DE19824736A1 - Arrangement for automatic balancing of electric motor rotor, especially impeller for air fan connected rotation proof to rotor - Google Patents

Arrangement for automatic balancing of electric motor rotor, especially impeller for air fan connected rotation proof to rotor

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Abstract

The automatic balancing arrangement is designed with an annular chamber (41), which is fixed to a rotor (23) and is at least partly filled with a damping liquid, e.g. oil (43), in which is located a freely moving balancing ball (45).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum automatischen Auswuchten eines Rotors eines Elektromotors der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to an arrangement for automatically balancing a Rotor of an electric motor which in the preamble of claim 1 specified type.

Rotoren von elektrischen Maschinen werden in bekannte Weise vor dem Einbau ausgewuchtet, in dem Auswuchtmasse entsprechend der ermittelten Unwucht aufgebracht oder abgetragen wird. Geräusch- und verschleißerzeugende Schwingungen werden bei einem glockenförmigen Rotor für eine elektrische Maschine gemäß der DE 30 13 704 A1 dadurch unterdrückt, daß an beiden Stirnseiten der Wicklung jeweils ein Ring aus einem nicht ferromagnetischen Material befestigt ist und daß die Ringe an ihrem freiliegenden Stirnbereich über ihren Umfang verteilte stirnseitig offene Kammern aufweisen, in die Kugeln festsitzend hineindrückbar sind. Dieses Auswuchten des Rotors ist sehr Zeit- und kostenaufwendig. Auch können hierdurch die nach einem längeren Betrieb der elektrischen Maschinen auftretenden Unwuchten nicht beseitigt werden.Rotors of electrical machines are made in a known manner before installation balanced, in the balancing mass according to the unbalance determined is applied or removed. Noise and wear generating Vibrations are generated in a bell-shaped rotor for an electrical Machine according to DE 30 13 704 A1 suppressed in that at both End faces of the winding each have a ring made of a non-ferromagnetic Material is attached and that the rings on their exposed forehead area have circumferentially distributed open chambers in the balls are firmly pressed into place. This balancing of the rotor is very time- and expensive. This can also result in long-term operation the imbalance occurring in the electrical machines cannot be eliminated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum automatischen Auswuchten eines Rotors eines Elektromotors zu schaffen, durch die ein automatisches Auswuchten auch noch nach einem längeren Betrieb des Elektromotors gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.The invention has for its object an arrangement for automatic Balancing a rotor of an electric motor to create a automatic balancing even after a long period of operation Electric motor is guaranteed. This task is carried out by the im Characteristic characterized claim 1 solved.

Der besondere Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß ein Auswuchten des Rotors vor dessem Einbau in den Elektromotor nicht mehr erforderlich ist. Auch ist ein kostenintensives Auftragen oder Abtragen von Auswuchtmaterial nicht mehr notwendig. Bei anderen technischen Geräten, wie z. B. bei Waschmaschinen gemäß der EP 0 806 515 A1 sind derartige automatisch arbeitende Auswuchtvorrichtungen bekannt, bei denen Auswuchtkugeln in ringförmigen, an der Waschtrommel angeordneten Kammern frei beweglich angeordnet sind.The particular advantage of the subject matter of the invention is that a No longer balancing the rotor before installing it in the electric motor is required. It is also a costly application or removal of Balancing material is no longer necessary. For other technical devices,  such as B. in washing machines according to EP 0 806 515 A1 are such known automatic balancing devices in which Balancing balls in a ring, arranged on the washing drum Chambers are freely movable.

Weiterhin sind Axialgebläse bekannt, bei denen die Lüfterräder drehfest mit dem Rotor verbunden sind und zur Vermeidung von Unwucht mit Auswuchtmassen versehen werden, siehe DE 41 43 383 C2. Hierbei werden auch die durch die langen Naben an den Lüfterrädern erzeugten Unwuchten durch Ausgleichsmittel beseitigt.Furthermore, axial fans are known in which the fan wheels rotate with the Rotor are connected and to avoid imbalance with balancing masses are provided, see DE 41 43 383 C2. Here are also those by long hubs on the fan wheels caused imbalances by means of compensating means eliminated.

Auch ist der Erfindungsgegenstand bei einer Anordnung zum Wuchten einer elektrisch angetriebenen Luftgebläseeinheit einsetzbar, wobei der zeit- und kostenaufwendige Materialabtrag bzw. -auftrag entfallen kann.The subject matter of the invention is an arrangement for balancing one electrically driven air blower unit can be used, the time and Costly material removal or order can be omitted.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den weiteren Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung zu entnehmen. Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen bei Luftgebläsen im folgenden näher beschrieben.Further advantageous embodiments of the subject matter of the invention further subclaims and the following description. The invention is based on exemplary embodiments in air blowers in following described in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Axialgebläse, Fig. 1 shows a section through an axial fan,

Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig. 1, Fig. 2 shows a detail from Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Radialgebläse und Fig. 3 shows a section through a radial fan and

Fig. 4 eine Einzelheit aus Fig. 3. Fig. 4 shows a detail from FIG. 3.

Die Erfindung wird bei Einsatz in Luftgebläsen beschrieben, aber sie ist auch bei Rotoren von anderen Elektromotoren einsetzbar. Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Axialüftergebläse 1 mit einem Aallüfterrad 3 zur Kühlung eines dem Kühler 5 eines Kraftfahrzeuges vorgeordneten Kondensators 7 einer Klimaanlage. Das Aallüfterrad 3 ist über einen kompakt ausgebildeten, elektronisch gesteuerten Elektromotor 9 antreibbar, dessen zylinderförmig ausgebildetes Motorgehäuse 11 beiderseits durch je ein Lagerschild 13, 15 verschlossen ist. Diese beiden Lagerschilde 13, 15 weisen je ein Lager 17, 19, welche z. B. aus Kugellagern bestehen, für eine Rotorwelle 21 eines Rotors 23 auf. Diese Rotorwelle 21 hat ein erstes, aus dem Motorgehäuse 11 heraus­ ragendes freies Ende 25, auf dem die Lüfternabe 27 des Axiallüfterrades 3 fest angeordnet ist. Das andere freie Ende 29 der Rotorwelle 21 ragt in ein Reglergehäuse 31 hinein, welches über Abstandselemente mit dem Motor­ gehäuse 11 verbunden ist. Die an dem freien Ende 25 befestigte, topfförmig ausgebildete Lüfternabe 27 ist mindestens teilweise über das Motorgehäuse 1 l des Elektromotors 9 gestülpt angeordnet und weist auf dem zylinderförmigen Außenumfang eine Vielzahl von fest angeordneten Lüfterflügeln 35 auf, deren freie Enden 37 mit einem hohlzylinderförmigen Abschlußring 39 fest verbunden sind.The invention is described when used in air blowers, but it can also be used with rotors of other electric motors. Fig. 1 shows a section through a Axialüftergebläse 1 with a Aallüfterrad 3 for cooling a radiator 5 of a motor vehicle upstream of an air conditioner condenser 7. The eel fan wheel 3 can be driven by a compact, electronically controlled electric motor 9 , the cylindrical motor housing 11 of which is closed on both sides by a bearing plate 13 , 15 . These two end shields 13 , 15 each have a bearing 17 , 19 which, for. B. consist of ball bearings for a rotor shaft 21 of a rotor 23 . This rotor shaft 21 has a first free end 25 protruding from the motor housing 11 , on which the fan hub 27 of the axial fan wheel 3 is fixedly arranged. The other free end 29 of the rotor shaft 21 protrudes into a controller housing 31 which is connected to the motor housing 11 via spacer elements. The cup-shaped fan hub 27 attached to the free end 25 is arranged at least partially over the motor housing 1 l of the electric motor 9 and has on the cylindrical outer circumference a multiplicity of fixedly arranged fan blades 35 , the free ends 37 of which are fixed with a hollow cylindrical end ring 39 are connected.

Einen geräuscharmen Lauf des Axialgebläses 1 wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine ringförmige Kammer 41 an dem Abschlußring 39 integriert angeordnet ist, in der sich mindesten teilweise eine dämpfende Flüssigkeit 43 und in dieser Flüssigkeit frei bewegliche Auswuchtelemente befinden. Diese Auswuchtelemente bestehen vorzugsweise aus Auswuchtkugeln 45. Weiterhin ist die dämpfende Flüssigkeit 43 z. B. Öl.A low-noise running of the axial fan 1 is achieved according to the invention in that an annular chamber 41 is arranged integrated on the end ring 39 , in which there is at least partially a damping liquid 43 and in this liquid freely moving balancing elements. These balancing elements preferably consist of balancing balls 45 . Furthermore, the damping liquid 43 z. B. Oil.

Beim Umlauf des Rotors 23 mit einer überkritischen Winkelgeschwindigkeit bewegen sich die Auswuchtkugeln 45 derart in der ringförmigen Kammer 41, daß keine Unwucht mehr vorhanden ist. Durch dieses automatische Auswuchten des Rotors 23 mit dem fest verbundenen Lüfterrad 3 wird ein geräuscharmer Lauf des Lüftergebläses 1 erzielt. When the rotor 23 rotates at a supercritical angular velocity, the balancing balls 45 move in the annular chamber 41 in such a way that there is no longer any imbalance. This automatic balancing of the rotor 23 with the permanently connected fan wheel 3 results in a low-noise running of the fan blower 1 .

Vorteilhaft werden die Unwuchterscheinungen an der Stirnseite 41 der langen Nabe 27 dadurch verhindert, daß die ringförmige Kammer 41 in dem Abschlußring 39 eine Ausgleichsebene bildet, die im Bereich der freien Stirnseite 46 dieser Nabe 27 liegt.The unbalance phenomena on the end face 41 of the long hub 27 are advantageously prevented in that the annular chamber 41 in the end ring 39 forms a compensation plane which lies in the region of the free end face 46 of this hub 27 .

Im Rahmen der Erfindung ist der Erfindungsgegenstand auch vorteilhaft bei einem als Elektromotor ausgebildeten Außenläufermotor 47 mit einem Rotor 49, der einerseits einseitig auf dem freien Ende 51 der Rotorwelle 53 gemäß Fig. 3 fest angeordnet und andererseits über den Stator 55 mindestens teilweise gestülpt angeordnet ist. Hierbei weist der topfförmige Rotor 49 eine ringförmige Kammer 57 mit der dämpfenden Flüssigkeit und den Auswuchtelementen im Bereich der freien Stirnwand 59 auf Die ringförmige Kammer 57 besteht aus einer nutartigen Vertiefung 61, welche durch eine Ringdichtung 63 flüssigkeitsdicht verschließbar ist. Bei der Bewegung des Rotors 49 bewegen sich die aus Auswuchtkugeln 65 bestehenden Auswuchtelemente derart, daß geräuscherzeugende Unwuchten automatisch ausgeschaltet werden.Within the scope of the invention, the subject matter of the invention is also advantageous in the case of an external rotor motor 47 designed as an electric motor with a rotor 49 which on the one hand is fixedly arranged on the free end 51 of the rotor shaft 53 according to FIG. 3 and on the other hand is at least partially placed over the stator 55 . Here, the cup-shaped rotor 49 has an annular chamber 57 with the damping liquid and the balancing elements in the region of the free end wall 59. The annular chamber 57 consists of a groove-like recess 61 which can be closed in a liquid-tight manner by an annular seal 63 . When the rotor 49 moves, the balancing elements consisting of balancing balls 65 move in such a way that noise-generating imbalances are automatically switched off.

Die ringförmige Kammer 57 bildet eine erste Auswuchtebene an dem freien Ende des topfförmigen Rotors 49. Ist der Rotor 49 zusammen mit einem Lüfterrad 67 an dem freien Ende 51 befestigt, dann wird vorteilhaft eine zweite ringförmige Kammer 71 im Bereich des äußeren Umfanges des Lüfterrades 67 angeordnet. Hierdurch wird eine zweite Auswuchtebene gebildet. Vorteilhaft ist die ringförmige Kammer 71 mit den Auswuchtkugeln 69 an der dem Außenläufermotor 47 abgewandten Stirnseite 73 des Radiallüfterrades 67 befestigt.The annular chamber 57 forms a first balancing plane at the free end of the cup-shaped rotor 49 . If the rotor 49 is fastened to the free end 51 together with a fan wheel 67 , then a second annular chamber 71 is advantageously arranged in the region of the outer circumference of the fan wheel 67 . This creates a second balancing plane. The annular chamber 71 with the balancing balls 69 is advantageously fastened to the end face 73 of the radial fan wheel 67 facing away from the external rotor motor 47 .

Durch die automatische Auswuchtung des Rotors 49 und des Radiallüfterrades 67 wird ein besonders geräuscharmer Lauf des Radialgebläses erzielt.The automatic balancing of the rotor 49 and the radial fan wheel 67 results in a particularly quiet running of the radial fan.

Claims (9)

1. Anordnung zum automatischen Auswuchten eines Rotors eines Elektromotors, insbesondere eines mit dem Rotor drehfestverbundenen Lüflerrades für ein Luftgebläse, gekennzeichnet durch eine ringförmige Kammer (41, 57), die an dem Rotor (23, 49) befestigt und mindestens teilweise mit einer dämpfenden Flüssigkeit gefüllt ist, in der sich frei bewegliche Auswuchtelemente befinden.1. Arrangement for the automatic balancing of a rotor of an electric motor, in particular a fan wheel for an air blower, which is rotatably connected to the rotor, characterized by an annular chamber ( 41 , 57 ) which is attached to the rotor ( 23 , 49 ) and at least partially with a damping liquid is filled, in which there are freely movable balancing elements. 2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor ein Außenläufermotor ist, dessen topfförmiger Rotor einerseits einseitig auf der Rotorwelle fest angeordnet und andererseits über den Stator mindestens teilweise gestülpt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der topfförmige Rotor (49) die ringförmige Kammer (57) mit der dämpfenden Flüssigkeit und den Auswuchtelementen im Bereich der freien Stirnwand (59) aufweist.2. Arrangement according to claim 1, wherein the electric motor is an external rotor motor, the cup-shaped rotor on the one hand fixedly arranged on the rotor shaft and on the other hand at least partially placed over the stator, characterized in that the cup-shaped rotor ( 49 ) the annular chamber ( 57 ) with the damping liquid and the balancing elements in the region of the free end wall ( 59 ). 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kammer (57) in der Stirnwand (59) des Rotors (49) aus einer nutartigen Vertiefung (61) besteht, welche durch eine Ringdichtung (63) flüssigkeitsdicht verschließbar ist.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the annular chamber ( 57 ) in the end wall ( 59 ) of the rotor ( 49 ) consists of a groove-like recess ( 61 ) which can be closed liquid-tight by an annular seal ( 63 ). 4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Rotor mit einem Lüfterrad drehfest verbunden und zusammen mit diesem an einem Ende der Rotorwelle befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kammer (71) im Bereich des äußeren Umfanges des Lüflerrades (67) angeordnet ist.4. Arrangement according to claim 1, 2 or 3, wherein the rotor is rotatably connected to a fan wheel and fastened together with this at one end of the rotor shaft, characterized in that the annular chamber ( 71 ) in the region of the outer circumference of the fan wheel ( 67 ) is arranged. 5. Anordnung nach Anspruch 4, wobei das Lüfterrad ein Radiallüfterrad für ein Radialluftgebläse ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kammer (71) mit den Auswuchtelementen an der dem Elektromotor (50) abgewandten Stirnseite (73) des Radiallüfterrades (67) befestigt ist. 5. Arrangement according to claim 4, wherein the fan wheel is a radial fan wheel for a radial air blower, characterized in that the annular chamber ( 71 ) with the balancing elements on the end facing away from the electric motor ( 50 ) ( 73 ) of the radial fan wheel ( 67 ) is attached. 6. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Lüfterrad ein Axiallüfterrad eines Axiallüftergebläses zur Kühlung eines dem Kühler eines Kraftfahrzeuges vorgeordneten Kondensators einer Klimaanlage ist, dessen topfförmige Nabe an einem Ende der Rotorwelle befestigt und mindestens teilweise über den Elektromotor gestülpt angeordnet ist, und wobei auf dem zylinderförmigen Außenumfang der Nabe eine Vielzahl von fest angeordneten Lüfterflügeln befestigt sind, deren freie Enden mit einem hohlzylinderförmigen Abschlußring fest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kammer (41) in dem Abschlußring (39) angeordnet ist.6. The arrangement according to claim 1, wherein the fan wheel is an axial fan wheel of an axial fan for cooling a cooler of a motor vehicle upstream condenser of an air conditioning system, the cup-shaped hub is attached to one end of the rotor shaft and is at least partially placed over the electric motor, and wherein on the a plurality of fixedly arranged fan blades are attached to the cylindrical outer periphery of the hub, the free ends of which are fixedly connected to a hollow cylindrical end ring, characterized in that the annular chamber ( 41 ) is arranged in the end ring ( 39 ). 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kammer (41) mit den Auswuchtelementen eine Ausgleichsebene bildet, die im Bereich der freien ringförmigen Stirnseite (46) der Nabe (27) liegt.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the annular chamber ( 41 ) with the balancing elements forms a compensation plane which is in the region of the free annular end face ( 46 ) of the hub ( 27 ). 8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswuchtelemente aus Auswuchtkugeln (45) bestehen.8. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the balancing elements consist of balancing balls ( 45 ). 9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dämpfende Flüssigkeit aus Öl besteht.9. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the damping liquid consists of oil.
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