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Kreislaufschmiervorrichtung für Wellenlager Der Gegenstand der Erfindung
ist eine Kreislaufschmiervorrichtung für Wellenlager von der in den Ansprüchen angegebenen
Bauart, die insbesondere für dünnflüssige Schmiermittel und schnell laufende Wellen
eine sichere Beherrschung des Schmierfilms im Lager ermöglicht. Durch die Bauart
ist es auch möglich, in einfacher Weise den-Ablaufdruck des Schmiermittels aus dem
Lagerspalt höher als den normalen Umgebungsdruck des Lagers zu halten. Ferner ist
es überflüssig, einen Schmiermittelsammelraum innerhalb des Lagerkörpers zur Beruhigung
des Schmiermittels in dem Lagerkörper selbst vorzusehen.
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Es sind Lager bekanntgeworden, die ebenfalls einen Kreislauf unter
Benutzung der Fliehkraftwirkung mittels Umlaufscheiben oder Räder bewirke:, die
auf der Welle in der Nähe der Lagerscheibe befestigt sind. Alle diese Lager weisen
aber einen Schmiermittelsammelraum auf und erfordern dadurch erheblich größere Lagerkörper,
die besonders bei schnell laufenden Maschinen unerwünscht sind und die Ausführung
wesentlich erschweren. Ebenso ist es bei allen vorbekannten Lagern nicht Aufgabe
der auf der Welle sitzenden Scheiben oder Räder, außer der Förderung des Schmiermittels
im Kreislauf auch die Abdichtung des Lagerinhaltes auch dann zu bewirken, wenn der
Ablaufdruck des Schmiermittels aus dem Lagerspalt größer als der Umgebungsdruck
ist. Ebenso ist im umgekehrten Fall, wenn z. B. auf einer Seite des Lagers der Umgebungsdruck
höher als der Schmiermitteldruck im Innern des Lagers ist, eine Abdichtung nicht
möglich.
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Die vorliegende Erfindung beseitigt die erheblichen Schwierigkeiten,
die schnell laufende Lager mit dünnflüssigen Schmiermitteln, beispielsweise Wasser,
besonders beim Betrieb in Räumen niederen absoluten Drukkes der betriebssicheren
Ausführung bereiten. Vor allem ist dort die bei der großen Wärmeentwicklung leicht
eintretende Verdampfung des Schmiermittels auf` Grund der durch die hohe Geschwindigkeit
möglichen Vakuumbildung außerordentlich schwer zu vermeiden. Es liegt also auf der
Hand, daß die Erhöhung des absoluten Druckes im Lagerspalt zumindest über den geringsten
Umgebungsdruck, der ja auf beiden Lagerseiten verschieden sein kann, erhebliche
Vorteile und größere Sicherheit gegen Zerstörung des Lagers bietet. Besonders ist
dies der Fall, wenn die Abdichtung des Lagerraumes unempfindlich gegen erhebliche
Druckunterschiede ist und der Raumbedarf der Lagerung gleichzeitig sehr erheblich
verkleinert wird und vor allen Dingen das Lagergehäuse symmetrisch wird.
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Die Erfindung erreicht alle diese Vorteile und Wirkungen durch unmittelbar
an beiden Lagerschalen innen auf der Welle sitzende und auf beiden Seiten beschaufelte
Schleuderräder, die auf der der Lagerschale zugekehrten Seite das aus dem Lagerspalt
austretende Schmiermittel unmittelbar aufnehmen und es in üblicher Weise über einen
Kühler dem Lager wieder zuführen. Die außenliegende Beschaufelung der Schleuderräder
bildet
einen rotierenden Flüssigkeitsring, der die Abdichtung des
Lagerinhalts gegen die Umgebung bewirkt.
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Erfindungsgemäß ist an die Abdichtseite eines der Schleuderräder ein
Ausgleich- und Füllbehälter angeschlossen, dessen Zuleitung auf einem gegenüber
dem Lager kleineren oder größeren Durchmesser in die Schleuderkammer einmündet.
Wird nun vorzugsweise am Wellenende die Einmündung auf einen gegenüber dem Lager
kleineren Durchmesser gelegt und außerdem in bekannter Weise ein Zulaufdruck an
dieser Stelle geschaffen, so muß auf der Förderseite des gleichen Schleuderrades
der Austrittsdruck des Schmiermittels aus dem Lagerspalt höher sein als der Atmosphärendruck
an dieser Lagerschalenseite, und zwar ist der Überdruck gleich dem Zulaufdruck +
dem Fliehkraftdruck des Schmiermittels bei der vorgesehenen Durchmesserdifferenz.
Besonders durch diese Anordnung ist es nun möglich, am anderen Ende des Lagerkörpers
gegen einen erheblich größeren Druck abzudichten, wodurch der dort rotierende Flüssigkeitsring
auf der Abdichtseite nach außen geschoben und seine Stärke verringert wird. In anderen
Fällen ist es leicht möglich, das gesamte Lager an einen Raum höheren Druckes anzuschließen,
weil der an sichvollkommen geschlossene Schmiermittelkreislauf keinerlei Schwierigkeiten
bereitet, wie sie bei der üblichen Ausführung mit unter Atmosphärendruck stehendem
Schmiermittelsammelbehälter unvermeidbar sind. Die vorgeschlagene Lagerbauart ist
besonders für die Hilfsturbinen bei Flugzeugen entwickelt worden, weil die dort
auftretenden sehr hohen Drehzahlen und geringen Atmosphärendrücke neuartige Ausführungsformen
notwendig machen.
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Auf der Zeichnung ist die Einrichtung gemäß der Erfindung in einem
Ausführungsbeispiel, und zwar bei einem Lager für eine Dampfturbine, dargestellt.
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Das Lagergehäuse a, welches an das @Turbinengehäuse angegossen sein
kann, enthält zu beiden Seiten der Lagerschale b zwei ringförmige Kammern c und
d. In diesen Kammern sind die der Umwälzung des Schmierwassers dienenden Kreiselrädchen
f, g angeordnet, die auf der Turbinenwelle h aufsitzen und mit dieser umlaufen.
Durch die Kreiselräder f, g wird das Schmierwasser über Kühlflächen iia,
na und eine Zuleitung k im Kreislauf durch das Lager gepreßt. Die
Aufgabe des Schmierwassers erfolgt zweckmäßig in der Lagermitte.
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Das Schmierwasser wird von einem Behälter i aus ständig aufgefüllt,
wobei die Zu- -laufhöhe des Wassers zweckmäßig so gewählt ist, daß auch beim Anfahren
eine genügende Schmierwassermenge im Lager vorhanden ist.
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Die Anordnung solcher Lager ist insbesondere für Dampfturbinen von
außerordentlichem Vorteil, wenn Wasser als Schmiermittel verwendet wird, da die
Labyrinthdichtungen oder Stopfbuchsen, welche eine Abdichtung des unter höherem
Druck als Atmosphärendruck stehenden Arbeitsraumes p bewirken, in Fortfall kommen
können. Die Abdichtung des Dampfraumes p kann nämlich durch das in den Kreiselrädern
umlaufende Wasser in sicherer Weise erfolgen. Der Zutritt von Dampf zu den Lagern
wird unbedingt verhindert. Es genügt vollständig, wenn der Arbeitsraum p lediglich
durch einen schmalen Dichtungsring r gegenüber der Kreiselradkammer d abgeschlossen
wird. Etwa durch diese Dichtung übertretende Dampfmengen werden unter Kondensation
in das Schmierwasser übergehen. Die Anwendung der Wasserschmierung bei Dampfturbinen
ist auch insofern von Vorteil, als sich die Anordnung einer besonderen Schmierölpumpe
erübrigt. Es besteht auch nicht mehr die Gefahr, daß Schmieröl in den Dampf gelangt,
-aus dem es dann später durch besondere C51-abscheider wieder entfernt werden muß.