DE3808311A1 - Rotor fuer eine permanent-magnetisch erregte elektrische maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Rotoren sind in der Regel sehr hohen Dreh­ zahlen und damit entsprechend hohen Fliehkräften aus­ gesetzt. Aus diesem Grunde müssen diese Rotoren zum einen sehr sorgfältig ausgewuchtet sein. Zum anderen muß das Auswuchten in sehr einfacher Weise möglich sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zum besonders einfachen Auswuchten eines Rotors der gattungsgemäßen Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst.

Die Wuchtringe lassen sich in sehr einfacher Weise nach dem Messen des ansonsten fertig montierten Rotors auf einer Unwucht-Meßmaschine montieren und festlegen.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 2 wird erreicht, daß die Wuchtringe sehr nahe an den Rotorkörper heran­ gebracht werden können, also unmittelbar in den Be­ reich der von Haus aus vorhandenen Unwuchten gebracht werden. Hiervon ausgehend wird durch die Maßnahmen nach Anspruch 3 erreicht, daß eine exakte axiale Posi­ tionierung und Festlegung der Wuchtringe erreichbar ist, ohne daß es hierzu eines gesonderten Aufwandes bedarf.

Durch die Maßnahmen nach Anspruch 4 und insbesondere in der Weiterbildung nach Anspruch 5 wird erreicht, daß entsprechend der gemessenen Unwucht in von Haus aus vorgegebene und immer gleiche Wuchtringe ein ent­ sprechend dem gemessenen Wert von seiner Masse her di­ mensioniertes Gewicht eingelegt wird, das im Wuchtring fest angeordnet ist und aus diesem nach seiner Montage nicht herausfallen kann, ohne daß wiederum eine geson­ derte Festlegung notwendig ist. Diese erfolgt nur durch den Aufbau des Wuchtrings und des Rotors.

Durch die Maßnahmen nach Anspruch 6 wird erreicht, daß die Wuchtringe selber möglichst leicht sind, also das Massenträgheitsmoment des Rotors insgesamt nicht nen­ nenswert vergrößern. Aufgrund der generell gegebenen elastischen Verformbarkeit des Kunststoffes ist damit leicht ein fester verdrehsicherer Preßsitz des Wucht­ rings auf den entsprechenden Aufnahmeabschnitten des Rotors erreichbar. Durch Anspruch 7 wird erreicht, daß die Gewichte immer gleiche Außenform haben, also immer ein fester Sitz in der Ausnehmung des Wuchtrings ge­ währleistet ist.

Durch die Maßnahmen nach Anspruch 8 wird in einfacher Weise eine nachträgliche Korrektur des Auswuchtens er­ möglicht.

Besonders vorteilhaft anwendbar ist das Auswuchten mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen bei mit einer metalli­ schen Schutzhülse gesicherten Rotoren. Einzelheiten hierzu geben die Ansprüche 9 und 10 wieder.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Rotor mit Wucht­ ringen und Schutzhülse,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Rotor gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Wuchtring.

Der Rotor weist in üblicher Weise einen zylindrischen Rotorkörper 1 auf, der konzentrisch zu einer Mittel- Längs-Achse 2 ausgebildet ist. Konzentrisch zu dieser Achse 2 sind an den beiden ebenen Stirnseiten 3, 4 des Rotorkörpers 1 und einstückig mit diesem zylindrische Aufnahmeabschnitte 5 für scheibenförmige Wuchtringe 6 ausgebildet. An die beiden Aufnahmeabschnitte 5 schließen sich in üblicher Weise Wellenabschnitte 7, 8 an, wobei an dem einen abtriebsseitigen Wellenab­ schnitt 8 ein Konusabschnitt 9 zur Aufnahme eines Abtriebsrades, beispielsweise einer Riemenscheibe, ausgebildet ist, an den sich ein Gewindeabschnitt 10 anschließt. Auf dem Rotorkörper 1 ist ein Käfig 11 angeordnet, der aus zwei Endringen 12, 13 und einem Mittelring 14 besteht, die durch vier parallel zur Achse 2 verlaufende Längsstege 15 miteinander ver­ bunden sind. Dieser Käfig 11 ist einstückig ausgebil­ det. Er liegt bündig auf der zylindrischen Außenfläche 16 des Rotorkörpers 1 auf. Zur axialen Fixierung die­ ses Käfigs 11 auf den Rotorkörper 1 ist letzterer im Bereich einer Stirnseite 3 mit einer ringförmigen Aus­ nehmung 17 versehen, in die der entsprechend größer ausgebildete, also radial nach innen vorspringende Endring 12 eingreift. Zusätzlich ist im Bereich dieser ringförmigen Ausnehmung 17 der Rotorkörper 1 in seiner Außenfläche 16 noch mit einer parallel zur Achse 2 verlaufenden Positioniernut 18 versehen, in die ein entsprechender federartiger Vorsprung 19 eines Längs­ steges 15 des Käfigs 11 eingreift, so daß letzterer gegenüber dem Rotorkörper 1 auch eine gegen Verdrehun­ gen gesicherte definierte Winkellage hat.

In den durch die Ringe 12 und 14 bzw. 13 und 14 und jeweils zwei Längsstege 15 gebildeten Fächern 20 des Käfigs 11 sind ringzylinderabschnittsförmige Perma­ nentmagnete 21 angeordnet, die auf der Außenfläche 16 des Rotorkörpers 1 mit einer Klebstoffschicht 22 be­ festigt sind.

Über den Käfig 11 mit eingeklebten Permanentmagneten 21 ist eine im wesentlichen zylindrische Schutzhülse aus nichtmagnetischem Material, beispielsweise Alu­ minium oder Chrom-Nickel-Stahl, durch Aufschrumpfen befestigt, d.h. die Schutzhülse 23 ist durch Erwärmen aufgeweitet und dann aufgeschoben worden. Anstelle eines Aufschrumpfens kann selbstverständlich auch ein Aufpressen erfolgen. Nach dem Abkühlen sitzt sie fest auf dem Rotorkörper 1 mit den Permanentmagneten 21 und sichert diese zusätzlich gegen teilweises oder völli­ ges Herausgeschleudertwerden. Da die Permanentmagnete 21 bündig mit den Ringen 12 bis 14 und den Längsstegen 15 ausgebildet sind, liegt die Schutzhülse 23 mit ihrer Innenfläche gleichmäßig gegen den Käfig 11 und die Permanentmagnete 21 an.

Zum Auswuchten dieser Einheit sind die Wuchtringe 6 vorgesehen. Sie weisen - wie aus den Fig. 1 und 3 hervorgeht - eine kegelstumpfförmige Ausnehmung 24 auf, deren Mittelachse 25 parallel zur Achse 2 ver­ läuft, wobei deren radialer Abstand a im Rahmen der konstruktiven Möglichkeiten so groß wie eben möglich ist; die Ausnehmung 24 befindet sich also ziemlich weit außen im Wuchtring 6. Dessen Radius r 6 entspricht im wesentlichen dem Radius r 11 des Käfigs, d.h. die Wuchtringe 6 liegen außen etwa bündig mit dem Käfig 11 und damit auch an der Innenseite der Schutzhülse 23 an. In die kegelstumpfförmige Ausnehmung 24 wird ein kegelstumpfförmiges Gewicht 26 eingesetzt, dessen Außenform also derjenigen der Ausnehmung 24 ent­ spricht. Quer zu der Ausnehmung 24 ist jeder Wuchtring 6 mit zwei auf einem gemeinsamen Durchmesser liegenden Eingriffsöffnungen 27 für einen gabelförmigen Schlüs­ sel versehen. Diese Eingriffsöffnungen 27 weisen auf der der jeweiligen Stirnseite 3 bzw. 4 des Rotorkör­ pers 1 zugewandten Seite eine sich radial nach außen erstreckende Hinterschneidung 28 auf. In die Ein­ griffsöffnungen 27 kann ein entsprechend geformter gabelförmiger Schlüssel mit radial nach außen ragenden Haken zum Eingriff in die Hinterschneidungen 28 einge­ setzt werden, so daß der auf dem zylindrischen Aufnah­ meabschnitt 5 befindliche Wuchtring zum einen auf die­ sem verdreht und zum anderen von diesem abgezogen wer­ den kann. Die kegelstumpfförmige Ausnehmung 24 erwei­ tert sich in montiertem Zustand zur jeweiligen Stirn­ seite 3 bzw. 4 des Rotorkörpers 1 hin. Die Ausnehmun­ gen 24 können alternativ auch als Sacklöcher ausgebil­ det sein, die zur jeweiligen Stirnseite 3 bzw. 4 des Rotorkörpers 1 hin offen sind. Am Außenumfang weist jeder Wuchtring 6 eine Vertiefung 29 auf.

Das Auswuchten des Rotors geht wie folgt vor sich. Nach dem Aufbringen, d.h. Aufschrumpfen der Schutzhül­ se 23 in der geschilderten Weise wird der Rotor ohne die Wuchtringe 6 auf einer Wucht-Meßmaschine durchge­ messen, wobei die Unwuchten an den beiden Enden des Rotorkörpers, d.h. in den Bereichen, in denen die Wuchtringe 6 anzubringen sind, gemessen wird. An­ schließend werden zwei Wuchtringe mit Gewichten 26 versehen, und zwar entsprechend der gemessenen Un­ wucht. Diese Gewichte 26 haben jeweils die gleiche Form und bestehen aus Materialien unterschiedlicher Dichte, wobei sie innen hohl ausgebildet sein können. Auf diese Weise läßt sich eine feine Abstufung der Masse der Gewichte 26 erreichen. Im Anschluß daran werden die beiden mit Gewichten 26 versehenen Wucht­ ringe 6 in der jeweils durch die Messung vorgegebenen Winkellage auf die zylindrischen Aufnahmeabschnitte 5 aufgedrückt. Die Abmessungen dieser Aufnahmeabschnitte 5 einerseits und der entsprechenden zylindrischen Auf­ nahmebohrung 30 der Wuchtringe 6 sind derart, daß die Wuchtringe 6 spielfrei, also mit einem leichten Preß­ sitz auf den Aufnahmeabschnitten 5 aufsitzen. Da die Wuchtringe 6 üblicherweise aus einem möglichst leich­ ten Kunststoff hergestellt werden, der üblicherweise elastisch ist, ist ein solcher fester Sitz ohne zu große Aufpreß- bzw. Abzugs-Kräfte herstellbar bzw. wieder lösbar. Die Wuchtringe 6 liegen dicht an der jeweiligen Stirnseite 3 bzw. 4 an. Gleiches gilt für die Gewichte 26, die damit auch gesichert in der je­ weiligen Ausnehmung 24 sitzen, da die Ausnehmung 24 und das Gewicht 26 sich zur jeweiligen Stirnseite 3 bzw. 4 hin erweitern. Nachkorrekturen erfolgen mittels des erwähnten gabelförmigen Schlüssels und der Ein­ griffsöffnungen 27. Die axial geringfügig über den jeweiligen Wuchtring 6 hinausstehende Schutzhülse 23 wird radial nach innen umgebördelt, so daß noch eine zusätzliche Sicherung der Wuchtringe 6 durch diese Bördelränder 31 in axialer Richtung erreicht wird. Die Schutzhülse 23 wird dann in die Vertiefung 29 hinein verformt, so daß auch noch eine zusätzliche Verdreh­ sicherung der Wuchtringe 6 erreicht wird.

Claims (10)

1. Rotor für eine permanent-magnetisch erregte elek­ trische Maschine, der einen im wesentlichen zylindri­ schen Rotorkörper (1) mit koaxial von diesem abstehen­ den Wellenabschnitten (7,8) aufweist, wobei die Perma­ nentmagnete (21) am Außenumfang (Außenfläche 16) des Rotorkörpers (1) befestigt sind, dadurch gekennzeich­ net, daß am Rotorkörper (1) Wuchtringe (6) mit in diesen eingesetzten Gewichten (26) angebracht sind, die auf am Rotorkörper (1) ausgebildeten Aufnahmeab­ schnitten (5) angeordnet sind.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Aufnahmeabschnitt (5) sich unmittelbar an die jeweilige Stirnseite (3,4) des Rotorkörpers (1) an­ schließt.

3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wuchtring (6) direkt gegen die jeweilige Stirn­ seite (3,4) anliegt.

4. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wuchtring (6) eine im Abstand (a) von der Achse (2) des Rotors angeordnete, der Außenform des Gewichts (26) angepaßte Ausnehmung (24) zur Aufnahme des jewei­ ligen Gewichts (26) aufweist, wobei das jeweilige Ge­ wicht (26) nur in Richtung auf die zugewandte Stirn­ seite (3,4) aus der jeweiligen Ausnehmung (24) heraus­ bewegbar ist.

5. Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ausnehmung (24) kegelstumpfförmig ausgebildet ist und sich zur zugewandten Stirnseite (3,4) hin er­ weitert.

6. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtringe (6) aus einem elastischen Kunststoff bestehen.

7. Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang aller Gewichte (26) unterschiedlicher Masse gleich ist.

8. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtringe (6) mit Eingriffsöffnungen (27) für Verdreh- und/oder Abzugsschlüssel versehen sind.

9. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (21) mit einer Schutzhülse (23) aus Metall versehen sind und daß die Schutzhülse (23) die Wuchtringe (6) in Achsrichtung des Rotors zumin­ dest teilweise übergreift und mit diesen formschlüssig verbunden ist.

10. Rotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülse (23) mittels eines Bördelrandes (21) mit jedem Wuchtring (6) verbunden ist.