DE7226176U - Vorrichtung zur Stabilisierung von schnell umlaufenden Rotoren - Google Patents

Description

DORNIER SYSTEM GMBH
Friedrichshafen

Reg. s 135

Vorrichtung zur Stabilisierung von schnell umlaufenden Rotoren

Die Erfindung betritt eine Vorrichtung zur Stabilisierung von schnell um laufenden Rotoren, die sich um ihre freie, lotrechte Achse drehen, mit Däxnpfungsmitteln im Bereich der unteren Drehlagerung der Vorrichtung und Mitteln zur Erzeugung von Rückstellkraft en.

Bei schnell umlaufenden Rotoren treten neben der Rotationsbewegung um die freie Rotationsachee kreiseleigene Schwingungen, wie z. B. Präzessionsand Nutationsschwingungen auf. Dur h nicht ausgeglichene Massen des Rotors in bezug auf die Rotationsachse weicht die Rotationsachse von der angestrebten stabilen Lage ab.

Es sind bereite Vorrichtungen der genannten Art bekanntgeworden, bei denen zur Dämpfung ein mit Dämpfungsflüssigkeit gefülltes Gefäß vorgesehen ist, Ln das ein mit dem Rotor gekuppeltes Dämpfungsorgan eint&ucht. Das Dämpfungsorgan ist dabei gegen eine Rüpkstellkräfte aufbringende Einrichtung beweglich, Dieee Einrichtung besteht aus einer Membrane in Verbindung mit in radialer Richtung wirksamem Federungen. Ee ist ferner dabei vorgesehen, die die Dämpfung bsw. die Rücketellkräfte liefernd· Einrichtung als Zwischenglied zwischen dem Rotor und dessen unterer Drehlagerung anzt.ord&en.

Es let ferner eine Einrichtung zur Stabilisierung bekannt, bei der sich die Rotorachse in einem Kugelkalottenteil läget \_f das von einem Dämpfungskörper

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aufgenommen ist und eich an diesem Körper durch eine Federung axial abstützt. Der DampfungskOrper int in einen mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Behälter eingesetzt und über radial wirkende Federungen mit dem Gehäuse verbunden.

Bei der Verwendung von Membranen zur Aufbringung von Rückstellkräften besteht eine Koppelung zwischen der axialen und radialen Federkonetanten der Membrane. Infolge dieser Abhängigkeiten lassen sich die Staifigkeiten in axialer und radialer Richtung nicht frei wählen und damit nicht getrennt auf die jeweils erforderlichen optimalen Werte bringen. Ferner bestehen Schwierigkeiten in bezug auf die Einepannung derartiger Membranen in dar feststehende Gehäuse.

Aufgabe der Erfindung ist ea, gegenüber dem Bekannten eine Stabilisierung für einen schnell umlaufenden Rotor zu schaffen, bei dssn das nicht mitusnlaufend« untere Drehlager mit geringem baulichen Aufw*md zirkumpolare elastische Bewegungen» in der Radialebene sowie translatorische Bewegungen in axialer Richtung zum Zwecke der Stabilisierung aufzunehmen vermag. Die Rückstellkräfte in radialer und axialer Richtung sollen dabei getrennt abstimmbar sein. Ferner soll eine hohe Genauigkeit in bezug auf die Steifigkeitstoleranzen der die Rücketeilkräfte aufbringenden Mittel erreicht werden.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das nicht drehende Lagerteil der unteren Drehlagerung des Rotors ein biegeweiches Glied enthält und sich über dieses Glied im Lagergehäuse radial und über eine in Richtung der Rotordrehachse wirkende Federung am feststehenden Drehlager geh&use abstützt.

Eine solche eriindungsgemäße Stabilisierungsvorrichtung ist in ihrem Aufbau äußerst einfach. Die geforderten Werte der Steifigkeit lassen sich äußeret

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genau bestimmen und durch die getrennte Anordnung der radialen und Axialen Federung mittels des biegeweichen Gliedes einerseits und der davon getrennt arbeivesäwi A*MMfed9r»sg acdir·*···!*· mvf die Erfordernisse maxiw«! «witismen. Die geforderten Werte der Federkonstanten lausen sieh sowohl für den Biegestab als auch fur die axiale Federung *. B. bei einer Serienfertigung in engen Toleranzen reproduzieren*

In der Zeichnung ist ein Ausftthrungebelspiel gemäß der Erfindung dargestellt. Die Ausführung zeigt eine Zentrifuge mit Einern schnell umlaufenden Rotor in Verbindung mit dessen unteren Drehlager im Längsschnitt.

Mit 1 ist dabei der um seine vertikale Achse rotierende Rotor bezeichnet»

Der Rotor i ist von einem Residentes 4 umgeben, in dessen untere Öffnung das Gehäuse 5 der unteren Drehlagerung 8 eingesetzt ist, wobei der Recipient 4 und das Gehäuse 5 durch Schrauben 10 fest miteinander verbunden sind. Das Lagergehäuse 5 1st topfförmig ausgebildet und weist eine untere Bodenwand H auf. Der Rotor 1 lagert sich mittels seiner Drehachse 12, deren Ende 13 kugelförmig ausgebildet ist, in der Kugelpfanne 15 eines LagerteUes 16. Die Drehachse 12 ragt in den Raum des Lagergehäuses S hinein, in dem auch das Lagerteil 16 aufgenommen ist. In die Bohrung 17 des Lagergehäuse* 5 ist eine Lagerbüchse 18 fest eingesetzt, deren Bohrung 20 zur Aufnahme eines in Richtung der Rotordrehachse 12 beweglichen FOhrungskolbens 22 dient. Der Führungekolben 22 und das Lagerteil 16 weisen in axialer Richtung einen Abstand voneinander auf und sind über einen zur Rotationsachse des Rotors koaxialen Biegestab 24 miteinander verbunden. Dazu ist das obere Ende des Biegestabes 24 in eine Bohrung des Lagerteiles 16 und das untere Ende des Stabes in eine Bohrung des Führung*- kolbene 22 fest eingesetzt. Zwischen dem FOhrungekolben 22 und der Bodenwand H

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de· Lagergehäuse· 3 sind in Richtung der Rotordrehachse 12 wirksame Federungen in Form von Tellerfedern oder Wellscheibenfedern 26 eii*geeet«t, über die sieh dsr flstor & i^ axiale?- Richtung mxn feststehenden Lagergehäuse 5 und drmit an der hier nicht dargestellten Auflage für den Rezipienten 4 federnd abstützt. Die Bohrung des Lagergehäuse· 5 weist auf einem Teil ihrer axialen Erstv-eckung eine Weite auf, die greller als der AuSondurchmesser der zylindrischen Lagerbüchse 18 let. In den dadurch gebildeten Ringraum 30 ragt radial frei beweglich eine zylindrische Büchse 31 hinein, die Teil eines Dä^pfungsorganes ist. Die Büchse weist an ihrem oberen Ende radial gerichtete Stege 35 auf, die eine Nabe 36 tragen. Mittels der Bohrung in der Nabe 36 iet die Dämpferbüchse 31 auf das obere, die Kugelpfftnne 15 tragende Kode des Lagerteiles 16 fest aufgesetzt. Der Innenraum des LagergehäuBöB 5 rad dsssii auch der Ringraum SO Ut mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt, wobei auf das obere Ende des Gehäuses 6 ein Spritzdeckel 40 aufgesetzt ist, durch dessen zentrale öffnung 41 die Rotordrehflachse 12 radial frei beweglich hindurchgeführt ist. Zur Entlüftung des die Axialfederung 26 aufnehmenden Raumes zwischen dem Führungskolben S 2 und der Bodenwand H uee Lagergehäuse« 5 weist der Führungskolben eine axiale EnÜfifungsbohrung 42 auf, die in den mit Dämpfungeflüssigkeit gefüllten Innenraum des Lagergehäuses 5 mündet.

Treten bei umlaufendem Rotor Störungen auf, durch die die Rotordrehachse aus ihrer Mittellage gedrängt wird, so werden die dabei auftretenden Schwingungen s. B. Präzessions- und Nutations schwingungen mittels der Dämpfungseinrichtung 5, 30, 35 der unterea Drehlagerung 8 in bekannter Weise gedämpft. Durch des sich am feststehenden Gehäuse 5 radial abstützenden biegeweichen

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Stab 24 werden radiale Rückstellkraft© zur Stabilisierung des Rotors 1 übertragen. Unabhängig davon werden die in Richtung der Rotordrehachse 12 auftretenden Schwingungen des Rotors 4urch die Axialiederung 26 abgefangen. Ober das Lagerteil IB und das biegeweicue GIi»*i 24 sowie den im Gehäuse 5 axial beweglich geführten Kolben 22 werden die axialen Schwingungen in die sich am Gehäuse 5 abstützende Federung 26 eingeleitet und eine axiale Rückstellt ing unabhängig von der radialen Rückstellung bewirkt.

21. Juni 1972
KJ 10/ße/bc

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Claims (1)

1. i · < I '(J

   Reg. s 135 <"2

   1. Vorrichtung zur Stabilisierung von schnell umlaufenden Rotoren, die sich um ihre freie, lotrechte Achse drehen, mit Dämpfur^smitteln im Bereich der unteren Drehlager «ing der Vorrichtung und Mitteln zur Erzeugung von Rückstelferfiftsa» dadurch gekennzeichnet, daß das nileht drehende Lagerteil (16) der unteren Drehlagerung \8) fies Rotors (1) ein biegeweiches Clied (24) enthält und wtoh über dieses Glied (24) am Lagergehäuse (5) radial *.ind Ober eine ία Richtung der Rotor<2rehachs£ (12) wirkende Federung (26) am feststeho&uen Drehlagergehäuse (6) abstützt.

   3. '/«TtchtUf £ nech>>jr>.Ä^ruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eich das Lageri«Ü &>·■» v>in»in obrrc^» eine Kugelnfanne (^ 5^V aufweisenden und einem unteren radial im ^«gergehäus* {*) fixierten Abschnitt (16 bzw. ti) ensammeasetzt Abschnitte 06 bzw, ^LW Aber einen bi^geweÜAhen Stab (24) miteinan- •rum einrt.

   3. Vorricb*"Ui£ iiath AXie^ruch 1 uod 2, dadurch gekenn7eich.net, dad der unters AbiCtoiti \2t) in sr Art eines Kolbiaa in einer Ltt^erbohrung im Lager gebaute (S) geführt ist.

   21. J mi 197?
   KJ lüABe/bc

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