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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Lagerschmierung
elektrischer Maschinen, bei denen eine vertikale, mit wenigstens einem axialen Hohlraum
versehene Welle an ihrem unteren Ende eine in das Ölbad tauchende axiale Düsenbohrung
und weiter oben wenigstens eine zur Schmierstelle führende Queröffnung besitzt.
Die Lagerschmierung eignet sich insbesondere für den Antrieb von Spinntöpfen.
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Für den Schmierumlauf bei vertikalen Motoren mit hohen Drehzahlen
wird mit Vorteil die Drehbewegung des Motors selbst benutzt. Das Öl wird der Schmierstelle
durch eine axiale Öffnung in der Welle, deren unteres Ende in ein Ölbad taucht,
zugeführt. Das in die axiale Öffnung der Welle eintretende Öl dreht sich zugleich
mit der Welle und seine Niveaufläche nimmt unter der gleichzeitigen Wirkung der
Schwerkraft- und Fliehkraftbeschleunigung eine parabolische Form an. Hierdurch steigt
das Öl in die nötige Höhe und wird der betreffenden Schmierstelle zugeführt, von
wo es spontan in das Ölbad zurückfließt.
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Es ist eine Schmiervorrichtung bekannt, bei der in das untere Ende
der Wellenbohrung ein Düseneinsatz mit vorgegebenem Düsenquerschnitt fest eingesetzt
ist. Dies hat jedoch den Nachteil, daß es nicht möglich ist, die umlaufende Ölmenge
zu regulieren. Ferner besteht die Gefahr, daß Schmutzteilchen vom geförderten Öl
an die Schmierstelle mitgerissen werden und dort Schaden stiften.
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Es ist ferner bekannt, in das Ende der Wellenbohrung ein dochtärtiges
Filter zu setzen, das Schmutzteilchen zurückhält und eine gewisse Drosselwirkung
ausübt, wobei durch Auswechseln des Dochtes die Drosselwirkung auch veränderbar
sein soll. Jedoch ändert sich mit der Verschmutzung auch der Durchtrittswiderstand,
so daß sich keine gleichbleibende Fördermenge einstellen läßt.
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Zwar ist es schon bekannt, am unteren Ende einer Welle eine hohle
Mutter vorzusehen, die zum Festklemmen des Laufringes eines Kugellagers und zum
Festhalten mehrerer in außerhalb der Wellenachse liegenden Bohrungen geführten Dochte
zur Ölförderung -dient. Mit Hilfe dieser Mutter ist aber keine Einstellung einer
gleichbleibenden Fördermenge und keine Schmutzabscheidung durch Zentrifugalwirkung
beabsichtigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmiervorrichtung
anzugeben, bei der der Ölumlauf auf einen beliebigen, aber gleichbleibenden Wert
eingestellt werden kann und nicht durch Verschmutzen gefährdet ist.
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Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe.
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich die Düsenbohrung in der Stirnwand einer
unten auf die Welle aufgesetzten hohlen Mutter befindet, wobei der Mutterhohlraum
radial über den oder die axialen Wellenhohlräume hinausragt.
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Wenn sich die Düsenbohrung in einer Mutter, also einem lösbaren Bauteil
befindet, kann durch Auswechseln der Mutter ohne Schwierigkeiten eine Düsenbohrung
anderen Querschnitts angebracht werden, wodurch auf einfache Weise eine Anpassung
an die Betriebsverhältnisse oder andere Ölqualitäten möglich ist. Die Form der Mutter
stellt sicher, daß infolge der Zentrifugalwirkung sich Schmutzteilchen an der Seitenwand
des Mutterhohlraumes festsetzen. Da diese Seitenwand außerhalb der axialen Wellenhohlräume
liegt, werden die Schmutzteilchen dort gesammelt. Zur Beseitigung des Schmutzes
kann dann die Mutter von Zeit zu Zeit abgeschraubt und gereinigt werden.
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Der oder die axialen Wellenhohlräume können außerhalb der Wellenachse
angeordnet sein.
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Des weiteren kann die Mutter innen mit wenigstens einem Querstück
versehen sein, das das Öl schneller in Rotation versetzen kann. Zwar sind derartige
Rotations-übertragungselemente in einem Wellenhohlraum bereits bekannt. Jedoch ist
die Anbringung im Innern der abnehmbaren Mutter sehr viel einfacher. Außerdem steht
im Mutterhohlraum eine größere radiale Erstreckung für das Querstück zur Verfügung.
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Durch den Anspruch 1 soll ausschließlich die Gesamtkombination aller
seiner Merkmale geschützt, ein Elementenschutz oder ein Schutz für Unterkombinationen
also ausgeschlossen sein.
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Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine vertikale Welle einer im Schnitt gezeichneten
elektrischen Maschine mit einer Düse im unteren Ende zur Erläuterung des Zentrifugal-Förderprinzips,
F i g. 2 einen Schnitt durch eine solche Welle mit einer eine Düse aufweisenden
hohlen Mutter, F i g. 3 einen Schnitt durch die Mutter mit einem die Rotation fördernden
Querstück und F i g. 4 eine Draufsicht auf diese Mutter.
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In F i g. 1 ist am Wellenende 1 eine Düse 2 angebracht, durch welche
das Öl in die mit der Welle koaxial angeordnete Öffnung eintritt. Bei Drehung bildet
sich eine parabolische Niveaufläche 4 aus, die den oberen Rand der Düsenbohrung
5 berührt. Die Niveaufläche erreicht bei der Drehung die Höhe h, welche größer ist
als die Höhe der Queröffnung 6, durch welche das Öl der Schmierstelle zugeführt
wird, z. B. dem Lager 10.
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Durch Wahl eines geeigneten Düsendurchmessers läßt sich die umlaufende
Ölmenge in einfacher Weise regulieren. Durch Verkleinerung des Düsendurchmessers
wird gleichzeitig die Gipfelhöhe des Ölniveaus vergrößert.
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Ist die Wellenwinkelgeschwindigkeit co, der Durchmesser der vertikalen
Wellenöffnung d. und der Düsenöffnungsdurchmesser dl, so ist die maximale Gipfelhöhe
des Ölniveaus gegeben durch die Beziehung:
wobei g die Gravitationskonstante ist.
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Gemäß F i g. 2 ist an das Wellenende 1 die Mutter 7 geschraubt, in
welche das Öl durch die Düse 2 eintritt und die gleichzeitig mit der Welle in Drehung
versetzt wird. Das Niveau des rotierenden Öls nimmt infolge gleichzeitiger Wirkung
der Schwerkraft- und Fliehkraftbeschleunigung eine parabolische Form an. Dadurch
füllt das Öl die in diesem Fall außerhalb der Wellenachse angeordnete vertikale
Bohrung 3. Zur völligen Auffüllung der Bohrung 3 ist es notwendig, daß das Ölniveau
durch den Punkt am Halbmesser r in der durch die Beziehung
gegebenen Höhe h hindurchgeht.
Durch die Queröffnung 6 wird das
Öl zur Schmierstelle, also zum Lager 10, geführt.
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Zur Sicherstellung einer wirksamen Schmierung ist es jedoch notwendig,
daß die Höhe h bzi der Betriebsdrehzahl größer ist als die zur Erreichung der Queröffnung
6 unerläßlich notwendige Höhe.
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Um das Öl schneller in Rotation zu versetzen, wird das in der Mutterhöhlung
angeordnete Querstück 8 (F i g. 3 und 4) verwendet. Die Mutterhöhlung hat einen
größeren Halbmesser, als es dem oben definierten Halbmesser r entspricht. Durch
diese Anordnung wird erreicht, daß sich die im Öl vorhandenen Verunreinigungen infolge
ihrer größeren Wichte schon am inneren Umfang der Mutter an der Stelle 9 ablagern.
Je nach Wahl des Düsendurchmessers 2 läßt sich die umlaufende Ölmenge regulieren.
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Ein Vorteil der Anordnung ist ihre Einfachheit und geringe Anforderung
hinsichtlich der Fertigungsgenauigkeit, weil es nicht notwendig ist, eine genaue
Lage der rotierenden Teile gegenüber den ruhenden zu erreichen, wie es bei der Mehrzahl
von Schmiereinrichtungen der Fall ist. Alle Funktionsteile der Anordnung sind ausschließlich
auf dem rotierenden Teil angeordnet, ihre Funktion ist verläßlich und erfordert
außer der Einhaltung des nötigen Ölniveaus im Behälter keine andere Wartung. Durch
die Schleuderwirkung werden aus dem Öl etwa vorhandene Verunreinigungen in wirkungsvoller
Weise entfernt.