DE2033170A1

DE2033170A1 - Vorrichtung zur Zuführung von Druckol in eine rotierende Welle

Info

Publication number: DE2033170A1
Application number: DE19702033170
Authority: DE
Original assignee: ROSTOCK DIESELMOTOREN
Current assignee: ROSTOCK DIESELMOTOREN
Priority date: 1970-07-04
Filing date: 1970-07-04
Publication date: 1972-01-13
Also published as: CH514791A

Description

Vorrichtung zur Zuführung von Drucköl in eine retierende Welle Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zuführung von Drucköl in eine rotierende Welle, vorzugsweise geeignet zur Beaufschlagung von mit der Welle fest verbundenen Servomotoren, die ihrerseits beispielsweise die Verstellung der Flügel an Verstellprepellern oder Laufradschaufeln an Kaplanturbinen vornehmen können.
Bekannt Bind Ölzuführungen, die wie ein Gleitlager die Welle mit Spiel umsohließen, wobei die Lagerfläche entsprechende Ringnaten mit nach außen führenden Anschlußbchrungen aufweist. Die Verhindung mit den Servomotoren ist durch entsprechende Behrungen in der Welle gegeben. Eine Abdichtung zwischen dem feststehenden und dem rotierenden Teil erfelgt lediglich durch Radialspalte konstanter Breite, deren Kleinstmaß durch die Herstellungstechnologie begrenzt ist und relativ große Leckölmengen zur Folge hat. Bekannt sind auch Wellenabdichtungen, bei denen der Dichtungsspalt axial angeerdnet ist, wobei es üblich ist, eine verbesserte Dicktwirkung dadurch zu erreichen, daß die sich relativ zueinander bewegenden Teile an ihren Dichtflächen unter Ausnutzung des Druckes des abzudichtenden Mediums bzw.
eines ausätzlichen Druckmittels aneinandergepreßt werden und damit im Bereich der Festkörperreibung arbeiten.
Die Nachteile der eingangs geschilderten Ölzuführung bestehen darin, daß bei niedrigen Drücken die aifallende Leckölmenge nicht mehr ausreicht, um eine unzulässige Erwärmuag zu verhindern, während bei hohen Drücken die Leck ölmenge unvertretbar groß wird, welches auch bei axialer Anerdnung des Dichtspaltes nicht eindeutig zu beseitigen ist, Mit der geschilderten Ausführung wird lediglich eine besonders gute Dichtwirkung bei hohem Druck oder aber bei Anwendung eines zusätzlichen Druckmittels eine Dichtung, die nur im Stillstand der Welle wirksam ist, erreicht. Diese Anordnungen führen unvermeidbar zu hohem Verschleiß.
Es wurde außerdem bereits vorgeschlagen, diese flachteile dadurch zu beheben, daß an der eingangs geschilderten Zuführung ein radial nach außen offener, zwei im wesentlichen achssenkrechte Stirnflächen aufweisender Ringraum geschaffen wira, der durch ein nicht umlaufendes, axial federnd angeordnetes element geschlossen wird. Dieses Federelement soll derart, gestaltet Bein, daß sich bei der jeweiligen Druckbeaufschlagung ein entsprechender Dichtspalt einstellt, der gerade noch einen solchen Öldurchtritt gestattet, daß eine Schmierung der Gleitflächen gewährleistet ist und eine unzulässige Erwärmung vermieden wird.
Abgesehen davon, daß die Realisierung dieses Vorschlages technisch recht aufwendig erscheint, ist die Auslegung des Federelementes recht problematisch, was daher, rtihrt, daß die Leckölmenge nicht nur von der Spatgröße, der Spaltlänge und dem Arbeitsdruck, sondern wesentlich von der 01-viskosität und damit von der Art des Öls und der Öltemperatur abhängt.
Vorgeschlagen wurde auch eine axial wirkende I)ichtun mit Federdruck, bei der eingearbeitete Schmiertaschen die Festkbrperreibung vermeiden sollen. Nachteilig ist Jedoch der Pederdruck, der keine optimale Spalteinstellung Sewährleistet, da er unabhängig vom Druck des abzudichtenden Mediumjg ist.
Zweck der Erfindung ist es nun, eine Hochdruckölzuführung zu schaffen, die einfach in ihrer technischen Konzeption ist, verschleißfrei und mit geringer Leckölmenge arbeitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das System so zu gestalten und anzuordnen, daß es ohne Inanspruchnahme zusätzlicher Federelemente unter Ausnutzung des Arbeitsdruckes selbsttätig einen optimalen Dichtspalt zwischen den sich relativ zueinander bewegenden Teilen der Zuführung einhält, der bei minimalem öldur'chtrittsquerschnitt yerschleißintensive Festkörperreibung vermeidet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der axial benuegliche, sonst aber feststehende Teil der Zuführung durch einen auf der Welle gelagerten Ringkolben gebildet wird, wobei das Drucköl zur Beaufschlagung des Zylinderraumes, vom Arbeitskreis abgezweigt ist. Das Druckgefälle wird so ausgebildet, daß sich zunEchst der gewünschte Spalt einstellt. und dann die Einspeisung in die sich drehende Welle erfolgt. Die Dichtflächen sind so gestaltet, daß bei Einhaltung eines optimalen Spiels im gesamten Arbeitsdruckbereich das Gebiet der Mischreibung vermieden wird.
Mischreibung läßt sich entweder durch entsprechende Ausbildung des Zuführungsringes vermeiden, so daß sich zu sätzlich ein hydrodynamischer druck aufbaut, oder durch Einsatz einer zusätzlichen Hydraulikpumpe niedriger Fbrdermenge, wodurch ein hydrostatischer Zußatzauftrieb erreicht wird. Die iageriiag des feststehenden Teils kann durch Wälzlager oder Gleitlager, die z. B. mit gleichen Aufüriebsbedingungen wie die Dichtflächen arbeiten, erfolgen. Wird kein wdraulik-Ölstrom zur Verstellung des Servomotors benötigt, so übernimmt ein zwischen der Ölzuführung und dem Servomotor ange ordnetes doppelseitig entsperrbares Rückschlagventil die Dichtung.
Jede der beschriebenen Ausführungen ermöglicht eine Ölförderung, Steuerung und Druckbegrenzung in einem geschlos senen System außerhalb der Welle bei hohem Arbeitsdruck.
Damit ist das Aufbringen auch größter Hydraulikdrücke unter Verwendung standardisierter Hydraulikbaueinbeiten bei geringem Leckölanfall möglich.
Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungabeispielen erläutert werden.
Bei beiden Ausführungsbeispielen sind zwei Anlaufscheiben 4 und 5, Anlagering 7 und Anlageflansch 8 drehfest mit der Welle 1 verbunden. Der Ringkolben 2 ist im Ringzylinder 5 gelagert und gegen Verdrehen gesichert. Wird nun bei Rotation der Welle 1 ein al 11 des Ringkolbens 2 gemeinsam mit dem Ringzylinderraum 10 druckbeaufschlagt, so stellt sich an den relativ zueinander bewegten flächen 13 und 14 ein minimaler Spalt ein, wobei sich allerdings nach relativ kurzer Zeit ein Zustand der Mischreibung einstellen würde, Dieses wird vermieden im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 durch entsprechende Ausbildung der elastisch verformbaren Anlaufscheiben 4 und 5, wodurch ein hydrodynamischer Zusatzauftrieb rznd damit ein minimales Spiel erreicht wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 wird der Zustand der Mischreibung dadurch vermieden, daß durch kontinuierliche Einspeisung eines kleinen Öletromes in die Schmierölleitung 9 ein hydrostatischer Zusatzauftrieb erreicht wird.
Um eine unerwünschte Beaufschlagung des mit dem Abfluß verbundenen Kanals 11 oder 12 zu vermeiden, sind im Ringkolten 2 Rückschlagventile 6 angeordnet.
In den Zeichnungen ist in Fig. 1 und Fig. 2 ein Ausführungs beispiel dargestellt.
Die gleiche funktionelle Wirkung ist möglich, wenn die Dichtflächen 13; 14 unter einem Winkel 0° < α < 90° gegenüber den in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Lage geneigt ist. Damit der Servomotor nach Ausschalten des Öldruckes seine Stellung beibehält, wird ein doppelseitig entsperrbares Rückschlagventil 15 verwendet.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Vorrichtung zur Zuführung von Drucköl in eine kotierende Welle, vorzugsweise geeignet zur Beaufschlagung von mit der Welle fest verbundenen Servomotoren, die ihrerseits beispielsweise die Verstallung der Flügel an Verstellpropellern oder laufradschaufeln an Keplanturbinen vornehmen können, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dichtflächen (13; 14) der Zuführung zentrisch, aber in einem bestimmten Winkel 0° < α < 90° gegenüber der normalen Wellenachse angeordnet sind, wobei sich bei Drchung der Welle (1) und Beaufschlagung der Bchrung (11) mit Drucköl ein optimaler Dichtspalt (13; 14) zwischen den Anlaufscheiben (4 ; 5) und der Zuführung durch gleichzeitige Druckbeaufschlagung des Ringzylinders (3) und damit Ausfahren des Ringkolbens (2) in Richtung der Wellenachse einstellt, wobei durch entsprechende Druckstufung der Zustand der Mischreibung während des gesamten Verstellvorganges mit Sicherheit vermieden wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß durch entsprechende Ausbildung der Dichtflächen (13; 14) ein hydrodynamischer Zusatzanftrieb erreicht wird, der Miechreibung aussohließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß durch Beaufschlagung der Schmierölleitung (9) mit einem zusätzlifchen geringen Druckölstrom ein hydrostatischer Zusatzauftrieb erreicht wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ringkolben (2) bei Ausschalten des Druckölstromes in seine Ausgangsstellung zurückfährt und der Servomotor durch Anordnung eines wechselseitig entsperrbaren in der Welle angeordneten Rückschlagventils seine Stellung beibehält.