DE1147447B

DE1147447B - Vorrichtung zur Schmierung und Kuehlung von bei hoher Temperatur und mit hoher Drehzahl arbeitenden Waelzlagern, Zahnraedern od. dgl.

Info

Publication number: DE1147447B
Application number: DES68607A
Authority: DE
Inventors: Hans Rosskopf
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1959-05-27
Filing date: 1960-05-20
Publication date: 1963-04-18

Description

Vorrichtung zur Schmierung und Kühlung von bei hoher Temperatur und mit hoher Drehzahl arbeitenden Wälzlagern, Zahnrädern od. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum .Schmieren und Kühlen von Wälzlagern, Zahnrädern od. dgl., die bei hoher Temperatur und mit hohen Drehzahlen arbeiten, wobei Schmieröl und unter Druck stehende Kühlluft getrennt in unmittelbare Nähe dieser Teile geführt werden.
Eine Schmierung, bei welcher die sich bewegenden Teile z. B. eines Wälzlagers in konsistentes Fett eingebettet werden, istbeieinerhohenUmgebungstemperatur und einer hohen Drehzahl nicht anwendbar, weil das Fett seine Konsistenz verliert, sich zersetzt und aus dem Lager herausfließt. Ferner wird infolge des Durchknetens des Fettes innerhalb des Wälzlagers durch die sich bewegenden Teile (Kugeln oder Rollen) die Betriebstemperatur erhöht. Die durch die Außenluft bewirkte Kühlung ist im allgemeinen ungenügend.
Die Schmierung kann auch durch in einem geschlossenen Kreislauf strömendes Drucköl erfolgen. Das in großer Menge in das Wälzlager eingespritzte Öl ermöglicht gleichzeitig seine Schmierung und Kühlung. Jedoch sind ein Umpumpen und ein Kühlen des Öls in einem Wärmeaustauscher erforderlich, wenn die zu verbrauchende Ölmenge begrenzt werden soll.
Eine weitere bekannte Form der Schmierung besteht darin, einen gewissen Ölvorrat unmittelbar vor dem Wälzlager zu schaffen. Der überschuß dieses Vorrats fließt durch das Lager und wird ständig durch frisches Öl ersetzt. Das längere Verweilen des Öls in der Nähe des Lagers hat jedoch eine schädliche Umwandlung des Öls durch die Wärme zur Folge. Die Kühlung des Wälzlagers wird häufig durch einen außerhalb des Gehäuses und innerhalb der Welle strömenden Luftstrom erleichtert. Dieser Luftstrom ist jedoch im allgemeinen bei Abstellung der Maschine nicht mehr vorhanden. Die Wärmestrahlung der heißen Teile bewirkt ein Kochen des Ölvorrats, und es bildet sich eine Ablagerung von Ölrückständen, wodurch die Gefahr der Verstopfung des Schmierkreises entsteht.
Es ist ferner eine Vorrichtung zur Schmierung von Wälzlagern bekannt, bei welcher Schmieröl aus einer Düse gegen die zu schmierenden Teile gespritzt wird. Dabei findet eine Zerstäubung des Öls beim Austritt aus der Düse statt, die dazu führt, daß das zerstäubte Öl bei seiner Berührung mit den umlaufenden Teilen eine starke Durchwirbelung und Luft erfährt und dadurch mit einer großen Luftmenge in Berührung kommt, so daß es sich zersetzt und seine Schmiereigenschaft verliert.
Es ist weiterhin eine Vorrichtung zur Schmierung und Kühlung von Wälzlagern bekannt, bei welcher Schmieröl und unter Druck stehende Kühlluft in getrennten Strahlen zugeführt werden. Dabei wird die Luft quer in den aus einer gegen die zu schmierenden Teile gerichteten Öffnung austretenden Ölstrahl eingeführt, so daß ein Ölnebel in der Luft erzeugt wird, und dies führt ebenfalls zu dem Nachteil, daß auf Grund der langdauernden Berührung zwischen der Luft und dem Öl auf einer großen Oberfläche und einer langen Strecke bei hoher Temperatur das Öl oxydiert wird und dadurch seine Schmiereigenschaft verliert.
Zweck der Erfindung ist, eine Vorrichtung der vorstehend bezeichneten Art derart auszubilden, daß einerseits die Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermieden und andererseits eine wirksamere Schmierung und eine wirksamere Kühlung bei Verwendung einer wesentlich kleineren Ölmenge gewährleistet werden.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Schmieröl in an sich bekannter Weise aus einer gegen die zu schmierenden Teile gerichteten Düse in Form eines kompakten Strahles ausgespritzt und die Kühlluft derart geführt ist, daß sie den Ölstrahl einhüllt. Durch die Erfindung werden die folgenden vorteilhaften Wirkungen erhalten: a) Die Berührungsfläche und die Berührungsdauer zwischen dem Öl und der Luft sind auf ein Minimum herabgesetzt, so daß das Öl sich wenig zersetzt und daher längere Zeit wiederverwendbar ist; b) die den kompakten Ölstrahl umhüllende Luft trägt wesentlich dazu bei, daß das Öl unmittelbar auf die zu schmierenden Teile gelangt; c) die Zerstäubung des Öls erfolgt erst in dem Augenblick, in dem die konzentrischen Öl- und Luftstrahlen mit den umlaufenden Teilen gleichzeitig in Berührung kommen; d) der Luftstrahl trifft direkt auf die zu kühlenden Teile auf, und er führt die Wärme unmittelbar von der Stelle weg, wo sie erzeugt wird; e) jedes Öltröpfchen gelangt unmittelbar an den Ort, wo eine Schmierung notwendig ist, so daß nur eine minimale Ölmenge erforderlich ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß jede ölausspritzdüse in einer koaxialen Öffnung angeordnet ist und die unter Druck stehende Kühlluft durch den Zwischenraum zwischen der Düse und der Wand der Öffnung hindurchtritt.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise erläutert, in der die Anwendung der Erfindung bei einem Wellenlager veranschaulicht ist.
Die Zeichnung zeigt einen Teil einer Welle 1, der in einem Wälzlager 2 gelagert und von einem Gehäuse 6 umgeben ist, das um das Wälzlager herum eine ringförmige Kammer 11 bildet. Diese Kammer 11 steht über eine Reihe von gegen das Wälzlager gerichteten Öffnungen 14 in einer Trennwand 6' des Gehäuses mit einer Kammer 10 auf der einen Seite des Wälzlagers 2 in Verbindung. Eine in dem Gehäuse auf der anderen Seite des Wälzlagers gebildete Kammer 8 ist mit einem Auslaßrohr 9 versehen. Ein Druckluftstutzen 15 mündet in die Kammer 11.
Eine mit Öl gespeiste Leitung 16 ist z. B. innerhalb des Druckluftstutzens 15 angeordnet. Sie tritt durch die Kammer 11 hindurch und endet in einer Düse 17, welche durch eine mit 14a bezeichnete Öffnung der in der Trennwand 6' vorgesehenen Öffnungen hindurchgeführt ist. Die Düse 17 ist gegen das Wälzlager 2 gerichtet und liegt diesem möglichst nahe.
Das Öl wird unter Druck durch die Leitung 16 zugeführt und tritt aus der Düse 17 in Form eines kontinuierlichen oder diskontinuierlichen kompakten Strahles von geringer Menge aus.
Die Druckluft gelangt durch den Stutzen 15 in die Kammer 11 und tritt aus dieser durch die Öffnung 14 aus. Die Teile der Vorrichtung sind so ausgebildet, daß der Druck in Richtung der Kammern 11, 10 und 8 abnimmt, um die richtige Luftströmung zu gewährleisten. Die durch die Öffnung 14 a hindurchgehende Druckluft hüllt den aus der Düse 17 austretenden Ölstrahl ein und führt ihn zum Wälzlager, und sie verhindert so die Zerstäubung des Öls infolge von durch die Drehung der Welle und der Teile des Wälzlagers erzeugten Luftwirbeln. Das Öl besitzt daher nur eine sehr kleine Oberfläche, und sein Weg zwischen der Düse 17 und dem Wälzlager 2 ist sehr kurz, so daß praktisch keine Oxydationsgefahr besteht. Seine Zerstäubung erfolgt erst bei Berührung mit dem Wälzlager, so daß das Öl seine Aufgabe als Schmiermittel erfüllen kann. Ferner erfolgt der Durchtritt des Öls durch das Wälzlager so schnell, daß für seine Zersetzung keine Zeit bleibt. Die Ölteilchen werden aus dem Wälzlager durch den Druckluftstrom ausgetrieben, bevor sie durch die Wärme merklich verändert werden können. Nach dem Durchtritt durch das Wälzlager gelangt das unter Druck stehende Gemisch von Luft und Öl in die ringförmige Kammer 8, aus der es durch das Rohr 9 abgeführt wird, mit dem die Auslaßseite weiterer Wälzlager verbunden sein kann.
Die Druckluft dient nicht nur zum schnellen Transport und zur Abfuhr des Öls, sondern auch in erheblichem Maße zur Kühlung der reibenden Teile des Wälzlagers, insbesondere der Rollen und ihres Käfigs 3, die nicht mit den äußeren Teilen des Wälzlagers in Berührung stehen. Die Luft führt daher die Wärme unmittelbar an der Stelle ab, an welcher sie entsteht, wodurch eine wirksame Kühlung erhalten wird.
Dank der Einstellung der Düse 17 gelangt jedes Öltröpfchen genau an die Stelle, an welcher eine Schmierung notwendig ist. Die benutzte Ölmenge ist daher gering, und mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann die Schmierung so ausgeführt werden, daß das Öl am Ausgang der Kammer 8 nicht zurückgewonnen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur Schmierung und Kühlung von bei hoher Temperatur und mit hoher Drehzahl arbeitenden Wälzlagern, Zahnrädern od. dgl., bei welcher Schmieröl und unter Druck stehende Kühlluft getrennt in unmittelbare Nähe dieser Teile geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmieröl in an sich bekannter Weise aus einer gegen die zu schmierenden Teile gerichteten Düse (17) in Form eines kompakten Strahles ausgespritzt und die Kühlluft derart geführt ist, daß sie den Ölstrahl einhüllt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düse (17) in einer koaxialen Öffnung (14a) angeordnet ist und die unter Druck stehende Kühlluft durch den Zwischenraum zwischen der Düse und der Wand der öffnung hindurchtritt.