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Dichte Antriebseinrichtung für eine Rotationsmaschine Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung, die es ermöglicht, den Antrieb einer Rotationsmaschine,
beispielsweise einer Vakuumpumpe, mit deren Welle der Rotor eines Elektremotors
drehfest verbunden ist, wobei sich dieser Rotor auf einem der Inndendrücke der Rotationsmaschine
befindet, dicht auszuführen.
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Bei einer durch einen Elektromotor angetriebenen Vakuumpumpe sind
die Reibungsdichtungen, die dazu bestimmt sind, das Eindringen von Aussenluft in
das Innere des Pumpengehäuses zu verhindern, die Ursache für gewisse Fehler beim
Betrieb , die insbesbndere darauf zurückzuführen sind, dass wegen der Reibung zwischen
diesen Dichtungen und der Antriebewelle der Pumpe eine beträchtliche Erwärmung hervorgerufen
wird.
Es gibt schon gewisse Einrichtungen, die die Verwendung solcher
Dichtungen erübrigen.
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Eine erste Lösung besteht darin, den Rotor des Elektromotors' der
mit der aus der Maschine herausgeführten Welle fest verbunden ist, in eine Metallglocke
einzuschliessen, die sich dicht an das Gehäuse der Maschine anschliesst.Die Wand
der Glocke ragt somit durch den Luftspalt des Elektromotors hindurch, dessen Stator
(ausserhalb der Glocke) sieh auf Atmosphärendruck befindet. Eine solche Lösung ergibt
den Nachteil,dass der Luftspalt vergrössert wird, und dass eine Vrlustleistung an
der Glocke hervorgerufen wird.
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Eine zweite Lösung besteht darin, eine Glocke vorzusehen, die den
gesamten Elektromotor einschliesst. D ieea Lösung ergibt bei einer Vakuumpumpe verschiedene
Nachteile, insbesondexe9 dass sich der Stator des Motors in verdünnter Luft befindet,
wodurch seine Abkühlung erschwert ist, dass in das Vakuum-. gehäuse eine komplizierte
Anordnung eingeführt wird, die das Preisetzen von Gasen verursachen kann, und dass
andrerseits niedrige Spannungen verwendet werden müssen,-damit Zündungen durch Ionisation
vermieden werden.
Das Ziel der Erfindung ist die Vermeidung der
Nachteile der bekannten Einrichtungen.
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Sie besteht im wesentlichen darin; dass eine Anordnung vorgesehen
wird, die es ermöglicht, dann den Stator des Motors wie bei der.ersten bekannten
Lösung auf Atmopahärendruck zu halten, wobei aber kein durch den Luftspalt hindurchgehendes
Teil verwendet werden muss.
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Sie besteht andererseits darin, dass zur Verminderung der für das
gute Verhalten der Dichtungen schädlichen Erwärmung als Antriebsmotor ein Synchronmotor
verwendet wird, dessen Rotorverluste nachdem Einfangen der Drehzahl des Drehfeldes
verschwinden. Diese Massnahme ermöglicht es, die Wärmequelle auszuschalten, die
von den üblichen Rotoren der Asynchronmotoren gebildet wird-; dies ist besonders
bei Vakuumpumpen wichtig, da die Wärmeableitung durch Konvektion in verdünnter Luft
unmöglich ist.
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Eine nach der Erfindung ausgeführte Einrichtung zur dichten !*3usbildung
des Antriebs einer Rotationsmaschine, z.B. einer Vakuumpumpe, mit deren Welle der
Rotor eines Elektromotors fest verbunden ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass an
jedem Ende des Stators und koaxial zu diesem ein rohrförmiges Teil so angeoüdnet
ist, dass es dessen Bohrung
verlängert, dass jedes dieser
Teile durch geeignete Vorrichtungen dauernd gegen den Stator gehalten wird, und
dass die von den Wänden der Statorbohrung und. den Wänden der rohrförmigen Teile
gebildeten zylindrischen Flächen durch Aufbringen einer dünnen Schicht aus einem
haftenden Überzug dicht gemacht sind, so dass sich der Rotor auf einem der Innendrücke
der Rotationsmaschine befindet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt.
Darin zeigen: Fig.1 einen schematischen Schnitt der Einrichtung gemäss einer ersten
Ausführungsform der Erfindung und Fig.2 einen schematischen Schnitt der Einrichtung
gemäs einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Fig.1 zeigt den Flansch 1 der Rotationsmaschine, durch den nach aussen
die Welle 2 2geführt ist, deren Drehung den Antrieb der rotierenden Teile 3 der
Maschine bewirkt. Auf der Welle 2 ist drehfest der Rotor ¢ eines elektrischen Drehfeldmotors
befestigt, dessen Stator 5 von einem zylindrischen doch 6 getragen wird, das mit
dem Flansch 1 über ein rotationssymmetrisches Teil 7 verbunden ist, das mit Hilfe
einer
Dichtung 8 dicht an dem Planweh befestigt ist:An jedem Ende des Stators 5 ist koaxial
zu diesem ein rohrförmiges Teil 9 aus einem nid. magnetischen Material@angeordnet.Diese
Teile 9 sind in in den Magnetbleähen des.Statoro 5 gefertigte Ausnehmungen -10 so
eingesetzt, .dass ihre Innenwände die Statorbohrung verlängern; Bei demchrgestellten
Beispiel bilden diese Bohrung und ihre Verlängerungen eine gemeinsame zylindrische
Fläche.Ein in der Bohrung des_ Zeile 7 angeordneter Ring 1'1 trägt Schrauben 12
beliebiger Anzahl.
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Ein Haltering 13, der an der zylindrischen Wand des Teils 7 abgestützt
ist, legt den. Ring 11 fest.Die Schrauben 12 üben einen Druck auf eine elastische
ringförmige Scheibe 14 aus, die in der Bohrung des Teils 7 angeordnet ist und sich
gegen einen äusseren ringförmigen Rand 15 des Teils 9 abstützt.Dadurch wird das
Teil 9 im Boden der Äusnehmung 10 gehalten. Durch eine Dichtung 16 wird gewährleistet,
dass das Teil 9 dicht im Inneren des Teils 7 gleitet:Eine gleichartige Anordnung
ist an der entgegengesetzten Seite des Statozs mittels eines rotationssymmetrischen
Teile 17 gebildet. Ein Deckel 18 bedeckt die gesamte Anordnung auf der dem Flansch
1 abgewandten Seite. Dieser Deckel ist mittels einer Dichtung 19 dicht an das Teil
17 angeschlossen. Der Rotor 4 beii22det sich somit im Inneren eines geschlossenen
Raums, dessen Wände von dem Flansch 19 den Teilen 79 und
179
dem Deckel 18 und der Wand der Bohrung des Stators 5 ,gebildet sind._Die
Dichtigkeit des Ststors 5 und der Teile wird dadurch erhaitent dass eine dünne Schicht
20
aus einem Überzug aufgebracht ist, der auf der zylindrischen
Fläche haftet, die von der Wand der Bohrung des Stators 5 und den Innenwänden der
diese Bohrung verlängernden rohrförmigen Teile 9 gebildet ist. Die durch die Schicht
20 gebildete Abdichtung wird einerseits durch die `Scheiben 14 axfrechterhalten,
die jede Verschiebung zwischen dem Stator '5 und den Teilen 9 unter der Wirkung
des von den Schrauben 12. aisgeübten Drucks verhindern, unabhängig von den mechanischen
Spannungen oder Wärmespannungen, die beim Betrieb der Maschine entstehen können,
und andrerseits durch die Dichtungen 16,. die eine Gleitbewegung zwischen den Teilen
7 bzw. 17 und den Teilen 9 ermöglichen. Dass Joch 6 weist eine gewisse Anzahl
von Öffnungen 6s,, 6b, 6c, 6d ... auf, welche die Belüftung des Stators 5 ermöglichen.
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Fig.2 zeigt die Einrichtung gemäss einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung. Das rohrförmige Teil 9 der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist auf
der dem Flansch 1 abgewandten Seite durch eine Kalotte 21 ersetzt.
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Der von den Sehrauben 12 auf die Scheibe 14 ausgeübte Druck wird mtels
eines Widerlagerteils 22 auf die Kalotte 21 übertragen. Das Teil 17 ist fortgelassen
, und die Ringe 11 sind in der Bohrung des Jochs 6 angebracht.Der Deckel 18 ist
dann überflüssig.
unabhängig von der Ausführungsform kann die Schicht
20 aus R jedem Zack oder Kunststoff gebildet werden, mit welchem eine ausreichende
Dichtigkeit und Huftung erzielt werden kann. Die Schicht 20 kann auf jede bekannte
Weise gebildet werden, insbesondere durch aufeinanderfolgendes Aufbringen von verschiedenen
Stoffen. Einige dieser Aufträge können mit Hilfe einer geeigneten Mischung aus einem
fliessfähigen Material und einem gegebenenfalls verdichteten pulverförmigen Füllstoff
gebildet werden.
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Der Elektromotor ist ein selbstanlaufender Synchronmotor oder ein
synchronisierter Asynchronmotor mit magnetischer Achse, dessen Rotor nach einer
asynchronen Anlaufperiode automatisch seine synchrone Drehzahl einfängt. Da der
Rotor das Einfangen nur bei einem Drehmoment ausführen kann, das kleiner als das
Drehmoment ist, das er nach dem Einfangen abgeben kann, ist es erfindungsgemäss
vorgesehen, dass-die Rotationsmaschine mit irgendeiner bekannten Einrichtung (zßB.
binlasseitiges oder auslassseitiges Ventilsystem oder Ventilsystem zur Umgehung
der Rotationsmaschine ) ausgestattet ist, welche die Verringerung der Antriebsleistung
während der Anlaufperiode und die Erhöhung dieser Leistung nach Durchführung des
Einfangens ermöglicht.
Die beschriebene Einrichtung ergibt folgende
Vorteiles Die Dicke des Luftspalts wird nicht vergrössert, die Verluste im Luftspalt
sind beseitigt und der ausserhalb -des Y'akuumraums liegende Stator kann ohne Schwierigkeit
gekühlt werden. Die Kühlung des Stators kann in irgendeiner bekannten Weise durchgeführt@werden,
insbesondere mit Hilfe eines Ventilators, der über den Deckel 18 magnetisch
angetrieben wird. Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Einrichtung besteht darin,
dass. gegebenenfalls einMotor verwendet werden kann, der mit Mittel- oder Hochspannung
betrieben wird.
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Andterseits ergibt die Verwendung eines Synchronmotors wegen derVerringerung
der Erwärmung einen besseren. Wirkungegrad der Rotationsmaschine.