CH353586A - Schmiereinrichtung - Google Patents

Schmiereinrichtung

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CH353586A
CH353586A CH353586DA CH353586A CH 353586 A CH353586 A CH 353586A CH 353586D A CH353586D A CH 353586DA CH 353586 A CH353586 A CH 353586A
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CH
Switzerland
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grooves
housing
rotor
channels
bearings
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English (en)
Inventor
Learoyd Theed William Denis
Anderson Norman
Original Assignee
Sir George Godfrey & Partners
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16NLUBRICATING
    • F16N7/00Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated
    • F16N7/36Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated with feed by pumping action of the member to be lubricated or of a shaft of the machine; Centrifugal lubrication
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18Lubricating arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/40Application in turbochargers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Description


      Schmiereinrichtung       Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmier  einrichtung für in axialem Abstand voneinander an  geordnete Lager eines Rotors. Sie bezieht sich ins  besondere, aber nicht ausschliesslich auf die Schmie  rung der Lager von Wellen, die mit sehr hohen  Geschwindigkeiten rotieren, welche z. B. bei gewissen  freilaufenden, gekuppelten     Turbinenkompressorein-          heiten    auftreten.  



  Es ist manchmal wünschbar, bei Einheiten mit in  axialem Abstand voneinander befindlichen Wellen  lagern Mittel zur Einführung abgemessener Mengen  von flüssigem Schmiermittel an jedes Lager vorzu  sehen, und es wurde eine Einrichtung vorgeschlagen,  bei welcher Schnecken mit entgegengesetzter Steigung  auf der Welle vorgesehen sind, wobei eine dieser  Schnecken ein Schneckenrad antreibt, das eine Pumpe  betätigt, die Öl in einen Raum zwischen den     Schnek-          ken    fördert, so, dass Öl durch diese     letzteren    den  Lagern an den äusseren Enden der Welle     zugeführt     wird. Im Falle hoher Winkelgeschwindigkeiten jedoch,  z.

   B., wo die Welle mit Geschwindigkeiten von 50 000  und<B>100000</B>     U/min    rotieren soll,     erweist    sich jede  Form von direkter Kupplung zwischen einer Ölpumpe  und der Welle undurchführbar als Folge der Abnüt  zung, die am Getriebe auftritt, das für Kupplungs  zwecke verwendet     wird.     



  Die     Schmiereinrichtung    der Erfindung für in  axialem Abstand voneinander angeordnete Lager     eines     Rotors weist     schraubenlinienförmig    verlaufende Nuten  entgegengesetzter Steigung     zwischen    den Lagern sowie  im Abstand voneinander angeordnete     Kanäle    auf, um  ein flüssiges Schmiermittel zu den inneren Enden die  ser Nuten zu führen, welche     als        Schraubenpumpen     wirken, wenn der Rotor     gedreht    wird,

   so dass ein       Schmiermittelstrom    durch die erwähnten     Kanäle    und    Nuten erzeugt und das Schmiermittel aus denselben  in     entgegengesetzten    Richtungen     durch    die Lager  gefördert     wird.     



  Die Schmiereinrichtung gemäss der     Erfindung    ist  dadurch gekennzeichnet, dass die schraubenlinienför  mig verlaufenden Nuten     in    zylindrischen Oberflächen  teilen des Rotors angeordnet und von einer zylindri  schen Hülse umgeben sind, an welcher die Nuten  oberseiten     mit    Laufsitz anliegen, und dass der Rotor  zwischen den erwähnten Kanälen einen Zwischenteil       aufweist,    welcher an der     Hülse    mit Laufsitz     anliegt,     um den direkten     übergang    von Schmiermittel zwi  schen den Kanälen zu verhindern.  



  Die Erfindung findet insbesondere Anwendung  zur Schmierung der Turbinen- und     Kompressorend-          lager    von freilaufenden, hochtourigen     Kompressor-          und        Turbineneinheiten,    bei welchen die Lager an den       entgegengesetzten    Enden einer     gemeinsamen    Welle  angeordnet sind. Solche Einheiten, die nach dem Luft  kreislaufprinzip arbeiten, werden verwendet, um Kühl  luft     für    die Druckkabinen von Flugzeugen zu     liefern.     



  Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen  standes ist in der     beiliegenden        Zeichnung    im Axial  schnitt dargestellt.  



  In der Zeichnung sind der Kompressor und die       Turbine    des     Radialtyps    und     ihre    rotierenden Teile 10  und 11 an den     abgesetzten    Enden 12,13 einer gemein  samen Welle 14 befestigt, welche einen Rotor     bildet.          Dieser    Rotor dreht sich in einem Gehäuse 15, das  einen     Mittelteil    16 und Endteile 17, 18 aufweist, die       am        Mittelteil    befestigt sind, wobei die     Endteile    Ring  teile 19, 20     aufweisen,    die     Spiralgehäuse    bilden.

       Im          Mittelteil    16 des Gehäuses ist     eine        axiale        Bohrung    21  vorgesehen, welche eine     rohrförmige    Hülse 22     mit         einer Bohrung 22a enthält. In den erweiterten Enden  der Hülse 22 sind im Abstand voneinander     Wälzlager     für die Welle 14 angeordnet, wobei die Lager     im          gezeigten        Beispiel    Kugellager 23, 24 sind, welche an  der Innenseite des     Kompressorteiles    10 bzw. Turbi  nenteiles 11 angebracht     sind.     



  Der     Mittelteil    16 des Gehäuses weist eine     Kammer     25 auf, deren Unterteil ein     Ölreservoir    25a bildet.  Aus dem     letzteren    erstreckt sich ein Saugrohr 26 von  unterhalb des Ölspiegels nach oben, wobei sein oberes  Ende in die Hülse 22 eingeschraubt ist, um einen Öl  lieferungskanal zu einer Stelle an der Oberfläche     des          Mittelteiles    27 der Welle 14 zu schaffen, welcher Teil  27 sich zwischen den im Abstand voneinander befind  lichen     Lagern    erstreckt.

   Dieser Teil ist von grösserem  Durchmesser als die Enden 12, 13 der Welle, auf  welchen der Turbinen- und der     Kompressorteil     befestigt sind und     liegt    mit Laufsitz der Hülse 22 an.  



  Ein zweites Saugrohr 28 ist ähnlich angeordnet,  wobei sich die zwei Rohre in der     Achsrichtung    der  Welle 14 im Abstand     voneinander        befinden,    so dass  das Saugrohr 28 ungefähr denselben Abstand vom       Turbinenendlager    24 hat wie das Saugrohr 26 vom       Kompressorendlager    23.  



  Die oberen Enden der Saugrohre sind durch  Kanäle 29, 30, die in die Hülse 22 gebohrt sind, mit  der     Bohrung    22a für den     Mittelteil    27 der Welle ver  bunden.     Zwischen    den Stellen, an welchen der Kanal  29 und der Kanal 30 in die Bohrung 22a ausmünden,  und dem anliegenden Lager 23, 24 befindet sich an  der zylindrischen Oberfläche der Welle eine     schrau-          benlinienförmige    Nut 31, 32 mit tiefem     U-Querschnitt,     wobei jede dieser Nuten als Schraubenpumpe wirkt.

    Die Nuten 31, 32 sind gegenläufig und so, dass bei  Rotation der Welle 14 im richtigen Sinn Öl durch die  entsprechenden Saugrohre 26, 28     eingeführt    wird und  in beiden Richtungen nach aussen     längs    dem verdick  ten Teil 27 der Welle in eine     ringförmige        Kammer    33       bzw.    34 geführt wird, die sich zwischen den äusseren  Enden der Nuten 31, 32 und den entsprechenden  Lagern 23, 24 befindet.  



  Von diesen     Kammern    geht Öl oder Ölnebel aus  wärts zwischen den innern und den     äussern    Laufring  der Lager 23, 24 hindurch in weitere     ringförmige     Kammern 35, 36, die sich ausserhalb der Lager befin  den. Kanäle 37     in    der     Hülse    22 und im umgebenden       Teil    des Gehäuses 15 führen das Öl, das durch die  Lager geht, zum oberen Teil der Kammer 25 zurück,  wobei ein     ölüberschuss    durch Kanäle 38, die sich im  Mittelteil 16 des Gehäuses befinden, aus den ring  förmigen     Kammern    33, 34, 35, 36 abgeleitet und zum  Ölreservoir 25a     zurückgeführt    wird.

   Der Teil 27 mit  grösserem Durchmesser der Welle 14, der zwischen  den beiden Nuten 31, 32 liegt, hat ringsherum Nuten,  um zusammen mit der anliegenden Hülse 22 ein Laby  rinth 39 zu bilden und das Öl zu hindern, direkt zwi  schen den Kanälen 29, 30 überzutreten, wobei die  Nuten des     Labyrinths    wieder mit     Vorteil    einen tiefen       U-Querschnitt    haben.

      Um das Öl, das durch die Lager 23, 24 geht,  daran zu hindern, längs der Welle 14 und dann radial       auswärts    längs der Rückseite der rotierenden Turbi  nen- und     Kompressorteile    10, 11 auszutreten und so  die Möglichkeit zu haben, die Luft, die durch den  Kompressor und die Turbine geht, zu verschmutzen,  sind Labyrinthe     zwischen    den     Rotorteilen    und den  Lagern vorgesehen, und Luft strömt vom     Umfang    der       Rotorteile    radial     einwärts    und fliesst längs dieser  Labyrinthe in die Nähe jedes Lagers, von wo sie       durch    in das Gehäuse gebohrte Kanäle in die Atmo  sphäre austritt.  



  Diese Labyrinthe können in der folgenden     Art     ausgebildet sein: An jedem der     Rotorteile    10, 11 ist  zwischen der Bohrung 10a, 11a in seiner Nabe und  dem     abgesetzen    Wellenende 12, 13, auf welchem er       sitzt,    eine     Hülse    40 befestigt, deren inneres Ende eine  radiale     Scheibe    40a trägt, die dicht neben der Rück  seite des entsprechenden     Rotorteiles    liegt.

   Die radiale  Scheibe     erstreckt    sich über ungefähr die Hälfte des  Radius des     Rotorteiles    nach aussen und ihr     Umfang     ist durch einen einwärts längsvorspringenden Flansch  41 gebildet. Der     Flansch    41 ist ringförmig und  koaxial mit der Welle. Ein zweiter ringförmiger und  koaxialer Flansch 42 erstreckt sich     ebenfalls    ein  wärts vom     anliegenden        Rotorteil    weg     in    ungefähr hal  bem     Radiusabstand    von der Achse der Welle wie der  erste oder Umfangsflansch 41.  



  Beide ringförmigen Flanschen 41, 42 sind an  ihrer äussern zylindrischen     Oberfläche    mit Nuten 43  versehen, wobei die Nuten mit Vorteil den bereits       erwähnten    tiefen     U-Querschnitt    haben. Ähnliche  Nuten 44 sind auch an der innern zylindrischen Ober  fläche der     Flanschen    41, 42 vorgesehen.

   Die Aussen  flächen zwischen den Nuten 43 der     Flanschen    liegen  mit Laufsitz den innern zylindrischen     Oberflächen     der Manschetten 45, 46 an, die am     Mittelteil    16 des  Gehäuses befestigt sind, so dass sie eine relative Dreh  bewegung zwischen den mit Nuten versehenen Flan  schen und den Manschetten gestatten. Ähnlich liegen  die innern, mit Nuten versehenen Oberflächen zwi  schen den Nuten 44 der Flansche 41, 42 mit Laufsitz  den zylindrischen Teilen 47, 48 des Gehäuses an.

   Bei  der beschriebenen Konstruktion ist ein Strömungsweg  für die Luft vom Umfang jedes     Rotorteiles    10, 11  radial     einwärts    längs der Rückseite des     Rotorteiles     zur     äussern,    mit Nuten 43 versehenen Oberfläche des  äussern Flansches 41 geschaffen;

   dann geht sie längs  dieser äussern     Oberfläche    zum innern Ende des Flan  sches und dann zurück längs der     innern,    mit Nuten  44 versehenen Oberfläche und von     dort    radial ein  wärts zur äussern, mit Nuten 43 versehenen Ober  fläche des innern     Flansches    42,     einwärts        längs    letz  terem zu einem ringförmigen Raum 49 in der Nähe  des     äussern    Endes des entsprechenden Lagers 23, 24,  von wo die Luft durch     Kanäle    50, die in den Mittel  teil 16 des Gehäuses     gebohrt    sind,

   in die     Atmosphäre          austritt.     



  So wird ein Luftstrom zwischen jedem     Rotorteil     10, 11 und seinem anliegenden Lager 23, 24 erzeugt,      dessen Richtung derjenigen     entgegengesetzt    ist, die  vom Öl eingeschlagen würde, das vom Lager ausgeht  und die     Durchtrittsluft        verschmutzen    würde, wobei  auf diese Art eine solche Verschmutzung entsprechend  vermieden wird.

   Eine weitere Hülse 51 mit kurzem  Flansch befindet sich zwischen dem innern Laufring  jedes Lagers und dem innern Ende der Hülse 40     in     der Nabe jedes entsprechenden     Rotorteiles,    wobei  diese Hülse an ihrer äussern     zylindrischen    Ober  fläche und an     ihrer    äussern radialen Oberfläche  am Umfang mit Nuten 52 bzw. 53 versehen ist. Diese  mit Nuten versehenen Oberflächen liegen mit Lauf  sitz den     innern    zylindrischen und radialen Oberflä  chen 54, 55 des Mittelteiles 16 des Gehäuses an.

   Diese  Nuten 52, 53 der Hülse 51 bilden mit den anliegen  den ebenen Oberflächen des Gehäuses weitere     Laby-          rinthe    zwischen den entsprechenden Lagern 23, 24  und den     abgesetzten    Wellenenden 12, 13, auf welchen  die     Rotorteile    befestigt sind. Als Alternative zur oben  beschriebenen, mit Nuten 53 versehenen radialen       Oberfläche    kann die     Hülse    51 einen radialen Flansch  56 aufweisen, der sich von der     Welle    14 weg gemäss  der linken Seite der Zeichnung mit einem reduzierten  Ende bis zu     einem    weitem     zylindrischen    Teil 57 des  Mittelteiles 16 des Gehäuses erstreckt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Schmiereinrichtung für in axialem Abstand von einander angeordnete Lager eines Rotors, welche schraubenlinienförmig verlaufende Nuten entgegen gesetzter Steigung zwischen den Lagern sowie im Ab stand voneinander angeordnete Kanäle aufweist, um ein flüssiges Schmiermittel zu den inneren Enden die ser Nuten zu führen, welche als Schraubenpumpen wirken, wenn der Rotor gedreht wird, so dass ein Schmiermittelstrom durch die erwähnten Kanäle und Nuten erzeugt und das Schmiermittel aus denselben in entgegengesetzten Richtungen durch die Lager gefördert wird, dadurch gekennzeichnet,
    dass die schraubenlinienförmig verlaufenden Nuten in zylin drischen Oberflächenteilen des Rotors angeordnet und je von einer zylindrischen Hülse umgeben sind, an welcher die Oberflächen zwischen den Nuten mit Lauf sitz anliegen, und dass der Rotor zwischen den erwähn- ten Kanälen einen Zwischenteil aufweist, welcher an der Hülse mit Laufsitz anliegt, um den direkten Über gang von Schmiermittel zwischen den Kanälen zu ver hindern. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte Zwischenteil des Rotors an seinem Umfang mit Nuten versehen ist, um zwischen den Kanälen ein Labyrinth zu bilden. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager und der Zwischenteil des Rotors in einem Gehäuse angeordnet sind, deren unterer Teil ein Ölreservoir bildet, aus welchem Öl durch im Abstand voneinander angeordnete Saugrohre zu den erwähnten Kanälen hinauf geführt wird.
    3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse an der Aussenseite jedes Lagers ein Labyrinth vorgesehen ist, und dass Mittel vorhanden sind, um Luft längs der Labyrinthe in das Gehäuse hineinzublasen, welche Luft vor Errei chung der Lager durch Kanäle im Gehäuse in die Umgebung entweicht, damit also an der Aussenseite jedes Lagers im Gehäuse ein Luftstrom erzeugt wird, welcher in einer Richtung gegen das Lager fliesst, die entgegengesetzt zur Richtung ist, welche das vom Lager längs dem Gehäuse nach aussen fliessende Öl haben würde. 4.
    Einrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Labyrinthe von einwärts in der Längsrichtung vorstehenden, ringförmigen Flan schen radialer Scheiben gebildet sind, die auf dem Rotor ausserhalb der Lager angeordnet sind, wobei die inneren und äusseren zylindrischen Oberflächen die ser ringförmigen Flansche mit ringförmigenNuten ver sehen sind und an zylindrischen Teilen des Gehäuses mit Laufsitz anliegen. 5.
    Einrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine geflanschte Hülse zwischen jedem Lager und der benachbarten radialen Scheibe vorgesehen ist, wobei diese Hülse ringförmige Nuten an ihrer äusseren, zylindrischen Oberfläche aufweist, und weitere Nuten an ihrem Flansch, deren Zwischen flächen an Flächen des Gehäuses mit Laufsitz an liegen.
CH353586D 1957-01-22 1957-01-22 Schmiereinrichtung CH353586A (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0123989A1 (de) * 1983-04-29 1984-11-07 BBC Brown Boveri AG Zentrigufal-Schmierölpumpe eines Abgasturboladers
EP0123991A1 (de) * 1983-04-29 1984-11-07 BBC Brown Boveri AG Selbstansaugende Zentrifugal-Schmierölpumpe eines Abgasturboladers

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EP0123989A1 (de) * 1983-04-29 1984-11-07 BBC Brown Boveri AG Zentrigufal-Schmierölpumpe eines Abgasturboladers
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