DE2205398A1

DE2205398A1 - Anlaufvorrichtung für Kreiselmaschinen

Info

Publication number: DE2205398A1
Application number: DE19722205398
Authority: DE
Inventors: Louis Le Chesnay; Dreyfus Gaspard LHay les Roses; Nabour Marcel Pierre Ie Maison Laffitte; Rouquie Georges Fontenay Ie Fleury; Bourgain (Frankreich). P
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1971-02-09
Filing date: 1972-02-04
Publication date: 1972-09-14
Also published as: IT949034B; US3765735A; NL7201631A; JPS5550209B1; FR2126511A5; DE2205398B2; GB1358471A

Description

Patentanwälte
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Dr.-lr; \ f.'. --^ ^''■' 2 Jr.
ö München -2, Steinedorfstr. 10

410-18.288P 4. 2. 1972

COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE. Paris

(Frankreich)

AnIaufvorrichtung für Kreiselmaschinen

Die Erfindung betrifft eine AnIaufvorrichtung für eine Kreiselmaschine, insbesondere für eine Maschine, deren Läufer in unabhängigen, mit Gas oder Flüssigkeit geschmierten Lagern gehalten und zentriert ist.

Bekanntlich dienen die mit Gas oder Flüssigkeit geschmierten Lager üblicherweise dazu, den Läufer im Ständer der Maschine zu tragen und zu zentrieren.·Im allgemeinen können diese Lager, mögen sie nun statische oder dynamische Lager sein, ihre Aufgabe nur von einer bestimmten Umlaufgeschwindigkeit an erfüllen, die von den besonderen Eigen- schäften der jeweils betrachteten Maschine abhängt 5 diese passende Betriebs-Umlaufgeschwindigkeit liegt nämlich dann

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vor, wenn bei den Lagern der ersten Art das Gas bzw, die Flüssigkeit mit genügendem Druck zugeführt wird bzw₃ bei den Lagern der zweiten Art eine genügende Relativgeschwindigkeit zwischen den Gleitflächen erreicht wird, einen Film von ausreichendem Druck zu erzeugen.

Es versteht sich also, daß man in allen Fällen beim Anlauf und Auslauf des Läufers durch mechanische Mittel dafür sorgen muß, daß der Läufer zentriert und getragen wird. Zum Beispiel benutzt man üblicherweise hager von verwickelter Bauart, die beim Anlauf und beim Auslauf als Wälzlager arbeiten und oberhalb einer bestimmten Drehgeschwindigkeit des Läufers als gas- bzw« flüssigkeitsgeschmierte Lager arbeiten» Jedenfalls ergeben solche Lager außer den Schwierigkeiten, die sie hinsichtlich ihrer technologischen Ausführbarkeit bieten, häufig !Instabilität und unzulässige Schwingung»

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche die oben genannten Schwierigkeiten mildert, indem sie beim Anlauf und Auslauf einerseits eine merkliche Minderung der die Schwingungen erzeugenden Reibung und andererseits eine beträchtliche Steigerung der Pendelhärte der Welle ergibt; diese Größe bestimmt den Einfluß des Läufergewichtes auf Zentrierung des Läufers relativ zum Ständer der Maschine,

Diese Aufgabe löst die betrachtete Vorrichtung hauptsächlich dadurch, daß sie eine im Ständer der Maschine feste Lauffläche in Form einer sich erweiternden Rotationsfläche, vorzugsweise in Form eines Kegelstumpfes, und einen mit dem Läufer fest verbundenen Anschlag oder Drehzapfen in Form

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einer Kugelkappe aufweist, die beim Anlauf und Auslauf der Maschine sich auf die Lauffläche aufsetzt und mit ihr zusammenwirkt.

Ferner kann - dies ist ein weiteres Merkmal - die vorgeschlagene Anlaufvorrichtung vorteilhafterweise mit einem zusätzlichen Sicherheitsorgan verbunden werden, das mittels einer Buchse aus selbstschmierendem Werkstoff verwirklicht ist, die beim Anlauf und Auslauf die Schwingungen des Läufers durch ein ganz geringes Spiel zwischen Buchse und Läufer begrenzte

Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Einrichtung, welche die durch die Erfindung erzielten Vorteile vor den bisher bekannten Einrichtungen besser hervortreten lassen, werden aus der nun folgenden Beschreibung von - keineswegs ausschließlichen - Ausführungsbeispielen der Erfindung ersichtlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlaufeinrichtung für eine Kreiselmaschine in schematischem, senkrechtem Schnitt;

Fig. 2 eine Abwandlung der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung in schematischem Schnitt.

Wie in Fig. 1 erkennbar, ist dort in senkrechtem Schnitt das Ende 1 einer Welle einer Kreiselmaschine, z. B. eines Kreiselverdichters, dargestellt. Die Welle 1 ist mit einer axialen Verlängerung 2 versehen, auf der drehfest mittels eines Stiftes 3 und einer Mutter h ein zur Welle 1 koaxialer

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Drehzapfen 5 in Form einer Kugelkappe befestigt ist« Die Welle ist im Innern des fe s/t stehenden Teiles der Maschine gelagert; dieser - er ist in der Zeichnung nur zum Teil dargestellt - enthält ein Tragstück 6 für einen Ring 7, der so bearbeitet ist, daß er an seiner Oberseite eine sich kegelstumpfförmig erweiternde Öffnung aufweist. Wie die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung zeigt, setzt sich der Drehzapfen 5 infolge seines Gewichtes und desjenigen der Welle beim Auslauf der Maschine unmittelbar auf der vom kegel stumpfförmigen Teil des Ringes 7 gebildeten Lauffläche 8 auf. Vorzugsweise ist diese Lauffläche 8 dadurch hergestellt, daß auf die sich erweiternde Öffnung des Ringes 7 eine genügend dicke Schicht aus selbstschmierendem Werkstoff großen Widerstandes gegen Reibung, z. Bo aus Graphit, aufgebracht ist ο

Wie ferner aus Fig. 1 ersichtlich, enthält das Tragstück 6 in seiner Bohrung, durch welche die Verlängerung der Welle 1 hindurchgeht, eine Buchse 9, die ebenfalls aus selbstschmierendem Werkstoff besteht und die radialen Schwingungen der Welle begrenzen und dadurch das (nicht dargestellte) gas- oder flüssigkeitsgeschmierte Lager, das die umlaufende Welle nach Erreichen ihrer normalen Drehzahl schützen soll, zu tragen bestimmt ist. Man beachte, daß die Buchse 9 ebensogut an jedem anderen Platz als dem für die Ausführungsform der Fig. 1 gewählten angeordnet sein kann. Zum Beispiel ist bei der in Fig. 2 dargestellten Abwandlung die Buchse 9 unmittelbar im Ring 7 als Verlängerung der kegelstumpfförmigen Lauffläche 8 angeordnet. Bei anderen Abwandlungen könnte diese Buchse auch am anderen Ende der Welle angeordnet sein; sie würde dann

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in derselben Weise ihre Aufgabe, die radialen Schwingungen zu begrenzen, erfüllen.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen AnIaufvorrichtung ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung? Im Stillstand und während der Zeiten des Anlaufs liegt die Welle mittels des Zapfens 5 gegen die kegelstumpfförmige Lauffläche 8 des Ringes 7 an. Beim Anlauf der Maschine reiben sich diese beiden Bauteile aneinander; in dem Maße, wie die Drehzahl zunimmt, wird die Welle durch ihren Rückdruck gegen z. B. ein nicht dargestelltes Gas- oder Flüssigkeitspolster angehoben; dadurch hebt sich der Drehzapfen 5 von der kegelstumpfförmigen Lauffläche ab. Getragen wird die Welle dann durch das oder die gas- oder flüssigkeitgeschmierten Lager, welche von der Maschine selbst mit Schmiermittel gespeist werden. Während dieser Anlauf- und Auslaufzeiten geschieht die Zentrierung der Welle unmittelbar durch das Zusammenwirken der kegelstumpfförmigen Lauffläche und des Lagerzapfens; dabei begrenzt die untere Buchse die etwaigen radialen Schwingungen, die entstehen könnten, wenn die Welle bei normaler Drehzahl von ihren gas- oder flüssigkeitsgeschmierten Lagern getragen wird.

Unter den Vorteilen der erfindungsgemäßen Einrichtung muß insbesondere die Verbesserung betont werden, die sie hinsichtlich der Pendelhärte der umlaufenden Welle mit sich bringt. Es berühren sich nämlich der kugelige Drehzapfen und die die Welle tragende kegelstumpfförmige Lauffläche stets auf einem zur Wellenachse konzentrischen Umfang. Die radialen Komponenten der Reibungskräfte haben unter diesen Umständen eine Resultierende Null, während die tangentialen

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Komponenten zur Drehachse symmetrisch sind; dadurch wird die Gefahr von Schwingungen während des Betriebes beseitigt.

Es ist ferner festzustellen, daß der Verschleiß der kegelstumpffÖrmigen Lauffläche_s der Sicherheitsbuchse und des kugeligen Drehzapfens sich immer auf sehr kleine Werte verringern läßt, insbesondere, wenn der Kugelzapfen aus sehr hartem Werkstoff besteht und vollkommen poliert ist,

Schließlich ist festzustellen, daß die kegelstumpfförmige Lauffläche und der kugelige Drehzapfen immer aus voneinander verschiedenen Werkstoffen bestehen müssen, damit sie ohne Fressen den Stoß der beim Auslaufen und Stillstehen der Maschine hei abfallenden Welle aushalten können-.

Außerdem ist zu bemerken, daß, obwohl in den Zeichnungen die Lauffläche kegeistumpfförmig gezeigt ist, Ersatz dieses kegelstumpfformigen Profils durch ein zur ebenen Stirnfläche des Zapfens 5 sich erweiterndes kugelschalenförmiges Profil ebenfalls erfindungsgemäß sein würde, sofern dieses das Profil eines zur Achse der Maschine koaxialen Drehkörpers ist«

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Claims

Patentansprüche

1. AnIaufvorrichtung für eine Kreiselmaschine, insbesondere für eine Maschine, deren Läufer in unabhängigen, mit Gas oder Flüssigkeit geschmierten Lagern gehalten und zentriert ist» dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Drehzapfen (5)» der mit dem Läufer (i) fest verbunden und als eine zum Läufer (1) koaxiale Kugelkappe geformt ist-, und eine mit dem Ständer der Maschine fest verbundene Lauffläche (8) enthält, welche aus selbstschmierendem Werkstoff hergestellt, mit einem zur ebenen Stirnfläche der Kugelkappe sich erweiternden Profil geformt und zur Achse des Läufers wesentlich koaxial ist, und daß dxe Kugelkappe (5) sich auf die Lauffläche (8) in Zelter d-?s Anlaufs und des Atislaufs der Maschine aufsetzt:

2^ Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (8) kegelstumpfförmig ist*

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Buchse (9) aus selbstschmierendem Werkstoff enthält, welche auf der Innenwand der Bohrung des Maschinenständers befestigt ist, durch die der Läufer (1) der Maschine hindurchgeht, und daß der Innendurchmesser der Buchse (9) nur sehr wenig größer als der Durchmesser des von der Buchse (7) umgebenden Teils des Läufers (1) der Maschine ist₀

k. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (8) und der Drehzapfen (5) aus voneinander verschiedenen Werkstoffen bestehen.

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