DE1947595A1 - Lager - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DIPL-ING. CURT WALLACH

DR. TINO HAIBACH

8 München 2, 19.September I969

UNSER ZE.CHEN: 122*1 " */vM

Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England.

Lager

Die Erfindung betrifft ein Lager.

Gemäß der Erfindung weist das Lager einen ringförmigen Rotorabschnitt auf, der drehbar um einen Stator gelagert ist und hiermit eine im wesentlichen abgeschlossene Ringkammer definiert, wobei der Stator einen Bauteil aufweist, der sich quer zur Drehachse des Rotors erstreckt und wenigstens ein Schublager trägt, das mit einer inneren Oberfläche des Rotors zusammenwirkt.

Der Rotor ist vorzugsweise um eine Vertikalachse drehbar.

Es können auch zwei Sohublager vorgesehen werden, die auf den beiden entgegengesetzten Seiten des Stators befindlich sind.

Das oder jedes Schublager kann außerdem mehrere im Winkelabstand zueinander angeordnete Schubkissen tragen, die neigbar am Stator gelagert sind, wobei Mittel vorgesehen werden, um einen hydrodynamischen Schmiermittelfilm zwischen jedem Schubkissen und dem Rotor aufrechtzuerhalten.

Eine Schmiermittelzuführungsvorrichtung läßt Schmiermittel durch diese Kammer auf die Schublager gelangen*

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Diese Schmiermittel zuftJhrungs vorrichtung kann aus einem Speisekanal bestehen« der durch den Stator hindurehgefführt ist. Außerdem kann sich ein Rücklaufkanal durch den Stator erstrecken und es können Mittel vorgesehen sein, um das Schmiermittel, das durch das Schublager gelangt 1st« nach dem Rücklaufkanal zurückzuführen.

Zwischen Rotor und Stator kann eine Labyrinthdichtung vorgesehen werden und der Rotor kann so mit Ausnehmungen versehen werden, daß Schmiermitteldunst, der durch die Labyrinthdichtung getreten und kondensiert ist, nach der Kammer zurückläuft.

Der Rotor kann einen Wellenstummel aufweisen, der drehbar im Stator mittels eines Lagers getragen wird. Es können Schmiermlttelzuführungsvorrichtungen vorgesehen werden, um Schmiermittel nach dem zuletzt erwähnten Lager zu liefern und um das Schmiermittel von dort nach der Kammer und so nach dem jeweiligen Schublager zuaberführen.

Der Rotor ist vorzugsweise ein beschaufelter Rotor einer Strömungsmaschine, insbesondere bei einem Gasturbinenstrahltriebwerk.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine abgebrochene Schnitt ansicht eines Teils eines Gasturbinenstrahltrlebwerks, welches mit einer Lageranordnung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.

Ein vertikal montiertes Gasturbinentriebwerk weist eine Turbine 1 auf, die um eine Vertikalachse 2 drehbar ist. Die Turbine 1 besitzt mehrere Rotorscheiben 3, von denen nur eine dargestellt ist, die» wie bei 4 angedeutet, miteinander verschweißt sind und jeweils eine Mehrzahl im Winkelabstand zueinander angeordneter Schaufeln 5 trägt.

Die oberste Rotorscheibe 3 ist bei 6 an eine Scheibe 7 angeschweißt, die von einem Wellenstummel 10 aus nach oben schräg zur Achse 2

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. · BASORlGiNAL

verläuft. Der Wellenstummel 10 let mit einem Lager 11 ausgestattet, das in einer Ausnehmung 12 des Statorbauteils 13 befindlich ist. Der Statorbauteil 13 liegt auf der Achse 2 und ist am stationären Aufbau 14 festgelegt. Eine Statorscheibe 15 erstreckt sich vom Statorbauteil 13 quer zur Achse 2 und ist an ihrem Umfang mit einem stationären Bund 16 versehen.

An der Scheibe 7 1st ein axial verlaufender Flansch 21 bei 20 verbolzt und dieser Flansch 21 steht von der Ringscheibe 22 ab und sie erstreckt sich quer zur Achse 2. Die drehbaren Scheiben 7 und 22, die auf entgegengesetzten Selten der Statorscheibe 15 befindlich sind, sind durch Schublager 23 bzw. 24 abgestützt, die auf gegenüberliegenden Seiten der Rotorscheibe 15 angeordnet sind.

Die Scheiben 7 und 22 bilden einen Ringrotor, der drehbar am Stator gelagert ist, der aus dem Statorbauteil 13 und der Statorscheibe 15 besteht, wobei die Schublager 23,24 auf die inneren Oberflächen des Ringrotorabschnitts einwirken.

Jedes Schublager 23,24 kann mehrere (z.B. sechs) im gleichen Win- · kelabstand zueinander angeordnete, nicht-drehbare Kissen 25 aufweisen, die auf der Statorscheibe 15 so gelagert sind, daß sie sich um einen kleinen winkel neigen können, indem z.B. eine kleine Krümmung auf benachbarten Oberflächen von Kissen 25 und Bund 16 aufgebracht wird. Jedes Kissen 25 kann aus Hartmetall bestehen, das mit einer weichen Lagerlegierung überzogen 1st, wobei ein hydrodynamischer Ölfilm durch nicht-dargestellte Mittel zwischen den Scheiben 7,22 und dem Kissen 25 aufrechterhalten wird.

Die Schublager 23*24 können so ausgebildet werden, daß sie einer Axialbelastung in jeder Richtung in Höhe von 1200 Pfund pro Quadratzoll widerstehen können.

Der Statorbauteil 13 und die Scheiben 7,22 definieren Wandungen einer im wesentlichen geschlossenen Ringkammer 26.

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Ein Schmiermittelzuführungskanal 30 erstreckt sich durch die Statorscheibe 13» um Schmiermittel zwei Zweigkanälen 31*32 zuzu-. führen, die sich über und unter der Statorscheibe 15 nach der Kammer 26 und den Schublagern 23,24 erstrecken. Schmiermittel, das. durch die Schublager 23,24 hindurchgetreten ist, gelangt nach einem SchmiermittelrUckführungskanal 33» der sich durch die Statorscheibe 5 hindurcherstreckt. Eine Pumpe 34 drückt das Schmiermittel durch die Schraiermittelrückleitung 33 nach einem nieht-dargestellten ölsumpf.

Zwischen der Rotorscheibe 22 und dem Statorbauteil 13 ist eine Labyrinthdichtung vorgesehen. Die Rotorscheibe 22 ist mit einer Öffnung 36 derart ausgestattet, daß Schmiermitteldunst, der von der Kammer 26 durch die Labyrinthdichtung 35 gelangt 1st und darin kondensiert wurde, durch die öffnung 36 nach der Kammer 26 zurückgelangen kann.

Ein Teil des durch die Schmiermittelzuleitung 30 strömenden Schmiermittels fließt nach einem Zweigkanal 40 und so nach einem Reservoir 4l, von dem es abfließt, um das Lager 11 zu schmieren. Das Schmiermittel, das durch das Lager 11 hindurchgetreten ist, gelangt in die Kammer 26 und wird so durch Zentrifugalkraft nach der oberen Oberfläche der Scheibe 7 nach deren radial äußeren Ende gebracht. Infolgedessen erreicht dieses Schmiermittel das Schublager 23 und wird so durch die Pumpe 34 in den SchmlermlttelrückfUhrungekanal 33 gefördert.

Im Betrieb gewährleisten die Zentrifugalkräfte, daß sämtliches Schmiermittel in der Kammer 26 nach außen nach den Schublagern 23,24 gelangt und dicht benachbart verbleibt. Es besteht daher nur eine geringe Gefahr, daß Schmiermittel aus der Kammer 26 versickert. Die einzige Stelle, wo dies möglich wäre, ist die Labyrinthdichtung 35 tind der größte Teil des Öldunstes, der durch diese Labyrinthdichtung hindurchtritt, wird kondensiert und kehrt durch die öffnung 36 nach der Kammer 26 zurück.

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   ( 1.JLager mit einem ringförmigen Rotor, der drehbar um einen Stator

   y~^ gelagert ist,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (7,22) eine im wesentlichen geschlossene Ringkam-. raer (26) mit dem Stator (15) definiert, daß der Stator einen Statorbauteil (15) aufweist, der quer zur Drehachse des Rotors verläuft und wenigstens ein Schublager (23,24) trägt, das mit einer Inneren Oberfläche des Rotors (7>22) zusammenwirkt.

   2. Lager nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (7) drehbar um eine Vertikalachse (2) gelagert ist.

   3. Lager nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß zwei Schublager (2?,24). vorgesehen sind, die jeweils an gegenüberliegenden Seiten des Stators (15) angeordnet sind.

   4. Lager nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Schublager (22,24) aus mehreren, im Winkelabstand zueinander angeordneten Schubkiesen besteht, dl« neigbar am. Statorbauteil gelagert sind, und daß Mittel vorgesehen sind, um einen hydrodynamischen Schmiermittelfilm zwischen jedem Schubkissen und dem Rotor aufrechtzuerhalten.

   5. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine SchmiermittelzufUhrungseinrichtung (20,32) vorgesehen ist, um Schmiermittel durch die Kanner (26) und nach jedem Schublager (23,24) zu leiten.

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   6. Lager nach Anspruch 5» .

   dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelzuführungseinrichtung aus einer Speiseleitung (30,32) besteht, die durch den Statorbauteil (15) hindurchverläuft.

   7. Lager nach Anspruch 6,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Rückleitung (33) auch durch den Stator (15)hindurchverläuft und daß Mittel (34) vorgesehen sind, um das Schmiermittel, welches jedes Schublager (23,24) durchströmt hat, durch die Rückleitung (33) zurückfließen zu lassen. _t

   " 8. Lager nach den Ansprüchen 1 bis 7$ dadurch gekennzeichnet , daß eine Labyrinthdichtung (35) zwischen Rotor und Stator vorgesehen ist und daß der Rotor derart gelocht ausgebildet ist, daß Schmiermitteldunst, der durch die Labyrinthdichtung (35) hindurchgetreten tmX und kondensiert 1st, in die Kammer (26) zurückfließen kann.

   9. Lager nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (7) einen Wellenstumpf (10) aufweist, der mittels eines Lagers (11) im Stator drehbar 1st.

   10. Lager nach Anspruch 9,

   dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (40) vorgesehen sind, um Schmiermittel dem zuletzt erwähnten Lager (11) zuzuführen und dieses Schmiermittel von dort nach der Kammer (26) und den Schublagern (23) zu überführen* /

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   11. Lager nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es als Lager für den beschaufelten Rotor einer Strömungsmaschine ausgebildet ist.

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