DE4231026A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von Elektromotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung von Elektromotoren mit einem Motorgehäuse zur Aufnahme eines Stators und einer mit einem Rotor verbundenen Motorwelle.

Im Zuge der Qualitätssicherung werden Elektromotoren nach der Fertigung einer in der Regel vollständigen Funktionsprüfung unterzogen. Ein geeignetes Prüfverfahren, welches nach der Parameteridentifikationsmethode arbeitet, ist aus der DE-OS 40 04 445 bekannt geworden. Gemäß diesem Verfahren läßt sich in sehr kurzer Zeit und mit sehr geringem Geräteaufwand eine Funk­ tionsprüfung bzw. Fehlerdiagnose durchführen. Das bekannte Verfahren erlaubt jedoch nicht, die Drehrichtung des Rotors zu erkennen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen von Elektromotoren zu schaffen, wodurch mit einfachen Mitteln und geringem Aufwand neben ande­ ren Prüfungen auch eine Drehrichtungserkennung des Elektromo­ tors möglich ist, so daß auch Anschlußfehler, welche während der Montage auftreten können, feststellbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrensanspruches 1 und des Vorrichtungsanspruches 4 gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, daß im Verfahrensschritt c sowohl die Auslenkungsrichtung als auch die Auslenkungsgeschwindigkeit und/oder -beschleunigung ermit­ telt wird, so daß weitere Prüfsignale zur Verfügung stehen.

Wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Motorgehäuse in der Aufnahmevorrichtung gehalten, so ist das Anschließen des Elektromotors an eine Spannungsquelle mit besonders einfachen Mitteln möglich, so daß auf Schleifringe oder dergleichen ver­ zichtet werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung sieht vor, daß die elastischen Mittel durch mindestens ein auf Scherung beanspruchtes Gummielement gebildet werden. Da­ durch wird eine einfache und schwingungsarme Rückstellung der Aufnahmevorrichtung in ihre Mittellage realisierbar.

Für besonders kurze Prüfzeiten und für automatische Prüfungen besonders geeignet ist eine Erfindungsausführung, bei welcher die Aufnahmevorrichtung als ein in axialer Richtung auf das Motorgehäuse aufschiebbarer Mitnehmerkopf ausgebildet ist, auf den die Auslenkung formschlüssig übertragen wird. Zu einer Beschleunigung der Prüfung sowie zur Kompaktheit der Vorrich­ tung trägt es im positiven Sinne bei, wenn der Mitnehmerkopf eine Auslenkungs-Detektiervorrichtung trägt oder Teil einer solchen ist. So muß dann die Detektiervorrichtung nur einmal am Mitnehmerkopf montiert und kalibriert werden. Sollte beispiels­ weise eine optische Detektiervorrichtung eingesetzt werden, so könnte der Mitnehmerkopf Markierungen, eine Skala oder einen Maßstab tragen.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Detektiervorrich­ tung als Beschleunigungssensor ausgebildet ist, die vorzugs­ weise ein elektrisches Ausgangssignal gibt. Dies ermöglicht eine besonders robuste und kompakte Bauweise.

Wird die Detektiervorrichtung oder zumindest Teile von ihr an einer im Bezug auf die Motorwelle radial verlaufenden Verlänge­ rung angeordnet, so ist eine mechanische bzw. optische Signal­ vergrößerung nach dem Hebelgesetz oder dem Strahlensatz mög­ lich.

Zur Automatisierbarkeit des Prüfvorganges trägt auch bei, daß eine horizontal verlaufende Positionierplatte vorgesehen ist, die das Motorgehäuse bei vertikal verlaufender Motorwelle trägt, wobei die Positionierplatte um die Längsachse der Motor­ welle torsionsweich gelagert ist. Die Positionierplatte kann dabei den Elektromotor oder die ihn tragende Palette form­ schlüssig aufnehmen und somit Teil einer Transport- bzw. Zu­ führeinrichtung sein.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung sieht vor, daß die Aufnahmevorrichtung elektrische Kon­ takte zum Ansteuern des Elektromotors aufweist. Dabei wird ein sicherer elektrischer Anschluß dadurch begünstigt, daß die elektrischen Kontakte in der Aufnahmevorrichtung verschiebbar gelagert und in Richtung auf den Elektromotor elastisch vor­ gespannt sind.

Weitere vorteilhafte Merkmale sowie die Funktion der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung einen Elektromotor 1, dessen Motorwelle sich entlang der vertikalen Achse 2 erstreckt. Der Elektromotor 1 ist verdrehgesichert in der Palette 3 aufgenommen, auf welcher er der Prüfvorrichtung zugeführt wird. Diese Palette 3 wird auf die Positionierplatte 4 gestellt, die sie beispielsweise durch hervorstehende Zapfen oder Stifte verdrehsicher und in einer definierten Position aufnimmt. Die Positionierplatte 4 ist mittels des Lagers 5 drehbar im fundamentfesten Fußteil 6 gelagert. Die Positionier­ platte 4 und das Fußteil 6 sind durch das Gummifederelement 7 verbunden, welches sowohl an der Positionierplatte als auch am Fußteil 6 ortsfest angebracht ist, so daß es bei einer Rotation der Positionierplatte 4 auf Scherung beansprucht wird.

Oberhalb des Elektromotors 1 befindet sich der Mitnehmerkopf 8, der drehbar um die vertikale Achse 2 mittels der Lagerung 10 an der Kopfplatte 9 angebracht ist. Analog zum Gummielement 7 ist der Mitnehmerkopf 8 durch das Gummielement 7a mit der Kopfplat­ te 9 verbunden. Der Mitnehmerkopf 8 weist einen senkrecht zur vertikalen Achse 2 verlaufenden Arm 11 auf, welcher an seinem nach außen weisenden Ende einen Beschleunigungssensor 12 trägt.

Der Mitnehmerkopf 8 beinhaltet ferner ein nach unten geöffnetes Formstück 13, welches zur formschlüssigen Aufnahme der Verdreh­ bewegung des Motorengehäuses des Elektromotors 1 das Lager­ schild 14 des Elektromotors zumindest teilweise axial über­ greift.

Das Aufschieben des Formstückes 13 auf das Lagerschild 14 wird durch eine Hubvorrichtung, welche entweder im Fußteil 6 oder in der Kopfplatte 9 oder auch in dem Mitnehmerkopf selbst ausge­ bildet sein kann, bewirkt. Diese Hubvorrichtung ist der Über­ sichtlichkeit wegen nicht dargestellt.

Ebenfalls nicht dargestellt sind die Kontakte zum Ansteuern des Elektromotors 1. Da die Stromanschlußkontakte des Elektromo­ tors, der in diesem Fall zu prüfen ist, im Bereich des Lager­ schildes 14 angebracht sind, sind auch die elektrischen Ansteu­ erkontakte der Prüfvorrichtung im Mitnehmerkopf 8 integriert. Diese sind um einen sicheren Kontakt zu garantieren, verschieb­ bar und in Richtung auf den Elektromotor 1 elastisch vorge­ spannt ausgeführt.

Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung ist Teil einer Fertigungs- bzw. Endkontrollstraße und der Elektromotor 1 wird auf der Palette stehend durch eine horizontale Bewegung auf die Posi­ tionierplatte 4 gebracht. Durch Betätigen der Hubvorrichtung wird der Elektromotor in die in der Figur dargestellte Lage gebracht. Das Motorgehäuse des Elektromotors 1 ist nun tor­ sionsweich gelagert, die Motorwelle ist frei und die Ansteuer­ kontakte liegen an den Anschlußkontakten des Elektromotors 1 an. Nun wird der Elektromotor 1 kurz an eine Spannungsquelle angeschlossen, so daß sich das Motorgehäuse aufgrund des Reak­ tionsmomentes im wesentlichen in Abhängigkeit von dem Träg­ heitsmoment der Motorwelle und des Rotors um die vertikale Achse 2 unter Mitnahme des Mitnehmerkopfes 8 und der Positio­ nierplatte 4 verdreht. Diese Torsionsbewegung wird durch die Gummielemente 7, 7a durch elastische Verformung aufgefangen. Da dieses auslenkende Moment nur bei dem Anfahrvorgang auftritt, wird die gesamte Vorrichtung nach einem kurzen Schwingen wieder in die Mittelstellung zurückgestellt. Durch das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors 12 kann während des Auslenkvorganges die Drehrichtung des Elektromotors 1 festgestellt werden. Die­ ses Signal kann einer Recheneinheit zugeführt werden, die über geeignete Verarbeitungsprogramme verfügt und Teil der Prüfungs­ auswertung ist. Auf der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung kön­ nen anstelle oder neben der Erkennung der Drehrichtung des Elektromotors 1 auch andere Prüfungsschritte ausgeführt werden, so daß dieser Prüfschritt keinen besonderen apparativen Aufwand bedeutet.

Claims (12)

1. Verfahren zum Prüfen von Elektromotoren mit einem Motorge­ häuse zur Aufnahme eines Stators und einer mit einem Rotor verbundenen Motorwelle, gekennzeichnet durch folgende Ver­ fahrensschritte:

• a) Halten des Motorgehäuses oder der Motorwelle in einer um die Drehachse (2) der Motorwelle torsionsweich gela­ gerten Aufnahmevorrichtung,
• b) Einschalten des Elektromotors (1) und
• c) Detektieren der aus dem Reaktionsmoment des Elektromo­ tors resultierenden Auslenkung der Aufnahmevorrichtung (4, 8) bzw. des von ihr gehaltenen Teils.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt c sowohl die Auslenkungsrichtung, als auch die Auslenkungsgeschwindigkeit und/oder -beschleuni­ gung ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgehäuse in der Aufnahmevorrichtung (4, 8) ge­ halten ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (4, 8) drehbar in einem Rahmen gelagert ist, mit welchem sie über elastische Mittel (7, 7a) ver­ bunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel durch mindestens ein auf Scherung beanspruchtes Gummielement (7, 7a) gebildet werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung als ein in axia­ ler Richtung auf das Motorgehäuse aufschiebbarer Mitnehmer­ kopf (8) ausgebildet ist, auf den die Auslenkung form­ schlüssig übertragen wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mitnehmerkopf (8) eine Auslenkungs­ detektiervorrichtung (12) trägt oder Teil einer solchen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Detektiervorrichtung als Beschleuni­ gungssensor (12) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Detektiervorrichtung (12) oder zu­ mindest Teile von ihr an einer in Bezug auf die Motorwelle radial verlaufenden Verlängerung angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine horizontal verlaufende Positionier­ platte (4) vorgesehen ist, die das Motorgehäuse bei ver­ tikal verlaufender Motorwelle trägt, wobei die Positionier­ platte (4) um die Längsachse (2) der Motorwelle torsions­ weich gelagert ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (8) elektrische Kontakte zum Ansteuern des Elektromotors (1) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontakte in der Aufnahmevorrichtung (8) verschiebbar gelagert und in Richtung auf den Elektromotor (1) elastisch vorgespannt sind.