DE1069765B

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Publication number: DE1069765B
Application number: DENDAT1069765D
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Description

Lagerausbildung für eine schlagwetter-und explosionsgeschützte elektrische Maschine mit Gleitlagern Es ist üblich, elektrische Maschinen, die in schlagwetter- oder explosionsgefährdeten Räumen aufgestellt werden, mit einem druckfesten Gehäuse zu umgeben. Die Welle der Maschine wird durch dieses druckfeste Gehäuse in Wellendurchführungen hindurchgeführt und im allgemeinen außerhalb des druckfesten Gehäuses in Gleit- oder Wälzlagern gelagert. Aus Sicherheitsgründen sind für die Wellendurchführungen der Welle durch das druckfeste Gehäuse bestimmte maximale Werte für die Spaltlängen und Spaltweiten (Durchmesserunterschied zwischen der Welle und der Bohrung der Durchführung) vorgeschrieben. Bei der Lagerung der Welle in Gleitlagern ist das Einhalten der vorgeschriebenen sehr kleinen radialen Spalte für größere Wellendurchmesser, also Maschinen größerer Leistung, so schwierig, daß beispielsweise die derzeit gültigen VDE-Vorschriften 0170/0171 die Verwendung von Gleitlagern für die Explosionsklassen 2 und 3 für nicht zulässig erklären. Dies ist dadurch begründet, daß eine in Gleitlagern gelagerte Welle zwischen Stillstand und Betriebsdrehzahl radialen Verlagerungen unterworfen ist, die mindestens der Schmierfilmdicke in der Mitte der unteren Lagerschale bei voller Drehzahl entsprechen. Da für größere Leistungen und demzufolge größere Wellendurchmesser Wälzlager den auftretenden Beanspruchungen nicht gewachsen sind, ist es zur Zeit nicht möglich, größere Maschinen zu bauen, die den strengen Sicherheitsvorschriften für Schlagwetter- und explosionsgefährdete Betriebe genügen.
Die Erfindung schafft hier Abhilfe. Gemäß der Erfindung wird die in Wellendurchführungen durch das druckfeste Gehäuse hindurchgeführte Welle in an sich gekannten Gleitlagern gelagert, deren Lagerflächen durch axiale Schmiernuten in mehrere insbesondere auf die Innenfläche der Lagerschalen gleichmäßig verteilte Gleitflächen aufgeteilt sind. Derart ausgebildete Gleitlager sind an sich bekannt und werden als Mehrgleitflächenlager bezeichnet. Sie haben meist eine von der kreisrunden Bohrung abweichende Lagerschale; die Radien der Gleitflächen sind hierbei zwar untereinander gleich, jedoch um einen genau berechneten Betrag größer als der Radius der Welle. Infolge dieser Radiendifferenz zwischen Welle und Gleitflächen entsteht an jedem der Gleitsysteme ein Keilspalt, der jeweils mit seiner größten Weite an einer axialen Schmiernut beginnt und seine engste Stelle in der Mitte jeder Gleitfläche hat. Durch die Verwendung dieser Mehrgleitdächenlager ist im Stillstand und während des Betriebes eine genau bestimmbare Wellenlage gewährleistet, so Saß die aus Sicherheitsgründen für die Wellendurchführungen durch das druckfeste Gehäuse vorgeschriebenen Maximalwerte der Spaltlängen und Spaltweiten unbedingt eingehalten werden können und mithin stets ein ausreichender Schlagwetter- und Explosionsschutz sichergestellt ist.
Eine weitere Möglichkeit, eine genau bestimmbare Wellenlage und damit kleine Werte für die Spaltlängen und Spaltweiten der Wellendurchführungen einzuhalten, besteht darin, die Welle der elektrischen Maschine im Stillstand auf die Außenringe zweier unterhalb der Welle angeordneter Wälzlager abzustützen. Diese die Welle abstützenden Wälzlager können beispielsweise durch Exzenter so eingestellt werden, daß die Welle im Stillstand eine Lage einnimmt, bei der die für den Schlagwetter- und Explosionsschutz vorgeschriebenen radialen Spaltweiten der Durchführungen im oberen Teil noch eingehalten werden, während gleichzeitig nach unten noch eine ausreichende Sicherheit gegen eine Berührung der Welle mit den Spaltbuchsen gegeben ist.
Zum langsamen Drehen von in Gleitlagern gelagerten schweren Wellen, beispielsweise von Turbinen und Generatoren, ist es zwar bekannt, die Welle mit Hilfe unterhalb von ihr angeordneter Wälzlager anzuheben; bei diesen Anordnungen kommt es aber nicht darauf an, die radialen Bewegungen der Welle, die durch das verhältnismäßig große Lagerspiel eines Gleitlagers ermöglicht sind, zu beschränken, sondern durch das Anheben soll die Welle während des langsamen Drehvorganges, der beispielsweise zum langsamen Durchwärmen erforderlich ist, so weit von dem an sich für eine wesentlich höhere Drehzahl bemessenen Lager abgehoben werden, daß ein Festfressen der Lager bei der langsamen Drehzahl, bei der sich noch kein die Welle tragender Schmierölfilm gebildet hat, vermieden wird. Man bildet demzufolge bei den bekannten Anordnungen dieser Art die unterhalb der Welle zum Anheben angeordneten Wälzlager beweglich aus, d. h., die Wälzlager werden mittels einer Druckvorrichtung zum Anheben an die Welle herangebracht und von einer bestimmten Drehzahl ab wieder entfernt.
Demgegenüber kommt es bei der Abstützung der Wellen von Schlagwetter- und explosionsgeschützten elektrischen Maschinen, die in Wellendurchführungen durch das druckfeste Gehäuse hindurchgeführt werden und in Gleitlagern gelagert sind, auf eine äußerst genaue Justierung der die Welle im Stillstand abstützenden Wälzlager an. Soweit diese Wälzlager beispielsweise durch Exzenter einstellbar ausgebildet werden, soll hierdurch nicht während des Betriebes die Lage der Wälzlager verändert werden, sondern diese Einstellbarkeit dient lediglich zur genauen Justierung der Wälzlager.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Fig. 1 ein Mehrgleitflächenlager dargestellt, während die Fig. 2 und 3 einen Schlagwetter- und explosionsgeschützten Motor als Ausführungsbeispiel in verschiedenen Ansichten wiedergeben.
Die Welle 1 des in der Fig. 2 lediglich durch das druckfeste Gehäuse 6 angedeuteten Schlagwetter- und explosionsgeschützten Motors wird zu beiden Seiten von den Gleitlagern 3 getragen. Diese Gleitlager sind gemäß der Erfindung als sogenannte Mehrgleitflächenlager (Fig. 1) ausgebildet. Wesentlich für ein Mehrgleitflächenlager ist, daß die Innenfläche der Lagerschale 7 durch die axialen Schmiernuten 8 in mehrere auf die Innenfläche der Lagerschale gleichmäßig verteilte Gleitflächen aufgeteilt ist. Durch die Verwendung eines solchen Mehrgleitflächenlagers für die Lagerung der Welle einer Schlagwetter- und explosionsgeschützten elektrischen Maschine ist eine genau bestimmbare Wellenlage innerhalb des Spaltes 2 des druckfesten Gehäuses 6 gewährleistet, so daß die Spaltweite entsprechend den Sicherheitsvorschriften für den Schlagwetter und Explosionsschutz ausgebildet werden kann.
Zwischen dem druckfesten Gehäuse 6 und dem die Gleitlager 3 tragenden Lagerbock 9 sind zu jeder Seite des Motors in den Tragböcken 5 die beiden Wälzlager 4 und 4' in einem Winkel von etwa 45° unterhalb der Welle 1 angeordnet. Die Wälzlager 4 und 4' stützen die Welle 1 im Stillstand ab. Zu diesem Zweck sind auf die Außenringe 10 und 10' die gehärteten Tragringe 11 und 11' aufgezogen. Bei Stillstand nimmt die Welle 1 infolge dieser Abstützung eine Lage ein, bei der die vorgeschriebene radiale Spaltbreite im oberen Teil des Spaltes 2 mit Sicherheit eingehalten wird, während gleichzeitig nach unten eine ausreichende Sicherheit gegen eine Berührung der Welle 1 mit der Spaltbuchse 12 gegeben ist. Wird die Welle 1 in Umdrehungen versetzt, so drücken die sich bildenden Ölkeile die Welle 1 nach oben und heben sie in den Wälzlagern 4 und 4' ab. Die Wälzlager 4 und 4' werden dadurch lastfrei und laufen dann, solange ein Ölfilm zwischen der Welle 1 und den Tragringen 11 und 11' vorhanden ist, mit Schlupf mit.
Durch diese Abstützung der Welle mittels der Wälzlager 4 und 4' wird ebenfalls eine genau bestimmbare Wellenlage gewährleistet, so daß für bestimmte Abmessungen der Maschine auf die Ausbildung der Gleitlager 3 als Mehrgleitflächenlager verzichtet werden kann. Als Gleitlager können dann gewöhnliche Gleitlager verwendet werden.
Im allgemeinen wird es sich jedoch empfehlen, vor allem bei sehr großen Motoren, die Gleitlager als Mehrgleitflächenlager auszubilden und gleichzeitig eine Abstützung der Welle durch unterhalb der Welle angeordnete Wälzlaxer vorzunehmen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Lagerausbildung für eine schlagwetter- und explosionsgeschützte elektrische Maschine mit Gleitlagern, die von einem druckfesten Gehäuse umgeben ist, durch das die Welle der Maschine in Wellendurchführungen hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) in an sich bekannten Gleitlagern (3) gelagert ist, deren Lagerflächen (7) durch axiale Schmiernuten (8) in mehrere insbesondere auf die Innenfläche der Lagerschalen gleichmäßig verteilte Gleitflächen aufgeteilt sind (Mehrgleitflächenlager).
2. Lagerausbildung für eine Schlagwetter- und explosionsgeschützte elektrische Maschine, deren in Wellendurchführungen durch das druckfeste Gehäuse hindurchgeführte Welle von Gleitlagern getragen wird, die insbesondere nach Anspruch 1 als Mehrgleitflächenlager ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) im Stillstand auf den Außenringen (10, 10') zweier unterhalb der Welle angeordneter Wälzlager (4, 4') aufliegt.
3. Lagerausbildung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Außenringe (10, 10') der die Welle (1) der elektrischen Maschine im Stillstand abstützenden Wälzlager (4, 4') gehärtete Tragringe (11, 11') aufgezogen sind.
4. Lagerausbildung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der die Welle (1) im Stillstand abstützenden Wälzlager (4, 4') beispielsweise durch Exzenter einstellbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 679 655, 901418, 903054.