Drucklager für Turbomaschinen Gegenstand der Erfindung ist ein Drucklager für Turbomaschinen mit mehreren festen oder beweg lichen Drucksegmenten, bei welchem die einzelnen Drucksegmente Aussparungen der Drucklagerflächen aufweisen, die so ausgebildet sind, dass aussen um jede Aussparung ein geschlossener Rand stehen- bleibt.
Diese Aussparungen der Drucklagersegmente werden im Betrieb über die druckerzeugende Fläche des Einlaufrandes, mit<B>Öl</B> gefüllt und laufend nach gefüllt. Damit bilden sich ölpolster, über die ein grosser Teil der aufzunehmenden Drücke übertragen wird. Der Druck in den Ölpolstem stellt sich hierbei entsprechend der jeweiligen Flächenpressung so gross ein, dass die gesamte Gleitfläche des Lagers, be stehend aus den Randflächen und dem Ölpolster, als, tragend gelten kann.
Bei den bisher üblichen Drucklagern ohne Aus sparungen kann sich ein Ölfilm nur einmal an der druckerzeugenden Einlaufrandfläche bilden. Bei den Drucklagern nach der Erfindung wird der ölfilm zu nächst ebenfalls an der druckerzeugenden Einlauf- randfläche hergestellt, er nimmt aber, bedingt durch die Aussparungen, an Stärke stetig zu, sorgt für die Schmierung der verhältnismässig schmalen Rand flächen, kühlt den Druckring der Welle sowie die Drucksegmente und übernimmt so die Abführung der Reibungswänne sämtlicher Laufflächen. Die Rei bungsleistung wird damit erheblich verringert und so der Wirkungsgrad der Turbomaschine erhöht.
Bei Doppeldrucklagern werden zusätzliche Ver luste, die sich durch ölwirbel in dem schmalen Spalt der nicht anliegenden Segmente bilden, durch bessere ölverteilung in den Aussparungen und durch Ver grösserung des Spaltes wesentlich verkleinert. Hierbei werden gleichzeitig die Aussparungen der nichttra genden Segmente laufend mit<B>Öl</B> aufgefüllt, so dass bei einem Wandern des Läufers z. B. beim Anfahren und infolge der dadurch entstehenden plötzlichen Belastung dieser Segmente der auftretende Axial- schub ohne weiteres aufgenommen wird.
Die erfindungsgemässen Aussparungen können durch einfaches Nacharbeiten an vorhandenen Drucklagern nachträglich angebracht werden. Das Prinzip der Aussparungen kann im übrigen nicht nur für Axial-, sondern auch für Radialdrucklager benutzt werden.
Die Zeichnung zeigt in den Fig. <B>1</B> bis<B>9</B> als Aus führungsbeispiele Drucksegmente und Drucklager gemäss der Erfindung nebst einer alten Ausführung.
Die Fig. <B>1</B> zeigt in Ansicht ein bewegliches Drucksegment mit der genannten Aussparung<B>10, 19,</B> die von dem genannten Rand<B>11, 13</B> umgeben ist.
Die Fig. 2 und<B>3</B> zeigen einen Querschnitt durch dieses Drucksegment nach der Linie I-I der Fig. <B>1,</B> aus dem zu ersehen ist, dass der Grund oder Boden der Aussparung unterschiedlich gestaltet sein kann. Bei der Ausführunc, nach der Fi <B>.</B> 2 verläuft die <B> & 9</B> Grundfläche<B>18</B> der Aussparung<B>10</B> parallel zu der Ebene<B>23,</B> welche die<B>'</B> die Aussparung<B>10</B> unmittel bar umgebenden Teile der Randflächen<B>11</B> und<B>13</B> enthält. Die Aussparung<B>10</B> weist dabei eine abge rundete obere Austrittskante 12 auf.
Bei der Aus führung nach der Fig. <B>3</B> hat die Grundfläche 22 der Aussparung<B>19</B> einen schrägen Verlauf, und zwar im Sinne der Abschrägung der Einlaufrandfläche <B>13,</B> deren Wirkung im folgenden beschrieben ist.
Der einlaufseitige Teil des Randes der Druck fläche, also die druckerzeugende Einlaufrandfläche <B>13,</B> ist im Falle der Fig. 2 und<B>3</B> in der Art abge schrägt, dass ein in der Einlaufrichtung 20 sich keil förmig verengender Einlaufspalt 21 zwischen der Einlaufrandfläche <B>13</B> und der durch das Lager abge stützten Lauffläche 14 gebildet wird.
Bei beiden Aussparungen<B>10</B> und<B>19</B> ist die Ein- laufrandfläche <B>13</B> breiter als die übrigen Randflächen <B>11.</B> In dem genannten Keileinlaufspalt 21 zwischen, der Fläche<B>13</B> und der Lauffläche 14 z. B. eines Druckringes tritt beim Betrieb durch die Rotation der Lauffläche 14 in Richtung 20 eine Pumpwirkung auf. Diese erzeugt einen Ölfilm, füllt die Aussparung <B>10</B> bzw. <B>19</B> mit<B>Öl</B> und hält diese ölfüllung während des Betriebes aufrecht.
Die Fig. 4 und<B>5</B> zeigen das Belastungsdiagramm eines herkömmlichen Drucksegmentes ohne Ausspa rung (Fig. 4) und eines Drucksegmentes mit Aus sparung (Fig. <B>5).</B> Der Vergleich zeigt, dass bei der erfindungsgemässen Ausführung nach der Fig. <B>5</B> das Segment bis zur hintern Randfläche<B>11</B> hoch belastet ist. Der Druck fällt erst ganz hinten ab, während der Abfall bei der Fig. 4 schon am Ende des Einlauf- spaltes 21 beginnt.
Die Druckübertragung erfolgt also weit- ,gehend gleichmässig über das ölpolster in der Aussparung<B>10.</B>
Die Aussparungsgrundfläche <B>18</B> oder 22 kann mindestens<B>5001a</B> der Gesamtdruckfläche betragen. Die Fig. <B>6</B> und<B>7</B> zeigen in Ansicht und in einem in der Zeichenebene abgewickelten Rundschnitt<B>(Zy-</B> linder mit dem Radius r) ein Drucklager gemäss der Erfindung mit festen Drucksegmenten. Die einzelnen Drucksegmente<B>25</B> können mit ebenen oder keil förmigen Aussparungen<B>10</B> oder<B>19</B> entsprechend den Fig. 2 oder<B>3</B> versehen sein. Gemäss der Fig. <B>7</B> sind sie mit ebenen Aussparungen versehen. Der Einlaufrand ist auch hier keilförinig zulaufend.
An den Einlaufrand schliesst sich u. a. die Aussparung <B>10</B> an. Die die Aussparung<B>10</B> unmittelbar umgeben den Teile der Randflächen<B>11</B> und<B>13</B> stehen parallel zur Lauffläche 14.
Die Fig: <B>8</B> und<B>9</B> zeigen im Längsschnitt nach Li nie IX-IX und Querschnitt nach Linie, VIII-VIII die Anwendung des Drucklagers gemäss der Erfin dung bei einer Welle mit auf beiden Seiten eines Axialschubringes <B>16</B> angeordneten Drucksegmenten zur Aufnahme von in beiden Richtungen möglichen, Axialschüben. Die Welle<B>15</B> einer Turbomaschine ist in üblicher Weise mit einem Axialschubring <B>16</B> ver sehen, zu dessen beiden Seiten<B>je</B> ein Drucklager<B>17</B> und 24 mit beweglichen Druckseginenten für die Aufnahme des in beiden,
Richtungen möglichen Axialschubes angeordnet ist. Die, Segmente beider Drucklager<B>17</B> und 24 sind mit Aussparungen<B>10</B> versehen. Hierbei werden auch die Aussparungen des nicht belasteten Lagers<B>17</B> laufend mit<B>Öl</B> aufge füllt, so dass bei einem Wandern des Turboläufers der dabei auftretende Axialschub sogleich in günsti- ger Weise aufgenommen wird. In der Fig. <B>9</B> ist der in genannter Art abgeschrägte Teil der Einlaufrand- fläche <B>13</B> schraffiert gezeichnet.