WO2003002889A1 - Automatische auswuchtvorrichtung für rotierende systeme - Google Patents

Automatische auswuchtvorrichtung für rotierende systeme Download PDF

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WO2003002889A1
WO2003002889A1 PCT/DE2002/001803 DE0201803W WO03002889A1 WO 2003002889 A1 WO2003002889 A1 WO 2003002889A1 DE 0201803 W DE0201803 W DE 0201803W WO 03002889 A1 WO03002889 A1 WO 03002889A1
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WO
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compensating
bodies
density
balancing
compensating body
Prior art date
Application number
PCT/DE2002/001803
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English (en)
French (fr)
Inventor
Achim Neubauer
Gerd Scheying
Martin-Peter Bolz
Thomas Brinz
Jochen Moench
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/32—Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels
    • F16F15/36—Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels operating automatically, i.e. where, for a given amount of unbalance, there is movement of masses until balance is achieved
    • F16F15/363—Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels operating automatically, i.e. where, for a given amount of unbalance, there is movement of masses until balance is achieved using rolling bodies, e.g. balls free to move in a circumferential direction

Definitions

  • the present invention relates to a device for automatic balancing of rotating systems according to the preamble of the independent claim.
  • Rotating systems are generally balanced to eliminate or reduce vibrations caused by imbalance in the system. These unwanted vibrations can, among other things, lead to disturbing noises or - due to the greater stress on the bearings - to a reduction in the service life of the respective rotating system.
  • compensating bodies which are arranged to move around the axis of rotation of the rotating system, arrange themselves in such a way that the inertial forces are reduced due to the original unbalance and the unwanted vibrations of the system are thereby damped or more or less completely eliminated.
  • a disadvantage of the method presented in DE 198 24 736 AI for reducing the noise development associated with automatic balancing is the high demands on the tightness of the annular circulation chamber, which result not least from high pressure differences, for example when transporting such a component by air.
  • Suitable liquids mostly viscous oils, such as silicone oil, can only be used in a limited temperature range.
  • diffusion processes in the material of the raceways and chemical processes in the contact area with the compensating bodies can change the properties of the raceways and / or the liquid used greatly.
  • No. 5,727,862 discloses a device and a method for dynamic balancing which make it possible to reduce the noise development in a mechanical way.
  • the freely movable compensating bodies of the device of US Pat. No. 5,727,862 can be held in a specific position by a lock until the rotating system that is to be balanced has reached a required minimum number of rotations.
  • the compensating body will revolve around the axis of rotation of the system at the same angular velocity as the raceway itself when the rotational speed of the rotating system is ramped up. Because of the reduced relative movement there is less noise. Only when the desired number of revolutions has been reached are the compensating bodies fully released, so that they can assume an optimal position for balancing the overall system on the circumference of the individual raceways of the device
  • the device according to the invention with the features of the independent claim has the advantage of realizing noise reduction of the system with purely passive measures. This allows the noise level of the automatic balancing unit to be reduced without sacrificing the functionality and durability of the system.
  • the device according to the invention uses compensating bodies which consist of more than one material, the advantages of these different materials can be introduced in an advantageous manner. So it is possible to use a compensating body that has the largest possible mass with a small size. This enables the use of small track diameters for the device according to the invention, so that the installation volume of the balancing unit does not have to be increased.
  • a second material with a lower density can ensure that the compensating bodies have a high level of internal damping. Place the compensating bodies on which an interaction with each other or with the leading career can occur so elastic that there is a strong acoustic damping when interacting.
  • An advantageous embodiment of the device according to the invention results if the compensating bodies run on raceways in a single closed circulation channel about the axis of rotation of the rotating system. In this case, a very compact and thus space-saving device is possible.
  • the device according to the invention has a plurality of circulation channels, into each of which individual or also a plurality of circulation paths for the compensating bodies are introduced.
  • the device according to the invention has compensating bodies which have a core of high density and a sheathing of lower density, it is possible, despite the high mass of the compensating bodies, to achieve high internal damping of the compensating bodies.
  • This great self-damping means that the noise is reduced when the compensation bodies move in the raceway and when the masses collide with one another.
  • the elastic covering of a high-density core with a plastic or rubber ensures good vibration damping of the masses and thus also the desired acoustic damping of the entire system, both in the event of the compensating bodies bumping against one another and for the rolling and sliding noises of the compensating bodies in the raceways.
  • a covering layer made of silicone resin or Teflon, for example, can advantageously also be used to produce a sliding coating for the compensating bodies, which ensures that the masses rub against one another or against the raceways as little as possible, so that the compensating bodies can assume their optimal position as quickly and precisely as possible ,
  • Coatings made of polyamide and epoxy powder coatings are also advantageous for this task, since these materials can be applied relatively easily in the desired thickness via a powder coating.
  • plastic or rubber bodies can also be used as compensating bodies, into which a core of high density is introduced in such a way that the average density of the entire compensating body corresponds to the density of iron-based materials.
  • the advantages of low-density materials can also be combined with those of the compensating body with great weight.
  • Compensating bodies in a spherical shape can advantageously be used. These are characterized by good ones
  • the balls can be reshaped in the plastic state by extrusion of the mixture of materials and rollers and then, after cooling, can be ground to the necessary tolerances by stirring with abrasives similar to the production of ball bearing balls.
  • the balls should have tolerances of less than 10 ⁇ m in diameter and roundness.
  • the drawing shows exemplary embodiments of the device according to the invention for dynamic balancing of rotating systems, which are explained in more detail in the following description. Show it:
  • FIG. 1 shows a device for balancing rotating systems, which is shown in section and concentrically surrounds the shaft of a rotating system
  • Figure 2 shows a section through a spherical compensating body of the device according to the invention according to Figure 1 and
  • Figure 3 shows a section through a further embodiment of a spherical compensating body for the device according to the invention.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the device 10 according to the invention for balancing rotating systems.
  • the rotating System 12 which in this exemplary embodiment is only shown as a schematic arrangement 14, sits on a shaft 16 which is driven by the rotating system 12.
  • the shaft 16 rotates about an axis of rotation 18.
  • the rotating system 12 which remains only indicated schematically in the exemplary embodiment, may thus be, for example, a fan or fan or also a motor cooling fan along with a driving electric motor.
  • the device 10 according to the invention for the automatic balancing of rotating systems 12 has a compensating structure 21 which is fixedly mounted on the shaft 16 and in which a single, closed circulation channel 20 which is concentric about the axis of rotation 18 is formed.
  • the device 10 according to the invention can also have a plurality of circulation channels arranged concentrically around the shaft 16. To simplify the description of the system, only a system with a single circulation channel 20 is dealt with here, without restricting the generality.
  • freely movable compensating bodies 22 which, in the first exemplary embodiment shown in FIG. 1, consist of balls 24 two different diameters exist.
  • the balls 26, 28, 30 in FIG. 1 have a reduced radius compared to the balls 32.
  • the circulation channel 20 has a rectangular cross-sectional contour 33, the dimensions of which are matched to the diameter of the balls 24 such that all balls 24 have the same axis of rotation 18 of the rotating system 12 on circulation paths 36 on the inner wall 38 of the channel 20 Radius 34 can revolve.
  • the device 10 according to the invention with the compensating construction 21 according to the exemplary embodiment in FIG. 1 thus allows balls of different mass to circulate in different orbits within a single circulation channel 20 about the axis of rotation 18 of the system 12.
  • the device 10 with its compensating construction 21 sits separately from the actual rotating system 12 on the shaft 16.
  • the compensating construction can also be integrated into the rotating system 12 itself.
  • the additional moments of inertia required for optimal balancing can be adapted both by specifying the size of the outer radius 34 of the circulation channel 20 and by varying the properties (diameter, mass, composition, etc.) of the individual balls 24 become.
  • FIG 2 shows a section through a first embodiment of the compensating body 22.
  • a ball 24 which consists of two different materials.
  • the ball itself is generally made of plastic 40 or rubber 41 in which a high density core 42 is embedded.
  • the core 42 of the exemplary embodiment shown in FIG Compensation body 22 for the device 10 according to the invention consists of tungsten powder, which with a density of 19.26 g / cm 3 enables a correspondingly high mass for the entire compensation body 22.
  • the actual ball in this embodiment consists of polyamide 6 (chemical: polycaprolactam), which has a density of 1.12 g / cm 3 and forms a closed sheath 43 for the core 42 of the compensating body 22.
  • the total density of the compensating body is more than 8.3 g / cm 3 .
  • This density is comparable to the density of iron-based materials as used in known systems of the prior art.
  • polyamide (PA6) has a very high internal damping, which is particularly important for the desired noise reduction.
  • PA polyamide
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment for the compensating bodies 22 of the device 10 according to the invention.
  • the compensating bodies 22 of this embodiment which in turn are represented in the figure in the form of a single balls 24, essentially consist of a high-density material 44, such as a metal .
  • compensating bodies of high density have the advantage that the bodies themselves do not have to be very large in order to achieve a corresponding mass, so that the cross section of the circulation channel 20 of the device 10 according to the invention is not very large when masses of this type are used got to .
  • the high density of the Compensating body 22 but also a smaller radius 34 for the orbits 36 of the compensating body 22 in the device according to the invention without the additional moment of inertia generated by the compensating body 22 becoming too small.
  • the body of high density 44 in this exemplary embodiment is therefore, as shown in FIG. 3, provided with a coating 46 made of a material of lower density 48, so that a casing 43 with the desired positive acoustic properties for the compensating body 22 also results.
  • the corresponding coating 46 or sheathing 43 of the compensating bodies 22 with a material of lower density 48 can be used to achieve acoustic damping both of the impacts of the balls with one another and of the rolling or sliding noises of the balls 24 in the raceways 36. It can also be achieved in this way that the balls 24 have as little friction as possible against one another or with the raceway. Adhesion effects such as, for example, “caking” at high forces and / or high temperatures can be minimized by such a coating 46 of the compensating body 22 of the device 22 according to the invention.
  • the damping materials can be applied relatively easily in a sufficient thickness using a powder coating and still meet the necessary conditions for the uniformity of the coating and the mechanical Resilience of the compensation body and the temperature and wear resistance of the system.
  • the device 10 according to the invention is not limited to the use of balls 24 as compensating bodies 22. Rather, masses of any shape can be used when using materials of different densities in the device 10 according to the invention.
  • the device 10 according to the invention is also not limited to the use of compensating bodies 22 with only two materials of different densities.
  • the desired damping properties can also be optimized by combining several materials with different properties.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Wuchten eines um eine Drehachse (18) rotierbaren Systems (12) mit mehreren, um die Drehachse dieses Systems (12) angeordneten Laufbahnen (36) für eine Mehrzahl von beweglichen Ausgleichskörpern (22). Es wird vorgeschlagen, dass mindestens einer der Ausgleichskörper (22) aus mindestens zwei Werkstoffen unterschiedlicher Dichte (40, 41, 42, 44, 48) besteht, wobei die Werkstoffe dieses Ausgleichskörpers derart angeordnet sind, dass der Ausgleichskörper im Bereich möglicher Berührungen mit anderen Ausgleichskörpern (22) und/oder der Umlaufbahn (36) elastisch verformbar ist.

Description

Automatische Auswuchtvorrichtung für rotierende Systeme
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Wuchten rotierender Systeme nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs .
Vorrichtungen dieser Art sind bereits in einer Reihe von technischen Anwendungen realisiert. Rotierende Systeme werden im Allgemeinen gewuchtet, um Schwingungen, die durch Unwuchten am System entstehen, zu eliminieren beziehungsweise zu reduzieren. Diese ungewollten Schwingungen können unter Anderem zu störenden Geräuschen oder auch - aufgrund der stärkeren Beanspruchung der Lager - zu einer Verringerung der Lebensdauer des jeweiligen rotierenden Systems führen.
Bei dem Prinzip des automatischen Wuchtens ordnen sich Ausgleichskörper, die um die Drehachse des rotierenden Systems beweglich angeordnet sind, selbständig derart an, dass die Trägheitskräfte aufgrund der ursprünglichen Unwucht reduziert werden und die ungewollten Schwingungen des Systems dadurch gedämpft beziehungsweise mehr oder weniger vollständig beseitigt werde .
Während die Beweglichkeit der Ausgleichsmassen einerseits dazu führt, dass das zu wuchtende System kontinuierlich und damit auch bei leichten Veränderungen des Systems - aufgrund von beispielsweise Abnutzung oder Verschmutzung - immer optimal gewuchtet ist, kommt es andererseits durch die Wechselwirkung der beweglichen Ausgleichskörper untereinander beziehungsweise durch den Kontakt der Ausgleichskörper mit den Begrenzungen der sie führenden Laufbahnen zu einer Geräuschentwicklung, die als Nachteil dieser Technik empfunden wird und dadurch die Einsatzmöglichkeiten dieser Art des Wuchtens begrenzt. Aus der DE 198 24 736 AI ist eine Anordnung zum automatischen Auswuchten eines Rotors eines Elektromotors bekannt, die einen besonders geräuscharmen Lauf des Elektromotors dadurch gewährleistet, dass die ringförmige, an dem Rotor befestigte Kammer, in der die frei beweglichen Auswuchtelemente umlaufen können, zumindest teilweise mit einer dämpfenden Flüssigkeit, wie beispielsweise Öl gefüllt ist.
Nachteilig bei dem in der DE 198 24 736 AI vorgestellten Verfahren zur Reduzierung der mit dem automatischen Wuchten verbundenen Geräuschentwicklung ist die hohe Anforderung an die Dichtigkeit der ringförmigen Umlaufkammer, die sich nicht zuletzt aufgrund von hohen Druckunterschieden beispielsweise beim Lufttransport eines solchen Bauteils ergeben.
Geeignete Flüssigkeiten, meist zähe Öle, wie beispielsweise Silikon-Öl sind zudem nur in einem eingeschränkten Temperaturbereich einsetzbar.
Desweiteren können Diffusionsprozesse im Werkstoff der Laufbahnen und chemische Prozesse in der Kontaktfläche mit den Ausgleichskörpern die Eigenschaften der Laufbahnen und/oder der benutzten Flüssigkeit stark verändern.
In der US 5,727,862 wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum dynamischen Wuchten offenbart, die es gestatten, die Geräuschentwicklung auf mechanischem Wege zu reduzieren. Die frei beweglichen Ausgleichskörper der Vorrichtung der US 5,727,862 können durch eine Arretierung solange in einer bestimmten Position gehalten werden, bis das rotierende System, das es auszuwuchten gilt, eine erforderliche Mindestumlaufzahl erreicht hat. Dadurch wird der Ausgleichskörper beim Hochfahren der Drehzahl des rotierenden Systems mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit um die Drehachse des Systems umlaufen wie die Laufbahn selbst. Aufgrund der reduzierten Relativbewegung kommt es zu einer geringeren Geräuschentwicklung. Erst bei Erreichen der gewünschten Umlaufzahl werden die Ausgleichskörper vollständig freigegeben, so dass sie eine zur Wuchtung des Gesamtsystems optimale Position auf dem Umfang der einzelnen Laufbahnen der Vorrichtung einnehmen können
Die mechanische Sicherung der einzelnen beteiligten Ausgleichskörper nach der Lehre der US 5,727,862 ist eine aufwendige Technik, die die Komplexität des Wuchtsystems unnötig erhöht und damit die Anfälligkeit und Kosten der Vorrichtung vergrößert .
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, eine Geräuschdämpfung des Systems mit rein passiven Maßnahmen zu realisieren. Damit kann die Geräuschentwicklung der automatischen Auswuchteinheit vermindert werden, ohne Einbußen bei der Funktionsfähigkeit und der Haltbarkeit des Systems in Kauf zu nehmen.
Dadurch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung Ausgleichskörper benutzt, die aus mehr als einem Werkstoff bestehen, lassen sich die Vorteile dieser unterschiedlichen Materialien in vorteilhafter Weise einbringen. So ist es möglich, einen Ausgleichskörper zu verwenden, der bei geringer Größe eine möglichst große Masse besitzt. Dies ermöglicht die Verwendung kleiner Bahndurchmesser für die erfindungsgemäße Vorrichtung, so dass das Einbauvolumen der Wuchteinheit nicht vergrößert werden muß.
Durch einen zweiten Werkstoff mit geringerer Dichte lässt sich erreichen, dass die Ausgleichskörper eine hohe Eigendämpfung bekommen. Stellen der Ausgleichskörper, an denen eine Wechselwirkung untereinander oder mit der führenden Laufbahn auftreten können, lassen sich so elastisch gestalten, dass es bei der Wechselwirkung zu einer starken akustischen Dämpfung kommt.
Die bisher verwendeten Metallkörper erfüllen zwar die Festigkeitsanforderungen und weisen zudem eine hohe Dichte auf, besitzen aber nur eine unzureichende Geräuschdämpfung. Durch den erfindungsgemäßen Mehr-Komponenten-Aufbau der Ausgleichskörper lassen sich in vorteilhafter Weise die Material-Eigenschaf en der unterschiedlichen Werkstoffe für eine gute akustische Dämpfung des automatischen Wuchtsystems ausnutzen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich, wenn die Ausgleichskörper auf Laufbahnen in einem einzelnen geschlossenen Umlaufkanal um die Drehachse des rotierenden Systems umlaufen. In diesem Fall ist eine sehr kompakte und damit Platz sparende Vorrichtung möglich.
Es mag jedoch für spezielle Anwendungen auch von Vorteil sein, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung über mehrere Umlaufkanäle verfügt, in die jeweils einzelne oder auch mehrere Umlaufbahnen für die Ausgleichskörper eingebracht sind.
Dadurch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung Ausgleichskörper besitzt, die einen Kern hoher Dichte und eine Ummantelung geringerer Dichte aufweisen, ist des trotz der hohen Masse der Ausgleichskörper möglich, eine hohe Eigendämpfung der Ausgleichskörper zu erreichen. Diese große Eigendämpfung führt dazu, dass die Geräusche bei der Bewegung der Ausgleichskörper in der Laufbahn und beim Aneinanderstoßen der Massen untereinander gesenkt werden. Die elastische Ummantelung eines Kerns hoher Dichte mit einem Kunststoff oder Kautschuk gewährleistet eine gute Schwingungsdämpfung der Massen und damit auch die gewünschte akustische Dämpfung des ganzen Systems, sowohl bei Stößen der Ausgleichskörper untereinander, als auch für die Roll- und Rutschgeräusche der Ausgleichskörper in den Laufbahnen.
So lässt sich durch eine Mantelschicht aus beispielsweise Silikonharz oder Teflon in vorteilhafter Weise auch eine GleitbeSchichtung für die Ausgleichskörper erzeugen, die für eine möglichst geringe Reibung der Massen untereinander beziehungsweise gegenüber den Laufbahnen sorgt, so dass die Ausgleichskörper möglichst schnell und präzise ihre optimale Position einnehmen können.
Beschichtungen aus Polyamid und Epoxyd Pulverlacke bieten sich für diese Aufgabe ebenfalls in vorteilhafter Weise an, da diese Werkstoffe über eine Pul erbeSchichtung relativ einfach in gewünschter Dicke aufgetragen werden können.
Es ist auf diese Weise möglich, Ausgleichskörper mit Toleranzen im Umfang von weniger als 1/100 mm zu erzeugen, die trotzdem eine homogene Beschichtungen in Dichte und Zusammensetzung aufweisen.
Alternativerweise lassen sich auch Kunststoff- oder Kautschukkörper als Ausgleichskörper verwenden, in die ein Kern hoher Dichte derart eingebracht ist, dass die mittlere Dichte des gesamten Ausgleichskörpers der Dichte von Werkstoffen auf Eisenbasis entspricht. Auf diese Weise lassen sich ebenfalls die Vorteile der Werkstoffe geringer Dichte mit denen der Ausgleichskörper mit großem Gewicht kombinieren. In vorteilhafter Weise können Ausgleichskörper in Kugelform verwendet werden. Diese zeichnen sich durch gute
Laufeigenschaften und einen geringen Reibungswiderstand aus .
Die Kugeln können durch Extrusion des Gemisches der Werkstoffe und Rollen im plastischen Zustand urgeformt werden und dann nach dem Abkühlen durch Rühren mit Schleifmitteln ähnlich der Herstellung von Kugellagerkugeln auf die notwendigen Toleranzen geschliffen werden. Die Kugeln sollten Toleranzen von kleiner als 10μm bezüglich Durchmesser und Rundheit aufweisen.
Zeichnung
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum dynamischen Wuchten rotierender Systeme dargestellt, die in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 eine im Schnitt dargestellte, die Welle eines rotierenden Systems konzentrisch umgebenden Vorrichtung zum Auswuchten rotierender Systeme,
Figur 2 einen Schnitt durch einen kugelförmigen Ausgleichskörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 1 und
Figur 3 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines kugelförmigen Ausgleichskörpers für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Beschreibung der Erfindung
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Wuchten rotierender Systeme. Das rotierende System 12, das in diesem Ausführungsbeispiel nur als eine schematische Anordnung 14 dargestellt ist, sitzt auf einer Welle 16, die von dem rotierenden System 12 angetrieben wird. Die Welle 16 rotiert um eine Drehachse 18. In anderen Ausführungsformen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, dass das rotierende System 12 durch die Welle 16 angetrieben wird.
Als mögliche Beispiele und nicht als Begrenzung für die Verwendbarkeit der erfinderischen Vorrichtung seien an dieser Stelle Elektromotoren und alle durch Elektromotoren angetriebenen, rotierenden Aggregate genannt. Sowohl der Elektromotor selbst, als auch die durch den Motor angetriebenen Aggregate lassen sich mit Hilfe der erfindungsgemäße Vorrichtung automatisch und damit kontinuierlich wuchten.
Das rotierende System 12, das in dem Ausführungsbeispiel nur schematisch angedeutet bleibt, mag also beispielsweise ein Lüfter oder Ventilator oder auch ein Motorkühlungsgebläse nebst antreibendem Elektromotor sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum automatischen Auswuchten rotierender Systeme 12 weist in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 eine fest auf die Welle 16 aufgebrachte Ausgleichskonstruktion 21 auf, in der ein einzelner, geschlossener und konzentrisch um die Drehachse 18 verlaufender Umlaufkanal 20 ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 kann aber ebenso über eine Mehrzahl von konzentrisch um die Welle 16 angeordneten Umlaufkanälen verfügen. Zur einfacheren Beschreibung des Systems wird hier lediglich - ohne Beschränkung der Allgemeinheit - auf ein System mit einem einzelnen Umlaufkanal 20 eingegangen.
In dem Umlaufkanal 20 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 befinden sich frei bewegliche Ausgleichskörper 22, die in dem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel aus Kugeln 24 zweier verschiedener Durchmesser bestehen. Die Kugeln 26,28,30 weisen in Figur 1 einen gegenüber den Kugeln 32 reduzierten Radius auf .
Der Umlaufkanal 20 hat im Ausführungsbeispiel der Figur 1 eine rechteckige Querschnittskontur 33, dessen Dimensionen derart auf die Durchmesser der Kugeln 24 abgestimmt sind, dass alle Kugeln 24 die Drehachse 18 des rotierenden Systems 12 auf Umlaufbahnen 36 an der Innenwand 38 des Kanals 20 mit dem gleichen Radius 34 umlaufen können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 mit der Ausgleichskonstruktion 21 nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 gestattet es somit, Kugeln unterschiedlicher Masse auf verschiedenen Umlaufbahnen innerhalb eines einzelnen Umlaufkanals 20 um die Rotationsachse 18 des Systems 12 umlaufen zu lassen.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sitzt die Vorrichtung 10 mit ihrer Ausgleichskonstruktion 21 separat vom eigentlichen rotierenden System 12 auf der Welle 16. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Ausgleichskonstruktion aber auch in das rotierende System 12 selbst integriert sein.
Eine Anpassung der zur optimalen Wuchtung benötigten zusätzlichen Trägheitsmomente kann im Ausführungsbeispiel der Figur 1 sowohl durch die Festlegung der Größe des äusseren Radius 34 des Umlaufkanals 20 als auch durch die Variation der Eigenschaften (Durchmesser, Masse, Zusammensetzung, usw.) der einzelnen Kugeln 24 vorgenommen werden.
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Ausgleichskörper 22. Dargestellt ist eine Kugel 24, die aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen besteht. Die Kugel an sich besteht im Allgemeinen aus Kunststoff 40 oder Kautschuk 41, in den ein Kern hoher Dichte 42 eingebettet ist. Der Kern 42 des in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiels eines Ausgleichskörpers 22 für die erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 besteht aus Wolframpulver, welches mit einer Dichte von 19,26 g/cm3 eine entsprechend hohe Masse für den gesamten Ausgleichskörper 22 ermöglicht. Die eigentliche Kugel besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus Polyamid 6 (chemisch: Polycaprolactam), welches eine Dichte von 1,12 g/cm3 ufweist und eine geschlossene Ummantelung 43 für den Kern 42 der Ausgleichskörper 22 bildet. Bei einem Füllungsgrad von 40 Volumenprozent der PA6 Kugel mit dem Wolframpulver ergibt sich beispielsweise eine Gesamtdichte des Ausgleichskörpers von mehr als 8,3 g/cm3. Diese Dichte ist vergleichbar der Dichte von Werkstoffen auf Eisenbasis, wie sie in bekannten Systemen des Standes der Technik genutzt werden. Vorteilhafterweise besitzt Polyamid (PA6) eine sehr hohe Eigendämpfung, was besonders für die erwünschte Geräuschdämpfung von entscheidenden Bedeutung ist.
Darüber hinaus hilft der niedrige Reibwert von PA (Polyamid) dabei, dass die Kugeln beim Anlaufen des rotierenden Systems schnell und präzise ihre richtige Position erreichen, so dass durch die erfindungsgemäßen Ausgleichskörper frühzeitig ein optimales Wuchtergebnis erreicht werden kann.
Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform für die Ausgleichskörper 22 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Die Ausgleichskörper 22 dieser Ausführungsform, die in der Figur wiederum in Form einer einzelnen Kugeln 24 dargestellt repräsentiert sind, bestehen im wesentlichen aus einem Material hoher Dichte 44, wie beispielsweise einem Metall. Ausgleichskörper hoher Dichte haben zum Einen den Vorteil, dass die Körper an sich nicht sehr groß sein müssen, um eine entsprechende Masse zu realisieren, so dass damit auch der Querschnitt des Umlaufkanals 20 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 bei Verwendung von Massen dieser Art nicht sehr groß ausfallen muss . Zum Anderen ermöglicht die hohe Dichte der Ausgleichskörper 22 aber auch einen kleineren Radius 34 für die Umlaufbahnen 36 der Ausgleichskörper 22 in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne, dass das durch die Ausgleichskörper 22 erzeugte zusätzliche Trägheitsmoment zu klein wird.
Aufgrund der schlechten Eigendämpfung von Werkstoffen großer Dichte wie beispielsweise einem Metall lässt sich mit diesen Werkstoffen nur eine unbefriedigende akustische Dämpfung der Vorrichtung erzielen. Weniger dichte, aufgrund ihrer Eigendämpfung in akustischer Hinsicht interessante Werkstoffe führen allein aber zu einem wesentlich erhöhten Platzbedarf der Auswuchteinheit, wie zuvor bereits ausgeführt wurde. Der Körper hoher Dichte 44 ist in diesem Ausführungsbeispiel daher, wie in Figur 3 dargestellt, mit einer Beschichtung 46 aus einem Material geringerer Dichte 48 versehen, so dass sich ebenfalls wieder eine Ummantelung 43 mit den gewünschten positiven akustischen Eigenschaften für den Ausgleichskörper 22 ergibt .
Durch die entsprechende Beschichtung 46 beziehungsweise Ummantelung 43 der Ausgleichskörper 22 mit einem Material geringerer Dichte 48 lässt sich eine akustische Dämpfung sowohl der Stöße der Kugeln untereinander als auch der Roll- beziehungsweise Rutschgeräusche der Kugeln 24 in den Laufbahnen 36 erreichen. Ferner lässt sich so erreichen, dass die Kugeln 24 eine möglichst geringe Reibung aneinander beziehungsweise zur Laufbahn besitzen. Adhäsionseffekte wie beispielsweise ein „Anbacken" bei hohen Kräften und/oder hohen Temperaturen können durch eine solche Beschichtung 46 der Ausgleichskörper 22 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 22 minimiert werden.
Die dämpfenden Werkstoffe können über eine PulverbeSchichtung relativ einfach in ausreichender Dicke aufgetragen werden und erfüllen trotzdem die notwendigen Bedingungen an die Gleichmäßigkeit der Beschichtung, an die mechanische Belastbarkeit der Ausgleichskörper sowie an die Temperatur- und Verschleißfestigkeit des Systems.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 ist nicht auf die Verwendung von Kugeln 24 als Ausgleichskörper 22 beschränkt. Vielmehr lassen sich Massen beliebiger Form bei Verwendung von Werkstoffen unterschiedlicher Dichte in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 einsetzen.
Auch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 nicht auf die Verwendung von Ausgleichskörpern 22 mit nur zwei Werkstoffen unterschiedlicher Dichte begrenzt. Eine Optimierung der gewünschten Dämpfungseigenschaften ist selbstverständlich auch durch die Kombination mehrerer Werkstoffe unterschiedlicher Eigenschaften möglich.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (10) zum Wuchten eines um eine Drehachse (18) rotierbaren Systems (12) mit einer Mehrzahl von um die Drehachse (18) dieses Systems (12) angeordneten Laufbahnen
(36) für eine Mehrzahl von beweglichen Ausgleichskörpern (22) , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Ausgleichskörper (22) aus mindestens zwei Werkstoffen unterschiedlicher Dichte (40,41,42,44,48) besteht, wobei die Werkstoffe dieses Ausgleichskörpers derart angeordnet sind, dass der Ausgleichskörper im Bereich möglicher Berührungen mit anderen Ausgleichskörpern (22) und/oder der Umlaufbahn (36) elastisch verformbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichskörper (22) in zumindest einem, konzentrisch um die Drehachse (18) des Systems (12) verlaufenden, geschlossenen Umlaufkanal (20) derart eingebracht sind, dass sie die gemeinsame Drehachse (18) des rotierenden Systems (12) umlaufen können.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine, aus zwei Werkstoffen bestehende Ausgleichskörper (22) einen inneren Kern (42,44) aus einem Werkstoff großer Dichte, . vorzugsweise im Bereich von 2,5 bis 22 g/cm3, sowie eine Ummantelung (43,48) dieses Kerns aus einem Werkstoff entsprechend geringerer Dichte aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (43,48) des Kerns (42,44) des mindestens einen Ausgleichskörper (22) elastisch ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Ausgleichskörper (22) aus Kunststoff- (40) oder Kautschukmassen (41) besteht, die mit einem Werkstoff hoher Dichte (42) gefüllt sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Ausgleichskörper (22) aus einer Masse hoher Dichte (44), vorzugsweise einer
Dichte im Bereich von 2,5 bis 22 g/cm3 besteht, die mit einem Werkstoff geringerer Dichte beschichtet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (46) des mindestens einen Ausgleichskörpers (22) so gewählt ist, dass die Roll- beziehungsweise Rutsch-Reibung des Ausgleichskörpers 22 auf den Laufbahnen (36) reduziert ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichskörper (22) Kugelform (24) besitzen.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005053903A2 (de) * 2003-12-06 2005-06-16 Robert Bosch Gmbh Handschleifmaschine, aufnahmeflansch für ein schleifwerkzeug und auswuchteinheit
EP2111948A1 (de) * 2008-04-25 2009-10-28 Metabowerke Gmbh Elektrohandwerkzeuggerät
US11173676B2 (en) 2016-02-26 2021-11-16 International Marketing, Inc. Composition for reducing tire-wheel assembly imbalances, force variations, and/or vibrations

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3017223A (en) * 1960-04-08 1962-01-16 Louis R Morrill Automatic rotation balancer
US3799619A (en) * 1972-05-18 1974-03-26 Wagner K Vibration dampening assembly
US4179162A (en) * 1977-11-25 1979-12-18 Zarlengo Dominic A Dynamic wheel balancing system
US4755006A (en) * 1986-09-25 1988-07-05 Clay Sean S C Dynamic wheel balancing device
DE19522934A1 (de) * 1994-06-24 1996-01-04 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Kugelumlaufspindel
US5724862A (en) * 1992-05-21 1998-03-10 Eti Technologies Inc. Dynamic balancing method and apparatus
DE19802929C1 (de) * 1998-01-27 1999-02-04 Miele & Cie Vorrichtung zum Auswuchten von rotierenden Körpern

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3017223A (en) * 1960-04-08 1962-01-16 Louis R Morrill Automatic rotation balancer
US3799619A (en) * 1972-05-18 1974-03-26 Wagner K Vibration dampening assembly
US4179162A (en) * 1977-11-25 1979-12-18 Zarlengo Dominic A Dynamic wheel balancing system
US4755006A (en) * 1986-09-25 1988-07-05 Clay Sean S C Dynamic wheel balancing device
US5724862A (en) * 1992-05-21 1998-03-10 Eti Technologies Inc. Dynamic balancing method and apparatus
DE19522934A1 (de) * 1994-06-24 1996-01-04 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Kugelumlaufspindel
DE19802929C1 (de) * 1998-01-27 1999-02-04 Miele & Cie Vorrichtung zum Auswuchten von rotierenden Körpern

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005053903A2 (de) * 2003-12-06 2005-06-16 Robert Bosch Gmbh Handschleifmaschine, aufnahmeflansch für ein schleifwerkzeug und auswuchteinheit
WO2005053903A3 (de) * 2003-12-06 2005-09-01 Bosch Gmbh Robert Handschleifmaschine, aufnahmeflansch für ein schleifwerkzeug und auswuchteinheit
EP2111948A1 (de) * 2008-04-25 2009-10-28 Metabowerke Gmbh Elektrohandwerkzeuggerät
US11173676B2 (en) 2016-02-26 2021-11-16 International Marketing, Inc. Composition for reducing tire-wheel assembly imbalances, force variations, and/or vibrations

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