DE1009865B

DE1009865B - Selbsttaetige Umlaufzentrifugalschmierung

Info

Publication number: DE1009865B
Application number: DES40443A
Authority: DE
Inventors: Dr Erwin Wiedemann
Original assignee: Sandoz AG
Current assignee: Sandoz AG
Priority date: 1954-04-07
Filing date: 1954-08-14
Publication date: 1957-06-06

Description

Selbsttätige Umlaufzentrifugalschmierung Im deutschen Patent 955 735 ist eine Umlaufzentrifugalschmiervorrichtung für die Ölnebelschmierung zweier auf derselben vertikalen Welle mit Abstand zueinander angeordneter Lager von Zentrifugalmotoren u. dgl. beschrieben, die im Gegensatz zu bisher bekannten, ähnlichen Einrichtungen dieser Art eine zuverlässige und selbsttätige Schmierung der Lager innerhalb des sehr großen Drehzahlbereiches von etwa 5000 bis über 60 000 Umdr./Min. verbürgt.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird bei der dort beschriebenen Vorrichtung unter anderem als Maschinenwelle eine für die Ölförderung dienende Hohlwelle benutzt, deren unteres, in den Ölbehälter eintauchendes Ende über eine gewisse Länge mit einer sich konisch nach oben erweiternden Bohrung versehen ist, damit dem Schmiermittel eine nach oben gerichtete Kraftkomponente erteilt wird.
In weiterer Ausbildung des Erfindungsgegenstandes wurde gefunden, daß erhebliche Vorteile, wie gleichmäßigere Schmierung von in verschiedener Höhe angeordneten Lagern, sowie verhältnismäßig weitgehende Unabhängigkeit der Schmierung vom Viskositätsgrad des verwendeten Öles dann erhalten werden, wenn nicht nur der untere Teil der Wellenbohrung nach oben zu konisch erweitert, sondern die der Ölförderung dienende Bohrung der umlaufenden Welle im ganzen Bereich des Ölaufstieges zu den Lagern nach oben hin konisch ausgeführt wird. Man hat es dabei in der Hand, durch passende Wahl des Konuswinkel, der auch veränderlich gewählt werden kann, den Öldurchsatz im Bereich der höchsten Betriebsdrehzahlen den gewünschten Werten anzupassen, und man erreicht gleichzeitig eine weitgehende Unabhängigkeit von der Lagerdistanz, weil man vermeiden kann, daß das in der umlaufenden Welle sich befindende Öl an irgendeinem Ort durch Fliehkraftwirkung gestaut und dadurch der Ölfluß beeinträchtigt wird.
In weiterer Ausbildung des Erfindungsgegenstandes hat sich ferner gezeigt, daß es für eine zuverlässige Schmierung, insbesondere der Innenringe von Wälzlagern bei höchsten Drehzahlen, vorteilhaft ist, die Welle unterhalb der Lager mit Ölaustrittsöffnungen und diesen vorgeschalteten Düsenringen auszustatten, die zur indirekten Beaufschlagung der Lager mit Ölnebel mit je einer mitumlaufenden Ablenkschaufel und einem feststehenden konischen Prallring zusammenarbeiten und oberhalb der Lager Ölschleuderringe anzuordnen, durch die das von den Lagern abgeschleuderte Öl Fangschalen zugeführt wird, aus denen es dann durch Ableitungen dem äußeren Ölsammelbehälter wieder zugeführt wird.
Schließlich hat es sich als zweckmäßig erwiesen, Schmiervorrichtungen der beschriebenen Art bis auf eine kleine Öffnung oberhalb des oberen Lagers als ganz geschlossen auszuführen, um auch bei höchsten Drehzahlen Olverluste durch Sprühen weitgehend auszuschließen.
Die Vorteile der hier beschriebenen Einrichtungen des in dem deutschen Patent 955735 grundsätzlich dargelegten Erfindungsgegenstandes erlangen ihre Bedeutung erst bei Drehzahlen über 40 000/Min. ; da aber Maschinen, für die die beschriebene Umlaufzentrifugalschmiervorrichtung entwickelt worden ist, wie beispielsweise Antriebe für Ultrazentrifugen, in der Regel mit Drehzahlen über 40 000/Min. betrieben werden, kommt ihnen doch erhebliche Bedeutung zu.
In der Zeichnung ist ein mit der beschriebenen Umlauf zentrifugalschmiervorrichtung ausgerüsteter Elektromotor im Schnitt dargestellt, der zum direkten Antrieb eines Ultrazentrifugenrotors dient und mit Drehzahlen bis über 60 000/Min. betrieben werden kann.
Das selbsttätige Umlaufzentrifugalschmiersystem dieses Motors besteht aus den beiden mittels der Bohrung 3 kommunizierenden konzentrischen Ölbehältern 1 und 2, von denen der äußere, der das zurückfließende Öl aufnimmt, einen vertieften Boden aufweist und mit einem Kühlmantel versehen ist, ferner aus der hohlen Motorwelle 4, mit dem sich nach oben zu konisch erweiternden Einsatz 5, aus deren gemeinsamen, unterhalb der Lager angeordneten ölaustrittsöffnungen 11 und 12, aus den Düsenringen 13 und 14, aus den mitumlaufenden Ablenkschaufeln 15 und 16, aus den feststehenden, konischen Prallringen 17 und 18 und schließlich aus den ölschleuderringen 21, 23 und 25 sowie aus den der Ölrückführung dienenden Einrichtungen 26, 22, 27, 24, 20 und 19.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtungen ist die folgende: Läuft die Welle 4 um, so entnimmt die Ansaugöffnung 6 des Einsatzes 5 dem inneren Ölbehälter 2 eine bei höheren Drehzahlen durch die Größe der Bohrung 3 begrenzte Menge Öl, die im Einsatz 5 hochgeführt und durch die Öffnungen 11 und 12 über die Düsen der Ringe 13 und 14 versprüht wird. Der Öldunst wird dann durch Reflexion an den mit umlaufenden Ablenkschaufeln 15 und 16 sowie an den feststehenden konischen Prallringen 17 und 18 den Lagern 8 und 9 indirekt zugeleitet. Das von diesen abgeschleuderte Öl wird mittels der Schleuderringe 21, 23 und 25 den Fangschalen 26 und 27 zugeführt, die mit den Ableitungen 22 und 24 versehen sind. Das über 20 durch 19 in den äußeren Ölbehälter zurückfließende Öl wird dort gekühlt und durch Sedimentation von Schwebestoffen befreit; es gelangt schließlich über die Bohrung 3 wieder in den inneren Ölbehälter 2 und damit in den Kreislauf zurück.
Im besonderen werden bei höchsten Drehzahlen der gleichmäßige Ölaufstieg zu beiden Lagern durch die konische Bohrurig des Einsatzes 5 und die sichere Schmierung auch der Wälzlagerinnenringe durch die konischen Prallringe 17 und 18 erzielt und Ölverluste durch die geschlossene Ausführung des Systems vermieden, das lediglich bei 25 einen Luftspalt aufweist.
Es sind zwar schon selbsttätige Schmiervorrichtungen für die Kugellager von rasch umlaufenden senkrechten Wellen bekannt, doch sind diese für die vorliegenden Zwecke praktisch unbrauchbar. So ist beispielsweise eine derartige Schmiervorrichtung für die Kugellager von Spinnspindeln bekannt, bei der jedoch nur das obere der beiden Spindellager unmittelbar mit Öl versorgt wird, das dann von diesem über das untere Lager in den ölsammelbehälter zurückfließt. Beim vorliegenden Erfindungsgegenstand werden dagegen beide Lager der Welle unmittelbar mit Öl versorgt, was von äußerster Wichtigkeit ist (z. B. Lagertemperatur) da, wie die Erfahrung gezeigt hat, nur die unmittelbare Schmierung beider Lager einen sicheren Betrieb bei höchsten Drehzahlen (60 000/Min. und darüber) verbürgt.
Auch ist bei der bekannten Vorrichtung die Bohrung der umlaufenden Welle zwischen den beiden Lagern zylindrisch ausgeführt und an diese unten lediglich ein Saugrohr mit konischer Bohrung angeschlossen. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist also gerade zwischen den beiden Lagern die dem Schmiermittel durch die Konizität und den Umlauf der Welle erteilte, nach oben gerichtete Kraftkomponente gering, so daß diese Schmiervorrichtung überhaupt nur Anwendung finden kann, wenn die beiden zu schmierenden Lager ziemlich nahe beieinander auf der Welle angeordnet sind.
Ferner ist eine Vorrichtung zum Schmieren von Lagern mit Hilfe von Außenkonen bekannt, bei denen jedoch hohe Drehzahlen ausgeschlossen sind, da bei diesen die Außenkonen als Ölschleuderringe wirken und keine Lagerschmierung mehr ergeben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Selbsttätige Umlaufzentrifugalschmiervorrichtung für die Ölnebelschmierung zweier auf derselben vertikalen Welle mit Abstand zueinander angeordneter Lager von Zentrifugalmotoren u. dgl. nach Patent 955 735, dadurch gekennzeichnet, daß die der Ölförderung dienende Bohrung (7) der umlaufenden Welle (4) im ganzen Bereich des Ölaufstieges zu den Lagern nach oben zu konisch erweitert ist, die Welle unterhalb der Lager (8, 9) mit Ölaustrittsöffnungen (11, 12) und diesen vorgeschalteten Düsenringen (13, 14) ausgestattet ist, die zur indirekten Beaufschlagung der Lager mit Ölnebel mit je einer mitumlaufenden Ablenkschaufel (15, 16) und einem feststehenden konischen Prallring (17, 18) zusammenarbeiten und oberhalb der Lager ölschleuderringe (21, 23) angeordnet sind, durch die das von den Lagern abgeschleuderte Öl Fangschalen (26, 27) zugeführt wird sowie an letztere angeschlossene Ableitungen (22,24), durch die das 01 dem äußeren Ölsammelbehälter (1) wieder zugeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ganze System bis auf eine mit mindestens einem Schleuderring gegen ölaustritt gesperrte Öffnung oberhalb des oberen Lagers geschlossen ausgeführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 897 347; schweizerische Patentschrift Nr. 70 668; französische Patentschrift Nr. 402 994.