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Die
Erfindung betrifft eine Anlage zum Auswuchten von Rotoren mit einer
dicht verschließbaren Vakuumkammer, in der Lagerständer
zur Lagerung eines Rotors angeordnet sind, einem an einer Stirnwand
der Vakuumkammer angeordneten Antriebseinrichtung für den
Rotor, die einen Motor und ein Übersetzungsgetriebe einschließt,
und mit einer vakuumdichten Wellendurchführung, durch die
eine Welle der Antriebseinrichtung in die Vakuumkammer geführt
ist.
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Für
hohe Betriebsdrehzahlen bestimmte Rotoren, im Allgemeinen Rotoren
mit wellenelastischem Verhalten, müssen zum Auswuchten
auf hohe Drehzahlen beschleunigt und oftmals einer Prüfung
bei einer über der Betriebsdrehzahl liegenden Drehzahl unterworfen
werden. Diesem Zweck dienen Auswucht- und Schleuderanlagen, in denen
der zu prüfende Rotor auf Rotorlagerständern aufgenommen ist
und von einer Antriebseinrichtung angetrieben wird. Sind Rotoren
mit Schaufeln versehen, so müssen für die Prüfung
bei Drehzahlen, die im Bereich der Betriebsdrehzahl und darüber
liegen, die Rotoren in einer evakuierten Vakuumkammer aufgenommen werden,
weil die bei diesen Drehzahlen auftretenden Ventilationsverluste
sonst so hoch wären, dass die zur Überwindung
erforderliche Antriebsleistung nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand
aufgebracht werden könnte und die Rotoren durch die Ventilationsleistung
unzulässig erwärmt würden. Die Anlagen werden
außerdem mit einem Berstschutz versehen, weil die Gefahr
besteht, dass die Rotoren unter der Wirkung der sehr hohen Fliehkräfte
bersten.
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Eine
Anlage der eingangs genannten Art ist aus
DE 40 41 322 C2 bekannt.
Zum Antrieb des Rotors weist die bekannte Anlage eine Antriebseinrichtung
auf, die einen Antriebsmotor und ein Übersetzungsgetriebe
umfasst, die beide außerhalb der Vakuumkammer an deren
Stirnwand angeordnet sind. An der Stirnwand befindet sich eine vakuumdichte Wellendurchführung,
durch die eine Antriebswelle zum Antreiben des Rotors in die Vakuumkammer
hinein geführt ist. Die bekannte Anlage hat den Nachteil,
dass die vakuumdichte Wellendurchführung den hohen Drehzahlen
zum Auswuchten und Schleudern des Rotors ausgesetzt ist. Für
die Vakuumabdichtung der Wellendurchführung, im Allgemeinen
eine Gleitringdichtung, stellen die hohen Drehzahlen eine extreme
Anforderung dar und erfordern daher einen hohen Ansprüchen
genügende und daher teure Ausführung. Weiterhin
erfordert die Versorgung von Getriebe und Antriebswelle einerseits
und der Lagerständer andererseits jeweils einen anderen Ölkreislauf, denn
das Getriebe und die Zwischenwelle müssen unter Atmosphärenbedingungen,
die Lager der Lagerständer jedoch unter Vakuumbedingungen
mit Öl zur Schmierung versorgt werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bau- und Kostenaufwand
zur Herstellung und zum Betrieb einer Anlage der eingangs genannten Art
zu verringern.
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Die
Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene Erfindung
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Ansprüchen 2 bis 11 angegeben.
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Nach
der Erfindung ist das Übersetzungsgetriebe in der Vakuumkammer
angeordnet und die vakuumdichte Wellendurchführung befindet
sich auf der Eingangsseite des Übersetzungsgetriebes. Diese Gestaltung
hat den Vorteil, dass die vakuumdichte Wellendurchführung
an der relativ langsam laufenden Eingangswelle des Getriebes angeordnet
ist und daher nicht den hohen Auswucht- und Schleuderdrehzahlen
ausgesetzt ist. Die Wellendurchführung kann daher baulich
einfacher gestaltet sein und aus kostengünstigeren Materialien
bestehen. Weiterhin wird die Lebensdauer der Wellendurchführung
verbessert und damit der Reparaturaufwand verringert.
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Die
erfindungsgemäße Gestaltung ermöglicht
weiterhin eine Zusammenfassung der Ölversorgung für
das Übersetzungsgetriebe mit der Ölversorgung
für die Lager der Lagerständer zu einer Anlage für
den Betrieb unter Vakuumbedingungen. Dies bedeutet eine erhebliche
bauliche Vereinfachung und Kostenreduzierung.
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Die
vakuumdichte Wellendurchführung kann nach einem weiteren
Vorschlag der Erfindung entweder an der Stirnwand der Vakuumkammer
oder am Getriebegehäuse des Übersetzungsgetriebes
befestigt sein, wobei im letzteren Fall das Getriebegehäuse
vakuumdicht mit der Stirnwand der Vakuumkammer verbunden ist.
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Zur
leichteren Ankupplung der auszuwuchtenden Rotoren kann nach einem
weiteren Vorschlag der Erfindung das Übersetzungsgetriebe
axial verschiebbar sein. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die vakuumdichte
Wellendurchführung in einem Gehäuse angeordnet
ist, das an dem Getriebegehäuse befestigt und axial verschiebbar
in einer Öffnung in der Stirnwand angeordnet und dort mittels
einer Axialbewegungen zulassenden Wanddichtung einer mit Gleitkontakt
an der Dichtfläche anliegenden Dichtung abgedichtet ist.
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Die
axiale Verschiebbarkeit des Übersetzungsgetriebes kann
gegenüber dem stationär angeordneten Motor nach
der Erfindung durch eine längenveränderliche Kupplung,
insbesondere eine Bogenzahnkupplung, ermöglicht werden.
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Damit
das Getriebe durch einen berstenden Rotor nicht beschädigt
werden kann, ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen,
die Vakuumkammer durch eine Prallschutzwand mit einer Durchgangsöffnung
für die zum Rotor führende Antriebswelle in einen
das Übersetzungsgetriebe enthaltenden ersten Kammerteil
und einen die Lagerständer und den Rotor enthaltenden zweiten
Kammerteil unterteilt ist. Der zweite Kammerteil kann außerdem
in üblicher Weise mit einem Berstschutz versehen sein.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
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Die
Zeichnung zeigt eine Anlage zum Auswuchten und Schleudern von Rotoren
mit einer Vakuumkammer 1, die von einem vakuumdicht verschließbaren
Kammergehäuse 2 umschlossen ist. Das Kammergehäuse 2 weist
eine ortsfeste Stirnwand 3 und eine langgestreckte Kammerhaube 4 auf,
die in Längsrichtung verfahrbar ist und auf der der Stirnwand 3 gegenüber
liegenden Seite mit einer Haubenstirnwand 5 geschlossen
ist. Die Kammerhaube 4 ist mit einem Berstschutz 6 versehen,
damit beim Bersten die weggeschleuderten Teile eines Rotors aufgefangen
werden. Am Boden des Kammergehäuses 2 befindet
sich ein Maschinenbett 7, auf dem zwei Lagerständer 8 zur
Lagerung eines auszuwuchtenden Rotors 9 angeordnet sind.
Das Maschinenbett 7 trägt außerdem ein Übersetzungsgetriebe 10,
das in der Nähe der Stirnwand 3 auf einer Verschiebeeinrichtung 11 angeordnet
ist, die eine Verschiebung des Übersetzungsgetriebes 10 in
Richtung seiner Drehachsen und senkrecht zur Stirnwand 3 ermöglicht. Ein
Kammerteil 1a der Vakuumkammer 1, in dem sich
das Übersetzungsgetriebe 10 befindet, ist durch eine
Prallschutzwand 12 von dem anderen Kammerteil 1b getrennt,
in dem die Lagerständer 8 und der Rotor 9 angeordnet
sind.
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Das Übersetzungsgetriebe 10 hat
ein Getriebegehäuse 13, aus welchem auf der der
Stirnwand 3 zugekehrten Seite eine langsam laufende Eingangswelle 14 und
auf der entgegengesetzten Seite eine schnell laufende Ausgangswelle 15 herausragen.
Die Ausgangswelle 15 ist über eine Antriebswelle 16 an den
Rotor 9 gekuppelt. Die Antriebswelle 16 ist durch eine Öffnung
in der Prallschutzwand 12 hindurchgeführt. Die
Eingangswelle 14 ist über eine längenveränderliche
Kupplung 17, insbesondere eine ausziehbare Bogenzahnkupplung,
an einen Antriebsmotor 18 gekuppelt, der außerhalb
der Vakuumkammer 1 vor der Stirnwand 3 ortsfest
auf einem Podest 19 angeordnet ist. Zu der hierbei notwendigen
vakuumdichten Durchdringung der Stirnwand 3 ist an dem Übersetzungsgetriebe 10 eine
vakuumdichte Wellendurchführung 20 angebracht,
die mittels einer Gleitringdichtung gegenüber der Ausgangswelle 15 abgedichtet
ist. Die Wellendurchführung 20 weist ein Gehäuse 21 auf,
das an dem Getriebegehäuse 19 des Übersetzungsgetriebes 10 befestigt
ist und sich durch eine Öffnung 22 in der Stirnwand 3 erstreckt. Das
Gehäuse 21 ist an seiner Außenseite mit
einer zylindrischen Dichtfläche versehen, die von einer
in der Öffnung 22 angeordneten, gleitenden Wanddichtung 23 vakuumdicht
umgriffen wird. Auf diese Weise ist eine vakuumdichte Durchführung
für die Verbindung der Eingangswelle 14 des Übersetzungsgetriebes 10 mit
dem Antriebsmotor 18 durch die Stirnwand 3 geschaffen,
die eine axiale Verschiebung des Übersetzungsgetriebes 10 innerhalb
ausführungsbedingter Grenzen möglich macht.
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Die
beschriebene Gestaltung der Auswucht- und Schleuderanlage hat den
Vorteil, dass die vakuumdichte Wellendurchführung 20 und
die längenveränderliche Kupplung 17 an
langsam laufenden Wellen auf der Eingangsseite des Getriebes angeordnet sind.
Durch die entsprechend geringere Drehzahl sind daher einfachere
und kostengünstigere Ausführungen der Wellendurchführung 20 und
der Kupplung 17 möglich. Die Versorgung des Übersetzungsgetriebes 10 und
der Lagerständer 8 mit Öl kann durch
einen gemeinsamen Ölversorgungskreislauf, der unter Vakuumbedingungen
arbeitet, bewirkt werden. Der höhere Aufwand für
zwei separate Ölversorgungsanlagen wird daher erspart.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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