DE1653664C3

DE1653664C3 - Anordnung zur Förderung von Schmieröl

Info

Publication number: DE1653664C3
Application number: DE1653664A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Ennetbaden Herger (Schweiz)
Original assignee: Brown Boveri und Cie AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1967-02-15
Filing date: 1967-04-27
Publication date: 1974-02-14
Also published as: CH451714A; US3457871A; NL6705588A; DE6607026U; DE1653664B2; DE1653664A1; GB1182993A; FR1556502A; SE326636B; DK124281B; NL140038B

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Fördern von Schmieröl durch Fliehkraft zu Verbraucherstellen, bestehend aus einem mit einer Welle umlaufenden hohlen Gehäuse, in dessen Innerem iich unter dem Einfluß der Zentrifugalwirkung ein Schmierölring ausbildet, wobei im Bereich des Schmierölringes Austrittskanaie vorgesehen sind.

Es ist eine Schmiereinrichtung bekannt (deutsche Patentschrift 1 034 430), die im wesentlichen aus einem auf einer Welle sitzenden hohlen Gehäuse besteht, dessen eine als Scheibe ausgebildete Wand in einen ölsumpf eintaucht. Durch schräge Bohrungen, i!',e am Außenumfang der Scheibe beginnen und nach innen führen, soll bei ausreichender Drehzahl das Schmieröl geschöpft und in den Hohlraum gedrückt werden, wo es unter Zentrifugalwirkung einen Schmierölring bildet, von dem es durch Austrittskanäle zum Verbraucher geleitet wird.

Es scheint fraglich, ob diese Einrichtung funktionsfähig ist, da durch die rotierende Scheibe Luft in den ölsumpf mitgerissen wird, wodurch zwischen Scheibe und öl ein trennender Luftspalt entsteht. Auch wird das öl durch die Drehung der Scheibe schaumig und erwärmt sich. Wird trotzdem öl nach innen gefördert, so muß es mit großer Geschwindigkeit durch die Bohrungen strömen, was eine weitere Erwärmung zur Folge hat und damit die Schmiereigenschalten des Öls herabsetzt. Als sonstige Nachteile sind der große Energieaufwand pro geförderter Einheit zu nennen, ferner die Verstopiiingsgcfahr und die uiknntrollierle Dicke des Schmierölringes und damit des Druckes vor den Austriitskanälen. was zu einer unterschiedlichen Versorgung der Verbraucherstelien führt.

Bekannt ist auch eins: Schmiervorrichtung (deutsche Auslegeschrift I 082 üR8) in Form einer hohlen Welle, an deren einem Ende ein Schmieröl-Luft-Gemisch zugeführt wird und an deren anderem Ende ein Lüfterrad sitzt. Durch die Drehung wird das öl aus dem Gerniscli auszemrifugieri und die Luft durch den !,iifter abgesaugt. Zur Bemessung der Stärke des sich bildenden Ölfilms dienen zwei Einschnürungen, die somit einen Staurand für das gesammelte öl bilden, das durch Austrittskanäle zu Lagern geleilet wird.

Um mit dieser Vorrichtung die nötige ölmenge /u fördern, ist eine sehr große Luftmenge notwendig. die vom Lüfter wieder abgeführt werden muß. Auch ist darin noch immer feiner öidunst reichlich vorhan den, der für die Schmierung verlorengeht und außerdem die viele Leerarbeit, die geleistet werden muß. noch vergrößert. Aus diesen Gründen wird sich nur eine geringe Dicke des Schmierölringes erreichen lassen, dem clie notwendige Druckenergie fehlt, um die Lager genügend zu schmieren. Sollte aber die abgeschiedene ölmenge zu groß sein, so tritt sie über den Staurand una belastet zusätzlich den Lüfter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine .•Anordnung zum Fördern von Schmieröl zu schaffen, mit welcher bei sparsamen Leistungsaufwand das Schmieröl ohne Erwärmung aus einem ölsumpf selbsttätig in ein hohles Gehäuse gesaugt und von dort durch Zentrifugalwirkung unter konstantem Druck zu den Vcrbraucherstellen geleitet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das über dem Spiegel des zu fördernden Schmieröis angeordnete Gehäuse über ein stillstehendes Ansaugrohr, das zentral und abgedichtet in den Hohlraum des Gehäuses mündet, mit dem Schmierölsumpf in Verbindung steht, wobei das Gehäuse an dem der Einmündungsstelle des Ansaugrohres entgegengesetzten Ende zur Erzielung eines Unterdruckes in diesem mit einem an sich bekannten Pumpenrad mit in die Atmosphäre führenden Entlüftungskanälen versehen ist, und zur Begrenzung der Höhe des Schmieröls im Gehäuse ein an sich bekannter Staurand sowie Kanäle zur Ableitung von überschüssigem Schmieröl aus ckin Gehäuse vorgesehen sind.

Die erfindungsgemäße Zentrifugalpumpe ist selbst beim Anfahren in der Lage, ohne zusätzliche Hilfsmittel den gewünschten Unterdruck zu erzeugen, der für die Ansaugung des Schmieröls notwendig ist. Eine l nterbrechung der Förderung durch die Ansammlung von Gasen oder Dämpfen im Inneren der Pumpe ist mit Sicherheit ausgeschlossen. Es taucht nur ein ruhender Teil in den Ölsumpf, so daß keine Erwärmung des Öls eintritt. Die Ansaugmenge ist größei als der Verbrauch, die überschüssige Menge wird über den Staurand abgeleitet und somit ist eine gleichmäßige Dicke des Schmierölringes garantiert, woraus sich ein gleichbleibender Druck für die Weiterleitung des Schmieröls ergibt.

Die Erfindung wird anschließend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert, die im Axialschnitt dargestellt sind. In beiden Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugs/eichen versehen.

Nach F i g. I ist das Gehäuse 1 einer Zentrifugalpumpe direkt mit der Welle 2 einer schncllaufcndcn

Turbomaschine verbunden, die mit dem Kugellager 3 im Maschinengehäuse4 Belagert ist. Bei genügendem Unterdrück im Hohlraums wird dus zu fördernde Schmieröl durch dus Ansaugrohr 7 in den Hohlraum gesaugt, wo es durch Wandreibung, nöiiueni'alk unterstützt durch eingebaute, radial gestellte Schaufeln (nicht dargestellt) in Drehung kommt. Unter dem Hinfluß der Fliehkraft bildet sich ein unter Druck flehender Schmierölring 8 aus, von dem das Schmieröl durch die Austrittskanäle 9 dem weiteren Verwendungszweck zugeführt wird.

Eine der wichtigsten Voraussetzungen für die regelmäßige Förderung einer solchen Pumpe ist eine annähernd gleichbleibende radiale Dicke des Schmierölringes 8. Diese Dicke kann, wie bekannt, durch einen Staurand 10 bestimmt werden, doch muß dazu etwas mehr Schmieröl in das Gehäuse 1 gelangen, als durch die Austrittskanäle 9 abfließen kann. Das über den Staurand tretende Schmieröl wird durch die Kanäle H nach außen abgeleitet, so daß der Flüssigkeitsspiegel des Schmieröl ringes stetr, auf der gleichen Höhe mit dem Staurand lief \

Um den für die Ansaugung des Schmieröls notwendigen Unterdruck im Gehäuse i zu erzeugen, ist ein zusätzliches Pumpenrad 12 mit vorzugsweise radialen Entlüftungskanälen 13 vorgesehen, die mit dem Hohlraums in Verbindung stehen und in die Atmosphäre führen. Dieses PumDcnrad stellt ein Radialgebläse dar und hat die Aufgabe, die im Hohlraum S angesammelten Gase zu entfernen. Die Eintrittsöffnungen der Kanäle 13 liegen daher üblicherweise nahe der Rotationsachse.

Bei der Dimensionierung des Pumpenrades und der Entlüftungskanäle ist zu beachten, daß bei Stillstand normalerweise das Schmieröl ausgelaufen, der Hohlraum 5 mit Dämpfen oder Gasen der Umgebung gefüllt ist und bei Anlauf der Pumpe durch den sich einstellenden Unterdruck weiteres Gas durch alle Kanäle und Undichtheiten angesaugt wird, was alles durch die Entlüftungskanäle nach außen abgeführt werden muß. Es ist daher notwendig, einerseits die Differenz zwischen den Radien, auf denen die Aus-Irtts- und Eintrittsöffnungen der Entlüftungskanäle 13 liegen, andererseits die Summe von deren Querf chnitten so zu bemessen, daß der im Hohlraum 5 entstehende Unterdruck zur Überwindung der Anfaughöhe des zu fördernden Schmieröls ausreicht. Sobald Schmieröl durch das Rohr7 angesaugt wird. beginnt die Pumpe mit der Schmierölförderung durch die Austrittskanäle 9, gegebenenfalls auch durch die Kanäle 11, und es ist nur mehr das Gas abzuführen, das durch unvermeidliche Undichtigkeiten oder mit dem Schmieröl in den Hohlraum 5 gelangt.

Die Abdichtung des Ansaugrohres 7 gegen das Geliäuse 1 ist durch den Dichtungsring 14 angedeutet.

Cs kann dafür jede zweckdienliche Dichtungseinrichtung, selbst ein klein dimensionierter Luftspalt vorgesehen werdi-n. Bei senkrechter Well·; wäre es auch möglich, den Ansät/ 15 des Gehäuses 1 rohrartig zu verlängern, mil einem feststehenden Körper zu umhüllen und ihn direkt in das Schmieröl eintauchen zu lassen.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 spritzt das geförderte Schmieröl direkt auf das Kugellager 3.

ίο In diesem Falle ist das Pumpenrad 12 so groß auszubilden, daß schon bei verhältnismäßig kleiner Drehzahl die Ansaughöhe so groß ist, aaß öl im Rohr 7 hochsteigt. Um schon vorher eine Schmierung der Lager sicherzustellen, kann am Außenumfang des

Pumpenrades 12 ein Spritzring 16 vorgesehen werden, der in den Schmierölsumpf 6 eintaucht. Schon bei kleiner Drehzahl spritzt dadurch Öl auf das Maschinengehäuse 4 und laufe durch den Kanal 17 in einen mit Hilfe des Sperriiu-cs 18 gebüdeten Sam-

ao melnuim 19 ab, von Jem es in die Lager gelangt. Bei hoher Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit hört diese Förderung auf, da die vom Pumpenrad 12 mitgerissene Luft das Schmieröl wegdrängt.

Die Kanäle Il können auch dazu benützt werden.

das Schmieröl zur Rückkühlung an eine gekühlte Wand oder einen Kühler zu schleudern. Diese Art Kühlung ist besonders wirksam, weil an der Kühlstellc keine Stagnation der Strömung durch gekühltes Schmieröl eintritt. Dieses wird fortwährend durch das aufprallende öl weggespült.

Die erfindungsgemäße Pumpe kann auch zur Ab-trennung solcher Teile verwendet werden, die schwerer als das Schmieröl sind, wie beispielsweise Bearbeitungsspäne, Gusstaub oder Verschmutzungen son-

stiger Art. Zu diesem Zwecke dient eine ringförmige Erweiterung 20 des Hohlraumes 5, wobei die Austrittskar.äle 9 radial innerhalb der Erweiterung 20 beginnen. Für die Erweiterung genügt ein kleiner Raum, wenn es sich urn ein geschlossenes Schmieröl-

system handelt, weil während des Betriebes keine weiteren Fremdkörper eindringen können. Durch diese Einrichtung wird verhindert, daß die Austrittskanäle9 oder die Kanäle 11 verstopft werden, die Verunreinigungen werden auszenirifugiert, sammeln

sich in der Erweiterung 20 an und können bei Stillstand der Pumpe entfernt werden.

Nach Fig. 2 ist der das Gehäuse 1 umgebende, stillstehende Ringteil als Lagerschale 25 eines Gleitlagers ausgebildet, wobei das Gehäuse den Lagerzap-

fen bildet. Das Schmieröl soll reichlich der Lauffläche zugeführt werden. Es ist daher notwendig, mehr C)I als benötigt anzusaugen und den Überschuß über den Staurand 10 und die Kanäle 11 abzuleiten. Die Einmündungen der Entlüftungskanäle 13 sind auf einem noch kleineren Durchmesser angeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

i 653

Patentansprüche:

I. Anordnung zum Fördern von Sehmieiöl durch Fliehkraft zu Verbruiieherstellen, bes'.ehend aus einem mit einer Welle umlaufenden hohlen Gehäuse, in dessen Inneren sich unier dem Einfluß der Zentrifugalwirkung ein Schmierölring ausbildet, svobei im Bereich des Sehmierölringes Austrittskanaie vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das über 'dem Spiegel des zu fördernden Schmieröls angeordnete Gehäuse (1) über ein stillstehendes Ansaugrohr (7), das zentral und abgedichtet in den Hohlraum (5) des Gehäuses mündet, r..it dem Schniierölsumpf (6) in Verbindung steht, wobei das Gehäuse an dem der Einmündungsstelle des Ansaugrohres entgegengesetzten Ende zur Erzielung eines Unterdruckes in diesem mit einem in sich bekannten Pumpenrad (12) mit in die Atmosphäre führenden Entlüftungskanälen (13) versehen ist, und zur Begrenzung der Höhe des Schmieröls im Gehäuse ein an sich bekannter Staurand (10) sowie Kanäle (11) zur Ableitung von überschüssigem Schmieröl aus dem Gehäuse vorgesehen sind.
2. Anordnung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskanaie (9) für das Schmieröl radial innerhalb einer ringförmigen Erweiterung (20) des Hohlraumes (S) beginnen.