Spurlager mit radial gerichteten Ölzuführungsrillen. Die Erfindung betrifft ein Spurlager mit radial gerichteten Ölzuführungsrillen, welches sieh den für den Betrieb erforderlichen Öl druck durch Keilwirkung der Tragflächen auf das zugeführte Öl selbst erzeugen soll. Nach der Erfindung hat der je zwischen zwei Öl- rillen befindliche Teil der einen der zusam menarbeitenden Spuren - in einem zur Wellenase gleichaxigen Zylinderschnitte ge sehen - die Form eines U, dessen Schenkel der Drehbewegung der drehenden Spurfläche, in Nachstehendem kurz Gegenflüche genannt, entgegengerichtet sind.
Das Spurlager kann so ausgebildet sein, dass der der Gegenfläche benachbarte Schenkel je der U-Form eine vom Querstege gegen die Ölrille hin abnehmende Dicke besitzt. Dieser Schenkel kann ferner um ein geringes Stück über den Quersteg hinausragen. Zwei oder mehr aufeinander folgende Teile mit U-förmigem Querschnitte können durch ihre von der Gegenfläche ab gelegenen Schenkel miteinander verbunden sein. Die erfinderische Durchbildung kann so wohl der umlaufenden, als auch der fest stehenden Spur gegeben werden. Man wird sie insbesondere bei der letzteren anwenden.
Es sind bereits Spurlager bekannt ge worden, welche sich den für den Betrieb er forderlichen Öldruck dadurch schaffen, dass die zwischen zwei radialen Ölrillen befind lichen Segmente der Tragflache der festlie genden Spur von der Ölrille aus in Richtung der Drehbewegung gegen die Gegenscheibe hin ansteigen und so mit der Gegenscheibe einen keilförmigen Hohlraum bilden, in wel chem das von der Gxegettscheibe bei der Drehung mitgerissene Öl unter der Keilwir kung auf einen Druck gebracht wird, der mehrere oder sogar viele Atmosphären be tragen kann. Diese schrägen Flächen nehmen aber nur zeitweise und auch dann nur ge ringen Anteil an der Aufnahme des Axial druckes, und zwar wur bei voller Drehzahl der Welle.
Beim Anfahren und Auslaufen dagegen ist der ()ldrack wegen der geringen Keilwirkung ein geringer, und es tragen nur die obersten oder diejenigen Flächenteile der Spar, welche zur Gegenfläche parallel ver- laufen. In den meisten Fällen ist dies nur ein geringer Prozentsatz der gesamten Spur ringfläche, und es besteht die Cefalii', dass insbesondere beim Auslaufen, wo alles noch warm ist,
diese Flächenteile zu hohe Be lastung erfahren und von der Gegenscheibe angefressen werden.
Es sind ferner schon Spurlager vorge schlagen worden, bei welchen die festliegen den Spurringe selbst oder deren Auflage der art ausgebildet sind, dass sie unter dem Ein- flusse des durch die Spurbelastung erzeugten Druckes elastisch durchbiegen. Als elastische Unterlage sind schon Schraubenfedern vorge schlagen worden, wobei jedoch besondere Vorrichtungen gegen die Mitnahme der eigent lichen Tragfläche vorzusehen sind.
In den bisher bekannt gewordenen Fällen, wo der Spurring selbst elastisch ausgebildet ist, oder einzelne Segmente eines Spurringes auf einer elastischen, dünnen Unterlage aufruhen, sind der Spurring, bezw. die Unterlagen aus einem durchgehenden Stücke hergestellt, welches den Nachteil besitzt, dass es entweder so dick ist, dass es zu wenig durchbiegt und also für die Keilform der Ölzuführung einen zu geringen Spalt frei lässt, oder dass es zu hoch auf Biegung beansprucht wird. Diese Nachteile werden durch den Gegenstand vor liegender Erfindung vermieden.
Die Zeichnung zeigt verschiedene Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Fig. 1 stellt teilweise im Querschnitte ein Spurlager für eine vertikale Welle dar. Fig. 2 ist der Grundriss von dessen feststehender Spur. Die Fig. 3-6 zeigen in grösserem Mass- stabe Einzelheiten von Ausführungsformen dieser Spur. Gemäss Fig. 1 ist das untere Ende der Welle 1 als Platte 2 ausgebildet, deren untere Begrenzungsfläche als ebene Tragfläche gehalten ist. Unter der Platte 2 ist die festliegende Spur 3 angeordnet, welche in den in der Zeichnung im Schnitte darge stellten Ölgefässe 4 gelagert ist. Dieser wird von einer Rückkühlvorrichtung gekühltes Ol durch das Rohr 5 zugeleitet.
Das aus dem zwischen den Tragflächen befindlichen schma len Raum austretende. erwärmte Öl gelangt vorerst in den Ringraum 6 des Ölsammel- gefässes 4 und strömt von da durch das Rohr 7 ab, beispielsweise zurück zur Rück kühlvorrichtung. Diese feststehende Spur 3 ruht mittelst kleiner Ansätze 8 auf entspre chenden Erhöhungen 9 des Bodens vom Ge häuse 4. Das durch das Rohr 5 zugeleitete, frische Öl gelangt in den Bodenraum 10, von da durch Bohrungen 11 in Hohlräume 12 der Spur 3 und alsdann durch die radialen Rillen 13 zu den Tragflächen. Gemäss Grund riss Fig. 2 besitzt die Spur 3 sechs solcher Ölrillen 13.
Dementsprechend kann die Spur aus sechs Segmenten bestehen, deren in Fig. 2 nach dem Parallelkreisbogen A-B ausgeführter, zur Welle gleichaxiger Zylin derschnitt, von C aus gesehen, die in Fig. 3 in grösserem Massstabe ersichtliche Form eines liegenden U besitzt. Diese U-Form besteht aus einem obern Schenkel D-E-F-G, einem untern Schenkel H-J-K-L und dem Querstege, dem Tragstege L-M-N- F-L. Das Rechteck 0-P-Q-R in Fig. 3 ist als Ausschnitt aus der beweglichen Spur platte, der Gegenplatte 2. aufzufassen, welche die, durch Pfeil I angedeutete Drehrichtung, d. i. in den rig. 1 und 3 gesehen von recht nach links, besitzt.
In Fig. 3 bedeutet 3' den Schnitt durch eines der Spurseguiente, 3" den Schnitt durch das nächstfolgende Seg ment. Der obere und untere Schenkel und der Quersteg des Segmentes 3' und der Quer steg des nächsten Segmentes 3" schliessen der Hauptsache nach einen Hohlraum 12 ein, dein, wie bereits oben gesagt wurde; durch die im untern Schenkel des Segmentes 3' angebrachte Boh rung 11 kühles<B>01</B> zugeführt wird.
Der obere Schenkel des Segmentes 3' ist kürzer als der untere Schenkel und lässt zwischen sich und dem Querstege des Segmentes 3" einen Durch gang frei von der Breite b, nämlich die so- oyenannte Ölrille. In dieser Rille kommt das n OL mit der untern, ebenen Begrenzungsfläche 0-P, also mit der Gleitfläche der umlaufen den Spurplatte 2 in Berührung und wird von dieser nach links mitgerissen.
Eine bei G vorhandene starke Abrundung des obern Schenkels vom Segmente 3' erleichtert dieses Mitnehmen. Zufolge der Reibung und Ad häsion zwischen der beweglichen Platte 2 und dem 01 wird letzteres keilartig zwischen die Platte 2 und den obern Schenkel des Segmentes 3' hineingerissen, übt auf letz teren einen vertikal nach unten gerichteten Druck aus und biegt das rechte Ende G-D dieses obern Schenkels nach unten, während das linke Ende E-F ortsfest bleibt. Der Zylinderschnitt dieses Schenkels nimmt die in Fig. 3 durch strichpunktierte Linie ange deutete Lage ein. Der Spalt zwischen der beweglichen Platte 2 und dem obern Schenkel wird beim Eintritt, d. i. bei G, erheblich grösser, und dadurch wird einer vermehrten Menge Öl der Eintritt zwischen die Trag flächen ermöglicht.
Bei ansteigender Dreh zahl der Welle erhält der Keil nach hinten immer grössere Steigung, als dies nach den ersten Uinidrehungen der Platte 2 der Fall war, woraus folgt, dass die Keilwirkung und die Drucksteigerung auf das Öl bis zum nor malen Betriebe des Lagers mit steigender Drehzahl eine vermehrte wird. Wie Versuche gezeigt haben, stellt sich der grösste Öldruck ungefähr irr der Mlitte der Gleitfläche eines feststehenden Spursegmentes ein; er nimmt in radialer Richtung nach innen und nach aussen rasch ab, weil das Öl nach beiden Seiten entweicht. Dies hat zur Folge, dass der obere Schenkel, in Richtung des Um fanges gesehen, in der Mitte am meisten durchbiegt. Fig. 4 stellt die Vorderansicht des Segmentes 3' von H aus gesehen dar. Der obere Schenkel Tratte anfänglich die Form eures Rechteckes G'-G"-D"-D'.
Unter dem Einflusse des Öldruckes geht die Rechtecksform in die strichpunktiert einge zeichnete Form über, wonach die Mitte der Schenkelstirnfläche um die Pfeilhöhe f durch gebogen ist. Im normalen Betriebe bildet also die obere Begrenzungsfläche des obern Schenkels vom Segmente 3' gemäss den in den Fig. 3 und 4 strichpunktiert eingezeich netem Umrisslinien eine Mulde, deren Tiefe f in der Mitte der Eintrittskante G'-G" am grössten ist und nach hinten (in Fig. 3 nach links), sowie in radialer Richtung (Fig. 4) nach aussen und nach innen abnimmt. Weil sich auf diese Weise der Ölspalt gegen den Rand der Drahtfläche hin verengt, so bildet sich nach aussen in erwünschter Weise selbst tätig eine Drosselstrecke, welche dem zu raschen Austreten des gepressten Öls ent gegenwirkt.
Wie Fig. 4 zeigt, verharren die Eckpunkte G' und G" in ihrer Höhenlage. Das könnte zur Folge haben, dass daselbst das fest stehende Tragsegment mit der umlaufenden Scheibe in Berührung kommt, was ein An fressen der Gleitflächen zur Folge hätte. Um diesem Übelstande vorzubeugen, wird gemäss Fig. 5 der Quersteg in radialer Richtung kürzer gehalten als der obere und untere Schenkel, und dessen Enden werden zuge schärft. Es ragt also der obere Schenkel des Tragsegmentes auf der einen Seite um die Strecke c. auf der andern uni die Strecke (l über den Steg hinaus.
In Fig. 6 ist ein Zylinderschnitt durch eine feststehende Spur dargestellt, bei wel cher zwei aufeinanderfolgende Tragteile durch die untern Schenkel 15 und 16 ihrer U-Form miteinander verbunden sind. Natürlich können auch mehr als zwei solcher Teile aus einem Stücke hergestellt sein; beispielsweise zwei mal die Hälfte, so dass die feste Spur aus zwei Halbringen besteht; oder es können alle Teile unter sich fest verbunden sein, so dass die ganze .feststehende Spur aus einem ein zigen, zusammenhängenden Ringe besteht.
In Fig. 6 ist ausserdem gezeigt. wie das vor dere Ende des obern Schenkels bei S schnabel artig nach unten geformt ist, damit es zwecks leichter Durchbiegung dünn gehalten werden kann und für das Mitnehmen des Öls durch die bewegliche Scheibe doch eine grosse Ab- rundrnig s-i besitzt. Ähnlich wie anhand der Fig. 5 dargelegt; ist der obere Schenkel bei T über den Quersteg hinaus verlängert und zugeschärft, um ein Anfressen an dieser Stelle zu vermeiden.
Die geringe Wandstärke des obern Schen kels der U-Forni sichert eine gute Wärme ableitung von den Gleitflächen durch die Wandung hindurch an das frisch zugeführte, kühle Öl. Dies ist ein ganz besonderer Vor teil des betreffenden Ausführungsbeispiels gegenüber vorbekannten Sparlagern, hei wel chen die feststehende Spur als grosser Klotz ausgeführt ist, welcher wegen seiner geringen vom Öl benetzten Oberfläche nicht geeignet ist, die Reibungswärme hinreichend an das Öl abzuführen und die deshalb leicht zu Schaden kommt.
Thrust bearing with radially directed oil feed grooves. The invention relates to a thrust bearing with radially directed oil supply grooves, which see the oil pressure required for operation by wedge effect of the wings on the supplied oil to generate itself. According to the invention, the part of the one of the co-operating tracks located between two oil grooves - see in a cylinder section equiaxed to the shaft nose - has the shape of a U, the legs of which are opposite to the rotational movement of the rotating track surface, hereinafter referred to as countercurses .
The thrust bearing can be designed in such a way that the leg adjacent to the opposing surface has a thickness that decreases from the transverse webs towards the oil groove for each U-shape. This leg can also protrude slightly beyond the crosspiece. Two or more successive parts with a U-shaped cross-section can be connected to one another by their legs located from the opposite surface. The inventive development can be given to the circumferential as well as the fixed track. It will be applied particularly to the latter.
Thrust bearings have already been known ge, which create the oil pressure required for operation by the fact that the segments of the wing of the fixed track between the two radial oil grooves rise from the oil groove in the direction of the rotary movement against the counter disc and so form a wedge-shaped cavity with the counter disc, in which the oil entrained by the Gxegett disc during rotation is brought to a pressure under the Keilwir effect that can carry several or even many atmospheres. However, these inclined surfaces only take part in the absorption of the axial pressure at times and only then, namely at full speed of the shaft.
When starting up and coasting, however, the () ldrack is less due to the low wedge effect, and only the uppermost or those parts of the surface that run parallel to the opposite surface carry the spar. In most cases this is only a small percentage of the total track ring area, and there is the cefalii 'that, especially when sailing, when everything is still warm,
these parts of the surface experience excessive loading and are pitted by the counter pane.
Thrust bearings have also been proposed in which the fixed track rings themselves or their support are designed in such a way that they bend elastically under the influence of the pressure generated by the track load. As an elastic pad, coil springs have already been proposed, but special devices must be provided against the entrainment of the actual wing.
In the previously known cases where the track ring itself is elastic, or individual segments of a track ring rest on an elastic, thin base, the track ring, respectively. the documents are made from one continuous piece, which has the disadvantage that it is either so thick that it does not bend enough and therefore leaves too little gap for the wedge shape of the oil supply, or that it is subjected to too much bending. These disadvantages are avoided by the subject matter of the present invention.
The drawing shows various exemplary embodiments of the subject matter of the invention. Fig. 1 shows partially in cross section a thrust bearing for a vertical shaft. Fig. 2 is the plan view of its fixed track. FIGS. 3-6 show details of embodiments of this track on a larger scale. According to FIG. 1, the lower end of the shaft 1 is designed as a plate 2, the lower boundary surface of which is held as a flat support surface. Under the plate 2, the fixed track 3 is arranged, which is stored in the oil vessels 4 shown in the drawing in sections Darge. This is fed through the pipe 5 with cooled oil from a recooling device.
The one emerging from the narrow space between the wings. The heated oil first enters the annular space 6 of the oil collecting vessel 4 and flows from there through the pipe 7, for example back to the re-cooling device. This fixed track 3 rests by means of small approaches 8 on corre sponding elevations 9 of the bottom of the Ge housing 4. The fresh oil fed through the pipe 5 enters the floor space 10, from there through holes 11 in cavities 12 of the track 3 and then through the radial grooves 13 to the wings. According to the plan in FIG. 2, the track 3 has six such oil grooves 13.
Accordingly, the track can consist of six segments, which in Fig. 2 after the parallel arc A-B executed, derschnitt to the shaft equaxiger Zylin, seen from C, the visible in Fig. 3 on a larger scale has the shape of a lying U. This U-shape consists of an upper leg D-E-F-G, a lower leg H-J-K-L and the transverse webs, the support webs L-M-N-F-L. The rectangle 0-P-Q-R in Fig. 3 is to be understood as a section of the movable track plate, the counter-plate 2., which the direction of rotation indicated by arrow I, d. i. in the rig. 1 and 3 viewed from right to left.
In Fig. 3, 3 'means the section through one of the Spurseguiente, 3 "the section through the next segment. The upper and lower leg and the crossbar of segment 3' and the crossbar of the next segment 3" include the main thing after one Cavity 12, your, as already said above; cool <B> 01 </B> is supplied through the hole 11 made in the lower leg of segment 3 '.
The upper limb of segment 3 'is shorter than the lower limb and leaves a passage free of width b between it and the transverse webs of segment 3 ", namely the so-called oil groove. In this groove, the n OL comes with the lower one , flat boundary surface 0-P, ie with the sliding surface of the track plate 2 revolve in contact and is carried along by this to the left.
A strong rounding of the upper leg of the segment 3 'present at G facilitates this removal. As a result of the friction and adhesion between the movable plate 2 and the 01, the latter is torn like a wedge between the plate 2 and the upper leg of the segment 3 ', exerts a vertically downward pressure on the latter and bends the right end GD of this upper Leg down, while the left end EF remains stationary. The cylindrical section of this leg assumes the position indicated by dash-dotted lines in FIG. 3. The gap between the movable plate 2 and the upper leg is enlarged upon entry, i.e. i. at G, considerably larger, and this enables an increased amount of oil to enter between the wings.
As the speed of the shaft increases, the wedge has a greater gradient towards the rear than was the case after the first Uini rotations of plate 2, which means that the wedge effect and the increase in pressure on the oil up to normal operations of the bearing with increasing speed an increased one. As tests have shown, the greatest oil pressure occurs approximately in the middle of the sliding surface of a fixed track segment; it decreases rapidly in the radial direction inwards and outwards because the oil escapes on both sides. As a result, the upper leg, seen in the direction of the circumference, bends most in the middle. Fig. 4 shows the front view of the segment 3 'as seen from H. The upper leg initially had the shape of your rectangle G'-G "-D" -D'.
Under the influence of the oil pressure, the rectangular shape changes into the form drawn in dash-dotted lines, after which the center of the leg end face is bent by the arrow height f. In normal operation, the upper boundary surface of the upper leg of the segments 3 'according to the dash-dotted outline lines in FIGS. 3 and 4 forms a trough whose depth f is greatest in the middle of the leading edge G'-G "and to the rear (in Fig. 3 to the left), as well as in the radial direction (Fig. 4) decreases outwards and inwards.Because in this way the oil gap narrows towards the edge of the wire surface, it forms itself outwards in a desired manner a throttle section, which counteracts the too rapid escape of the pressed oil.
As FIG. 4 shows, the corner points G 'and G ″ remain in their height position. This could result in the stationary support segment coming into contact with the rotating disk, which would cause the sliding surfaces to seize To prevent inconveniences, according to Fig. 5, the transverse web is kept shorter in the radial direction than the upper and lower legs, and its ends are sharpened. The upper leg of the support segment protrudes on one side by the distance c. On the other uni the route (l beyond the footbridge.
In Fig. 6 is a cylinder section through a fixed track is shown in wel cher two successive support parts are connected to each other by the lower legs 15 and 16 of their U-shape. Of course, more than two such parts can be made from one piece; for example two times the half, so that the fixed track consists of two half-rings; or all parts can be firmly connected to one another, so that the entire fixed track consists of a single, coherent ring.
In Fig. 6 is also shown. how the front end of the upper leg at S is shaped like a beak downwards so that it can be kept thin for the purpose of easy bending and yet has a large rounded edge s-i for the removal of the oil through the movable disc. Similar to that set out with reference to FIG. 5; the upper leg at T is extended beyond the crosspiece and sharpened to avoid pitting at this point.
The low wall thickness of the upper leg of the U-shape ensures good heat dissipation from the sliding surfaces through the wall to the freshly supplied, cool oil. This is a very special before part of the embodiment in question compared to previously known savings bearings, he chen the fixed track is designed as a large block, which is not suitable because of its small surface wetted by the oil, sufficiently dissipate the frictional heat to the oil and therefore easy to Damage is coming.