CH393842A - Gasgeschmiertes Gleitlager - Google Patents

Description

  Gasgeschmiertes Gleitlager    Gegenstand des Hauptpatentes ist ein hydro  dynamisch gasgeschmiertes Gleitlager für hohe Dreh  zahlen mit zylindrischer Bohrung und mit Vertiefun  gen in der Lauffläche der Lagerschale, wobei die  Vertiefungen nahe den beiden Lagerenden über den  Umfang     segmentartig    angeordnet sind und jede Ver  tiefung am Einlauf mit einer     Axialnut    versehen ist,  die sich zumindest annähernd über die Breite der       Vertiefung    erstreckt und keine Verbindung mit der  umgebenden Atmosphäre hat.  



  Ferner wird im Hauptpatent vorgeschlagen, zwi  schen den     Vertiefungen    bzw.     Axialnuten    und den  Lagerenden je eine Ringnut anzuordnen. Diese Ring  nuten haben den Zweck, den Gasaustausch zwischen  dem Schmierspalt und der Lagerumgebung abzu  grenzen, um die     Lagerlauffläche    vor Verschmutzung  zu schützen. Die Verwendung von speziellen     Ansaug-          Leitungen    oder Filtern für das Schmiergas wird da  durch vermieden.  



  Im Gegensatz zu den bekannten Mehrtragflächen  lagern weist ein in dieser Weise konstruiertes Gleit  lager schon bei verhältnismässig niedrigen Drehzah  len eine genügende Tragfähigkeit des Schmierfilms  auf und arbeitet bei hohen Drehzahlen frei von In  stabilität der Wellenbewegung, wie dies durch ausge  führte Maschinen bestätigt wird.  



  Bei hydrodynamisch gasgeschmierten Lagern be  steht ausser den Problemen der Tragfähigkeit und  der Stabilität das Problem der Deformation des La  gers unter Wärmebeanspruchung im Betrieb, da we  gen der geringen Tragfähigkeit beim Gaslager     aus-          serordentlich    kleine Lagerspiele, mithin zum Funk  tionieren eine hohe Formgenauigkeit des Lagers un  bedingt notwendig ist. Bei mit sehr heissen Gasen ar  beitenden Turbomaschinen wird ausgerechnet das  dem Laufrad nahehegende Traglager durch einseitige  Erhitzung sehr ungünstig beansprucht. Im Betrieb    können zwischen den beiden Lagerenden unzulässige  Temperatur-Unterschiede und ungleiche Wärmedeh  nungen im Lagerkörper auftreten, welche die Be  triebssicherheit der Maschinen gefährden.

   Die vor  liegende Erfindung bezweckt, diese Schwierigkeiten  zu meistern. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass we  nigstens eine     Axialnut    an wenigstens einem der bei  den Lagerenden mit der Ringnut am anderen Lager  ende durch wenigstens einen speziellen Kanal verbun  den ist.  



  Auf diese Weise ist es möglich ohne spezielle,  insbesondere bewegte Hilfsmittel, einen ständigen  Austausch von Schmiergas und damit einen Tempe  raturausgleich zwischen den beiden Lagerenden zu  erzielen.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der  Erfindung dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt einen     Axialschnitt    des gasgeschmier  ten Gleitlagers und       Fig.    2 einen     Radialschnitt    nach der Linie     II-11,    in       Fig.    1.  



  Eine Welle 1 läuft in einer zylindrischen Lager  schale 2, nahe deren Enden A und B mehrere Ver  tiefungen sog. Stabilisierungstaschen 3a, 3b und 3c  über den Umfang     segmentartig    angeordnet sind. Die  Breite dieser Stabilisierungstaschen in     Axialrichtung     ist so bemessen, dass sie maximal ein Sechstel der  Lagerbreite beträgt. üblicherweise sind sie schmä  ler, und so bleibt zwischen ihnen ein tragender Mit  telteil mit zylindrischer Bohrung, ohne jegliche Nu  ten oder Löcher, von mindestens zwei Dritteln der  Lagerbreite übrig. Jede der Stabilisierungstaschen 3a,  <I>3b, 3c</I> ist an ihrem Einlauf, betrachtet in der Dreh  richtung der Welle 1, mit einer     Axialnut   <I>4a</I> bzw.<I>4b</I>  bzw. 4c versehen, die sich über die Breite der Sta  bilisierungstaschen erstreckt.

   Die Tiefe t der Stabili  sierungstaschen ist von der gleichen Grössenordnung      wie das radiale Lagerspiel A R zwischen Welle 1  und Lagerschale 2. Zwischen den Stabilisierungs  taschen bzw.     Axialnuten    und den Lagerenden ist je  eine Ringnut 5a und 5b in die Lagerschale 2 einge  dreht.  



  Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die am  Lagerende A bzw. B befindlichen     Axialnuten    4a, 4b,  4c durch je einen oder mehrere in der Lagerschale 2  verlaufende Kanäle<I>6a bzw.</I> 6b mit der am Lager  ende B bzw. A befindlichen Ringnut 5b bzw. 5a ver  bunden.  



  Ein wesentlicher Vorteil dieser     Art    der Verbin  dungen<I>6a</I> und 6b zwischen den     Axialnuten    4a,<I>4b,</I>  4c und den Ringnuten 5a, 5b besteht darin, dass ein  intensiver Austausch des in den Ringnuten 5a und  <I>5b</I> eingeschlossenen Schmiergases erfolgen kann.  



  Im Betrieb arbeiten die an den Lagerenden A  bzw. B angebrachten Stabilisierungstaschen 3a, 3b,  3c als     Viskositätspumpen,    die das Schmiergas aus  dem einen Lagerende A bzw. B in die Ringnut am  anderen Lagerende B bzw. A fördern. Die Folge die  ser gleichzeitig in beiden Richtungen sich abspielen  den Vorgänge ist ein weitgehender Ausgleich der zwi  schen den beiden Lagerenden A und B herrschenden       Temperaturdifferenz.     



  Ausser der obengenannten Funktion des Tempe  raturausgleiches erfüllen diese internen Verbindungen  noch eine für hydrodynamisch gasgeschmierte Gleit  lager nützliche Funktion einer erhöhten Stabilisie  rung. Insbesondere kann durch das Verbinden der  auf der unbelasteten Seite der Lagerfläche befindli  chen     Axialnuten   <I>4a</I> mit einer der Ringnuten<I>5a, 5b</I>  die Entwicklung von negativem Druck im Schmier  spalt des Lagers verhindert werden.  



  Für Stabilisierungszwecke können die Taschen  zur Anpassung der Wellenverlagerung ungleich tief  sein. Beispielsweise kann bei der dargestellten Aus  führung die Tasche 3a auf der unbelasteten Lager  seite, je nach der jeweiligen Wellenexzentrizität im  Betrieb, tiefer sein als die Stabilisierungstaschen 3b  und 3c, womit sich die Stabilität weiter erhöhen lässt.  



  Für bestimmte Anwendungsfälle kann es vorteil  haft sein, die Stabilisierungstaschen ungleichmässig    über den Umfang zu verteilen und gegebenenfalls we  niger als drei Taschen pro Lagerende vorzusehen.  Zum Beispiel kann für höhere Ansprüche an die  Tragfähigkeit des Lagers die Tasche 3b samt der       Einlaufnut    4b auf der belasteten Lagerseite weggelas  sen werden. Die beiden Lagerenden leisten dadurch  einen vermehrten Beitrag an die Tragfähigkeit. Es ist  ferner möglich, die Stabilisierungstaschen entspre  chend dem erstrebten Zweck ungleich breit auszu  führen.  



  In gewissen Fällen, wo niedrigere Betriebsdreh  zahl und höhere Lagerbelastung vorliegen, ergeben  die     Axialnuten   <I>4a, 4b,</I> 4c allein, d. h. ohne die     an-          schliessenden    Taschen 3a,<I>3b</I><B>3e,</B> ebenfalls eine ge  nügende Stabilisierung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Hydrodynamisch gasgeschmiertes Gleitlager nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, mit je einer zwischen den Axialnuten und den Lagerenden ange ordneten Ringnut, dadurch gekennzeichnet, dass we nigstens eine Axialnut <I>(4a, 4b, 4c)</I> an wenigstens einem der beiden Lagerenden (A bzw. B) mit der Ringnut (5b, 5a) am anderen Lagerende (B, A) durch wenigstens einen speziellen Kanal (6a bzw. 66) verbunden ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Gleitlager nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass an jedem Lagerende (A, B) we nigstens eine Axialnut <I>(4a, 4b,</I> 4e) mit der Ringnut <I>(5b, 5a)</I> des anderen Endes (B, A) verbunden ist. 2.

   Gleitlager nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Kanal (6a, 6b) die Lager schale (2) mindestens teilweise durchsetzt. 3. Gleitlager nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die auf der unbelasteten Seite der Lagerfläche befindlichen Axialnuten (4a) an den La gerenden (B, A) mit den zugehörigen Ringnuten <I>(5a,</I> 5b) an den Lagerenden (A, B) durch spezielle Kanäle (6b, 6a) verbunden sind.