DE2631066A1

DE2631066A1 - Lagergehaeuse fuer einen in einem gehaeuse untergebrachten rotor mit halterungen an beiden enden der achse

Info

Publication number: DE2631066A1
Application number: DE19762631066
Authority: DE
Inventors: Max Eduard Kuyp
Original assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Current assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Priority date: 1975-07-09
Filing date: 1976-07-09
Publication date: 1977-01-20
Also published as: NL168725B; AU499972B2; JPS5723811B2; SE421340B; SE7607849L; JPS5237676A; NL168725C; NL7508143A; AU1531876A; GB1544489A; DE2631066C2

Description

Der Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung für einen um eine Achse drehbaren Rotor, der in einem Gehäuse untergebracht ist, mit Halterungen an beiden Enden der Welle des Rotors. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Lagervorrichtungen bestimmt, bei denen die Welle des Rotors vertikal angeordnet ist. Bei einigen Anwendungsfällen ist es erforderlich, die Halterungen an beiden Enden mit Dämpfungseinrichtungen zu versehen, um mögliche Schwingungen zu dämpfen. Zur Erfüllung der Dämpfungsfunktion sollte wenigstens ein Dämpfungselement vorgesehen sein, das eine Bewegung in Querrichtung zur Drehachse gestattet.

Die Erfindung zielt darauf ab, Dämpfungseinrichtungen derart

609883/0958

fortzubilden, daß das Dämpfungsglied in der Querrichtung ohne Schwierigkeiten verformbar und biegbar ist, während gleichzeitig eine ausreichend sichere Lagerung gewährleistet sein soll.

Derartige Vorrichtungen mit solchen Dämpfungseinrichtungen können für eine Anzahl von Rotoren vorgesehen sein. Diese Rotoren können sich langsam drehen, wie z.B. bei Meßinstrumenten, oder sie können auch bei hohen Drehzahlen, wie z.B. bei Spiegelrotoren, Choppers, betrieben werden. Sie können auch für Laborinstrumente zum Messen des Molekulargewichts von Substanzen mit sehr hohem Molekulargewicht usw. verwendet werden.

Erfindungsgemäß zeichnet sich eine Lagervorrichtung dadurch aus, daß an nur einem Ende der Welle des Rotors eine erste Halterung vorgesehen ist, die einer zweiten Halterung gegenüberliegt, die in Berührung mit den starren Teilen des Gehäuses über eine Anzahl von Einspannstellen unter Zwischenlage von - wenigstens elastischen - Verbindungsteilen ist, und daß wenigstens einer der Einspannstellen an dem Gehäuse derart verformbar ist, daß die Einspannstelle für die erforderliche Betriebsstellung justierbar ist.

Die beiden Halterungen sind derart ausgelegt, daß eine Drehung der Halterungen bezüglich einander zugelassen ist, während sie gleichzeitig Kräfte aufeinander ausüben. Die Halterungen könne in Form von zwei konzentrischen Ringen eines Lagers, wie z.B. eines Drucklagers, eines Kugel- oder Nadellagers usw., ausgebildet sein.

Vorzugswise sind die Halterungen in Form von Magneten ausgelegt, zwischen den ein Magnetfeld verläuft. Ein derartiger Aufbau ist für einen Rotor mit vertikaler Welle bestimmt, wobei die Magnete meist an dem höchstliegenden Ende der Drehachse an-

609883/0958

geordnet sind. Bei dieser Ausführungsform kann der Rotor am Unterteil durch ein an sich bekanntes mechanisches Lager abgestützt sein. Bei der Justierung und Einstellung der Aufhängung der sogenannten Halterung (beim Magneten betrifft dies den oberen Magneten) ergaben sich bisher Schwierigkeiten, die darin lagen, daß es bisher nicht möglich war, daß die Einstellung der Einspannstellen beim Zusammenbau nicht mehr nachjustiert werden konnten, da die Einspannstellen nach der Endmontage unzugänglich waren.

Diese Nachteile und Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß überwunden, indem jedes der Verbindungsteile in einem Rohrstück geführt wird, wobei die Verbindungsteile häufig aus dünnen Stäben oder Metalldrähten bestehen, und in dem die ·Rohrstücke an einem Gehäuse angebracht sind, in dem der Magnet eingebaut ist.

Die Rohrstücke stehen über das Gehäuse über, so daß sie zur Nachstellung der Lage für die Lagerstellen, an denen die Metalldrähte angebracht sind, leicht zugänglich sind. Diese Nacheinstellung wird dadurch erzielt, daß das Rohrstück in der erforderlichen Richtung geringfügig gebogen wird. Auf diese Art und Weise läßt sich die Lage des Magneten sehr genau einstellen.

Vorzugsweise sind Hohlräume in dem Gehäuse oder in dem Deckel des Gehäuses ausgespart, die nicht nur dazu dienen, das Gehäuse des Magneten zu halten, sondern auch dazu, die Rohrstücke aufzunehmen, die an dem Gehäuse des Magneten angebracht sind. Das Gehäuse des Magneten enthält meist eine Dämpfungsflüssigkeit, so daß der in dem Gehäuse untergebrachte Magnet eine Dämpfungswirkung in optimaler Form ermöglicht. Bei einigen Konstruktionen, wie z.B. bei Meßinstrumenten, kann als Dämpfungsmedium auch Gas verwendet werden. Vorzugsweise ist das Gehäuse in dem Hohlraum mit Hilfe eines Klemmringes eingespannt, wobei zusätzlich noch ein Toleranzring aus Wellblech vorgesehen sein kann. Andererseits kann das Gehäuse auch

609^3/0958

mit einer Klebeverbindung festgelegt sein oder mit einer entsprechenden Passung in einem entsprechenden Preßsitz befestigt sein.

Bei gewichtsmäßig schweren Ausführungsformen kann die Kante des Deckels an der Stelle, an der das Gehäuse befestigt werden soll, umgebördelt oder umgebogen sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung an bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Vertikalschnittansicht eines Choppers; und Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen sogenannten Chopper, während sich die Erfindung jedoch auch auf verschiedene andere Geräte und Instrumente anwenden läßt*

Der in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Rotor ist in einem Gehäuse 2 untergebracht, das mit einem Paar von Deckeln 3 und 4 verschlossen ist. Der Rotor weist an der Unterseite einen Stützlagerzapfen 5 auf, der in einem Lager 6 schwenkbar gelagert ist. Am Oberteil' des Rotors ist ein Magnetring 7 vorgesehen. Die Bezugsziffern 8 und 9 bezeichnen Öffnungen in dem Rotor 1, durch welche beispielsweise ein Neutronenstrahl durchgeht, der über Fenster an der vertikal verlaufenden Wand des Gehäuses austritt. Diese Fenster sind nicht dargestellt, da diese in der US-PS 3 427 455 beschrieben sind.

Oberhalb des Rotors ist ein Magnetring 10 innerhalb eines Gehäuses 11 derart angeordnet, daß der Ring 10 von Einspannstellen 14 und 15 mit Hilfe von Metalldrähten 12 und 13 herabhängt. Die Einspannstellen werden durch zusammengequetschte Enden

60? "23/095 P'

eines Paars von kleinen Rohrstücken 16 und 17 gebildet. Diese Rohrstücke sind an der Oberseite 18 des Gehäuses 11 des Magneten angebracht. Das Gehäuse des Magneten ist in eine Öffnung 19 eingepaßt, die in dem Deckel 3 vorgesehen ist, während die Rohrstücke 16 und 17 in Bohrungen 20 und 21 des Deckels 4 angeordnet sind. Mit 22 ist ein Hohlraum bezeichnet, in dem ein gewellter Klemmring 23 untergebracht ist, der in Klemmverbindung gegen die Außenseite des Hohlraums 22 und die Außenwand 24 des Gehäuses für den Magneten anliegt. Die Unterkante 25 der zylindrischen Öffnung in dem Gehäuse 3 kann auch umbördelt oder umgebogen sein, so daß das Gehäuse für den Magneten bezüglich axialer Verschiebebewegungen nach unten gesichert ist. Die Wand des Gehäuses für den Magneten besteht aus einem dünnen Material, das vorzugsweise wenigstens an einer Stelle 26 geschweißt oder gelötet ist. Ein Durchlaß 27, der für mehrere Zwecke bestimmt ist, bleibt in der Mitte des Gehäuses 11 des Magneten frei. Dieser dient z.B in Verbindung mit einem Kanal 28, der oberhalb in dem Deckel .4 vorgesehen ist, zur Inspizierung des Innenraums des Rotors 1 über den Durchlaß 27. Der Rotor 1 kann auch mit einer Welle verbunden werden, die durch den Kanal 28 läuft, so daß der Rotor 1 von außen angetrieben werden kann. Zum Antrieb kann auch die Welle 5 an der Unterseite des Rotors 1 verwendet werden, oder diese Unterseite des Rotors kann auch dazu bestimmt sein, den Stator eines Elektromotors innerhalb des Teils 9 des Gehäuses derart zu lagern, daß der Stator auf dem Abschnitt 30 des Rotors 1 einwirkt.

Mit 31 ist eine Verschlußkappe für den Kanal 28- und mit 32 und 33 sind Dichtungsringe bezeichnet, die gegen das Gehäuse und die Deckel 3 und 4 anzuliegen kommen.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Gehäuses für den Magneten in einer Vertikalschnittansicht, wobei nur . eine Hälfte des Gehäuses dargestellt ist. Der Magnet 33 ist hier ebenfalls an einer Anzahl von dünnen Stäben 34 aufge-

6 0 8 3. 8 .-] / 0 3 5 Ö

hängt. Die maximale Anzahl dieser Stäbe beträgt drei, um einen statisch bestimmten Aufbau zu gewährleisten.

Ein Verschlußstopfen 35 ist am Oberteil der Drähte 34 für die Aufhängung vorgesehen, der die Drähte am oberen Ende des Rohrstücks 36 fest einspannt. Das Gehäuse selbst besteht aus einer dickwandigen Oberwand 37 und einer ähnlich dicken Innenwand 38, die auf an sich bekannte Art und Weise an einem zylindrischen Unterteil 39 des Deckels 4 befestigt sein können. Die anderen Wandteile des Magnetengehäuses, die mit 40 und 41 bezeichnet sind, sind extrem dünn ausgelegt und vorzugsweise aus dünnem Bandmaterial gefertigt und mit dem Restteil des Gehäuses für den Magneten an den Stellen 42 und 43 fest verbunden, beispielsweise durch Löten oder Schweißen.

Spalte zur Dämpfung sind bei 44 und 46 vorgesehen. Da die Abschlußwand 41 des Gehäuses für den Magneten sehr dünn ausgelegt sein kann, da nämlich diese Wand nur dem Dampfdruck im Raum 45 zusätzlich zu dem Gewicht der Dämpfungsflüssigkeit 46 Widerstand leisten muß, bildet diese Wand praktisch kein Hindernis für das magnetische Feld, das sich zwischen dem Magneten 33 und dem Magneten 7» die unterhalb angeordnet sind, ausbildet.

609 8 83/09

Claims

Patentansprüche

Lagervorrichtung für einen um eine Achse drehbaren Rotor, der in einem Gehäuse untergebracht ist, mit Halterungen an beiden Enden der Welle des Rotors, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Welle wenigstens eine erste Halterung (7,33) aufweist, die einer zweiten Halterung (10) gegenüberliegt, die in Berührung mit den starren Teilen des Gehäuses (2) über eine Anzahl von Einspannstellen (14,15) unter Zwischenlage von - wenigstens elastischen-Verbindungsteilen ist, und daß wenigstens eine Einspannstelle an dem Gehäuse (2) derart verformbar ist, daß die Einspannstelle (14,15) zur entsprechenden Einstellung der Lage beim Betrieb nachjustierbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (7,33) Magnete (7,10) sind, zwischen denen sich ein Magnetfeld ausbildet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Verbindungsteile dünne, stabförmige Glieder (35) aufweisen, deren eines Ende mit der zweiten Halterung verbunden ist, während das andere Ende durch ein Rohrstück (16,17) geführt ist und an dem das von der zweiten Halterung abliegende Ende des Rohrstücks befestigt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied (34) in dem Rohrstück an dem betreffenden Rohrende eingequetscht ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied (34) in dem Rohrstück mit Hilfe eines Verschluß-

609 883/0958

Stopfens (35) festgelegt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Glied (34) an dem Rohrstück angelötet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende eines Rohres (16,17) an dem Gehäuse angebracht ist und das Gehäuse durchzieht, an dem die zweite Halterung angebracht ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse in einem Hohlraum des umgebenden Gehäuses
untergebracht ist, das hierfür hohlförmig ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (22) in einem Deckel (3,4) des Gehäuses vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Aussparungen (20,21) in dem Gehäuse oder dem betreffenden Deckel (3,4) für die Rohre an der Oberseite des Gehäuses für den Magneten ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Wand des Gehäuses für den Magneten an
einem Teil der Wand des Gehäuses oder Deckels (3,4) befestigbar ist, und daß die anderen Wände des Gehäuses für den Magneten extrem dünn bemessen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse für den Magneten in dem Gehäuse oder Deckel
(3,4) über einen Klemmring (23) und/oder einen gewellten Toleranzring befestigt ist.
13. Vorrichtung nach einem\.der vorhergehenden Ansprüche, da-

609833/095S

durch gekennzeichnet, daß eine Dämpfungsflüssigkeit in dem Gehäuse für den Magneten eingeschlossen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß maximal drei Glieder (34) vorgesehen sind.

609883/0958