DE10131203A1

DE10131203A1 - Automatic balancing device for rotating systems

Info

Publication number: DE10131203A1
Application number: DE2001131203
Authority: DE
Inventors: Achim Neubauer; Gerd Scheying; Martin-Peter Bolz; Thomas Brinz; Jochen Moench
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-09
Also published as: WO2003002889A1

Abstract

The invention relates to a device (10) for balancing a system (12) that rotates about a rotation axis (18), comprising a plurality of raceways (36) disposed about the rotation axis of the system (12) for a plurality of mobile balancing bodies (22). The system is further characterized in that at least one of the balancing bodies (22) consists of at least two materials having different densities (40, 41, 42, 44, 48). The materials of the balancing bodies are disposed in such a manner that the balancing body is elastically deformable in the area of possible contact with other balancing bodies (22) and/or the raceway (36).

Description

State of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Wuchten rotierender Systeme nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs. The present invention relates to a device for automatic balancing of rotating systems according to the generic term of the independent claim.

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. Devices of this type are already in a number of technical applications realized. Rotating systems are used in Generally balanced to vibrations caused by imbalance on the System arise to eliminate or reduce. These unwanted vibrations can be disruptive Noise or - due to the greater stress on the Bearings - to reduce the lifespan of each rotating system.

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 werden. With the principle of automatic balancing, order Compensating body around the axis of rotation of the rotating system are arranged to move independently so that the Inertial forces reduced due to the original unbalance and the unwanted vibrations of the system dampened or more or less completely eliminated become.

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. While the mobility of the balancing masses on the one hand leads to the system to be balanced continuously and therefore even with slight changes to the system - due to for example wear or soiling - always optimal is balanced, on the other hand, it comes from the interaction the movable compensating body with each other or through the contact of the compensating body with the limits of the they lead careers to noise, which as Disadvantage of this technique is felt and therefore the Possible uses of this type of balancing are limited.

Aus der DE 1 98 24 736 A1 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. DE 1 98 24 736 A1 describes an arrangement for automatic Balancing a rotor of an electric motor is known, the one particularly quiet running of the electric motor ensures that the ring-shaped, attached to the rotor Chamber in which the freely moving balancing elements circulate can, at least partially with a damping liquid, such as oil is filled.

Nachteilig bei dem in der DE 1 98 24 736 A1 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. A disadvantage of the one presented in DE 1 98 24 736 A1 Procedure for reducing the automatic balancing associated noise is the high demand on the Tightness of the annular circulation chamber, which is not lastly due to high pressure differences, for example result in the air transportation of such a component.

Geeignete Flüssigkeiten, meist zähe Öle, wie beispielsweise Silikon-Öl sind zudem nur in einem eingeschränkten Temperaturbereich einsetzbar. Suitable liquids, mostly viscous oils, such as Silicone oils are also only limited Temperature range can be used.

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. Furthermore, diffusion processes in the material of the Careers and chemical processes in the contact area with the Compensating bodies the properties of the raceways and / or the change the liquid used.

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 so lange 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. In US 5,727,862 an apparatus and a method for dynamic balances disclosed that allow the Reduce noise development mechanically. The freely movable compensating body of the device US 5,727,862 can be locked in this way for a long time certain position to be held until the rotating system, that it is necessary to balance, a minimum number of rotations required has reached. As a result, the compensating body when starting up the speed of the rotating system with the same Angular velocity revolve around the axis of rotation of the system like the career itself. Due to the reduced relative movement there is less noise. Only at; only when The compensation bodies are reached when the desired number of rotations is reached fully released so that they can be used to balance the Overall system optimal position on the scope of each Can take careers of the device.

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. The mechanical securing of the individual involved Compensating body according to the teaching of US 5,727,862 is one elaborate technology that makes the complexity of the balancing system unnecessary increases and thus the vulnerability and cost of the device increased.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

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. The inventive device with the features of independent claim has the advantage over a System noise reduction with purely passive measures realize. This can reduce the noise level automatic balancing unit can be reduced without Loss of functionality and durability of the Systems.

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. The fact that the device according to the invention Compensating body used, made of more than one material exist, the advantages of these different Introduce materials in an advantageous manner. That's the way it is possible to use a compensating body that at small size has the largest possible mass. This enables the use of small web diameters for the Device according to the invention, so that the installation volume of the Balancing unit does not have to be enlarged.

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. By a second material with lower density achieve that the compensating body has a high Get self-damping. Position the compensating body which interact with each other or with the leading career can occur design elastic that when interacting with a strong acoustic damping comes.

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-Eigenschaften der unterschiedlichen Werkstoffe für eine gute akustische Dämpfung des automatischen Wuchtsystems ausnutzen. The metal bodies used up to now do Strength requirements and also have a high density, but have inadequate noise reduction. By the Multi-component structure of the compensating body according to the invention can be the material properties in an advantageous manner of different materials for good acoustic Use the damping of the automatic balancing system.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich. By the features listed in the subclaims advantageous developments and improvements to the claim 1 specified device possible.

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. An advantageous embodiment of the invention Device arises when the compensation body on Raceways in a single closed circulation channel around the Rotate the axis of rotation of the rotating system. In this case a very compact and thus space-saving device possible.

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. However, it may also be advantageous for special applications if the device according to the invention over several circulation channels has one or more orbits are introduced for the compensating body.

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. Because the device according to the invention compensating body has a high density core and a cladding have lower density, that is despite the high mass Compensating body possible, a high internal damping of the To reach compensating body. This great self-damping leads cause the noise when moving the compensating body in the career and when the masses collide be lowered among each other.

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. The elastic covering of a high density core with a Plastic or rubber ensures good Vibration damping of the masses and thus the desired one acoustic damping of the whole system, both in the event of bumps Compensating body with each other, as well as for the rolling and Sliding noises of the compensating bodies in the raceways.

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. For example, a jacket layer can be used Silicone resin or Teflon advantageously also one Generate a sliding coating for the compensating body that for the least possible friction between the masses or opposite the careers, so that the Compensating body as quickly and precisely as possible Can take position.

Beschichtungen aus Polyamid und Epoxyd Pulverlacke bieten sich für diese Aufgabe ebenfalls in vorteilhafter Weise an, da diese Werkstoffe über eine Pulverbeschichtung relativ einfach in gewünschter Dicke aufgetragen werden können. Coatings made of polyamide and epoxy powder coatings are available for this task also in an advantageous manner, since this Materials over a powder coating relatively easy in desired thickness can be applied.

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. It is possible in this way to compensate with tolerances to produce less than 1/100 mm, which nevertheless a homogeneous coating in density and composition exhibit.

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. Alternatively, plastic or Use rubber body as a compensating body in which a core high density is introduced such that the average density of the entire compensating body on the density of materials Corresponds to iron base. In this way, the Advantages of low density materials with those of Combine compensating body with great weight.

In vorteilhafter Weise können Ausgleichskörper in Kugelform verwendet werden. Diese zeichnen sich durch gute Laufeigenschaften und einen geringen Reibungswiderstand aus. Advantageously, compensating bodies can be spherical be used. These are characterized by good ones Running properties and a low frictional resistance.

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 10 µm bezüglich Durchmesser und Rundheit aufweisen. The balls can be made by extruding the mixture of materials and roles in the plastic state and then reshaped cooling by stirring with abrasives similar to that Manufacture of ball bearing balls to the necessary tolerances be sanded. The balls should have tolerances of less than 10 µm in diameter and roundness.

drawing

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum dynamischen Wuchten rotierender Systeme dargestellt, die in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. In the drawing are exemplary embodiments of the invention Device for dynamic balancing of rotating systems shown in the following description are explained.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine im Schnitt dargestellte, die Welle eines rotierenden Systems konzentrisch umgebenden Vorrichtung zum Auswuchten rotierender Systeme, Fig. 1 is a sectioned, the shaft of a rotating system concentrically surrounding a rotating device for balancing systems,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen kugelförmigen Ausgleichskörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 2 shows a section through a spherical compensating body of the inventive device according to FIG. 1 and

Fig. 3 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines kugelförmigen Ausgleichskörpers für die erfindungsgemäße Vorrichtung. Fig. 3 shows a section through a further embodiment of a spherical compensating body for the device according to the invention.

Description of the invention

Fig. 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. Fig. 1 shows an embodiment of the apparatus 10 according to the invention shows for balancing rotating systems. The rotating system 12 , which is only shown as a schematic arrangement 14 in this exemplary embodiment, is seated on a shaft 16 which is driven by the rotating system 12 . The shaft 16 rotates about an axis of rotation 18 . In other embodiments of the invention it is of course also possible for the rotating system 12 to be driven by the shaft 16 .

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. As possible examples and not as a limitation for the Applicability of the inventive device are on this Make electric motors and all by electric motors driven, rotating units called. Both the Electric motor itself, as well as those driven by the motor Aggregates can be created using the device according to the invention automatically and therefore continuously balanced.

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. 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.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum automatischen Auswuchten rotierender Systeme 12 weist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 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. The device 10 according to the invention for the automatic balancing of rotating systems 12 has, in the exemplary embodiment according to FIG. 1, a compensating construction 21 which is fixedly mounted on the shaft 16 and in which a single, closed and concentrically circulating channel 20 running around the axis of rotation 18 is formed. However, 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.

In dem Umlaufkanal 20 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 befinden sich frei bewegliche Ausgleichskörper 22, die in dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel aus Kugeln 24 zweier verschiedener Durchmesser bestehen. Die Kugeln 26, 28, 30 weisen in Fig. 1 einen gegenüber den Kugeln 32 reduzierten Radius auf. In the circulation channel 20 of the device 10 according to the invention there are freely movable compensating bodies 22 which, in the first exemplary embodiment shown in FIG. 1, consist of balls 24 of two different diameters. The balls 26 , 28 , 30 in FIG. 1 have a reduced radius compared to the balls 32 .

Der Umlaufkanal 20 hat im Ausführungsbeispiel der Fig. 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 Fig. 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 the exemplary embodiment in FIG. 1, 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 of the balls 24 have the axis of rotation 18 of the rotating system 12 on orbits 36 on the inner wall 38 of the channel 20 can rotate the same radius 34 . 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 on different orbits within a single circulation channel 20 about the axis of rotation 18 of the system 12 .

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. In the exemplary embodiment shown here, the device 10 with its compensating construction 21 sits separately from the actual rotating system 12 on the shaft 16 . In other exemplary embodiments, the compensating construction can also be integrated into the rotating system 12 itself.

Eine Anpassung der zur optimalen Wuchtung benötigten zusätzlichen Trägheitsmomente kann im Ausführungsbeispiel der Fig. 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. In the exemplary embodiment in FIG. 1, 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 be made.

Fig. 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 Fig. 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 aufweist 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. Fig. 2 shows a section through a first embodiment of the compensation body 22. Shown is 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 of a compensating body 22 for the device 10 according to the invention shown in FIG. 2 consists of tungsten powder, which with a density of 19.26 g / cm ³ enables a correspondingly high mass for the entire compensating body 22 . The actual ball in this exemplary embodiment consists of polyamide 6 (chemical: polycaprolactam), which has a density of 1.12 g / cm ³ and forms a closed casing 43 for the core 42 of the compensating body 22 . With a degree of filling of 40 volume percent of the PA6 ball with the tungsten powder, for example, 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. Advantageously, polyamide (PA6) has a very high internal damping, which is particularly important for the desired noise reduction.

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. In addition, the low coefficient of friction of PA (polyamide) helps making sure that the balls when the rotating system starts up reach their correct position quickly and precisely, so that through the compensating body according to the invention at an early stage optimal balancing result can be achieved.

Fig. 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. Fig. 3 for the compensating body 22 shows an alternative embodiment of device 10 according to the invention. The compensating bodies 22 of this embodiment, which are represented in the figure in the form of a single ball 24 , essentially consist of a high-density material 44 , such as a metal. On the one hand, 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. On the other hand, the high density of the compensating bodies 22 also enables a smaller radius 34 for the orbits 36 of the compensating bodies 22 in the device according to the invention without the additional moment of inertia generated by the compensating bodies 22 becoming too small.

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 Fig. 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. Due to the poor internal damping of high-density materials, such as a metal, these materials can only achieve unsatisfactory acoustic damping of the device. However, less dense materials, which are interesting from an acoustic point of view due to their inherent damping, alone lead to a considerably increased space requirement for the balancing unit, as has already been stated above. 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.

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. The corresponding coating 46 or sheathing 43 of the compensating bodies 22 with a material of lower density 48 makes it possible 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 . Furthermore, it can be achieved 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.

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. The damping materials can be powder coated relatively easy to apply in sufficient thickness and nevertheless meet the necessary conditions for the Uniformity of the coating to the mechanical Resilience of the compensating body as well as the temperature and System wear resistance.

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. 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.

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. 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. Of course, the desired damping properties can also be optimized by combining several materials with different properties.

Claims

1. Device ( 10 ) for balancing a system ( 12 ) rotatable about an axis of rotation ( 18 ) with a plurality of raceways ( 36 ) arranged around the axis of rotation ( 18 ) of this system ( 12 ) for a plurality of movable compensating bodies ( 22 ), characterized in that at least one of the compensating bodies ( 22 ) consists of at least two materials of different densities ( 40 , 41 , 42 , 44 , 48 ), the materials of this compensating body being arranged in such a way that the compensating body in the area of possible contact with other compensating bodies ( 22 ) and / or the orbit ( 36 ) is elastically deformable.

2. Device according to claim 1, characterized in that the compensating bodies ( 22 ) are introduced in at least one, closed circulation channel ( 20 ) running concentrically around the axis of rotation ( 18 ) of the system ( 12 ) in such a way that they share the common axis of rotation ( 18 ) of the rotating system ( 12 ) can circulate.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one compensating body ( 22 ) consisting of two materials has an inner core ( 42 , 44 ) made of a material of high density, preferably in the range from 2.5 to 22 g / cm ³ , and a sheath ( 43 , 48 ) of this core made of a material of correspondingly lower density.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sheathing ( 43 , 48 ) of the core ( 42 , 44 ) of the at least one compensating body ( 22 ) is elastic.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one compensating body ( 22 ) consists of plastic ( 40 ) or rubber compounds ( 41 ) which are filled with a high-density material ( 42 ).

6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one compensating body ( 22 ) consists of a mass of high density ( 44 ), preferably a density in the range from 2.5 to 22 g / cm ³ , with a material with a lower density is coated.

7. The device according to claim 6, characterized in that the coating ( 46 ) of the at least one compensating body ( 22 ) is selected such that the rolling or sliding friction of the compensating body 22 on the raceways ( 36 ) is reduced.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the compensating body ( 22 ) have a spherical shape ( 24 ).