DE2759324C2 - Radial gedämpftes Fanglager für überkritisch laufende Rotoren - Google Patents
Radial gedämpftes Fanglager für überkritisch laufende RotorenInfo
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- DE2759324C2 DE2759324C2 DE19772759324 DE2759324A DE2759324C2 DE 2759324 C2 DE2759324 C2 DE 2759324C2 DE 19772759324 DE19772759324 DE 19772759324 DE 2759324 A DE2759324 A DE 2759324A DE 2759324 C2 DE2759324 C2 DE 2759324C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0442—Active magnetic bearings with devices affected by abnormal, undesired or non-standard conditions such as shock-load, power outage, start-up or touchdown
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C21/00—Combinations of sliding-contact bearings with ball or roller bearings, for exclusively rotary movement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/02—Relieving load on bearings using mechanical means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
Description
c)
Die Erfindung bezieht sich auf ein radial gedämpftes
Fanglager für üoerkritisch laufende Rotoren, das den
Rotor mit einem definiertvn Spai umgibt und aufgrund von radialen Rotorbewegur.gen angekoppelt wird, und
wobei das Fanglager eine Zentrier» iirichtung aufweist,
die das Fanglager relativ zum Rotor zentriert.
Ein solches Fanglager ist aus der FR-PS 15 23721
bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist das Fanglager über elastische Membranelemente und Stifte mit einem
Dämpfer eines Spurlagers verbunden. Das Fanglager, das dabei eine gewisse Zentrierung gegenüber dem
Rotor erfährt, bildet gleichzeitig mit dem Dämpfer ein Zwei-Massen-Lager. Dieses bekannte System ist jedocn
recht kompliziert und fertigungstechnisch sehr aufwendig. Außerdem ist aufgrund der mittelbaren Zentrierung
nur eine bedingte Zentrierung des Fanglagers gegenüber dem Rotor möglich. Das hat zur Folge, daß eine
große Spaltbreite erforderlich bleibt, und daß damit die Ansprechdauer des Fanglagers relativ hoch ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fanglager der bekannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie
unter Sicherstellung eines reibungslosen Freilaufs eine kurze Ansprechzeit haben.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Fanglager aus einer gleitfähigen Anlaufbuchse aus
einem hochverschleißfesten, schlecht wärmeleitenden und selbstschmierenden Werkstoff besteht, die über ein
massearmes. geschmierten Kugellager gelagert ist, das »us gut wärmeleitendem Werkstoff besteht, und daß die
Zentriereinrichtung als Ringmagnetpaar ausgebildet ist, dessen zusammenwirkende Teile einerseits dem Rotor
und andererseits über das Kugellager" der Anlaufbuchse
zugeordnet sind.
Die Erfindung gibt die Möglichkeit, den Luftspalt der
ium Freilauf des Rotors notwendig ist, extrem klein zu
halten und damit eine extrem kurze Ansprechzeit des Dämpfers zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Ausführung erfüllt damit die Anforderungen, die an ein Magnetlager gestellt werden,
nämlich, daß das Lager beim Durchfahren eines kritischen Drehzahlbereiches rasch anspricht, wirksam
dämpft, rasch entkoppelt und während des normalen Rotorbetriebes nicht mit dem Rotor in Beoihrung
kommt. Dabei kann der für den Freilauf notwendige Spalt zwischen dem Rotor und dem ihn umgreifenden
Fanglager sehr klein gehalten werden, ohne daß während der ruhigen Loufperioden sowie des ί iennbetriebes
der Rotor am Fanglager anläuft Es ist hierdurch neben einer kurzen Ansprechzeit sowie einer raschen
Entkopplung ein ruhiger Freilauf gewährleistet. Die rasche Entkopplung erfolgt dadurch, daß durch die
Zentrierwirkung das Fanglager gewissermaßen mit dem Rotor radial mitgeht und bei Abklingen der Schwingungen
wesentlich früher als bekannte Fanglager sich entkoppelt Durch die Zwangsführung zwischen Fanglager
und Rotor wird abgesehen von der raschen An- bzw. Entkopplung auch ein Springen während des Nennbetriebes
zwischen dem Rotor und dem Fanglager vermieden. Dieses alles führt hin zu einem sicheren und
stabilen Lauf eines Rotors mit geringstmöglichem Antriebsentzug.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Teile des Ringmagnetpaares in axialer Richtung
gegeneinander versetzt angeordnet sein.
In der Zeichnut» ξ ist eine Ausführungsform der
Erfindung schematisch dargestellt
In der Zeichnung ist ein mit Ringmagneten 10 gelagerter, als Welle ausgebildeter Rotor 11 gezeigt.
Um den Rotorschart 12 ist ein Fanglager 13 angeordnet.
das seinerseits mit einer Dämpfungseinrichtung 14 im Rotorgehäuse 15 gelagert ist. Das Fanglager 13 besteht
aus einem mit Kugeln 18 gelagerten Innen- und einsm
J5 Außenring 19 bzw. 20. Als gleitfähiges Kontaktstück für
den Rotorschaft 12 dient eine mit dem Innenring 19 verbundene Anlaufbuchse 22, die aus einem selbst
schmierenden Werkstoff hergestellt ist.
Das Fanglager 13 ist mit dem Außenring 20 an eine Dämpferhülse 25 der Dämptüngseiniichtung 14 befestigt
Die Dämpfungseigenschaft wrd unterstützt durch
mehrere Dämpferscheiben 26. die gemeinsam mit der Dämpferhülse 25 in eine Dämpfungsflüssigkeit 27
eintauchen. Eine Membran 28 dichtet den mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Raum zwischen der
Dämpfungseinrichtung 14 und dem Gehäuse 15 ab. Die integrierte Dämpfer-Fanglager-Baueinheit 13, 14 ist
radial beweglich auf Kugeln 30 abgestützt.
Eine Zentrierung zwischen dem Rotorschaft 12 und dem Fanglager 13 bzw. der Anlaufbuchse 22 erfolgt über
das Dämpferfanglager und dem Rotor 11 zugeordnete Magnetringe 31. Durch die Zwangsführung der beiden
Magnetringe 31 ist gewährleistet, daß während des normalen Betriebes des Rotors jeder Kontakt zwischen
dem Schaft 12 und dem Fanglager 13 ausgeschlossen ist.
Während des normalen Betriebes des Rotors 11 sorgen die den Rotor tragenden Dämpfungslager, von
denen nur eine, nämlich das Magnetlager 10 gezeigt ist, für die Stabilisierung des Rotationssystems. Alle im
normalen Nennbetrieb aufkommenden Schwingungen sowie die Schwingungen mit relativ geringen Rotoramplituden beim Aul·· und Ablaufen des Rotors werden mit
diesen Dämpfungssysteni, das aktiv oder passiv magnetisch, hydraulisch oder mechanisch oder eine
Kombination dieser Sysleme sein kann, gedämpft, während das Dämpfungslager 13, 14 inaktiv in
Einsatzbereitschaft steht
Das Fanglager, das möglichst entfernt von Schwin-
gungsknoten angeordnet ist, umgibt den Rotorschaft 12
mit der Anlaufbuchse 22 unter Beibehaltung eines Luftspaltes, der gerade etwas größer ist als die normale
Laufunschärfe des Rotors im Nennbetrieb. Mit Hilfe der Magnetringe 31 läßt sich dieser Spalt knapp über die
normale Rotoramplitude an der Fanglagerstelle bemessen, so daß das Fanglager rasch einsetzen kann, sobald
Biegeschwingungen des Rotors 11 auftauchen. Sobald die Rotoramplitude den Wert übersteigt, berührt der
Schaft 12 die Anlaufbuchse stoßartig. Durch die Gleitfähigkeit des Werkstoffes der Anlaufbuchse wird
mit geringstmöglichem Energieentzug das Trägheitsmoment der beschleunigten Masse überwunden und die
beweglichen Teile de.5 Fanglagers 13 auf eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigt Das Inertialsystem erhält
nunmehr eine neue Einspanncharakteristik durch die Ankopplung des Dämpfers 14 und der Federmembran
28, die die Eigenfrequenz des Systems verändert Die bis dahin aufgebrachte Schwingungsenergie wird
über die Dämpfungseinrichtung des Fanglagers entzogen, so daß das Schwingungssystem rasch stabilisiert
und mit Hilfe der Zentriermagnete 31 das Fanglager wieder entkoppelt wird und der Rotor nur nach einer
kurzzeitigen Kopplung des Dämpferfanglagers wieder frei laufen kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Radial dämpfendes Fanglager für überkritisch laufende Rotoren, das den Rotor mit einem
definierten Spalt umgibt und aufgrund von radialen Rotorbewegungen angekoppelt wird, wobei der
Spalt mindestens so groß ist wie die maximale Amplitude des Rotors im Nennbetrieb und wobei
das Fanglager eine Zentriereinrichtung aufweist, die das Fanglager relativ zum Rotor zentriert, dadurch
gekennzeichnet,
a) daß das Fanglager aus einer gleitfähigen Anlaufbuchse (22) aus einem hochverschleißfesten,
schlecht wärmeleitenden und selbstschmierenden Werkstoff besteht,
daß die Anlaufbuchse über ein massearmes, geschmierten Kugellager gelagert ist, das aus gut wärmeleitendem Werkstoff besteht,
daß die Zentriereinrichtung als gleichachsiges Ringtnrgnetpaar (31) ausgebildet ist, dessen zusammenwirkende Teile einerseits dem Rotor (11, 12) und andererseits über das Kugellager der Anlaufbuchse zugeordnet sind.
daß die Anlaufbuchse über ein massearmes, geschmierten Kugellager gelagert ist, das aus gut wärmeleitendem Werkstoff besteht,
daß die Zentriereinrichtung als gleichachsiges Ringtnrgnetpaar (31) ausgebildet ist, dessen zusammenwirkende Teile einerseits dem Rotor (11, 12) und andererseits über das Kugellager der Anlaufbuchse zugeordnet sind.
2. Fanglager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die zwei Ringmagnete (31) in axialer Richtung gegeneinander versetzt angeordnet sind.
b)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772759324 DE2759324C2 (de) | 1977-03-14 | 1977-03-14 | Radial gedämpftes Fanglager für überkritisch laufende Rotoren |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2711065A DE2711065C3 (de) | 1977-03-14 | 1977-03-14 | Radial gedämpftes Fanglager für überkritisch laufende Rotoren |
DE19772759324 DE2759324C2 (de) | 1977-03-14 | 1977-03-14 | Radial gedämpftes Fanglager für überkritisch laufende Rotoren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2759324C2 true DE2759324C2 (de) | 1982-03-04 |
Family
ID=25771725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772759324 Expired DE2759324C2 (de) | 1977-03-14 | 1977-03-14 | Radial gedämpftes Fanglager für überkritisch laufende Rotoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2759324C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4035694A1 (de) * | 1990-11-09 | 1992-05-14 | Siemens Ag | Fangvorrichtung fuer eine in einem entsprechenden lager beruehrungslos gelagerte rotorwelle |
DE4210042A1 (de) * | 1992-03-27 | 1993-09-30 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Hilfslagersysstem für einen am Stator schwebend gelagerten Rotor |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB689923A (en) * | 1949-09-19 | 1953-04-08 | Baermann Max | Improvements in or relating to mounting and centering rotatable parts |
FR1523721A (fr) * | 1966-05-31 | 1968-05-03 | Reactor Centrum Nederland | Amortisseur de vibrations |
-
1977
- 1977-03-14 DE DE19772759324 patent/DE2759324C2/de not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB689923A (en) * | 1949-09-19 | 1953-04-08 | Baermann Max | Improvements in or relating to mounting and centering rotatable parts |
FR1523721A (fr) * | 1966-05-31 | 1968-05-03 | Reactor Centrum Nederland | Amortisseur de vibrations |
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DE4210042A1 (de) * | 1992-03-27 | 1993-09-30 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Hilfslagersysstem für einen am Stator schwebend gelagerten Rotor |
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OI | Miscellaneous see part 1 | ||
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Owner name: M A N TECHNOLOGIE GMBH, 8000 MUENCHEN, DE |
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