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Schmiersystem für ein Gleitlager
Die Erfindung betrifft ein Schmiersystem für ein Gleitlager mit einer Stufe in der Lagerlauffläche, bei der der Spalt plötzlich grösser wird und sich anschliessend in der Zapfendrehrichtung allmählich ver- jüngt.
Die Erfindung ist insbesondere für die Lager der Umlaufkörper grosser, schnell laufender Turbinen an- wendbar, bei denen das Problem der Unstabilität in den Lagern auftritt, die allgemein als"Ölfilmschlag" bekannt ist. Wenn ein solcher ölfilmschlag auftritt, besteht die Tendenz der Welle, innerhalb des Zwi- schenraumes im Lager mit annähernd ihrer halben Umlaufgeschwindigkeit vorzueilen, und dieses Verhal- ten tritt nur dann ein, wenn die spezifische Belastung des Lagers verhältnismässig gering ist. Man hat daher zur Vermeidung des Ölfilmschlages vorgeschlagen, die Grösse der Lager herabzumindern, so dass der Druck auf jedes Lager selbst bei verhältnismässig geringer Belastung ausreichend hoch ist.
Bei schnell laufenden Turbinen jedoch, die mit Umlaufgeschwindigkeiten von etwa 3000 Umdr/min laufen sollen, erhöht diese grössere Geschwindigkeit, bei sonst gleichen Umständen, die Lastaufnahmefähigkeit des Ölfilmes in den Lagern, und um eine ausreichend hohe spezifische Belastung zwecks Unterdrückung des ölfilmschlages zu erzielen, müssten die Lager ungebührlich schmal sein. Ein Ölfilm schlag kann jedoch unterdrückt werden, wenn die Lager derart ausgelegt werden, dass sie Belastungen erfahren, die durch Drücke hervorgerufen werden, die im Ölfilm ausschliesslich durch die Rotation der Welle entstehen.
Ziel der Erfindung ist, Lager zu schaffen, die gegenüber den bekannten Lagern Verbesserungen, vor allem in fertigungstechnischer Hinsicht, aufweisen.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung für den Austritt von Öl bei einem vorbestimmte Druck aus wenigstens einem Teil eines sich über 1800 entgegen der Zapfendrehrichtung von der Stufe weg erstreckenden Lagerbereiches zwecks Aufrechterhaltung des vorbestimmten Druckes in diesem Bereich und gegebenenfalls durch eine weitere Stufe (Hilfsstufe) in der Lagerlauffläche, bei der der Spalt unvermittelt kleiner wird und sich anschliessend in Zapfendrehrichtung allmählich weiter verjüngt.
Der Lagerkörper kann in an sich bekannter Weise aus zwei im wesentlichen halbzylindrischen Teilen bestehen und die beiden Stufen sind alsdann vorzugsweise an den Stossstellen der Lagerteile vorgesehen. Dort, wo die Innenlauffläche von jedem der beiden ringförmigen Teile halbzylindrisch ist, weisen die beiden inneren Laufflächen zweckmässig verschiedene Krümmungsradien auf und die Krümmungsmittelpunkte sind gegeneinander so versetzt, dass die erwünschte Spiralform der Lauffläche entsteht.
Vorzugsweise liegt die Höhe der ersten Stufen (Hauptstufe) zwischen 0, 5 und 0, 75 mm und jene der weiteren Stufen zwischen 0, 037 und 0, 0625 mm.
Vorzugsweise liegt die Hilfsstufe der Hauptstufe diametral gegenüber. Dies hat ein Zulaufen des Ölfilmzwischenraumes zur Folge und beseitigt dadurch jegliche Gefahr einer Kavitation im Öl. Bei einer solchen Anordnung sind weiters vorzugsweise Wege oder Kanäle vorgesehen, mit deren Hilfe Öl unter Druck der Lauffläche entlang eines verhältnismässig schmalen Streifens zugeführt werden kann, der sich in der Längsrichtung des Lagers in jenem Dereich befindet, wo in der Hauptstufe der Abstand zwischen Lageraussenteil und Zapfen ein Maximum ist.
DerLageraussenteil istvorzugsweise so orientiert, dass der von der Lagerachse zur Hauptstufe gezogene Radius mit dem zur Laufflächenstelle maximaler Belastung gezogenen Radius einen Winkel zwischen 30 und 700, vorzugsweise 500 einschliesst.
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Bei Lagern der angegebenen Art kann es vorkommen, dass der auf die Welle abwärtswirkende Öldruck zusammen mit dem Gewicht der Welle nicht ausreicht, den über die Lauffläche der unteren Lagerhälfte aufwärtswirkenden Druck auszugleichen und die Welle in bezug auf die untere Lagerhälfte genügend ex- zentrisch zu halten. Daraus ergäbe sich, dass die Exzentrizität der Wellenlagerung verringert würde. Um dies zu verhindern, kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Teil der Lauffläche bergwärts zur Hauptstufe und talwärts zur Hilfsstufe mit einem Nutensystem versehen werden, das mit dem den
Drehzapfen umgebenden Ölfilm in Verbindung steht, und Einrichtungen vorgesehen sein, um aus diesen
Nuten vermittels eines einstellbaren Überdruckventils Öl abzuleiten, damit in diesem Nutensystem ein vorbestimmter Druck aufrecht bleibt.
Die Bezeichnung"talwärts"bezieht sich in jedem gegebenen La- gerquerschnitt auf die Richtung, in der das zwischen Zapfen und Lageraussenteil eingeschlossene Öl sich infolge der relativen Drehung des Zapfens und des Aussenlagers rund um den Zapfen herum bewegen will.
Die Bezeichnung"bergwärts"bezieht sich auf die entgegengesetzte Richtung.
Die Anzahl der Nuten kann verschieden sein. Es werden vorzugsweise zwei, im wesentlichen par- allele und gleiche Nuten vorgesehen, die in der Längsrichtung des Lagers voneinander abstehen und die sich je entlang eines Teiles des Umfanges der Lagerlauffläche erstrecken und mit einem Überdruckventil des mit dem Lagerspalt in Verbindung stehenden Öldruckreglers kommunizieren. Eine solche Einrichtung hat zur Folge, dass der Öldruckverlauf im unteren Teil des Lagers entlang der Lagerlänge in drei kleine
Abschnitte unterteilt ist, statt einen grossen Abschnitt zu bilden, der ohne diese Nuten vorhanden wäre.
Weiters kann das Überdruckventil so eingestellt werden, dass die Gesamtfläche der drei Abschnitte kleiner ist, als die Fläche des erwähnten einzigen Abschnittes wäre. Es ist klar, dass das Ventil so eingestellt werden kann, dass die erwünschte Exzentrizität der Wellenlagerung in der unteren Lagerhälfte aufrecht bleibt.
Zweckmässig steht jedeNut mit der benachbarten Nut bzw. den benachbarten Nuten durch einen ge- meinsamen Kanal in Verbindung, der in der Längsrichtung des Lageraussenteiles durch die Wandungen der Nuten hindurchreicht, wobei ein gemeinsamer Ablaufkanal vorgesehen ist, der mit der üblichen Ableitung in Verbindung steht.
In manchen Fällen beispielsweise bei Lagern für Dampfturbinen, ist es üblich, vor deren Anlassen und Anhalten die Welle mit einem Ölfilm zu umkleiden, indem man Öl unter hohem Druck den unteren Teilen der Lager zuführt. Bei einer Nuten und Überdruckventil enthaltenden, erfindungsgemässen Einrichtung kann der zum Ventil führende Kanal nicht nur zum Abfluss des Öles durch das Ventil hindurch, sondern zu Beginn und am Ende des Turbinenlaufes auch zur Zuführung von Öl unter Druck verwendet werden, um in der erwähnten Weise die Welle mit einem Ölfilm zu überziehen. Für diesen Zweck sind entsprechende Steuereinrichtungen vorgesehen. Diese Ausbildung weist den Vorzug auf, dass für dieses Überziehen eine separate Ausnehmung in der Lauffläche unnötig wird, die bisher verwendet wurde und die manchmal die Ursache von Kavitationen im Ölfilm ist.
Eine solche Kavitation wird vermieden, wenn man am Umfang angeordnete Nuten verwendet, wie dies oben beschrieben ist.
Ausser dem Problem des Ölfilmschlages tritt auch jenes der Vermeidung des Schäumens des Öles bei schnell laufenden Turbinen insbesondere dort auf, wo die Steuereinrichtung von der gleichen Ölquelle aus betätigt wird, die das Schmieren des Lagers besorgt, da die Schaumbildung die Empfindlichkeit des Steuersystems in Frage stellt.
Um die Gefahr des Schäumens des Öles herabzusetzen, wird letzteres unter Druck entlang des erwähnten Streifens der Lauffläche mit Hilfe eines engen Schlitzes in diesen zugeführt, der in der Längsrichtung des Lagers verläuft ; die vom Zapfen abstehende Seite des Schlitzes kommuniziert mit einem Öl- zuführungskanal bzw.-kanälen im Lageraussenteil ; die Querschnittfläche des Schlitzes senkrecht zur Richtung des Ölflusses durch ihn hindurch ist kleiner als die entsprechende wirksame Querschnittfläche des Ölzuführungskanals bzw. der-kanäle, so dass über die ganze Länge des Schlitzes der Öldruck im wesentlichen konstant gehalten ist.
Vorzugsweise beträgt die Länge des engen Schlitzes mindestens 90 Ufo der Länge des Lagers und der Schlitz ist symmetrisch zwischen den gegenüberliegenden Enden des Lagers angeordnet. Die Breite des Schlitzes senkrecht zur Fliessrichtung des Öles durch ihn hindurch liegt vorzugsweise zwischen dem Eineinhalb-bis Dreifachen der Höhe der Hauptstufe.
Zweckmässig enthalten der im Lageraussenteil gebildete Ölzuleitungskanal bzw. diese-kanäle einen in der Aussenwand desLageraussenteiles gebildeten Hohlraum, von dem parallele Kanäle zu einer gemeinsamen Ölzuführung führen, die sich in der Längsrichtung des Lageraussenteiles erstreckt und entlang ihrer Länge mit der vom Drehzapfen abstehenden Seite des schmalen Schlitzes in Verbindung steht, wobei dem Hohlraum öl unter Druck durch eine Bohrung im Gehäuse zugeführt wird, das den Lageraussenteil umgibt.
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Das Lager kann an seinen Enden mit Wehren versehen sein, die zur Verhinderung des Schäumens des an den Lagerenden austretenden Öles dienen. Bei dieser Ausführung steht zweckmässig der enge Schlitz an jedem seiner entgegengesetzten Enden mit einer Öllecknut von verhältnismässig kleinem Querschnitt in
Verbindung ; jede solche Nut führt vom Ende des betreffenden engen Schlitzes nach aussen, schräg zur talwärtigen Richtung des Öles im Ölfilm des Lagers zur Oberfläche jenes Wehres, das nächst dem Ende des betreffenden schmalen Schlitzes angeordnet ist.
Die Erfindung kann verschiedentlich ausgeführt werden ; eine Ausbildung eines zylindrischen Gleitla- gers wird an Hand der Zeichnungen erläutert, in denen darstellt ; Fig. 1 einen weitgehend vereinfachten
Querschnitt des zylindrischen Gleitlagers in ausserordentlich verzerrter Gestalt des Lageraussenteiles ; Fig. 2 einen Querschnitt des Lageraussenteiles, in dem der Querschnitt in einer vertikalen Ebene um einen Win- kel von 500 verdreht ist, so dass die Stossflächen der Hälften des Lageraussenteiles in einer vertikalen
Ebene liegen, während die tatsächliche Vertikalrichtung durch den Pfeil A angedeutet ist ; die linke Hälfte der Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie Il-Il der Fig. 3, die rechte Hälfte der Fig. 2 ein Schnitt nach der
Linie II-II der Fig. 4.
Die Fig. 3 und 4 sind Seitenansichten der beiden Hälften des Lageraussenteiles nach den Linien Ici-111 bzw. IV-IV der Fig. 2 ; Fig. 5 ist eine Ansicht nach der Linie V-V der Fig. 2 jener
Hälfte des Lageraussenteiles, die in Fig. 2 links liegt ; Fig. 6 ist eine grössere Darstellung eines Teiles der unteren Partie der Fig. 2 ; Fig. 7 gleicht der Fig. 2, zeigt aber im Querschnitt in der Ebene der linken
Hälfte der Fig. 2 das zylindrische Gleitlager innerhalb seines Gehäuses in seiner richtigen Schräge zur
Vertikalen und zeigt auch im Längsquerschl1itt die Ventileinrichtung zur Steuerung des Öles im Zwischen- raum des Lagers ; die Fig. 8 und 9 sind Querschnitte durch das in Fig. 7 gezeigte Ventil nach den Linien
VIII-VIII bzw.
IX-IX der Fig. 7, wobei das Ventil in Fig. 8 als betätigt und in Fig. 7 als nicht betätigt dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemässes Lager, bestehend aus einem Drehzapfen 1 (unter der
Annahme, dass dieser eine vertikale Last trägt), der in einem Lageraussenteil aus zwei im wesentlichen halbzylindrischen ringförmigen Teilen 2 und 3 gelagert ist, die im folgenden als oberer bzw. unterer La- gerteil bezeichnet werden.
Die gewölbten Aussenflächen 4 bzw. 5 des oberen bzw. des unteren Lagerteiles 2 bzw. 3 sind iden- tische, halbzylindrische Flächen mit einer gemeinsamen Symmetrieachse ; die Stossflächen 6 und 7 des oberen und des unteren Lagerteiles sind eben und liegen in der Ebene, welche die Symmetrieachse ent- hält, die unter 40 zur Horizontalen geneigt ist. Die Anordnung ist daher derart, dass die Stossfläche 6 um 500 talwärts des untersten Teiles 8 der Lauffläche verstellt ist ; der Umlauf des Drehzapfens 1 erfolgt gemäss Fig. 2 im Uhrzeigersinn und ist durch den Pfeil B angedeutet.
Der untere Lagerteil 3 hat eine halbzylindrische Lauffläche 10, die koaxial zur Aussenfläche 5 ver- läuft ; der obere Lagerteil 2 hat eine halbzylindrische Lauffläche 9, deren Symmetrieachse parallel, aber etwas verschoben zur Symmetrieachse seiner Aussenfläche 4 ist ; diese Verschiebung ist ausgeführt in der
Ebene der Stossfläche 6 und 7 gegen die Stossflächen 6 zu.
Die Krümmungsradien der beiden halbzylindrischen Laufflächen 9 und 10 sind verschieden : Jener der
Lauffläche 9 des oberen Lagerteiles 2 ist grösser als jener der Lauffläche 10. Daraus folgt, dass die ge- samte Lauffläche des äusseren Lagerteiles im Querschnitt im wesentlichen die Form einer Spirale hat, die über 360 reicht und bei der Hauptstufe 11 beginnt sowie auch endet, welche Hauptstufe durch den unte- ren Lagerteil 3 bei der Stossfläche 6 gebildet wird. Die Spirale ist diametral der Stufe 11 gegenüber durch eine zweite Stufe 12 (Hilfsstufe) unterbrochen, die vom unteren Lagerteil 3 bei der Stossfläche 7 gebildet ist.
In später beschriebener Weise wird Öl unter Druck in das Lager knapp talwärts der Hauptstufe 11 im Bereich 13 eingeführt. Die Drehung des Zapfens 1 im Uhrzeigersinn (Pfeil B in Fig. 1) fördert das Öl in diesem Sinne durch den Zwischenraum zwischen Drehzapfen und äusserem Lagerteil weiter ; dieser Zwi- schenraum nimmt allmählich-ausgenommen bei der Hilfsstufe 12, wo eine plötzliche Verkleinerung des
Zwischenraumes eintritt - auf ein Minimum knapp bergwärts der Hauptstufe 11 ab. Das Öl hat auch eine Geschwindigkeitskomponente in der Längsrichtung des Lagers und tritt an den Enden desselben aus.
Die Verstellung der Symmetrieachsen der Laufflächen 9 und 10 muss in Übereinstimmung mit dem Unterschied der Krümmungsradien dieser beiden Flächen und mit der Neigung der Stossflächen 6,7 gewählt werden, damit ein Exzentrizitätsverh14ltnis für das Lager von mindestens 0, 4 vorhanden ist. Versuche haben gezeigt, dass dies der Minimalwert ist, der für einen Lauf des Drehzapfens unter gleichbleibenden Verhältnissen notwendig ist, ohne dass ein Ölfilmsch1ag auftritt.
Im gegenständlichen Beispiel ist das eigentliche Lager 75mm lang und der Drehzapfen hat 200 mm Durchmesser, die Verstellung der Symmetrieachsen der Laufflächen 9 und 10 ist 0, 26 mm, die Höhe der Hauptstufe 11 0, 6 mm, die Höhe der
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Hilfsstufe 12 0, 05 mm und der annähernde Mittelwert der wirksamen Zwischenräume zwischen Drehzapfen und Aussenlagerteil an den Stellen 14 und 15 nächst der Haupt- bzw. der Hilfsstufe ist 0, 037 mm bzw. 0, 013 mm unter einer Nettobelastung des Drehzapfens von 2, 100 kg. Das Lager hat sohin ein Exzentrizitätsverhältnis von annähernd 0, 6.
Bei einer solchen Ausführung ist der verjüngt zulaufende Querschnitt des Ölraumes, wie allgemein bekannt, bestrebt, am unteren Teil des umlaufenden Drehzapfens einen verhältnismässig hohen Öldruck zu erzeugen. Infolge des verhältnismässig grossen freien Raumes oberhalb des Drehzapfens ist jedoch der unterhalb des Zapfens entwickelte, ausserordentlich hohe Öldruck bestrebt, eine unerwünschte Aufwärtsverschiebung des Drehzapfens hervorzurufen. Aus diesem Grunde sind Ölléckstellen vorgesehen.
Solche Stellen sind in den Fig. 2, - 4, 7,8 und 9 veranschaulicht.
Nach den Fig. 2 - 7 sind der obere und der untere Lagerteil 2 und 3 mit Stahlhüllen und Futtern 19 bzw. 20 (Fig. 2 - 4) ausgestattet, welch letztere aus Weissmetall bestehen und die Laufflächen bilden.
Für die Angabe der Abmessungen nach Fig. 1 wurden die Futter als in den Lagerteilen 2 und 3 inbegriffen behandelt.
Der untere Lagerteil 3 besitzt in seiner Lauffläche zwei verhältnismässig tiefe, am Umfang verlaufende, parallele Nuten 21 und 22 (Fig. 4), welche 850 talwärts der Hilfsstufe 12 beginnen und 20 bergwärts der Hauptstufe 11 enden. Bei Beginn der Nuten erfolgt der Anschluss an die benachbarte Lauffläche tangential, wogegen die Nuten verhältnismässig plötzlich enden. Die beiden Nuten dritteln die Länge des eigentlichen Lagers. Sie stehen durch eine gemeinsame Bohrung 23 miteinander in Verbindung, die einen Teil einer Bohrung 24 bildet, die in der Längsrichtung des Lagers im unteren Lagerteil 3 vorgesehen ist ; die Bohrung 24 ist an ihrem Aussenende durch einen Stopfen 25 abgeschlossen.
In der Mitte zwischen den beiden Nuten ist ein gemeinsamer Leckkanal 26 vorgesehen, der von der Aussenfläche 5 des unteren Lagerteiles 3 bis zur Bohrung 23 reicht und die Verbindung mit dieser herstellt.
Um das Austreten von Öl unter Druck aus dem gemeinsamen Leckkanal 26 rund um die Aussenfläche 5 des unteren Lagerteiles 3 herum hintanzuhalten und so auf sie einen Druck auszuüben. ist diese Aussenfläche 5 mit einem Nutensystem ausgestattet, das aus einer zum gemeinsamen Leckkanal 26 konzentrisch angeordneten Kreisnut 29 und zwei gleichen Nuten 30,31 besteht, welche die Kreisnut 29 tangential schneiden und in der Längsrichtung der Fläche 5 verlaufen und an ihren Enden mit der Atmosphäre in Verbindung kommen, wenn der Aussenlagerteil in seinem Gehäuse, wie in Fig. 7, gelagert ist.
Die Zuleitung von Öl zum Lager ist in den Fig. 2 und 5 sowie im grösseren MaBstabe in Fig. 6, veranschaulicht. Etwa 20 talwärts der Stossfläche 6 ist ein teilweise zylindrischer Hohlraum 32 in der Aussenfläche 4 des oberen Lagerteiles 2 vorgesehen. Drei parallele und in gleichem Abstand angeordnete Kanäle 33, 34,35 führen durch den oberen Lagerteil 2 vom Hohlraum 32 zur Stossfläche 6, wo sämtliche Kanäle mit einem gemeinsamenÖlzuleitungskanal 36 kommunizieren, der in der Stossfläche 6 des oberen Lagerteiles 2 eingearbeitet ist und sich in der Längsrichtung des Lagers über ungefähr 90 o der Länge des eigentlichen Lagers erstreckt (die Endwehren sind dabei ausgenommen).
Der gemeinsame Ölzuleitungskanal 36 hat annähernd dreieckigen Querschnitt, dessen Basis von der Stossfläche 6 des unteren Lagerteiles 3 gebildet wird, dessen am weitesten aussen liegende Wand 37 senkrecht zur Stossfläche 6 liegt und dessen innerste Wand 38 um etwa 600 zur Basis geneigt ist.
Die Innenwand 38 des Ölzuleitungskanals 36 und die Lauffläche 9 des oberen Lagerteiles bilden auf diese Weise eine Schulter 42, deren Vorderseite zur Bildung eines Schlitzes 43 von relativ geringer Breite abgenommen ist, der zwischen Schulter 42 und Stossfläche 6 liegt. Der Schlitz 43 führt Öl zu und stellt über seine ganze Länge eine Verbindung zwischen dem gemeinsamen Ölzuleitungskanal 36 und dem Bereich 13 des Zwischenraumes zwischen Drehzapfen und Aussenlagerteil her.
Das Ölzuleitungssystem ist so gebaut, dass bei Zuleitung des Öles dessen Schäumen dadurch verhindert ist, dass die Querschnittfläche des Ölzuführungsschlitzes 43 senkrecht zur Fliessrichtung des Öles im Schlitz entsprechend kleiner ist als der zugehörige Querschnitt der Kanäle, die Öl zum Schlitz zuleiten.
Bei der veranschaulichten Ausführung ist der Schlitz 68 mm lang (die Länge des eigentlichen Lagers ohne Endwehre ist 75 mm) und seine Breite liegt zwischen 0, 0125 und 0, 137 mm. Der teilweise zylindrische Hohlraum kann mit einem Fräser von etwa 37 mm Durchmesser hergestellt werden ; die Kanäle 33 - 35 haben je 9 mm Durchmesser, der gemeinsame Ölzuleitungskanal 36 hat eine Tiefe von 9 mm ; wie später beschrieben (Fig. 7), wird der Hohlraum 32 durch eine Bohrung 78 des Gehäuses von 25 mm Durchmesser mit Öl beschickt.
Entlang des Lagers ist in dessen Mitte eine Nut 44, teilweise im Umfang der Lauffläche 9 des oberen Lagerteiles 2, vorgesehen, die von der Stossfläche 6 unter einem Winkel von 400 gegen die Stossfläche 7
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reicht. Die Nut 44 schneidet den mittleren Kanal 34 der drei parallelen Kanäle 33 - 35 sowie die mittleren Teile des gemeinsamen Ölzuleitungskanals 36 und des Ölzuleitungsschlitzes 43.
An der Aussenfläche 4 des oberen Lagerteiles 2 befinden sich Längsnuten 47,48 und dienen ähnlich wie die Nuten 30 und 31 im unteren Lagerteil 3 dazu, den Austritt von Öl unter Druck aus dem Hohlraum 32 zu solchen Teilen der Aussenfläche hintanzuhalten, wo ein entstehender Öldruck die Wirkungsweise des Lagers beeinträchtigen könnte.
Aus den Fig. 3 und 4 ist ersichtlich, dass im Längsquerschnitt jeder Lagerteil 2,3 an seinen Enden in einen nach aussen gewölbten Rand 51 bzw. 52 übergeht, der ein Wehr bildet. Die Grösse des eigentlichen Lagers ist durch die Grösse der Futter 19 und 20 bestimmt.
Jedes Wehr weist einen Querschnitt in Gestalt eines Kreisbogens auf, der in die von den Futtern 19 und 20 gebildete Lauffläche übergeht. Die Wehre können mit Sammelringen 53,54 und Schutzschilden
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bzw.Lauffläche des oberen Lagerteiles 2 vorgesehen und führt von einem Ende des Ölzuleitungsschlitzes zur
Fläche des zugehörigen Wehres. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind die Ölablaufnuten unter einem Winkel von etwa 150 talwärts Richtung zur Bewegungsrichtung der benachbarten Fläche des umlaufenden Dreh- zapfens angeordnet und führen zu den Wehren.
Die Lagerteile 2 und 3 werden im richtigen gegenseitigen Verhältnis rund um den Drehzapfen 1 mit
Hilfe zweier Stifte verlegt, die in zwei Paare von entsprechenden Bohrungen 63 - 66 der Stossflächen 6 und 7 eingeführt werden.
Der obere Lagerteil 2 ist in seiner Aussenfläche in der Mitte seiner Länge mit einer radial nach innen reichenden Bohrung 67 versehen, die dem gemeinsamen Leckkanal 26 diametral gegenüberliegt. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, dient die Bohrung 67 zur Aufnahme eines Endes eines Stiftes 68, dessen anderes Ende in eine Bohrung 69 des Gehäuses des Aussenlagerteiles eingreift, so dass dieser Stift 68 den Aussenlagerteil in richtiger Winkelstellung (in diesem Falle zur gemeinsamen Ebene der Stösse 6 und 7 unter einer Neigung von 400 zur Horizontalen) zum gemeinsamen Leckkanal 26 im untersten Teil der Einrichtung festlegt.
Fig. 7 zeigt das in richtiger Winkelstellung im Gehäuse eingesetzte Lager, das aus einem Basisteil
72 und einem Deckel 73 besteht, die mittels Bolzen 74 und 75 untereinander verbunden sind.
Der gemeinsame Leckkanal 26, der mit den Nuten 21,22 kommuniziert, ist mittels eines Ölkanals
79 im Gehäuse auch mit der Ventileinrichtung verbunden. Diese besteht aus einem einstellbaren Überdruckventil 86 zur Regelung des Öldruckes in den Nuten 21 und 22 des Lagers während des normalen Betriebes und kann den Nuten 21 und 22 während des Anlassens und Abstellens Hochdrucköl zuführen, um den Drehzapfen mit einem Ölfilm zu umkleiden.
Die Ventileinrichtung besteht im Wesen aus einem festen im wesentlichen rechteckigen ausgebildeten Metallblock 85, mit einer Anzahl von Bohrungen zur Aufnahme der Ventilteile sowie einer Anzahl von Kanälen.
Der Ölkanal 79 im Gehäuse 72 steht mit einem Kanal 87 für die Zuleitung von Öl zum Lager in Verbindung. Während des normalen Betriebes steht dieser Kanal 87 um den unteren Umfang eines feststehenden Ventils 88 herum mit einem lotrechten Kanal 89 in Verbindung, der seinerseits über eine als"Lager- ölauslassbohrung"bezeichnete Bohrung 90 mit einer horizontalen Bohrung 91 in Verbindung steht. Letztere kommuniziert einerseits über das hohle Innere 92 eines rohrförmigen Stopfens 93 mit einem (nicht dargestellten) Manometer und anderseits über einen Kanal 96 mit dem einstellbaren Druckventil 86 mit einem Austrittskanal 97, der mit einem (nicht dargestellten) Ölsumpf od. dgl. verbunden ist.
Während des Anlassens und Anhaltens wird Hochdrucköl mittels einer (nicht dargestellten) Pumpe zum Zuleitungskanal 101 gefördert, wodurch ein Schnarrventil 102, das am in Fig. 7 linken Ende der horizontalen Bohrung 91 angeordnet ist, entgegen der Wirkung einer schraubenförmigen Druckfeder 103 nach rechts bewegt wird. Das Ventil 102 ist in Fig. 8 in Arbeitsstellung veranschaulicht.
Bei der Verstellung des Ventils 102 wird zuerst die Lagerölauslassbohrung 90 geschlossen und sohin der Sumpf und das Manometer vom Lagerölzuführungskanal 87 abgeschaltet ; sodann wird die Zuleltungsbol1- rung 104 für das Umkleidungsöl geöffnet, sc dass diese mit dem Zuleitungskanal 101 für den Ölmantel in Verbindung kommt. Alsdann wird durch die Bohrung 104 und einen Kanal 105 dem Ventil 88 öl für den Mantel zugeführt, das alsdann den Kanal 87 und hierauf die Nuten 21 und 22 des Lagers durchfliesst.
Wird die Zuleitung für das Hochdruckmantelöl geschlossen, wird der auf den Lagerzapfen ausgeübte hohe Druck in zwei Stufen allmählich herabgesetzt. Anfänglich kann der Druck innerhalb des Mantelzu-
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leitungskanal 101 allmählich absinken, indem aus dem Kanal 101 Öl zum Sumpf über die horizontalen Kanäle 108 und 109 (Fig. 8), ein einstellbares Nadelventil 110 (Fig. 9) und zusätzliche Kanäle 111 und
112 zu dem den unteren Teil des Überdruckventils 86 umgebenden Raum und von dort über den Austrittskanal 97 zum Sumpf gelangt.
Hat der Öldruck im Zuleitungskanal 101 für den Ölmantel genügend abgenommen, so bewegt sich das Ventil 102 unter der Wirkung der Schraubenfeder 103 mit Bezug auf Fig. 7 nach links, schliesstzuerst die Mantelölzuleitungsbohrung 104 und öffnet dann die Lagerölauslassbohrung 90. Ist dies geschehen, so ist die Ventileinrichtung in ihren normalen Zustand zurückgekehrt und der Druck des Hochdrucköles in den Nuten 21,22 des Lagers wird durch Abgabe von Öl an den Sumpf über das Ventil 86 herabgesetzt.
Wenn sieh der Drehzapfen 1 im Uhrzeigersinn dreht, wird Öl unter Druck dem Lager durch den Ölzuführungsschlitz 43 zugeleitet, der auch ein Schäumen des Öles verhindert. Das Öl wird in den Bereich 13 unmittelbar talwärts der Hauptstufe 11 eingeführt ; dadurch wird eine Kavitation des Ölfilms im Bereich der Hauptstufe verhindert. Das im ringförmigen Zwischenraum zwischen Drehzapfen und Aussenlagerteil befindliche Öl wird in bekannter Weise durch den umlaufenden Zapfen mitgenommen. Die allmähliche Verkleinerung des Zwischenraumes lässt einen erwünschten Verlauf des Öldruckes erreichen, wodurch vom Öl auf den Drehzapfen eine Belastung ausgeübt wird, die einem Ölfilmschlag vorbeugt.
Die derhauptstufell diametral gegenüberliegende Hilfsstufe 12 verhindert eine Kavitation des Ölfilms innerhalb des Zwischenraumes.
Das Öl tritt aus jedem Ende des Lagers aus. Bei richtiger Auslegung fliesst es über die Wehre 51 und 52 zu den Sammelringen 53,54, wobei die Schutzschilde 55, 56 über den oberen Hälften der Enden des Drehzapfens ein Abtropfen des Öles auf den Drehzapfen hintanhalten.
Der Öldruck im Zwischenraum hat das Bestreben, entlang des Ölzuleitungsschlitzes 43 im wesentlichen konstant zu bleiben. Der Austritt von Öl an jedem Ende des Schlitzes zu den Wehren durch die Abtropfnuten 61 und 62 hindurch sichert ein entsprechendes Fliessen des Öles.
Im allgemeinen wird der Öldruck ein Maximum an jenen Stellen sein, die in der Mittelebene des Lagers liegen. Für eine gegebene Winkelstellung wird der Öldruck ständig von einem Maximalwert aus zu einer Stelle in dieser Mittelebene auf einenMinimalwert an jedem Ende des eigentlichen Lagers absinken.
Dieses Ergebnis ist eine Folge davon, dass das Öl von der Mittelebene des Lagers gegen jedes Ende zu austritt. Weiters wird in jedem gegebenen Querschnitt des Lagers der Öldruck in dem den Drehzapfen umgebenden Zwischenraum mit der Winkelstellung eine Änderung erfahren und im allgemeinen in seiner Grö- sse zunehmen, wenn der Zwischenraum kleiner wird.
Bei der veranschaulichten Ausführung werden sich drei Maximalwerte des Öldruckes einstellen, die an Stellen in der Mitte zwischen jeder Nut 21 und 22 und dem zunächst gelegenen Ende des eigentlichen Lagers und an einer Stelle in der Mitte zwischen den beiden Nuten 21 und 22 auftreten. Ausgehend von einem Ende des eigentlichen Lagers beim Wehr an diesem Ende, wird der Öldruck ständig auf einen maximalen Wert im Sechstel des Weges entlang des Lagers ansteigen und dann ständig auf einen Minimalwert bei der ersten Nut (21 oder 22) absinken. Hierauf wird der Öldruck neuerlich auf einen maximalen Wert
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Wert"und"minimaler Wert"zurPunkten verwendet werden, an denen der Öldruck grösser oder kleiner als der örtliche Öldruck an andern Stellen in unmittelbarer Umgebung der betreffenden'Punkte ist.
Durch Einstellung des Überdruckventils 86 können die Minimalwerte des Öldruckes, das sind die Drücke in den Nuten 21 und 22, eingestellt werden. Sind diese Minimaldrücke einmal gewählt, so sind die maximalen Werte selbsttätig festgelegt. Man kann daher durch Einstellung des Ventils 86 die Gesamtfläche der drei Abschnitte variieren. Es ist klar, dass die Einstellung des Ventils 86 die Grösse der Belastung ändert, welcher der Zapfen unterworfen wird.
Infolge der Hilfsstufe 12, die eine plötzliche Drosselung des Ölflusses im Zwischenraum um den Zapfen hervorbringt, ist die beschriebene Modifikation des Öldruckbildes zufolge der Nuten 21 und 22 und des Ventils 86 hauptsächlich auf jenen Teil des Öl enthaltenden Zwischenraumes beschränkt, der zwischen dem Zapfen und dem unteren Lagerteil 3 liegt. Das Öldruckbild innerhalb der andern Hälfte des Zwischenraumes wird durch die Wirkung der Nuten nicht beeinflusst.
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