DE2403293C2 - Rotationskörper - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen ein- oder mehrgliedrigen Rotationskörper, der zumindest an einem oder beiden Enden gelagert ist, wobei ein Kalottenspurlager vorgesehen ist, bei dem sich ein elastischer Lagerzapfen in einer Lagerpfanne abstützt, wobei der Lagerzapfen einen geringeren Durchmesser als der Rotationskörper hat.

Rotationskörper besitzen insbesondere bei sehr hohen Drehzahlen schwachgedämpfte Eigenwerte und neigen daher zu Störbewegungen und -schwingungen, die vor allem die Enden eines eingliedrigen Rotors bzw. die Enden eines Rotorabschnitts eines mehrgliedrigen Rotors auslenken. Als Folge vollführt der Rotor oder seine Abschnitte eine Nutationjbewegung erster bzw. höherer Ordnung um seinen Schwerpunkt bzw. die zugehörigen Teilschwerpunkte, der die radialen Rückstellkräfte der Lagerung entgegenzuwirken haben, damit der Rotor wieder seine Mittellage einnimmt. Bei Magnetlagern, wie sie aus der DE-OS 19 33031 und US-PS 35 65 495 bekannt sind, hat man versucht, die zur Dämpfung der Nutationsbewegungen notwendigen Rückstellmomente durch hohe Rückstellkräfte aufzubringen, und man mußte daher die Lagerungen zur Aufnahme hoher radialer Kräfte auslegen.

Bei aus der DE-OS 19 49 481 bekannten Kalottenspurlagern ist diese Maßnahme jedoch nicht anwendbar. Die hohen Radialkräfte bewirken hier nämlich ein einseitiges Laufen, teilweise sogar ein Herauslaufen des Spurzapfens aus der Lagerpfanne, was die Zerstörung von Lager und Rotor mit sich führen kann.

Aus der DE-AS 1143150 ist ein Rotationskörper bekannt der mittels einer langen, elastischen Lagernadel, deren freies Ende in einer Kalotte ruht gelagert ist. Ein Teil der Schwingungsenergie läßt sich hierbei zur Entlastung des Lagers durch die Nadel aufnehmen. Obwohl mit dieser Ausgestaltung eine Verringerung der Radialkräfte und damit eine Verringerung der erforderlichen Rückstellkräfte erzielt wird, ist diese Lösung nicht geeignet insbesondere langgestreckte Rotore so zu stabilisieren, daß sie einen ruhigen Lauf mit kleinstmöglichen Auslenkungen haben. Durch die nachgiebige Nadel vermag der Rotor Kreiselbewegungen mit größeren Kreisdurchmessern durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit einem Kalottenspurlager gelagerten Rotationskörper der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine zufriedenstellende Stabilisierung des Rotors auch bei hohen Drehzahlen möglich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst. Da bei Ausbildung von Nutationsschwingungsformen zur Zurückführung eines Rotationskörpers ein Rückstellmoment erforderlich ist, bewirkt die Verlängerung des Abstandes zwischen Lager und Schwerpunkt des Rotationskörpers nämlich durch das He^lielstück, daß die Lagerkräfte in radialer Richtung kleiner werden, und zwar ohne die nachteilige Nebenwirkung der vollelastischen Nadel der bekannten Vorrichtung einzubringen.

Die Wirkungsweise der Erfindung wird in der Zeichnung anhand eines Beispiels dargestellt; ein Rotationskörper 1 mit Schwerpunkt S stützt sich über eine weiche Nadel 2 in einer Pfanne 3 ab; das obere Ende des Rotationskörpers wird von einem aktiven Magnetlager nachgiebig und dämpfend zentriert. Der Abstand zwischen dem Schwerpunkt 5 und den Mittelebenen der Lager 3 und 4 ist mit b bzw. a gekennzeichnet (Fig. 1). In Fig.2 ist der gleiche Rotationskörper wie in Fi g. 1 dargestellt, der oben und unten durch das Hebelstück 6 bzw. 7 verlängert ist. Hierbei verschiebt sich der Schwerpunkt S nur unwesentlich, der Abstand zwischen Schwerpunkt Sund den Lagerebenen 3 und 4 erhöht sich jeweils um die Länge des Hebelstücks auf b' bzw. a'. Insbesondere aufkommende Nutationsschwingungen werden hierbei deutlich besser gedämpft, die sonst (Fig. 1) wesentlich schwerer beherrschbar wären.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Ein- oder mehrgliedriger Rotationskörper, der zumindest an einem oder beiden Enden gelagert ist wobei ein Kalottenspurlager vorgesehen ist, bei dem sich ein elastischer Lagerzapfen in einer Lagerpfanne abstützt, wobei der Lagerzapfen einen geringeren Durchmesser als der Rotationskörper hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen eine durch ein Hebelstück (7) verlängerte, elastische Nadel (2) ist, deren Masse pro Einheit axialer Längenerstreckung geringer ist als die des Rotationskörpers (1) und so bemessen ist, daß der Rotorschwerpunkt (S) nicht wesentlich durch das Hebelstück zur Lagerstelle hin verschoben wird.