DE10150031A1 - Single-phase electric drive motor e.g. for washing machine, has vibration reduction devices fitted to rotary and fixed motor parts consisting of suspension springs and additional masses tuned to stimulation frequency - Google Patents
Single-phase electric drive motor e.g. for washing machine, has vibration reduction devices fitted to rotary and fixed motor parts consisting of suspension springs and additional masses tuned to stimulation frequencyInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einphasige elektrische Antriebsmotoren nach den Ansprüchen 1 bis 12, vorzugsweise von permanentmagnetisch erregten, elektronisch kommutierten Synchronmotoren, die dem Antrieb von Umwälzpumpen bei Geschirrspülmaschinen, aber auch von Lüftern, Kompressoren o. ä. dienen und an denen Einrichtungen zur Schallminderung angebracht sind. The invention relates to single-phase electric drive motors according to claims 1 to 12, preferably of permanently magnetically excited, electronically commutated Synchronous motors that drive circulating pumps in dishwashers, but also of fans, compressors or the like and where facilities for Noise reduction are appropriate.
Ein wichtiges Verkaufsargument bei heutigen Geschirrspülmaschinen ist ein niedriger Lärmpegel. An important selling point in today's dishwashers is a low one Noise levels.
Um einen solchen zu erreichen, wird bei der Konzipierung solcher Maschinen und ihrer Komponenten ein großer Aufwand getrieben. Dabei muss bei den ins Auge gefaßten Maßnahmen immer auch der Kostengesichtspunkt betrachtet werden. Lärmquellen sind hauptsächlich die Umwälzpumpe mit ihrem Antriebsmotor, die Laugenpumpe und die Wasserstrahlen im Spülraum der Maschine. Die am meisten angewendete Maßnahme zur Verminderung des abgestrahlten Lärms ist die Dämmung des im Inneren der Maschine erzeugten Lärms durch Versteifung der Gehäusewände, Vermeidung von Resonanzen, Einbau von Dämm-Matten und Verschließen von Öffnungen am Gehäuse. Eine bedeutende Lärmquelle stellt die Umwälzpumpe dar. Sie wird heute fast ausschließlich von einem einphasigen elektrischen Asynchronmotor angetrieben. Die neuentwickelten einphasigen elektronisch kommutierten Synchronmotoren wurden bisher wegen des Geräuschproblems nicht eingesetzt, obwohl sie kostenmäßig und technisch Vorteile bringen würden. Das pulsierende Antriebs-Drehmoment der einphasigen Motoren kann Bauteile der Spülmaschine in Schwingungen versetzen. Diese Bauteile strahlen dann entsprechenden Schall in die Umgebung ab. In order to achieve this, such machines and their Components driven a lot of effort. It must be with the envisaged Measures are always considered from the cost point of view. The main sources of noise are the circulation pump with its drive motor Suds pump and the water jets in the machine's wash cabinet. The most widely used measure to reduce radiated noise is the insulation of the noise generated inside the machine by stiffening the Housing walls, avoidance of resonance, installation of insulation mats and Closing openings on the housing. The circulation pump is an important source of noise. Today it is used almost exclusively by a single-phase electric asynchronous motor driven. The newly developed single-phase electronically commutated synchronous motors were not yet used because of the noise problem, although it is cost and would bring technical advantages. The pulsating drive torque of the single-phase motors can be components of the Vibrate the dishwasher. These components then shine appropriate sound in the environment.
Als Maßnahme zur Schallminderung wird bei den einphasigen Asynchronmotoren mit mäßigem Erfolg versucht, durch eine besondere Anordnung von Haupt- und Hilfswicklung und dem Einsatz eines Hilfskondensators oder Widerstands, die Momentenpulsation herab zu setzen und so die Anregung von Schwingungen zu verkleinern. Eine solche Maßnahme ist bei einem einphasigen, elektronisch kommutierten Motor ohne gravierende Zusatzkosten nicht zu verwirklichen. As a measure to reduce noise, single-phase asynchronous motors are equipped with moderate success, through a special arrangement of main and Auxiliary winding and the use of an auxiliary capacitor or resistor that To reduce torque pulsation and thus the excitation of vibrations out. One such measure is for a single-phase, electronically commutated motor not possible without serious additional costs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Auswirkungen des pulsierenden Antriebsmoments und des daraus resultierenden Reaktionsmoments von einphasigen elektrischen Motoren, vorzugsweise von einphasigen, elektronisch kommutierten Synchronmotoren, vom Ort der Entstehung bis zu den Anschlußpunkten der Umwälzpumpe abzubauen, um so die Erzeugung von Schwingungen der Komponenten der Spülmaschine zu verringern. Die zu treffenden Maßnahmen müssen äußerst kostengünstig sein, um Eingang in die Spülmaschinenfertigung zu finden. Außerdem müssen die Maßnahmen, insbesondere bei einphasigen elektronisch kommutierten Motoren, auch den besonderen Beanspruchungen beim Anlauf der Motoren gewachsen sein. The invention has for its object the effects of pulsating Driving torque and the resulting reaction torque of single-phase electric motors, preferably single-phase, electronically commutated Synchronous motors, from the place of origin to the connection points of the Dismantle the circulation pump so as to generate vibrations of the components the dishwasher. The measures to be taken must be extremely inexpensive to enter the Find dishwasher manufacturing. In addition, the measures, especially for single-phase electronic commutated motors, also the special stresses when starting the Engines have grown.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und 2 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben. This object is solved by the features of claims 1 and 2. Advantageous and expedient further developments of the specified device according to the invention.
Bei der Funktionsbeschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf die beiden Betriebszustände von einphasigen Motoren eingegangen, wobei der Dauerbetrieb zuerst behandelt wird. In the functional description of the device according to the invention, reference is made to the two Operating states of single-phase motors entered, the continuous operation is treated first.
Diese Betriebszustände sind der Anlauf, bei dem es, insbesondere bei einphasigen elektronisch kommutierten Motoren, zu hohen Momentenspitzen kommt und der Dauerlauf, bei dem die erfindungsgemäßen Vorrichtungen wirken sollen. These operating states are the start-up, especially when it is single-phase electronically commutated motors, high torque peaks and the Endurance test in which the devices according to the invention are intended to act.
Bei einphasigen elektrischen Motoren, insbesondere Synchronmotoren, ist das erzeugte Antriebsmoment nicht gleich, sondern eher puls- oder wellenförmig sh. Fig. 1 bis 3. In the case of single-phase electric motors, in particular synchronous motors, the drive torque generated is not the same, but rather pulse or wave-shaped sh. Fig. 1 to 3.
Die Grundfrequenz der Drehmoment-Pulse oder -wellen hat die doppelte Frequenz des speisenden Netzes. Zusätzlich treten noch entsprechende Oberwellen auf. Bei einem 50 Hz Netz ist damit die Grundfrequenz der Antriebsmomentpulse 100 Hz, die erste Oberwelle liegt bei 200 Hz. The basic frequency of the torque pulses or waves has twice the frequency of the feeding network. Corresponding harmonics also occur. In the case of a 50 Hz network, the basic frequency of the drive torque pulses is 100 Hz first harmonic is 200 Hz.
Diese Pulsation des Antriebsmomentes bewirkt eine ungleichmäßige Drehzahl des Rotors und des damit gekoppelten Pumpenrades. Diese bewirkt eine Ungleichmäßigkeit, eine Schwingung im Flüssigkeitsdruck des geförderten Spülwassers und regt über diese Druckschwingung Teile der Spülmaschine zu mechanischen Schwingungen und zur Schallabstrahlung an. Das resultierende Reaktionsmoment regt das Motorgehäuse und das damit verbundene Pumpengehäuse zu Drehschwingungen an. Über die Anschlusspunkte der Motoraufhängung und der Pumpenanschlüsse werden dann ebenfalls Teile der Spülmaschine zu mechanischen Schwingungen und damit zur Schallabstrahlung anregt. This pulsation of the drive torque causes an uneven speed of the Rotor and the pump wheel coupled to it. This causes one Irregularity, a vibration in the fluid pressure of the pumped Rinsing water and excites parts of the dishwasher via this pressure oscillation mechanical vibrations and sound radiation. The resulting reaction moment excites the motor housing and with it connected pump housing to torsional vibrations. Via the connection points of the The engine mount and the pump connections will then also become part of the Dishwasher for mechanical vibrations and thus for sound radiation stimulates.
Da beide Anregungswege zur Schallerzeugung beitragen, genügt es nicht, einen der Anregungswege zu blockieren, in dem man z. B. ein hydraulisches Tiefpassfilter in Form eines Windkessels am hydraulischen Ausgang der Pumpe, oder einen Schwingungstilger an das Motorgehäuse oder den Läufer des Motors einfügt. Since both excitation paths contribute to sound generation, it is not sufficient to use one of the Block pathways by z. B. a hydraulic low-pass filter in the form a wind boiler at the hydraulic outlet of the pump, or a Vibration damper inserts on the motor housing or the rotor of the motor.
In speziellen Fällen hat dies sogar zu einem Anstieg des abgestrahlten Schallpegels geführt, wenn die beiden Anregungswege gegenphasig gearbeitet und sich vor Anbringung solcher Maßnahmen teilweise kompensiert haben. In special cases, this even leads to an increase in the emitted sound level led when the two stimulation paths worked in opposite phases and before Have partially compensated for such measures.
Ein Weg, die Schwingungsanregungen des Antriebsmotors zu vermindern ist, die Schwingungen der Motorwelle bzw. des Rotors durch an diesen federnd aufgehängte Zusatzmassen (13), vorzugsweise Drehmassen und die des Motorgehäuses durch daran federnd aufgehängte Zusatzmassen (14), ebenfalls vorzugsweise Drehmassen, zu mindern. Diese federnd aufgehängten Zusatzmassen müssen dabei dynamisch so abgestimmt sein, dass ihre Resonanzfrequenz mit der anregenden Frequenz des Antriebsmomentes zusammen fällt (Fig. 3). One way to reduce the vibration excitation of the drive motor is to reduce the vibrations of the motor shaft or the rotor by additional masses ( 13 ), preferably rotating masses, which are resiliently suspended thereon, and those of the motor housing by additional masses ( 14 ), likewise preferably rotating masses, suspended on it , These resiliently suspended additional masses must be dynamically coordinated so that their resonance frequency coincides with the exciting frequency of the drive torque ( FIG. 3).
Bei einem solchen System, bestehend aus einer Masse, die zu Schwingungen angeregt wird und einer oder mehreren parallel daran aufgehängten Zusatzmassen, abgestimmt auf die auftretenden Anregungsfrequenzen (Grundfrequenz und Oberwellen), schwingen diese Zusatzmassen mit der entsprechenden Anregungsfrequenz aber mit einer Phasenverschiebung zum anregenden Moment von 180° (Fig. 2). In such a system, consisting of a mass that is excited to vibrate and one or more additional masses suspended in parallel, tuned to the occurring excitation frequencies (fundamental frequency and harmonics), these additional masses oscillate with the corresponding excitation frequency but with a phase shift from the exciting moment 180 ° ( Fig. 2).
Die Kraft, die von den Zusatzmassen auf die angeregte Masse ausgeübt wird, ist dabei in jedem Augenblick gerade so groß wie die Anregungskraft, dieser aber entgegengerichtet. The force exerted by the additional masses on the excited mass is included at any moment just as great as the stimulus, but this opposite direction.
Damit heben sich Anregungskraft und Gegenkraft der Massen der Schwingungsminderer gerade auf und es werden keine Kräfte über die Motoraufhängungen oder Druckleitungen z. B. an die Spülmaschine weitergeleitet. This increases the excitement and counterforce of the masses Vibration reducer just open and there are no forces on the Engine mounts or pressure lines e.g. B. forwarded to the dishwasher.
Diese Gebilde aus Massen bzw. Trägheitsmomenten und Federn können z. B. als preisgünstige Blech-Stanzteile oder als Kunststoff-Spritzgußteile gefertigt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass sich die Aufhängefedern verkürzen, wenn die daran aufgehängten Zusatzmassen ausgelenkt werden. Bei radialer Anordnung der Federn und einer erwünschten linearen Federcharakteristik ist deshalb eine entsprechende radiale Beweglichkeit in Form von radialem Spiel oder eine radial wirkende Feder in Form einer geknickten, L- oder T-förmigen Feder (25, 26, 27) erforderlich. Wichtig ist dabei, dass die radiale Eigenfrequenz weit genug von den radialen Anregungsfrequenzen, insbesondere der Frequenz der Drehzahl entfernt ist. Sofern mehrere Drehfrequenzen, z. B. Hauptfrequenz und Oberwellen gemindert werden sollen, ist es platzsparend und preisgünstig, wenn nicht für jede der einzelnen Anregungsfrequenzen ein Feder-Masse-System angebracht wird, sondern ein gekoppeltes System von mehreren Massen und Federn, das auf die zu reduzierenden Frequenzen des Antriebsmomentes abgestimmt ist (Fig. 4). These structures of masses or moments of inertia and springs can, for. B. as inexpensive sheet metal stampings or as plastic injection molded parts. It should be taken into account that the suspension springs shorten when the additional masses suspended on them are deflected. With a radial arrangement of the springs and a desired linear spring characteristic, a corresponding radial mobility in the form of radial play or a radially acting spring in the form of a bent, L- or T-shaped spring ( 25 , 26 , 27 ) is required. It is important that the radial natural frequency is far enough from the radial excitation frequencies, in particular the frequency of the speed. If several rotational frequencies, e.g. B. main frequency and harmonics are to be reduced, it is space-saving and inexpensive if not a spring-mass system is attached for each of the individual excitation frequencies, but a coupled system of several masses and springs, which are matched to the frequencies of the drive torque to be reduced is ( Fig. 4).
Ein weiterer Weg, die Schwingungsanregung des Antriebsmotors zu vermindern ist es, nur am Motorgehäuse oder nur am Rotor federnd aufgehängte Zusatzmassen zu befestigen und die Resonanzfrequenzen so abzustimmen, dass die resultierenden Schwingungen am Motorgehäuse gerade die Auswirkungen der vom Rotor und Pumpenrad erzeugten Schwingungen kompensieren (Fig. 6). Another way to reduce the vibration excitation of the drive motor is to attach additional masses that are only spring-suspended to the motor housing or only to the rotor and to tune the resonance frequencies so that the resulting vibrations on the motor housing compensate precisely for the effects of the vibrations generated by the rotor and pump wheel ( Fig . 6).
Eine besondere Beanspruchung für die Schwingungsminderer stellt der Betriebszustand "Anlauf" dar. Beim Anlauf sind, insbesondere bei einphasigen permanentmagnetisch erregten, elektronisch kommutierten Motoren besonders hohe Momentenpulse wirksam. The vibration reducer places special demands on the Operating state "start-up". When starting, especially with single-phase Particularly magnetically excited, electronically commutated motors Torque pulses effective.
Um eine Überlastung der Aufhängefedern in diesem Zustand zu vermeiden, kann es erforderlich sein, die Schwingungsausschläge der Schwingungsminderer zu beschränken, ohne dass dadurch wieder gefährliche Zustände wie z. B. Wackelschwingungen mit hohen Anschlagskräften erzeugt werden. Diese Anschlagsbegrenzung kann nur durch entsprechend abgestimmte Anschlagsfedern realisiert werden, für die es zwei mögliche Ausführungsformen gibt: Anschlagsfedern mit linearer Federcharakteristik: Dabei müssen diese so hart sein, dass die Aufhängefedern nicht überbeansprucht werden und zusätzlich so gedämpft sein, dass der Rückprall nur noch schwach ausfällt. In order to avoid overloading the suspension springs in this state, it can be necessary to reduce the vibration deflections of the vibration reducers restrict without dangerous states such as. B. Wobble vibrations with high impact forces are generated. This stop limit can only be adjusted by appropriately Stop springs can be realized, for which there are two possible embodiments: Stop springs with linear spring characteristics: They have to be so hard that the suspension springs are not overstressed and additionally damped be that the rebound is only weak.
Die Dämpfung kann dabei vorteilhaft entweder durch Materialdämpfung oder durch Reibung erzeugt werden, in dem z. B. die Anschlagsfeder durch ein Blattfederpaket realisiert wird, bei dem dir Reibung zwischen den einzelnen Federn zu Dämpfung benutzt wird. The damping can be advantageous either by material damping or by Friction are generated in which, for. B. the stop spring by a leaf spring package is realized in which you have friction between the individual springs to dampen is used.
Anschlagsfedern mit progressiver Charakteristik: Bei dieser Art muss die Federprogression so abgestimmt sein, dass eine Überbeanspruchung vermieden wird. Im Falle einer radialen Anordnung der Aufhängefedern kann eine Progression der Feder in einfacher Weise durch Einspannung sowohl am Nabenteil als auch am äußeren Ring des Schwingungsminderers erzielt werden. Stop springs with progressive characteristics: With this type, the Spring progression must be coordinated in such a way that overuse is avoided. In the case of a radial arrangement of the suspension springs, a progression of the Spring in a simple manner by clamping both on the hub part and on outer ring of the vibration reducer can be achieved.
Fig. 1 zeigt die Formen der Antriebsmomente eines einphasigen Asynchronmotors ohne Steuerung des Motorstromes (1, 2) und eines einphasigen Sychronmotors mit und ohne Steuerung des Motorstromes (2, 3). Fig. 1 shows the forms of the drive torques of a single-phase asynchronous motor without control of the motor current ( 1 , 2 ) and a single-phase synchronous motor with and without control of the motor current ( 2 , 3 ).
Fig. 2 zeigt die prinzipielle Anordnung und Wirkungsweise eines Schwingungsverminderers. Fig. 2 shows the basic arrangement and mode of operation of a vibration reducer.
Fig. 3 zeigt die mögliche Ausführung eines einphasigen Synchronmotors mit Schwingungsverminderern für die Grundfrequenz an Rotor und Motorgehäuse. Fig. 3 shows the possible design of a single-phase synchronous motor with vibration reducers for the basic frequency on the rotor and motor housing.
Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführung mit einem Schwingungsverminderer für zwei Anregungsfrequenzen an Rotor und Motorgehäuse. Fig. 4 shows a possible embodiment with a vibration reducer for two excitation frequencies on the rotor and motor housing.
Fig. 5 zeigt die prinzipielle Anordnung und Wirkungsweise eines einzelnen Schwingungsminderers auf dem Motorgehäuse zur Minderung der Rotor und Motorgehäuseschwingungen. Fig. 5 shows the basic arrangement and mode of operation of a single vibration reducer on the motor housing to reduce the rotor and motor housing vibrations.
Fig. 6 zeigt Aufhängefedern für radiale Anordnungen. Fig. 6 shows suspension springs for radial arrangements.
Fig. 7 zeigt eine mögliche Ausführung des Schwingungsminderers für den Rotor. Fig. 7 shows a possible embodiment of the vibration reducer for the rotor.
In Fig. 1 wird ersichtlich, wie das Antriebsmoment bei einphasigen Asynchronmotoren (1) und verstärkt bei einphasigen Synchronmotoren (2) schwankt, insbesondere wenn der Strom über Phasenanschnitt mittels Triac oder ähnlichen Schaltern kontrolliert wird (3). In Fig. 1 it can be seen how the drive torque fluctuates in single-phase asynchronous motors ( 1 ) and increasingly in single-phase synchronous motors ( 2 ), in particular if the current is controlled via a leading edge by means of a triac or similar switches ( 3 ).
In Fig. 2 wird das System des Schwingungsminderers, bestehend aus dem Zentralteil (4), das z. B. den Rotor mit Pumpenrad darstellt und der Zusatzdrehmasse (5), die über die Aufhängefedern (6) mit dem Zentralteil (4) so verbunden, dass seine Eigenfrequenz gerade gleich der Anregungsfrequenz des Erregermoments (7) ist. In Fig. 2, the system of the vibration reducer, consisting of the central part ( 4 ), the z. B. represents the rotor with the pump wheel and the additional rotating mass ( 5 ), which is connected via the suspension springs ( 6 ) to the central part ( 4 ) so that its natural frequency is just equal to the excitation frequency of the excitation torque ( 7 ).
Das Erregermoment (7), das durch das pulsierende Antriebsmoment erzeugt wird, versucht das Zentralstück (4) in Schwingungen zu versetzen. Im eingeschwungenen Zustand ist bei der momentan wirkenden Momentenamplitude (9) die Zusatzmasse durch die wirkenden Kräfte gerade soweit um den Winkel (10) verdreht worden, dass das Anregungsmoment durch das Federmoment aufgehoben wird. Das Zentralteil (4) bleibt daher weitgehend in Ruhe, während die Zusatzmasse mit entsprechender Amplitude (8) schwingt. Die Verkürzung der radialen Federlänge bei Auslenkung der Feder, muss durch besondere Maßnahmen, z. B. den bei Fig. 6 beschriebenen, aufgefangen werden. The excitation torque ( 7 ), which is generated by the pulsating drive torque, tries to vibrate the center piece ( 4 ). In the steady state at the momentarily acting torque amplitude ( 9 ), the additional mass has been rotated by the angle ( 10 ) by the acting forces just enough that the excitation moment is canceled by the spring moment. The central part ( 4 ) therefore remains largely at rest, while the additional mass oscillates with the corresponding amplitude ( 8 ). The shortening of the radial spring length when deflecting the spring must be carried out by special measures, e.g. B. those described in Fig. 6, are collected.
In Fig. 3 ist die prinzipielle Anordnung eines einphasigen Synchronmotors gezeigt, bei dem auf dem Rotor (11) und dem Motorgehäuse (12) je ein Schwingungsminderer (13, 14) angeordnet ist. Diese Anordnung ist universal, sie mindert die Drehschwingungen des Rotors und des Motorgehäuses jeweils für sich, nach dem bei Fig. 2 beschriebenen Prinzip. In Fig. 3 the basic arrangement of a single-phase synchronous motor is shown, in each of which a vibration reducer ( 13 , 14 ) is arranged on the rotor ( 11 ) and the motor housing ( 12 ). This arrangement is universal, it reduces the torsional vibrations of the rotor and the motor housing in each case, according to the principle described in FIG. 2.
In Fig. 4 ist eine Anordnung gezeigt, bei der die Schwingungen von Rotor (11) und Motorgehäuse (12) sowohl in der Grundwelle als auch in der ersten Oberwelle des Antriebsmomentes gemindert werden können. Dabei sind die Drehmassen (15, 16 u. 17, 18) und die Federn (19, 20 u. 21, 22) vorzugsweise so angeordnet, dass die größeren Drehmassen (15, 17) außen und die kleineren (16, 18) innen sind. Entsprechend sind die steiferen Federn (20, 22) innen und die weniger steifen (19, 21) außen angeordnet, so dass die äußeren Massen eine niedrigere Eigenfrequenz haben als die inneren Massen und die inneren Massen bei der (höheren) Frequenz der Oberwelle die größeren Amplituden ausführen. FIG. 4 shows an arrangement in which the vibrations of the rotor ( 11 ) and motor housing ( 12 ) can be reduced both in the fundamental wave and in the first harmonic of the drive torque. The rotating masses (15, 16 and 17, 18) and the springs (19, 20 and 21, 22) are preferably arranged such that the larger rotating masses ( 15 , 17 ) on the outside and the smaller ones ( 16 , 18 ) on the inside are. Accordingly, the stiffer springs ( 20 , 22 ) on the inside and the less stiff ( 19 , 21 ) on the outside, so that the outer masses have a lower natural frequency than the inner masses and the inner masses at the (higher) frequency of the harmonic the larger ones Perform amplitudes.
In Fig. 5 wird eine Anordnung gezeigt, bei der die Auswirkungen der Schwingungen von Rotor und Motorgehäuse auf die Spülmaschine weitgehend unterdrückt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass eine Verstärkung oder Schwächung der Schwingungen des Motorgehäuses gerade so vorgenommen wird, dass sich die Auswirkungen der mechanischen Schwingungen des Motorgehäuses und der Druckschwingung des geförderten Spülwassers gerade aufheben. In Fig. 5, an arrangement is shown in which are largely suppressed the effects of the oscillations of the rotor and motor housing on the dishwasher. This is achieved in that the vibrations of the motor housing are amplified or weakened in such a way that the effects of the mechanical vibrations of the motor housing and the pressure oscillation of the pumped flushing water are canceled out.
Die schematische Anordnung zeigt eine Umwälzpumpe mit einphasigem Antriebsmotor, die über schwingungsisolierende Federn auf der Unterlage steht und die aus dem Rotor (11), dem Stator (12), dem Schwingungsminderer (14) mit Zusatzmasse (5) und Aufhängefeder (6) besteht. The schematic arrangement shows a circulation pump with a single-phase drive motor, which stands on the base via vibration-isolating springs and which consists of the rotor ( 11 ), the stator ( 12 ), the vibration reducer ( 14 ) with additional mass ( 5 ) and suspension spring ( 6 ).
Es ist angenommen, dass die Auswirkung der Druckschwingungen im Spülwasser (23) gegenüber der Auswirkung der mechanischen Schwingungen des Motorgehäuses (24) in der Phase um 180° gedreht ist und beide somit gegeneinander wirken. Weiterhin ist angenommen, dass die Auswirkung der Schwingungen des Stators größer sind als die der Druckschwingungen. It is assumed that the effect of the pressure vibrations in the rinse water ( 23 ) is rotated by 180 ° in phase compared to the effect of the mechanical vibrations of the motor housing ( 24 ) and both thus act against one another. Furthermore, it is assumed that the effect of the vibrations of the stator is greater than that of the pressure vibrations.
Wird in diesem Falle die Zusatzmasse(5) mit etwas höherer Frequenz abgestimmt als es der Anregungsfrequenz entspricht, dann wird die Phase der Schwingungsamplitude des Motorgehäuses beibehalten. Durch die Wahl der Resonanzfrequenz kann dann die Amplitude so eingestellt werden, dass sich die Auswirkungen von Druck- und mechanischer Schwingung gerade kompensieren. In this case, if the additional mass ( 5 ) is tuned with a somewhat higher frequency than it corresponds to the excitation frequency, then the phase of the vibration amplitude of the motor housing is maintained. By selecting the resonance frequency, the amplitude can then be set so that the effects of pressure and mechanical vibration are just compensated for.
Die Biegerichtung der Aufhängefedern (6) zeigt die momentane Schwingungsrichtung an. Die Lage und Größe der Pfeile (23, 24) symbolisieren die Auswirkungen von Druckamplitude und von der Amplitude des Motorgehäuses. Sind die Auswirkungen der Druckschwingung im Spülwasser (23) und die mechanische Schwingung des Motorgehäuses (24) weitgehend in Phase, das heißt, dass beide momentan in die gleiche Richtung wirken, dann wird die Zusatzmasse mit niedrigerer Frequenz abgestimmt als es der Anregungsfrequenz entspricht. Die Schwingungsamplitude des Motorgehäuses wird um ca. 180° gegenüber ihrer Ursprungsschwingung gedreht und die Auswirkung der Druckschwingungen wird kompensiert. The bending direction of the suspension springs ( 6 ) shows the current direction of vibration. The position and size of the arrows ( 23 , 24 ) symbolize the effects of the pressure amplitude and the amplitude of the motor housing. If the effects of the pressure oscillation in the flushing water ( 23 ) and the mechanical oscillation of the motor housing ( 24 ) are largely in phase, i.e. that both are currently acting in the same direction, then the additional mass is tuned with a frequency lower than that corresponding to the excitation frequency. The vibration amplitude of the motor housing is rotated by approx. 180 ° in relation to its original vibration and the effect of the pressure vibrations is compensated for.
Fig. 6 zeigt mögliche Ausführungen (25, 26, 27) der Aufhängefeder (6), die eine gewisse Beweglichkeit senkrecht zur eigentlichen Schwingungsrichtung besitzen und so eine Verkürzung der radialen Federlänge, wie bei Fig. 2 erwähnt, kompensieren. Fig. 6 shows possible designs ( 25 , 26 , 27 ) of the suspension spring ( 6 ), which have a certain mobility perpendicular to the actual direction of vibration and thus compensate for a shortening of the radial spring length, as mentioned in Fig. 2.
Fig. 7 zeigt eine mögliche Ausführung des Schwingungsminderers für den Rotor, der die Auswirkungen der Grundwelle mindert. Die Zusatzdrehmasse (5) ist über die Aufhängefedern (6) mit dem Zentralstück (4) verbunden. Die Aufhängefedern sind so gestaltet, dass sie die Änderung der Länge bei Auslenkung der Zusatzmasse zwischen Einspannpunkt der Feder an der Zusatzmasse (30) und dem am Zentralstück (29) aufnehmen können. Die Anschlagsbegrenzung wird durch die harten Federn (28) vorgenommen, die z. B. als Paket von 2 Blattfedern ausgebildet sind. Die Reibung zwischen den Federn dämpft den Rückprall. Fig. 7 shows a possible embodiment of the vibration reducer for the rotor, which reduces the effects of the fundamental wave. The additional rotating mass ( 5 ) is connected to the central piece ( 4 ) via the suspension springs ( 6 ). The suspension springs are designed in such a way that they can accommodate the change in length when the additional mass is deflected between the clamping point of the spring on the additional mass ( 30 ) and that on the central piece ( 29 ). The limit stop is made by the hard springs ( 28 ) z. B. are designed as a package of 2 leaf springs. The friction between the springs dampens the rebound.
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