DE102013215453A1 - Tauchlageranordnung - Google Patents

Tauchlageranordnung Download PDF

Info

Publication number
DE102013215453A1
DE102013215453A1 DE102013215453.4A DE102013215453A DE102013215453A1 DE 102013215453 A1 DE102013215453 A1 DE 102013215453A1 DE 102013215453 A DE102013215453 A DE 102013215453A DE 102013215453 A1 DE102013215453 A1 DE 102013215453A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tank
barrier
medium
supply line
storage area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102013215453.4A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102013215453B4 (de
Inventor
Jan-Rene Aust
Claus Müller
Michael Bogner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102013215453.4A priority Critical patent/DE102013215453B4/de
Publication of DE102013215453A1 publication Critical patent/DE102013215453A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102013215453B4 publication Critical patent/DE102013215453B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/006Sealing arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/06Bearing arrangements
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6603Special parts or details in view of lubrication with grease as lubricant
    • F16C33/6622Details of supply and/or removal of the grease, e.g. purging grease
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6603Special parts or details in view of lubrication with grease as lubricant
    • F16C33/6622Details of supply and/or removal of the grease, e.g. purging grease
    • F16C33/6625Controlling or conditioning the grease supply
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6637Special parts or details in view of lubrication with liquid lubricant
    • F16C33/6659Details of supply of the liquid to the bearing, e.g. passages or nozzles
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6637Special parts or details in view of lubrication with liquid lubricant
    • F16C33/6659Details of supply of the liquid to the bearing, e.g. passages or nozzles
    • F16C33/667Details of supply of the liquid to the bearing, e.g. passages or nozzles related to conditioning, e.g. cooling, filtering
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/264Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/061Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
    • 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
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/14Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load specially adapted for operating in water
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tauchlageranordnung mit einem Tank für ein Sperrmedium sowie eine Tankanordnung zur Befüllung eines Tauchlagers.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Tauchlageranordnung mit einem Tank für ein Sperrmedium sowie eine Tankanordnung zur Befüllung eines Tauchlagers.
  • Gebiet der Erfindung
  • Tauchlageranordnungen werden als Wälz- oder Gleitlager in verschiedenen Tauchmedien wie beispielsweise wässrige Flüssigkeiten, Emulsionen, Suspensionen, Kühlflüssigkeiten, Kühlschmierstoffe, Bohrflüssigkeiten, Meerwasser oder andere Gewässer eingesetzt. Ein Eindringen derartiger Medien wäre für den Betrieb von Lagern konventioneller Bauart aufgrund des Verschmutzungsgrades nicht akzeptabel. Dennoch erfordern Einsatzgebiete, wie zum Beispiel Lager für Meeres- und Flusskraftwerke, Meer- und Süßwasserturbinen, Wasserbauwerke (z. B. Schleusentore), Schmutzwasserbehandlung, Schiffsantriebe, Bohrkopflager, Pumpenlager, Kompressionslager einen nachhaltigen Einsatz und eine entsprechende Lebensdauer, da hier eine regelmäßige Wartung oder ein Austausch problematisch sind.
  • Der Stand der Technik beschreibt diverse Möglichkeiten, Gleit- und Wälzlager vor dem Tauchmedium oder den darin enthaltenen Schadstoffen zu schützen. Lösungsansätze basieren beispielsweise auf dem Einsatz von gereinigtem Wasser, das als Prozessmedium (das nicht notwendiger Weise ein Schmiermittel sein muss), verwendet wird, um bei einem Überdruck im Lagerbereich durch eine regelmäßige Leckage nach außen einen kontinuierlichen, säubernden Ausfluss zu gewährleisten, so dass Tauchmediums oder Schmutzpartikel nicht in den Lagerbereich eindringen können ( DE 10 2007 052 427 A1 , DE 34 113 12 A1 ).
  • Grundsätzlich kann auch ein Schmiermittel derart eingesetzt werden, dass durch kontinuierliche Leckage ein Ausfluss aus dem Lagerbereich stattfindet. Um das Umgebungsmedium vom Lagerbereich strikt fernzuhalten, sind verschiedene technische Lösungen bekannt, die auf Dichtungssysteme wie Labyrinthdichtungen, Stopfbuchsen, Spaltdichtungen, Gleitringdichtungen und dergleichen abstellen.
  • Im Stand der Technik werden ferner Wellen in Schiffen/Plattformen beschrieben, bei denen ein Sperrmedium in den Schiffsrumpf fließt ( US 4,168,070 ). Grundsätzlich kann eine Sperrwirkung durch ein Sperrmedium nur eintreten, wenn genügend Sperrmedium innerhalb des Lagers und der Dichtstelle, die das Lager gegenüber einem Außenbereich abdichtet, vorhanden ist. Dafür ist ein Tank bzw. ein Speicherbehälter für das Sperrmedium notwendig, der regelmäßig befüllt werden muss. Wenn sich zu wenig Sperrmedium im Lager befindet, dringt das Umgebungsmedium in die zu schützende Lageranordnung ein und dieses wird beschädigt oder fällt komplett aus.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Tauchlageranordnung bereitzustellen, dessen Wartungsintervalle und Lebensdauer gegenüber bekannten Tauchlageranordnungen mit Hilfe eines Sperrmediums verlängert ist. Gleichzeitig soll das Bereitstellen des notwendigen Sperrmediums funktional zuverlässig und dabei möglichst einfach von statten gehen.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird durch eine Tauchlagerung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Tauchlageranordnung weist eine Welle auf, die sich von einem Lagerbereich in einen Außenbereich erstreckt. Dabei umschließt der Lagerbereich das Lager zur Lagerung der Welle und ist zumindest teilweise mit Medium geflutet und gegenüber dem Außenbereich, in dem sich flüssiges Tauchmedium befindet, über eine Dichtung abgedichtet.
  • In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Lagerbereich mit Prozessmedium geflutet und die Welle verläuft zwischen dem Lagerbereich und dem Außenbereich durch mindestes eine mit einem Sperrmedium gefüllte Sperrkammer. Daran ist vorteilhaft, dass das Sperrmedium sowohl in den Außenbereich, als auch in den Lagerbereich per Leckage gelangen kann.
  • So ist es möglich, dass ein Prozessmedium innerhalb des Lagerbereichs, insbesondere Schmiermittel, von der Außenwelt und damit der Umwelt getrennt ist. Außerdem bestehen hohe Freiheitsgrade bei der Auswahl des Sperrmediums, das aus Gründen der Umweltverträglichkeit nach Kriterien der biologischen Abbaubarkeit ausgewählt werden kann. Jedoch muss dabei sichergestellt sein, dass kleine Mengen des Sperrmediums in das Prozessmittel der Lageranordnung gelangen können ohne dabei Schaden anzurichten.
  • Vorteilhafterweise ist ein Sperrdruck in der Sperrkammer größer als der Innendruck des Prozessmediums im Lagerbereich und größer als der Außendruck des flüssigen Tauchmediums. Dadurch ist sichergestellt, dass sich das Prozessmedium nicht durch die Sperrkammer in den Außenbereich bewegen kann. Ferner ist auch kontrollierbar, wie groß die Leckage des Sperrmediums in den Außenbereich, beziehungsweise die Leckage in den Lagerbereich sein soll.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann als Sperrmedium und als Prozessmedium, insbesondere Schmiermittel, die gleiche Substanz verwendet werden. Somit ist es denkbar, dass die Leckage des Sperrmediums aus der Sperrkammer in den Lagerbereich sehr groß gewählt werden kann, womit eine regelmäßige Nachfüllung des Prozessmediums erreicht wird und dieses gleichzeitig für eine Abschottung der Sperrkammer und des Lagerbereichs gegenüber dem Außenbereich eingesetzt werden kann.
  • In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Lagerbereich selbst als Sperrkammer ausgebildet und mit Sperrmedium geflutet. Die Sperrmedium dient somit gleichzeitig als Prozessmedium, beispielsweise als Schmiermittel, für das Lager.
  • Es bedarf also beim Einsatz eines Sperrmediums nicht notwendigerweise einer gesonderten Sperrkammer.
  • Aufgrund der flexiblen Auswahl der unterschiedlichen zugeführten Medien kann die Schmierwirkung des Prozessmittels als Schmiermittel erhöht und/oder eine antikorrosive Wirkung des Sperrmediums genutzt werden. Insbesondere können vornehmlich ökologisch unbedenkliche Sperrmedien oder Prozessmedien verwendet werden, bei denen fortwährend kontrollierte Leckagen toleriert werden und sogar beabsichtigt sein können: Dies sind als Fluide niedriger Viskosität Bio-Öle, wie zum Beispiel Speiseöl, Rapsöl, Palmöl, Rübböl und als Fluide höherer Viskosität Fette und fettähnliche Medien, wie biologisch schnell abbaubares Fett für Wälz- und Gleitlager aller Art mit geringer Toxizität, zum Beispiel auf Basis spezieller Seifen (zum Beispiel Lithium oder Kalzium). Auch können Fette aus dem Lebensmittelbereich eingesetzt werden, wie zum Beispiel Margarine oder Lebertran.
  • In einer erfindungsgemäßen Ausführung wird der Lagerbereich gegenüber dem Außenbereich abgedichtet, wobei die für die Leckage notwendige Druckdifferenz erhalten bleiben muss. Eine hierfür verwendete Dichtung muss beispielsweise temporäre Druckschwankungen des Tauchmediums aushalten, um dessen Eindringen zu verhindern und gleichzeitig die Leckage nach außen so klein wie möglich halten.
  • Die Dichtung kann einstufig (zum Beispiel Einlippen-Elastomerdichtung, metallische Laufwerksdichtung, einstufiger Radialwellendichtungsring, einstufige nichtmetallische Gleitringdichtung, magnetische Gleitringdichtung, Filzring, Stopfbuchse, Bürstendichtung) oder mehrstufig berührend (zum Beispiel zwei- oder Mehrlippen-Elastomerdichtung, doppelte Gleitringdichtung (GLRD), hintereinandergeschaltete Radialwellendichtringe (RWDR), mehrere Stopfbuchringe) ausgeführt werden.
  • Alternativ kann die Dichtung einstufig berührungslos ausgelegt sein, beispielsweise als Drosseldichtung (Spalt- oder Labyrinthdichtung), Sperrdichtung (beispielsweise Gewindedichtung, Zentrifugal-Wellendichtung, Sperrluftdichtung), oder mehrstufig berührungslos, beispielsweise als mehrstufige Drosseldichtung, Sperrdichtung oder Magnetflüssigkeitsdichtung.
  • Ebenso sind Kombinationen aus berührenden und berührungslosen Dichtungen denkbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Versorgung mit Sperrmedium über einen Tank bzw. über einen Speicherbehälter sichergestellt, der so angeordnet ist, dass ein negativer Einfluss auf die betreffende getauchte Maschine oder Anlage wie beispielsweise eine Turbine eines Unterwasser-Kraftwerks, z. B durch Störung der Strömung, minimiert ist.
  • Nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Ausführungsformen ist daher gemeinsam, dass der Ort der Bevorratung der zufließenden Sperrmedium so weit von der/den getauchten Anlage(n) (nachfolgend beispielhaft als Turbine(n) beschrieben) entfernt ist, dass negative Auswirkungen auf die Strömungen, die die Turbine(n) antreiben, minimiert sind. Die Zufuhr der Sperrmedium vom Tank zu der Sperrkammer erfolgt durch einen Schlauch oder eine Rohrleitung. Alle Varianten können eine oder mehrere Turbinen bzw. Lager mit Sperrmedium versorgen.
  • Die Tanks können in ihrem Fassungsvolumen vorzugsweise auf den erwarteten Verbrauch ausgelegt werden, so dass eine Nachbefüllung bei beispielsweise 100–5.000 Liter nur in größeren zeitlichen Abständen erforderlich ist, denn die Befüllungsintervalle sollen möglichst lang sein (gewöhnlich mindestens 6 Monate bis 5 Jahre).
  • In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der Tank in einer Boje untergebracht, die auf oder an der Wasseroberfläche schwimmt. Diese Variante hat den Vorteil, dass das Sperrmedium nicht durch Taucher direkt an der Turbine aufgefüllt werden muss. Außerdem bleibt in der Gesamtanordnung der statische Druck konstant.
  • In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist der Tank auf einem Turm montiert, der mit dem Boden, im Falle einer Anwendung im Meereswasser also auf dem Meeresgrund, verankert ist. Für eine derartige Verankerung kann die Plattform genutzt werden, auf der auch die Turbine angebracht ist, deren Lager mit Sperrmedium versorgt werden soll(en), oder eine separate Verankerung gewählt werden. Dabei bestehen verschiedene Optionen bezüglich der Anbringungshöhe relativ zur Wasseroberfläche: Der Tank kann über dem Wasserspiegel bei Ebbe angeordnet werden und ist somit auf jeden Fall bei Ebbe befüllbar. Vorteilhaft kann dabei eine stromlinienförmige Gestaltung der Tankform sein. Wird er ferner über dem Wasserspiegel bei Flut angeordnet, so bestehen keine zeitlichen Beschränkungen für seine Befüllung. Der Vorteil einer solchen Anordnung auf einem Turm ist die hohe Stabilität und die feste Verbindung mit dem Gesamtsystem. Auch lässt sich, ähnlich wie bei der Boje, das Nachfüllen mittels Boot gut realisieren.
  • Denkbar ist ferner, das Sperrmedium durch eine Leitung vom Ufer zur Sperrkammer zu transportieren. Diese Zuführung von Land hätte den großen Vorteil, dass die Logistik durch Pumpe und Tank an Land vereinfacht würde.
  • Damit die Sperrfunktion dauerhaft gewährleistet ist, muss ein Verlust des Sperrmediums ausgeglichen werden. Daher hat das Sperrmedium einen leichten Überdruck gegenüber der Umgebung. Der Überdruck soll so gering wie möglich sein, um den Verlust von Sperrmedium/Leckage gering zu halten. Unterdruck darf in der Sperrkammer nicht entstehen, damit kein verschmutztes oder aggressives Umgebungsmedium eintritt. Das Nachfließen des Sperrmediums in die Sperrkammer muss also in der Weise erfolgen, dass möglichst lange kein Gegendruck (Vakuum) entsteht. Für die störungsfreie Versorgung der Sperrkammer mit Sperrmedium ist eine passive und eine aktive Versorgung möglich:
    In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung findet eine passive Versorgung der Sperrkammer mit Sperrmedium statt. Dafür wird das Sperrmedium z. B. durch die Schwerkraft (geodätische Höhendifferenz), durch Auftrieb oder Staudruck zugeführt.
  • Das Prinzip der passiven Versorgung nutzt eine Anordnung, bei der sich der Tank für die Sperrmedium oberhalb der Wasseroberfläche (zumindest zu Ebbe-Zeit) befindet. Diese Lösung ist unempfindlich gegenüber den Einflüssen, die der statische Druck erzeugt. Der Druck an der Dichtstelle der Sperrkammer hängt von der Höhe des Pegels der Sperrmedium in der Sperrkammer ab. Der Druckunterschied zwischen dem Innenraum der Sperrkammer und einem Außenbereich liegt bevorzugt bei 5 bis 10%. Es können jedoch auch größere Druckunterschiede realisiert werden.
  • Das Sperrmedium gelangt in der erfindungsgemäßen Ausführung vom Tank durch eine Rohrleitung oder einen Schlauch hindurch in einen Zwischentank, der sich an unterschiedlichen Standorten befinden kann und somit ein hohes Maß an Flexibilität dieser technischen Lösung gewährleistet.
  • An diesem Zwischentank ist ein Tropfer mit einer Kapillare angeordnet, durch die hindurch nur geringe Mengen Sperrmedium in die Sperrkammer gelangen. Somit gibt es keine hydraulische Verbindung vom Tank bzw. vom Zwischentank zu der Sperrkammer. Diese hydraulische Entkopplung bedeutet, dass ein Nachfließen erleichtert wird und nicht durch Gegen-/Unterdruck gestört wird.
  • Durch die definierte Kapillare im Tropfer wird der Sperrkammer eine definierte Menge an Sperrmedium zugetropft.
  • In einer erfindungsgemäßen Ausführung wird ein möglicher, bei langen Betriebsdauern durch Reibung erzeugter fortschreitender Verschleiß der Dichtung dergestalt beim Eintropfen berücksichtigt, dass zu Beginn der Lebensdauer der Dichtung der Abstand des Tropfers zum Pegel des Sperrmediums innerhalb der Sperrkammer gering ist und nachfolgend langsam anwächst, um so den leichten, jedoch kontinuierlichen Verschleiß der Dichtung zu kompensieren, der bei Langzeitanwendungen zu erwarten ist. Der Verschleiß ist abhängig von der Ausführung der gewählten Dichtung und kann höher oder niedriger ausfallen, gegebenenfalls auch unmerklich sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Schwimmer verwendet, der auf der Flüssigkeitsoberfläche des Sperrmediums innerhalb der Sperrkammer schwimmt und den Tropfer ab einer bestimmten Füllstandshöhe innerhalb der Sperrkammer mechanisch durch Berührung schließt. In dieser Ausführungsform ist die Tropfenmenge dem maximal möglichen Verschleiß angepasst: Solange dieser noch nicht erreicht ist, wird der Tropfer von dem Schwimmer verschlossen, wenn der Füllpegel einen Maximalwert erreicht. Hierbei wird also in Intervallen eingetropft, die im Laufe der Verschleißzeit länger werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird diese Regelungsfunktion des Schwimmers durch Sensoren übernommen, die ein Ventil des Tropfers schließen, sobald ein bestimmter Pegel erreicht ist, und erneut öffnen, wenn dieser unter ein vorbestimmtes Minimum absinkt.
  • Für die aktive Versorgung wird das Sperrmedium von einer Pumpe gefördert. Die für den Pumpenbetrieb erforderliche Energie kann über eine mechanische Kopplung mit der Turbinen-Generatorwelle erfolgen oder durch eine gesonderte Stromversorgung. Prinzipiell ist hierfür eine Kombination möglich, beispielsweise wenn die Pumpwirkung durch die Wirkung der Schwerkraft unterstützt wird.
  • Vom Tank gelangt das Sperrmedium durch eine Leitung hindurch zu einer Pumpe, die das Sperrmedium in die Sperrkammer führt. Hierfür können aus dem Stand der Technik bekannte Pumpen verwendet werden. Möglich ist dabei auch der Einsatz von Pumpen, die die Zuführungsleitung zusätzlich verschließen können, wie beispielsweise Peristaltik-/Schlauchpumpen. Dabei wird der Sperrkammer immer eine geringe dosierte Menge an Sperrmedium zugeführt.
  • Falls sich der Tank mit dem Sperrmedium in der gleichen hydrostatischen Höhe wie die Sperrkammer befindet, wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform vorgeschlagen: die Sperrkammer wird hierbei vollständig mit Sperrmedium befüllt. Der Verlust, der auch hierbei über die Dichtstellen entsteht, wird aus dem Tank dergestalt nachgefüllt, dass das Sperrmedium durch einen Aktor vom Tank in eine Zuführungsleitung zur Sperrkammer eingedrückt wird.
  • Dies geschieht beispielsweise durch Aufblasen oder Aufpumpen eines elastischen bzw. kompressiblen Tanks, wie beispielsweise eine elastischen Gummiblase. Dabei wird Gas oder Flüssigkeit in die Tank-Gummiblase gepresst und über die Volumenveränderung der Blase das Sperrmedium aus dem Tank gepresst. Alternativ kann auch das Umgebungsmedium (beispielsweise Meerwasser) in die Blase gepumpt werden. Anstelle der Blase kann auch ein Zylinder verwendet werden.
  • Ferner kann ein Hydrokompensator vorgesehen sein, der sich im Zuge des Druckausgleiches bei allmählicher Tankentleerung mit Luft oder Wasser füllt. Vorteil dieser Lösung ist, dass durch den Druckausgleich der Nachfluss gewährleistet bleibt und dabei keine Verdunstungsverluste oder Kontakt mit der Außenluft bzw. dem Umgebungsmedium auftreten.
  • Ebenso besteht die Möglichkeit weiterer (elektro)mechanischer Aktuatorlösungen, beispielsweise über eine Zahnstange oder mittels Federkraft. Ferner kann Gas aus einer chemischen Quelle stammen oder aus einer Gaskartusche. Die Kräfte können dabei durch Stoffe erzeugt werden, die durch chemische Umwandlung oder Wasseraufnahme ihr Volumen vergrößern.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Strömungsdruck des Tauchmediums für die Förderung des Sperrmediums genutzt.
  • Bevorzugt wird der Tank samt Zuleitungen als auswechselbares System ausgeführt: Wenn das Sperrmedium verbraucht ist oder der Füllstand innerhalb des Tanks unter einen Minimalwert gefallen ist, wird der komplette Tank durch Taucher ausgetauscht oder die gesamte Anlage wird geborgen und der Tank wird zusammen mit anderen Teilen innerhalb einer geplanten Wartung erneuert. Alternativ kann der Tank auch über einen Füllstutzen direkt unter Wasser nachgefüllt werden.
  • Optional kann dafür der Füllstand des Tanks überwacht werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist unter dem Tank ein Ventil angeordnet, das mehrere Aufgaben erfüllen kann: Einerseits können hierüber bei Reparaturarbeiten der unter dem Tank angeordneten Komponenten abgedichtet werden oder auch eine Abdichtung bei Druckbetankung erfolgen. Ferner kann über das Ventil der Zufluss des Sperrmediums geregelt werden.
  • Um ein Aufschäumen der Sperrmedium zu unterdrücken, können dieser in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entschäumende Chemikalien beigemengt werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Dabei zeigen:
  • 1a, 1b, 1c verschiedene Anordnungen des Tanks relativ zur Anordnung der Lageranordnung unter Wasser.
  • 2a, 2b das Ausführungsbeispiel aus 1b sowie eine detailliertere Darstellung der Tankanordnung in einer passiven Sperrmediumszufuhr.
  • 3 eine Darstellung der Sperrmediumszufuhr nach dem Ausführungsbeispiel aus 2b
  • 4a, 4b das Ausführungsbeispiel aus 1b sowie eine detailliertere Darstellung der Tankanordnung in einer aktiven Sperrmediumszufuhr.
  • 5 eine Darstellung einer weiteren Sperrmediumszufuhr
  • Ausführliche Beschreibung der Figuren
  • Die 1a, 1b, 1c zeigen verschiedene Anordnungen des Tanks 23 relativ zur Anordnung der Turbine 10.
  • 1a zeigt die mögliche Position der Tanks 23 auf einer Boje 21, die auf der Wasseroberfläche schwimmt. Über die Zuleitung 26 gelangt die Sperrflüssigkeit vom Tank 26 in den Zwischentank 27.
  • 1b zeigt die mögliche Position der Tanks 23 auf einem Turm 22, der über die Wasseroberfläche bei Flut hinausragt. Über die Zuleitung 26 gelangt die Sperrflüssigkeit vom Tank 26 in den hier nicht erkennbaren Zwischentank.
  • 1c zeigt die mögliche Position der Tanks 23 auf einem Turm 22, der über die Wasseroberfläche bei Ebbe, nicht jedoch bei Flut, hinausragt. Über die Zuleitung 26 gelangt die Sperrflüssigkeit vom Tank 26 in den hier nicht erkennbaren Zwischentank.
  • In der 2a ist das Ausführungsbeispiel aus 1b erkennbar. Zusätzlich dargestellt ist ein Ventil 25 in der Zuleitung 26 und der Zwischentank 27. Der Lagerbereich 11, durch den hindurch sich die Welle 13 erstreckt, stellt hier gleichzeitig die Sperrkammer 11 dar und ist über Dichtungen 12 gegenber dem Tauchmedium abgedichtet.
  • 2b zeigt hierzu in der Vergrößerung ferner einen Nachfüllstutzen 34 am Tank 23. Erkennbar ist ferner die Wirkungsweise des Zwischentanks 27: Über die Zuleitung 26 gelangt Sperrflüssigkeit in den Zwischentank. Die Füllhöhe wird über das Ventil 25 und eine Ventilsteuerung eingestellt. Über die Kapillare 29 des Tropfers 29 wird Sperrflüssigkeit in die Sperrkammer 11 eingetropft, so dass sich der dortige Füllstand immer zwischen einem Minimumpegel und einem Maximalpegel bewegt.
  • Details zu 2b sind in 3 erkennbar. Dargestellt ist hier ein mechanischer Schließmechanismus umfassend einen Schwimmer 30, der bei einer bestimmten Füllstandshöhe den Tropfer 28 mechanisch verschließt.
  • 4a zeigt das Ausführungsbeispiel aus 1b für eine aktive Zufuhr des Sperrmediums mittels einer Pumpe 31.
  • 5 zeigt wiederum eine aktive Zufuhr des Sperrmediums über einen Aktuator 32, der Sperrflüssigkeit in die Zuleitung 26 presst. Weitere Aktuatoren 33 sind ebenfalls gezeigt.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Turbine
    11
    Sperrkammer, Lagerbereich
    12
    Dichtung
    13
    Welle
    14
    Lager
    21
    Boje
    22
    Turm
    23
    Tank
    24
    Hydrokompensator
    25
    Ventil
    26
    Zuleitung
    27
    Zwischentank
    28
    Tropfer
    29
    Kapillare
    30
    Schwimmer
    31
    Pumpe
    32
    Aktuator
    33
    Aktuator
    34
    Nachfüllstutzen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007052427 A1 [0003]
    • DE 3411312 A1 [0003]
    • US 4168070 [0005]

Claims (10)

  1. Tauchlageranordnung umfassend – einen Lagerbereich (11) und – eine Welle (13), die sich von dem Lagerbereich (11) in einen Außenbereich erstreckt und dabei durch Sperrmedium hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauchlageranordnung einen Tank (23) für ein Sperrmedium zur Befüllung einer Sperrkammer über eine Zuleitung (26) umfasst.
  2. Tauchlageranordnung nach Anspruch 1, wobei die Sperrkammer durch den Lagerbereich (11) ausgebildet wird.
  3. Tauchlageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Tank (23) in einer Höhe angeordnet ist, die über der Höhe des Lagerbereich (11) liegt.
  4. Tauchlageranordnung nach Anspruch 3, wobei der Tank (23) auf einer Boje angeordnet ist.
  5. Tauchlageranordnung nach Anspruch 3, wobei der Tank (23) auf einem Turm angeordnet ist.
  6. Tauchlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zuleitung (26) mit einem Zwischentank (27) verbunden ist, der einen Tropfer (28) aufweist, über den aus der Zuleitung Sperrmedium in die Sperrkammer tropfenweise gelangt.
  7. Tauchlageranordnung nach Anspruch 6, wobei in dem Zwischentank (27) unter dem Tropfer (28) ein Schwimmer (30) angeordnet ist.
  8. Tauchlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zuleitung (26) mit einer Pumpe (31) verbunden ist.
  9. Tauchlageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zuleitung (26) mit einem Hydrokompensator (24) verbunden ist.
  10. Tankanordnung zur Befüllung eines Tauchlagers mit Sperrmedium, umfassend mindestens einen Tank (23), mindestens eine Zuleitung (26) mit jeweils mindestens einem Zwischentank (27), wobei jeder Zwischentank (27) – einen Tropfer (28), über den aus der Zuleitung tropfenweise Sperrmedium in die Sperrkammer gelangt, und. – einen unter dem Tropfer (28) angeordneten Schwimmer (30). umfasst.
DE102013215453.4A 2013-08-06 2013-08-06 Tauchlageranordnung Expired - Fee Related DE102013215453B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013215453.4A DE102013215453B4 (de) 2013-08-06 2013-08-06 Tauchlageranordnung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013215453.4A DE102013215453B4 (de) 2013-08-06 2013-08-06 Tauchlageranordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013215453A1 true DE102013215453A1 (de) 2015-02-12
DE102013215453B4 DE102013215453B4 (de) 2015-08-27

Family

ID=52388744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013215453.4A Expired - Fee Related DE102013215453B4 (de) 2013-08-06 2013-08-06 Tauchlageranordnung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013215453B4 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109027648A (zh) * 2018-10-10 2018-12-18 王辉 一种深入缝隙利用管径变化增压清渣的滚动轴承涂油装置
CN110469763A (zh) * 2019-06-20 2019-11-19 徐州亚泰电机有限公司 一种用于石油开采设备的润滑油自动加注装置
CN111577574A (zh) * 2020-05-30 2020-08-25 华南理工大学 一种弹簧式水下恒压空气储释能系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH2188A (de) * 1890-05-10 1890-09-15 Joergen Joergensen Einrichtung zum zentralen Betrieb von Schmierapparaten
DE1874305U (de) * 1963-03-20 1963-06-20 August Becker Eisen Und Gummiw Durchlaufoelschmiervorrichtung.
US4168070A (en) 1977-12-27 1979-09-18 Niigata Engineering Co., Ltd. Sealing device for shaft
EP0039114B1 (de) * 1980-04-18 1984-03-28 Ihc Holland N.V. Abgedichtetes Lager
DE3411312A1 (de) 1983-03-31 1984-10-11 Masaaki Matsudo Chiba Nagashima Schutzvorrichtung fuer unterwasserlager
DE3707277A1 (de) * 1986-03-06 1987-09-10 Waertsilae Meriteollisuus Verfahren und anordnung zum verhindern von leckverlusten an lagern einer schiffsschraubenwelle
US5878842A (en) * 1997-03-19 1999-03-09 Trico Manufacturing Corporation Volumetric lubricant dispensing apparatus and method of use for same
DE102007052427A1 (de) 2007-11-02 2009-05-07 Schaeffler Kg Lageranordnung für ein Lager
DE102009005556A1 (de) * 2009-01-20 2010-07-22 Voith Patent Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Durchspülen eines Unterwasserkraftwerks

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH2188A (de) * 1890-05-10 1890-09-15 Joergen Joergensen Einrichtung zum zentralen Betrieb von Schmierapparaten
DE1874305U (de) * 1963-03-20 1963-06-20 August Becker Eisen Und Gummiw Durchlaufoelschmiervorrichtung.
US4168070A (en) 1977-12-27 1979-09-18 Niigata Engineering Co., Ltd. Sealing device for shaft
EP0039114B1 (de) * 1980-04-18 1984-03-28 Ihc Holland N.V. Abgedichtetes Lager
DE3411312A1 (de) 1983-03-31 1984-10-11 Masaaki Matsudo Chiba Nagashima Schutzvorrichtung fuer unterwasserlager
DE3707277A1 (de) * 1986-03-06 1987-09-10 Waertsilae Meriteollisuus Verfahren und anordnung zum verhindern von leckverlusten an lagern einer schiffsschraubenwelle
US5878842A (en) * 1997-03-19 1999-03-09 Trico Manufacturing Corporation Volumetric lubricant dispensing apparatus and method of use for same
DE102007052427A1 (de) 2007-11-02 2009-05-07 Schaeffler Kg Lageranordnung für ein Lager
DE102009005556A1 (de) * 2009-01-20 2010-07-22 Voith Patent Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Durchspülen eines Unterwasserkraftwerks

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109027648A (zh) * 2018-10-10 2018-12-18 王辉 一种深入缝隙利用管径变化增压清渣的滚动轴承涂油装置
CN110469763A (zh) * 2019-06-20 2019-11-19 徐州亚泰电机有限公司 一种用于石油开采设备的润滑油自动加注装置
CN110469763B (zh) * 2019-06-20 2020-12-11 徐州亚泰电机有限公司 一种用于石油开采设备的润滑油自动加注装置
CN111577574A (zh) * 2020-05-30 2020-08-25 华南理工大学 一种弹簧式水下恒压空气储释能系统
CN111577574B (zh) * 2020-05-30 2024-04-26 华南理工大学 一种弹簧式水下恒压空气储释能系统

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013215453B4 (de) 2015-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60315348T2 (de) Hydraulischer drehzahlsteigernder antrieb für wasserströmungsturbine
EP2870372B1 (de) Anordnung für ein selbstschmierendes lager
DE102013215453B4 (de) Tauchlageranordnung
DE102015209428A1 (de) Dichtungsanordnung zum Abdichten eines Raumes zwischen einem Gehäuse und einem Bauteil gegen ein flüssiges Medium
DE102009005556A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Durchspülen eines Unterwasserkraftwerks
EP0021243B1 (de) Abdichtungsanordnung für Stevenrohre von Schiffen
WO2009094998A2 (de) Wassergeschmierte lageranordnung
DE102020104960B3 (de) Lageranordnung
DE1475903B1 (de) Schutzeinrichtung fuer unter Wasser befindliche Antriebe,insbesondere an Unterwasserschiebern
DE102014223345B3 (de) Wellenanordnung sowie Wasserturbine mit einer Wellenanordnung
DE102007052427A1 (de) Lageranordnung für ein Lager
DE3510320A1 (de) Stevenrohrabdichtung
DE3342297C2 (de)
DE4221657A1 (de) Wasserkraftwerk, versenkbar in einem Gewässer, Anlage und Verfahren zur Gewinnung elektrischer Energie
DE102013215468A1 (de) Tauchlageranordnung und Verfahren zur Abdichtung derselben
DE102014215120B3 (de) Wellenanordnung mit Sperrmedium sowie Wasserturbine mit der Wellenanordnung
DE102013206141A1 (de) Mediengeschmiertes Wälzlager
DE102014221814B4 (de) Wellenanordnung zum Betrieb in einem flüssigen Medium sowie Wasserkraftwerk mit der Wellenanordnung
DE102020201630A1 (de) Tauchvorrichtung für Unterwasserfahrzeuge
DE1653752B2 (de)
DE102013215452B4 (de) Tauchlagerung
DE102011081598A1 (de) Kompakte hydraulische Auftriebsenergiespeicher
DE102012108358A1 (de) Pumpe mit Trockenlaufschutz
DE102013220200A1 (de) Lageranordnung für eine Welle
WO2013117392A1 (de) Verfahren zum betrieb einer wälzlageranordnung und wälzlagereinrichtung hierzu

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20140214

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20150408

R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee