DE1114577B

DE1114577B - Method and device for compensating imbalances in runners of electrical machines

Info

Publication number: DE1114577B
Application number: DES67320A
Authority: DE
Inventors: Werner Ricker; Paul Spahr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-02-27
Filing date: 1960-02-27
Publication date: 1961-10-05

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Ausgleichen von Unwuchten in Läufern elektrischer Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wegnahme von Material beim Auswuchten des Läufers von elektrischen Maschinen,. bei denen die Läuferwicklung von einem Blech lamellenpaket getragen wird, dessen einzelne Lamellen radial verlaufende Zähne haben, zwischen denen sich Nuten zur Aufnahme der Läuferwicklung befinden, über die die äußeren Enden der Zähne hinausragen. Method and device for compensating imbalances in rotors Electrical machines The invention relates to a method and an apparatus for removing material when balancing the rotor of electrical machines. in which the rotor winding is carried by a laminated sheet package, whose individual lamellas have radial teeth, between which there are grooves Recording of the rotor winding are located, beyond which the outer ends of the teeth protrude.

Zum Auswuchten der Läufer von elektrischen Maschinen ist es allgemein gebräuchlich, nach dem Messen der Unwucht Teile des Läufers zu entfernen oder diesen an entsprechenden Stellen ein höheres Gewicht zu geben, wobei das Entfernen von Teilen, also das Verringern des Gewichts, durch Bohren von Löchern oder Abschleifen des Eisenkerns des Läufers ausge führt wurde, während zur Gewichtserhöhung zusätzliche Teile befestigt, beispielsweise Bleitropfen in Löcher des Eisenkerns eingedrückt wurden. It is general for balancing the rotors of electrical machines common to remove or remove parts of the rotor after measuring the unbalance to give a higher weight in appropriate places, with the removal of Dividing, i.e. reducing weight, by drilling holes or grinding of the iron core of the runner was carried out, while additional weight increase Parts attached, for example drops of lead pressed into holes in the iron core became.

Alle diese bekannten Verfahren sind verhältnismäßig umständlich und teuer. Ferner verursachen diese Arbeiten, vor allen Dingen wenn die Unwuchtüberschüsse durch Schleifen oder Fräsen beseitigt werden sollen, außerordentlich störenden Arbeitslärm. All of these known methods are relatively cumbersome and expensive. Furthermore, this work causes, especially when, the unbalance excesses should be eliminated by grinding or milling, extremely annoying work noise.

Ein wesentlicher Nachteil besteht noch darin, daß beim Bohren, Schleifen, Fräsen oder Feilen Metallstaub entsteht, der sich in hohem Grade gefährlich für die Wicklung auswirkt, wobei noch der Einbau von Absaugeeinrichtungen und das Tragen von Schutzbrillen oder sogar Schutzmasken erforderlich ist. Another major disadvantage is that when drilling, grinding, Milling or filing metal dust is produced, which is highly dangerous for the winding affects, with the installation of suction devices and carrying of goggles or even protective masks is required.

Es ist auch bekannt, bei Maschinen und Geräten und auch bei Läufern von elektrischen Motoren Tarierscheiben vorzusehen, die aus einem aus Lamellen zusammengesetzten Blechpaket bestehen. It is also known on machines and devices and also on runners of electric motors to provide taring discs composed of a slat Laminated core exist.

Diese bekannten Tarierscheiben sind mit Abbrechfahnen versehen, die zum Beseitigen von Unwuchtüberschüssen in einer entsprechenden Anzahl abzubrechen oder abzuschneiden sind. Hierbei werden somit auf der Läuferwelle zusätzliche Bauteile, eben diese Tarierscheiben angeordnet, die eine erhebliche Verteuerung der elektrischen Maschine zur Folge haben, zumal dabei auch das Gehäuse bzw. der Ständer des Motors wegen des Tarierscheibenpakets erheblich größer und daher teurer als bei den handelsüblichen Bauarten ausgebildet werden muß. Es ist auch vorgeschlagen worden, dieses bekannte Tarierscheibenpaket bei elektrischen Maschinen gleichzeitig als Wicklungsträger zu verwenden, also die bekannten Blechlamellen des Läufers durch ein aus Tarierscheiben bestehendes Blechlamellenpaket zu ersetzen. These known taring discs are provided with break-off flags that to remove unbalance excesses in a corresponding number or cut off. This means that additional components are placed on the rotor shaft, precisely these taring discs are arranged, which makes the electrical one considerably more expensive Machine result, especially since the housing or the stator of the motor because of the taring disc package, it is considerably larger and therefore more expensive than the commercially available ones Types of construction must be trained. It has also been suggested this well-known In the case of electrical machines, the taring disc package also acts as a winding carrier to use, so the known sheet metal lamellae of the rotor by a taring disc to replace the existing laminated core.

Die Verwirklichung dieses Vorschlages würde nicht nur eine erhebliche Vergrößerung und damit Verteuerung der elektrischen Maschine ergeben, sondern es würden auch die elektromagnetischen Eigenschaften der elektrischen Maschine so erheblich verändert werden, daß der notwendige Umbau auch aus diesem Grunde wirtschaftlich nicht tragbar wäre. Hinzu kommt noch, daß hierbei auch die bisher gebräuchlichen Arbeitsverfahren und Maschinen zumAufbringen der Wicklungen durch völlig andere Verfahren und Maschinen ersetzt werden müßten. The realization of this proposal would not only be a substantial one Enlargement and thus increase in price of the electrical machine result, but it the electromagnetic properties of the electrical machine would also be so significant can be changed so that the necessary reconstruction is also economical for this reason would not be acceptable. In addition, the previously used Working methods and machines for applying the windings by completely different ones Processes and machines would have to be replaced.

Die genannten Nachteile können behoben und die Arbeiten zum Ausgleichen der Unwucht an Läufern von elektrischen Maschinen außerordentlich einfach und billig gestaltet werden, wenn erfindungsgemäß zum Ausgleich einer gemessenen Unwucht an den Stirnseiten des Läuferblechpaketes einer oder mehrere der radial über die Läuferwicklung überstehenden Zahnköpfe durch Schneiden oder Stanzen mehr oder weniger gekürzt werden. The disadvantages mentioned can be remedied and the work to compensate for them the imbalance on rotors of electrical machines extremely simple and cheap be designed if according to the invention to compensate for a measured imbalance the end faces of the laminated rotor core one or more of the radial over the rotor winding protruding tooth tips can be shortened more or less by cutting or punching.

Hierdurch wird erreicht, daß der Läufer ohne jede Anderung der bisherigen Herstellungsverfahren oder Herstellungsmaschinen sowie ohne Anbau zusätzlicher Bauteile verwendet werden kann und die gemessene Unwucht nicht nur einfacher und billiger, sondern auch wesentlich schneller als bisher und dazu noch praktisch ohne störendes Arbeitsgeräusch beseitigt werden kann. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens keine technischen Vorkenntnisse und auch keine besondere Geschicklichkeit erforderlich sind, so daß die entsprechenden Arbeiten von jeder Hilfskraft ausgeführt werden können. This ensures that the runner without any change to the previous Manufacturing processes or manufacturing machines as well as without adding additional components can be used and the measured unbalance is not only easier and cheaper, but also much faster than before and practically without any disruptions Working noise can be eliminated. There is another major benefit in that no prior technical knowledge is required to carry out the process according to the invention and no special skill is required, so the appropriate Work can be carried out by any auxiliary worker.

Zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in vorteilhafter Weise eine Vorrichtung verwendet werden, die nach einem weiteren Erfindungsgedanken mit einer Haltevorrichtung zur Aufnahme des Läufers versehen ist, in der sich dieser mit dem einen Ende der durch die übereinanderliegenden Blechlamellen gebildeten Zahnreihen wenigstens auf einem Teilabschnitt seines Umfangs abstützt, sowie ferner ein Stanzwerkzeug aufweist, das auf der der Abstützungsebene des Läufers in der Haltevorrichtung entgegengesetzten Seite angeordnet ist und mindestens annähernd parallel zur Längsachse des Läufers gegen wenigstens eine der Zahnreihen zum Abschneiden eines längeren oder kürzeren Endabschnittes einer oder mehrerer Zahnköpfe der übereinanderliegenden Blechlamellen bewegbar ist. To practice the method according to the invention can be advantageous Way a device can be used according to a further inventive concept is provided with a holding device for receiving the rotor, in which it is with one end of the formed by the superimposed sheet metal lamellas Rows of teeth supported at least on a portion of its circumference, and also further has a punching tool that is on the plane of support of the rotor in the Holding device is arranged opposite side and at least approximately parallel to the longitudinal axis of the rotor against at least one of the rows of teeth for cutting a longer or shorter end portion of one or more tooth tips of the superimposed Sheet metal slats is movable.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht des Läufers eines Elektromotors, Fig. 2 eine Stirnansicht des Läufers, in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 gesehen, und Fig. 3 eine im wesentlichen schematisch dargestellte Vorrichtung zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens. In the drawing, the subject matter of the invention is based on an exemplary embodiment illustrated. It shows Fig. 1 a side view of the rotor of an electric motor, Fig. 2 is a front view of the rotor, seen in the direction of arrow II in Fig. 1, and FIG. 3 shows a device for exercising, shown essentially schematically of the method according to the invention.

Bei dem insbesonder in Fig. 1 dargestellten Läufer ist auf der Läuferwelle 1 in an sich bekannter Weise ein Blechlamellenpaket befestigt, das auf seinen beiden Außenseiten je eine Scheibe 2 aus Isoliermaterial trägt, welche die gleiche Form haben wie die zwischen diesen Lamellen dicht aufeinanderliegenden einzelnen Blechlamellen 3. Jede Lamelle hat eine Anzahl radial angeordneter Zähne 4, zwischen denen sich Nuten 5 zur Aufnahme der Ankerwicklung 6 befinden. Die äußeren Zahnköpfe 7 der Lamellenzähne 4 sind verbreitert, so daß sie die Nuten 5 nach außen hin mehr oder weniger abdecken und die von außen sichtbaren Zahnreihen bilden. Beiderseits des Lamellenpakets 2, 3 liegen die Wickelköpfe 8 und 9 des Ankers. The rotor shown in particular in FIG. 1 is on the rotor shaft 1 in a manner known per se, a lamination packet attached, which on its two Outer sides each carries a disk 2 made of insulating material, which has the same shape like the individual sheet metal lamellas lying close together between these lamellas 3. Each lamella has a number of radially arranged teeth 4, between which Grooves 5 for receiving the armature winding 6 are located. The outer tooth tips 7 of the lamellar teeth 4 are widened so that they cover the grooves 5 to the outside more or less and form the rows of teeth that are visible from the outside. On both sides of the lamella set 2, 3 are the winding heads 8 and 9 of the armature.

Neben dem Wickelkopf 8 ist der Kollektor 10 auf der Läuferwelle 1 befestigt, der in an sich bekannter Weise mit der Läuferwicklung in Verbindung steht.In addition to the end winding 8, the collector 10 is on the rotor shaft 1 attached, which is in a known manner with the rotor winding in connection.

Aus dem Wickelkopf 9 ragt ein Bund 11 aus Isoliermaterial heraus, auf dem im Bedarfsfalle ein Gebläserad befestigt werden kann.A collar 11 made of insulating material protrudes from the end winding 9, on which a fan wheel can be attached if necessary.

Zum Auswuchten des Läufers wird zunächst in einer der bekannten Auswuchtvorrichtungen die jeweilige Unwucht gemessen. Daraufhin werden am äußeren Ende einer oder mehrerer Zahnreihen des Lamellenpakets ein längeres oder kürzeres Ende von einem oder mehreren der aufeinanderliegenden Lamellenzähne abgeschnitten. In Fig. 1 sind von der einen Zahnreihe an der Stelle 12 das Zahnende bzw. der Zahnkopf der Isolierscheibe 2 sowie zwei Zahnköpfe der Lamellenzähne4 abgeschnitten, während in der danebenliegenden Stegreihe an der Stelle 13 lediglich das entsprechendeZahnende der Isolierstoffscheibe2 abgeschnitten ist. In der Fig. 2 sind die erwähnten Abschnittsstellen 12 und 13 ebenfalls angedeutet. To balance the rotor, one of the known balancing devices is first used the respective imbalance measured. This will result in one or more at the far end Rows of teeth of the lamella pack a longer or shorter end of one or more of the superimposed lamellar teeth cut off. In Fig. 1 are of the one Row of teeth at point 12, the tooth end or the tooth head of the insulating washer 2 as well two tooth tips of the lamellar teeth4 cut off, while in the one lying next to it Row of bars at point 13 only the corresponding tooth end of the insulating material washer 2 is cut off. In FIG. 2, the mentioned section locations are 12 and 13 also indicated.

Zum Herstellen der Abschnitte wird die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung verwendet, die aus einer Haltevorrichtung 14 und einem in seiner Längsrichtung verstellbaren Stanzwerkzeug 15 besteht. In eine entsprechende Ausnehmung der Haltevorrichtung 14 wird der in Fig. 1 dargestellte Läufer derart eingesetzt, daß er sich mit dem äußeren Rand an der dem Wickel- kopf 9 zugekehrten Stirnfläche des Lamellenpakets abstützt. Dabei liegt, in Achsrichtung des Läufers gesehen, die eine Hälfte des Lamellenpakets in einer passenden Vertiefung der Haltevorrichtung, während die obere Hälfte des Lamellenpakets aus derVorrichtung herausragt, so daß die mit a bezeichneten Abmessungen mindestens annähernd gleich sind. Der Läufer ist dabei so anzuordnen, daß eine der durch die Zahnköpfe 7 gebildeten Zahnreihen in der Bewegungsrichtung des Stanzwerkzeuges 15 liegt. Jetzt wird das Stanzwerkzeug 15 durch eine von Hand oder maschinell betätigte Einrichtung so weit heruntergedrückt, daß ein Zahnkopf der Isolierstoffscheibe sowie eine oder mehrere Zahnköpfe 7 der Lamellen 4 abgeschnitten werden. The device shown in FIG. 3 is used to produce the sections used, which consists of a holding device 14 and an adjustable in its longitudinal direction There is punching tool 15. In a corresponding recess in the holding device 14, the runner shown in Fig. 1 is used in such a way that it is with the outer edge of the winding head 9 facing the face of the lamella pack supports. As seen in the axial direction of the rotor, one half of the Lamella pack in a matching recess of the holding device, while the upper Half of the lamellae protrudes from the device, so that the designated with a Dimensions are at least approximately the same. The runner is to be arranged in such a way that that one of the rows of teeth formed by the tooth tips 7 in the direction of movement of the punching tool 15 is located. Now the punching tool 15 is made by hand or machine-operated device depressed so far that a tooth tip the insulating disk and one or more tooth tips 7 of the lamellae 4 cut off will.

Je nach der Lage und Größe der Unwucht können auch die Endabschnitte bzw. Zahnköpfe von zwei nebeneinanderliegenden Zahnreihen des Lamellenpakets abgeschnitten werden, Dabei kann das Stanzwerkzeug 15 auch so ausgebildet sein, daß es gleichzeitig zwei Zahnreihen erfaßt und gleichzeitig an zwei Zahnreihen die Köpfe abschneidet. Aus der Lage und Größe der gemessenen Unwucht kann die Anzahl der abzuschneidenden Zahnenden genau im voraus bestimmt werden. Depending on the position and size of the unbalance, the end sections or tooth tips cut off from two adjacent rows of teeth of the lamella set The punch 15 can also be designed so that it is simultaneously Detects two rows of teeth and cuts off the heads of two rows of teeth at the same time. The number of to be cut off can be determined from the position and size of the measured unbalance Tooth ends are precisely determined in advance.

Das Betätigen des Werkzeuges kann auch, wie schon angedeutet, mit einer einfachen Handpresse erfolgen, da der jeweilige Durchschnitt eines Zahnes der Isolierscheibe und der Lamellen an dem Betätigungsorgan der Handpresse genau fühlbar ist und daher die erforderliche Arbeitstiefe des Werkzeugs 15 leicht genau einhaltbar ist. The operation of the tool can also, as already indicated, with a simple hand press, as the respective average of a tooth the insulating washer and the lamellas on the actuator of the hand press exactly can be felt and therefore the required working depth of the tool 15 is easily accurate is achievable.

Die Betätigung des Werkzeuges kann aber auch maschinell, insbesondere elektromotorisch durch elektrische Schaltmittel erfolgen. Hierbei und auch bei der Handbetätigung kann die jeweilige Stanztiefe des Werkzeuges 15 einstellbar sein, um die Anzahl der jeweils abzuschneidenden Zahnenden im voraus einstellen zu können. The tool can also be operated by machine, in particular done by electric motor by electrical switching means. Here and also with the Manual operation, the respective punching depth of the tool 15 can be adjusted, in order to be able to set the number of tooth ends to be cut off in advance.

Bei Verwendung einer elektromotorischen Betätigungseinrichtung für das Stanzwerkzeug kann die Einrichtung auch so ausgebildet sein, daß nach jeweiligem Bedienen der Einschaltvorrichtung das Stanzwerkzeugl5 einen Arbeitshub ausführt und dann wieder in seiner Ausgangslage stehenbleibt. When using an electromotive actuator for the punching tool, the device can also be designed so that according to the respective Operating the switch-on device, the punching tool 5 executes a working stroke and then stops again in its original position.

Die Lage des Läufers in der Haltevorrichtung kann auch noch durch zusätzliche Hilfsmittel derart gesichert werden, daß jeweils immer ein Zahnreihenabschnitt der Lamellen selbsttätig in die erforderliche Arbeitslage gleitet, wozu beispielsweise Führungsschienen vorgesehen werden können, die in einen Zwischenraum zwischen den Zahnköpfen 7 eingreifen. The position of the runner in the holding device can also go through additional aids are secured in such a way that there is always a tooth row section the slats automatically slide into the required working position, including for example Guide rails can be provided in a space between the Tooth tips 7 engage.

Hierdurch kann das Einlegen des Läufers in die Haltevorrichtung vereinfacht und die Arbeitszeit verkürzt werden. This can simplify the insertion of the rotor into the holding device and working hours can be shortened.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im übrigen auch anwendbar bei solchen elektrischen Maschinen, die mit einem Außenläufer versehen sind, wenn dieser Außenläufer einen Eisenkern aus Blechlamellen hat. The method according to the invention can also be used for the rest such electrical machines that are provided with an external rotor, if this The outer rotor has an iron core made of sheet metal lamellas.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method of removing material during balancing of the rotor of electrical machines, in which the rotor winding is made of a laminated core is carried, the individual lamellae have radially extending teeth, between which are grooves for receiving the rotor winding, over which the outer end up the teeth protrude, characterized in that to compensate one or more of a measured imbalance on the face of the laminated rotor core the tooth tips protruding radially over the rotor winding by cutting or Punch can be shortened more or less.

2. Apparatus for practicing the method according to claim 1, characterized by a holding device for receiving the runner, in which this is with the one end of the rows of teeth formed by the stacked sheet metal lamellas at least supported on a portion of its circumference, and further characterized by a punching tool that is on the support plane of the rotor in the holding device opposite side is arranged and at least approximately parallel to the longitudinal axis of the rotor against at least one of the rows of teeth to cut off a longer one or shorter end portion of one or more tooth tips of the superimposed Sheet metal slats is movable.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the dem Punching tool assigned returned section of laminated core from the holding device protrudes.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that, in the axial direction seen of the rotor, at least one half of the laminated core from a recess the holding device is included, while the other half of the laminated core is made the holding device protrudes.

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized by a device for determining the respective punching depth of the tool to the Set the number of tooth tips of the sheet metal lamellas to be cut in advance can.

6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized by an electric drive device for the tool, which after switching on a Working stroke of the tool executes.

Documents considered: German Patent No. 878445; "EMA - The Electric Machine", 1960, Issue 1, pp. 2 to 8; Issue 2, pp. 34 to 40.