desired fine-level compensation of existing imbalances.

Hierbei kann die Bearbeitung gleichermaßen an der Umfangsfläche wie auch an den Stirnseiten der Welle in den vorgesehenen Endabschnitten erfolgen, je nachdem, wie es die Position bzw. Richtung der bestehenden Unwucht erfordert beziehungsweise in Abhängigkeit der bestehenden Platzverhältnisse in der Maschine für die Handhabung der für die Bearbeitung erforderlichen Werkzeuge. Here, the processing can be done equally on the peripheral surface as well as on the end faces of the shaft in the intended end sections, depending on how it requires the position or direction of the existing imbalance or depending on the existing space conditions in the machine for handling the for Machining required tools.

Um eine noch präzisere auswuchtende Bearbeitung der Welle zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die Wellenmasse gezielt an beiden Endabschnitten des Wellenkörpers zu verändern. Hierdurch wird zusätzlich in vorteilhafter Weise auch das Gleichgewicht in Längsrichtung der Welle berücksichtigt und optimiert. In order to enable an even more precise balancing machining of the shaft, it is inventively provided to selectively change the shaft mass at both end portions of the shaft body. As a result, the equilibrium in the longitudinal direction of the shaft is additionally taken into account and optimized in an advantageous manner.

Eine Erleichterung bei der Bearbeitung des Wellenkörpers zur Verringerung der Unwuchten kann dadurch erzielt werden, dass bereits im Fertigungsprozess eine gewisse Zusatzmasse an dem Wellenkörper vorgesehen wird, sodass beispielsweise auch möglicherweise auftretende Fehler bei der Bearbeitung der Welle problemlos ausgeglichen werden können sowie auch grobe und starke Unwuchten ohne einen zu starken Eingriff in die eigentliche Rotationsmasse der Welle behoben werden können. Hierzu kann einerseits die Welle mit einem Materialüberschuss, also beispielsweise einem größeren Durchmesser oder einer größeren Länge, in den für die auswuchtende Bearbeitung vorgesehenen Endabschnitten gefertigt werden, wobei an die Oberflächenbeschaffenheit dieser Abschnitte geringere Anforderungen gestellt werden können. Andererseits ist es selbstverständlich auch möglich, einen Körper aus dem gleichen oder einem abweichenden Material an die Welle zu fügen. Dieser Massekörper kann stirnseitig oder auch die Welle umfänglich umschließend an dieser angeordnet und mit ihr verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen, Schrauben oder Aufschrumpfen. A relief in the machining of the shaft body to reduce the imbalance can be achieved that a certain additional mass is already provided on the shaft body in the manufacturing process, so that, for example, possibly occurring errors in the machining of the shaft can be easily compensated as well as rough and strong imbalances can be resolved without too much interference in the actual rotational mass of the shaft. For this purpose, on the one hand, the shaft with a surplus of material, that is, for example, a larger diameter or a greater length, are made in the intended end for balancing end sections, with lower requirements can be made to the surface texture of these sections. On the other hand, it is of course also possible to add a body of the same or a different material to the shaft. This mass body can be arranged on the front side or the shaft circumferentially enclosing this and connected to it, for example by welding, screwing or shrinking.

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform ist gegeben, wenn der Massekörper exzentrisch ausgeformt ist und in einer in Abhängigkeit der bestehenden Unwuchten ermittelten Winkelstellung insbesondere lösbar an der Welle positioniert wird. Hierdurch reduziert sich der Bearbeitungsaufwand, da ein Teil der bestehenden Unwuchten bereits durch die exzentrische Massenverteilung an der Welle ausgeglichen wird. Durch eine lösbare Befestigung, beispielsweise Schraub- oder Klemmverbindung, des Massekörpers mit der Welle kann die Winkelstellung des exzentrischen Abschnittes des Massekörpers jederzeit und bevorzugt stufenlos an eine gemessene Unwucht angepasst werden. An advantageous development of this embodiment is given when the mass body is formed eccentrically and is positioned in a particular determined in dependence on the existing imbalances angular position, in particular releasably on the shaft. This reduces the processing effort, since a part of the existing imbalances is already compensated by the eccentric mass distribution on the shaft. By a releasable attachment, such as screw or clamp connection, the mass body with the shaft, the angular position of the eccentric portion of the mass body can be adjusted at any time and preferably continuously to a measured imbalance.

Als besonders praxisgerechte Ausführungsform des Verfahrens hat sich herausgestellt, dass eine besonders saubere und präzise Entfernung von Werkstoff aus der Welle oder dem Massekörper mit Hilfe thermischer abtragender Verfahren wie Brennschneid-, Laserschneid- oder Laserbohrverfahren ermöglicht wird. Da das bearbeitete Material bei den thermischen Verfahren verdampft und somit kaum bzw. keine Späne entstehen, entfällt eine Reinigung der elektrischen Maschine von abgetrennten Werkstoffpartikeln. Zudem ist durch die starke Fokussierung der einwirkenden Energie bei Laserbearbeitungsverfahren eine nahezu punktförmige Änderung der vorhandenen Masse und somit eine präzise Behebung auch kleinster Unwuchten gegeben. As a particularly practical embodiment of the method has been found that a particularly clean and precise removal of material from the shaft or the mass body by means of thermal ablation methods such as flame cutting, laser cutting or laser drilling is possible. Since the processed material evaporates in the thermal process and thus hardly or no chips occur, eliminating a cleaning of the electrical machine of separated material particles. In addition, due to the strong focusing of the applied energy in laser processing methods, there is a nearly punctiform change of the existing mass and thus a precise correction of even the smallest imbalances.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Verfahren zur Verringerung oder Beseitigung von Unwuchten elektrischer Maschinen gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 6. Die Unteransprüche 7 bis 10 betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung. The object is further achieved by a method for reducing or eliminating imbalances of electrical machines according to the features of claim 6. The dependent claims 7 to 10 relate to particularly expedient developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also auch ein Verfahren vorgesehen, bei welchem zumindest ein Ausgleichskörper in zumindest einer Aufnahme des zumindest einen Endabschnittes der Welle befestigt wird. Auf diese Weise wird ein einfach umzusetzendes Verfahren zur Änderung der Masse bzw. der Massenverteilung direkt am Wellenkörper bereitgestellt, wobei der Fokus nicht in der Auswahl eines geeigneten Ausgleichskörpers anhand seiner Dimension und Masse, sondern in einer Positionierung einer vorzugsweise zunächst kontur- bzw. formlosen Masse an oder in dem zumindest einen Endabschnitt liegt. Hierdurch wird wiederum eine wirtschaftliche Technik zur Verfügung gestellt, die nur bei Bestehen einer tatsächlichen Unwucht angewendet wird, mit einer geringen Ausgleichsmasse ohne jeglichen Trägerkörper auf der Welle das gewünschte Ergebnis erzielt und bei der nicht zahlreiche unterschiedliche Ausgleichskörper vorgehalten werden müssen. Der zumindest eine erfindungsgemäße Ausgleichskörper wird direkt dort angeordnet, wo gemäß der gemessenen Unwuchten eine Massenänderung erforderlich ist, und kann bevorzugt in jeder Lage bzw. Winkelstellung angeordnet werden. According to the invention, therefore, a method is provided in which at least one compensation body is fastened in at least one receptacle of the at least one end section of the shaft. In this way, an easy to implement method for changing the mass or the mass distribution is provided directly on the shaft body, the focus not in the selection of a suitable compensation body based on its dimension and mass, but in a positioning of a preferably initially contourless or shapeless mass at or in which at least one end portion is located. This in turn provides an economical technique which is only applied when an actual unbalance exists, with a low leveling mass without any carrier on the shaft achieves the desired result and not a great many different ones Compensation body must be kept. The at least one compensating body according to the invention is arranged directly where, according to the measured imbalances, a mass change is required, and can preferably be arranged in any position or angular position.

Der zumindest eine Ausgleichskörper kann wiederum einerseits in einer exzentrisch angeordneten Aufnahme an der Stirnseite der Welle und/oder andererseits in einer sich radial vom Umfang zur Rotationsachse der Welle erstreckenden Aufnahme positioniert werden. The at least one compensating body can in turn be positioned on the one hand in an eccentrically arranged receptacle on the end face of the shaft and / or on the other hand in a receptacle extending radially from the circumference to the axis of rotation of the shaft.

Hierzu hat es sich als besonders geeignete Variante herausgestellt, die Aufnahme als radiale, die Rotationsachse der Welle schneidende Durchgangsgewindebohrung auszuführen und den mit einem Außengewinde versehenen Ausgleichskörper teilweise oder mit seiner gesamten Länge in der Bohrung zu befestigen. Beispielsweise kann hierzu der Ausgleichskörper als Gewindestift ausgeführt sein und mittels eines handelsüblichen Schraubendrehers in die ermittelte erforderliche Auswuchtposition gedreht werden. Diese einfach und schnell umzusetzende Ausführungsform ermöglicht durch die Änderung der Einschraubtiefe eine stufenlose Feineinstellung zum Ausgleich der vorhandenen Unwuchten und bietet zudem eine verliersichere Befestigung eines Ausgleichskörpers. For this purpose, it has proven to be a particularly suitable variant to perform the recording as a radial, the axis of rotation of the shaft cutting through threaded hole and to secure the externally threaded compensating body partially or with its entire length in the bore. For example, for this purpose, the compensation body can be designed as a threaded pin and rotated by means of a commercial screwdriver in the determined required balancing position. This simple and quick to implement embodiment allows by changing the screwing a stepless fine adjustment to compensate for the existing imbalances and also offers a captive attachment of a compensation body.

In einer weiteren Erfolg versprechenden Ausführungsform kann der Ausgleichskörper durch eine Klebeverbindung in der Aufnahme befestigt werden. Diese Variante bringt eine vorteilhafte Vibrationsdämpfung, eine elektrische Isolierung und einen geringen Montageaufwand mit sich. In a further promising embodiment, the compensation body can be secured by an adhesive connection in the receptacle. This variant brings with it an advantageous vibration damping, electrical insulation and low installation costs.

Die Aufnahme für den Ausgleichskörper kann grundsätzlich bereits bei der Fertigung der Welle als Einzelteil in diese eingebracht werden. Eine noch präzisere Anordnung des Ausgleichskörpers wird hingegen gemäß einer Ausführungsvariante ermöglicht, in welcher die Aufnahme für den Ausgleichskörper erst nach der Untersuchung der Maschine auf Unwuchten in die Welle eingebracht wird. Hierdurch wird der Gesamtaufwand für den Fall, dass keine Unwuchten bestehen, minimiert und zudem können anhand der gemessenen Unwuchten zunächst die optimale Position und räumliche Ausdehnung der Aufnahme bestimmt werden. The receptacle for the compensation body can in principle be introduced as an item in the production of the shaft in this. An even more precise arrangement of the compensating body is, however, made possible according to a variant embodiment in which the receptacle for the compensating body is introduced into the shaft only after the machine has been examined for imbalances. As a result, the total effort for the case that there are no imbalances, minimized and also can be determined based on the measured imbalances first, the optimal position and spatial extent of the recording.

Schließlich hat es sich als praxisgerecht herausgestellt, das erfindungsgemäße Verfahren durch eine stirn- und/oder umfangsseitige Anordnung eines lösbaren Deckels bzw. einer Hülse an dem zumindest einen Endabschnitt der Welle nach dessen Bearbeitung abzuschließen. Ein solcher Deckel oder eine entsprechende Hülse bietet eine zusätzliche Verliersicherung für die montierten Ausgleichskörper und kann gegebenenfalls auch mit einem vibrationsdämpfenden Material gefüllt sein, um einer möglichen Geräuschentwicklung der Ausgleichskörper bei zunehmenden Drehzahlen der Maschine entgegenzuwirken. Als Befestigungsmöglichkeiten bietet sich ein Aufschrauben des Deckels oder eine Passfederverbindung mit der Welle an, um die Zugänglichkeit der Endabschnitte der Welle für ein jederzeit mögliches weiteres Auswuchtverfahren zu gewährleisten. Finally, it has proven to be practical to complete the method according to the invention by a frontal and / or peripheral arrangement of a detachable cover or a sleeve on the at least one end section of the shaft after its machining. Such a cover or a corresponding sleeve provides an additional captive for the assembled balancing body and may optionally also be filled with a vibration-damping material to counteract a possible noise of the balancing body at increasing speeds of the machine. As mounting options, a screwing of the lid or a feather key connection with the shaft offers in order to ensure the accessibility of the end portions of the shaft for a possible further balancing method at any time.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in The invention allows numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows in

1 eine Schnittdarstellung einer elektrischen Maschine mit einer Welle; 1 a sectional view of an electric machine with a shaft;

2 eine Vorderansicht einer Stirnseite der erfindungsgemäß bearbeiteten Welle; 2 a front view of a front side of the present invention processed shaft;

3 eine Vorderansicht einer Stirnseite der gemäß einer Variante der Erfindung bearbeiteten Welle; 3 a front view of a front side of the processed according to a variant of the invention shaft;

4 eine Vorderansicht einer Stirnseite der mit einer Durchgangsbohrung und einem Ausgleichskörper versehenen Welle; 4 a front view of an end face of the provided with a through hole and a balance body shaft;

5 eine Vorderansicht einer Stirnseite der mit einem exzentrischen Massekörper versehenen Welle. 5 a front view of an end face of the shaft provided with an eccentric mass body.

1 zeigt eine Schnittdarstellung einer elektrischen Maschine 1 mit zwei Wellen 2. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine 1 nach ihrer Montage auf Position und Dimension bestehender Unwuchten untersucht wird und diese in Abhängigkeit der ermittelten Werte in zumindest einem Endabschnitt 3 der Wellen 2 der elektrischen Maschine 1 ausgeglichen werden, indem in zumindest einem Endabschnitt 3 der Wellen 2 stirn- und/oder umfangsseitig ein spanendes oder abtragendes Entfernen von Werkstoff aus dem Endabschnitt 3 erfolgt und/oder stirn- und/oder umfangsseitig Zusatzmaterial stoffschlüssig unlösbar mit dem zumindest einen Endabschnitt 3 verbunden wird. Nach Abschluss des Auswuchtverfahrens wird der zumindest eine bearbeitete Endabschnitt 3 zum Schutze desselben mit einem diesen stirn- und umfangsseitig einschließenden Deckel 12 versehen. 1 shows a sectional view of an electrical machine 1 with two waves 2 , According to the invention, it is provided that the electric machine 1 After its installation, the position and dimension of existing imbalances are investigated and these are determined as a function of the values determined in at least one end section 3 the waves 2 the electric machine 1 be balanced by in at least one end section 3 the waves 2 frontally and / or peripherally a cutting or erosive removal of material from the end portion 3 takes place and / or end face and / or circumferentially additional material cohesively insoluble with the at least one end portion 3 is connected. After completion of the balancing process, the at least one machined end section 3 to protect the same with a this front and circumference enclosing lid 12 Mistake.

Die 2 und 3 veranschaulichen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigen hierzu jeweils eine Draufsicht auf die Stirnseite einer zur Verringerung oder Beseitigung von Unwuchten in einem Endabschnitt 3 bearbeiteten Welle 2 der elektrischen Maschine 1. So besteht eine erste Möglichkeit zur Verringerung der Masse in dem Endabschnitt 3 durch das gezielte Einbringen von in Bezug auf die Rotationsachse 6 der Welle 2 radialen Bohrungen 4. Die erforderliche Tiefe und der Durchmesser der radialen Bohrungen 4 ist zuvor anhand der bestehenden Unwuchten ermittelt worden. Als weitere Möglichkeit zur Verringerung der Masse in dem Endabschnitt 3 ist das Einbringen von axialen, also zur Rotationsachse 6 der Welle 2 weitgehend parallelen Bohrungen 5 unterschiedlicher Tiefe und unterschiedlichen Durchmessers möglich. Selbstverständlich sind neben Bohrverfahren auch andere mechanische und thermische Trennverfahren zur lokalen Entfernung des Werkstoffes möglich. Als weiteres Beispiel zeigt 3 ein durch Fräsen in einen Endabschnitt 3 der Welle 2 eingebrachten Absatz 8, der dem Ausgleich einer stärker ausgeprägten Unwucht dient. Zur Veranschaulichung eines Beispiels für eine stoffschlüssige Aufbringung eines Zusatzmaterials ist in 2 ein Schweißpunkt 7 dargestellt, der die Masse der Welle 2 an ihrem Umfang lokal erhöht und somit einer Unwucht entgegenwirken kann. The 2 and 3 illustrate exemplary embodiments of the method according to the invention and show in each case a plan view of the front side of a reduction or elimination of imbalances in an end portion 3 machined shaft 2 the electric machine 1 , Thus, there is a first possibility for reducing the mass in the end section 3 through the targeted introduction from in relation to the axis of rotation 6 the wave 2 radial bores 4 , The required depth and the diameter of the radial holes 4 has previously been determined on the basis of the existing imbalances. As another way to reduce the mass in the end section 3 is the introduction of axial, ie to the axis of rotation 6 the wave 2 largely parallel holes 5 different depth and different diameters possible. Of course, in addition to drilling other mechanical and thermal separation processes for local removal of the material possible. As another example shows 3 a by milling in an end portion 3 the wave 2 introduced paragraph 8th which serves to compensate for a more pronounced imbalance. To illustrate an example of a cohesive application of a filler material is in 2 a welding point 7 representing the mass of the shaft 2 locally increased on its circumference and thus can counteract an imbalance.

4 zeigt eine Draufsicht auf die Stirnseite einer zur Verringerung oder Beseitigung von Unwuchten gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren in einem Endabschnitt 3 bearbeiteten Welle 2 der elektrischen Maschine 1. Die Figur zeigt eine Aufnahme 9, in diesem Fall eine Durchgangsbohrung durch den gesamten Querschnitt der Welle 2. Die Aufnahme 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Gewindebohrung ausgeführt. In die Aufnahme 9 ist erfindungsgemäß ein Ausgleichskörper 10, hier ein Gewindestift, eingeschraubt, der die Massenverteilung der Welle 2 je nach Position in der Aufnahme 9 in vorteilhafter Weise derart ergänzt, dass eine bestehende Unwucht durch das Ausgleichsgewicht ausbalanciert wird. Der Ausgleichskörper 10 kann hierzu gänzlich in der Aufnahme 9 versenkt sein, aber auch so weit in Pfeilrichtung 13 ein- oder herausgeschraubt werden, dass er über den Umfang der Welle 2 hinausragt. 4 shows a plan view of the front side of a reduction or elimination of imbalances according to a further inventive method in an end portion 3 machined shaft 2 the electric machine 1 , The figure shows a shot 9 , in this case, a through hole through the entire cross section of the shaft 2 , The recording 9 is executed in this embodiment as a threaded hole. In the recording 9 is according to the invention a compensation body 10 , here a grub screw, screwed in, showing the mass distribution of the shaft 2 depending on the position in the recording 9 advantageously supplemented such that an existing imbalance is balanced by the balance weight. The compensation body 10 can do this completely in the recording 9 be sunk, but also so far in the direction of the arrow 13 be screwed in or out over the circumference of the shaft 2 protrudes.

5 zeigt abschließend eine Draufsicht auf eine Stirnseite der Welle 2 in einem Endabschnitt 3, wobei auf dem Umfang der Welle 2 ein exzentrischer Massekörper 11 drehfest angeordnet ist. Der Massekörper 11 ist beispielsweise durch eine Schraubverbindung lösbar mit der Welle 2 verbunden und kann je nach Position detektierter Unwuchten in unterschiedlichen Winkelstellungen auf der Welle 2 fixiert werden. Mit dieser Ausführungsform wird eine einfach und schnell umsetzbare sowie stufenlos anpassbare Möglichkeit zur Änderung der Massenverteilung der Welle 2 bereitgestellt. 5 finally shows a plan view of an end face of the shaft 2 in one end section 3 , being on the circumference of the shaft 2 an eccentric mass body 11 is arranged rotationally fixed. The mass body 11 For example, by a screw connection is releasable with the shaft 2 connected and depending on the position detected imbalances in different angular positions on the shaft 2 be fixed. With this embodiment, a simple and quick to implement and infinitely adjustable possibility for changing the mass distribution of the shaft 2 provided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Elektrische Maschine Electric machine
22: Welle wave
33: Endabschnitt end
44: radiale Bohrung radial bore
55: axiale Bohrung axial bore
66: Rotationsachse axis of rotation
77: Schweißpunkt WeldingSpot
88th: Absatz paragraph
99: Aufnahme admission
1010: Ausgleichskörper compensation body
1111: Massekörper mass body
1212: Deckel cover
1313: Pfeilrichtung arrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1740919 B1 [0002]
US 5235228 A [0003]

Claims

Method for reducing or eliminating imbalances of electrical machines ( 1 ), in which the electric machine ( 1 ) is examined after its mounting on the position and dimension of existing imbalances and these in dependence of the determined values by changing the mass distribution and / or the mass in at least one end portion ( 3 ) of a wave ( 2 ) of the electric machine ( 1 ), characterized in that in the at least one end portion ( 3 ) the wave ( 2 ) frontally and / or peripherally a cutting or erosive removal of material from the end portion ( 3 ) and / or peripheral and / or peripheral additional material cohesively insoluble with the at least one end portion ( 3 ) is connected.

Method according to claim 1, characterized in that in both end sections ( 3 ) the wave ( 2 ) at the end and / or peripherally a cutting or erosive removal of material from the end portions ( 3 ) takes place and / or at the end and / or peripherally additional material cohesively with the end portions ( 3 ) is connected.

Method according to claims 1 or 2, characterized in that one or both end sections ( 3 ) the wave ( 2 ) already during assembly of the electrical machine ( 1 ) a radial or axial extension in the form of an excess of material and / or a non-rotatably connected to the shaft mass body ( 11 ) exhibit.

Method according to claim 3, characterized in that the mass body ( 11 ) is formed eccentrically and in a determined depending on the existing imbalances angular position releasably on the shaft ( 2 ) is positioned.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a flame cutting or laser cutting or drilling method is performed as the ablative method.

Method for reducing or eliminating imbalances of electrical machines ( 1 ), in which the electric machine ( 1 ) is examined after its mounting on the position and dimension of existing imbalances and these in dependence of the determined values by changing the mass distribution and / or the mass in at least one end portion ( 3 ) of a wave ( 2 ) of the electric machine ( 1 ), characterized in that at least one compensating body ( 10 ) in at least one photograph ( 9 ) of the at least one end portion ( 3 ) the wave ( 2 ) is attached.

Method according to claim 6, characterized in that the receptacle ( 9 ) of the at least one end portion ( 3 ) the wave ( 2 ) designed as through-threaded hole and provided with an external thread compensating body ( 10 ) partially or with its entire length in the receptacle ( 9 ) is attached.

Method according to claim 6 or 7, characterized in that the compensating body ( 10 ) by an adhesive bond in the receptacle ( 9 ) is attached.

Method according to claim 6, characterized in that the receptacle ( 9 ) for the compensating body ( 10 ) only after determining the position and dimension of existing imbalances and depending on the values determined in the wave ( 2 ) is introduced.

Method according to at least one of the preceding claims 6 to 9, characterized in that the at least one end portion ( 3 ) after its processing frontally and / or peripherally by a cover ( 12 ) or a sleeve is included.