DE2205398B2 - Axial-radial-hilfsgleitlager fuer vertikalachsigen kreiselmaschinenlaeufer - Google Patents

Description

Bekannt ist es, gas- oder flüssigkeitgeschmierten Gleitlagern, und zwar sowohl dynamischen als auch statischen Gleitlagern, ein Hilfslager zuzuordnen, dessen Aufgabe darin besteht, den Läufer zu tragen, wenn (bei dynamischen Lagern) die Relativgeschwindigkeit «wischen den Gleitflächen bzw. (bei statischen Lagern) der Druck, mit dem das Schmiermittel zugeführt wird, nicht dazu ausreicht, im Lagerspalt einen tragfähigen Schmierfilm zu bilden. Bei dynamischen Lagern ist dies vor allem beim Anlauf und Auslauf des Läufers der Fall; gleiches gilt für statische Lager, die von der den Läufer enthaltenden Maschine selbst mit dem Schmierrnittel gespeist werden.

Als Hilfslager kommen Wälzlager und Gleitlager in Betracht. Der Vorzug ist dabei wegen ihrer größeren Einfachheit den Gleitlagern zu geben, sofern diese selbstschmierend sind.

Bekannt ist (GB-PS 6 26 268) ein für z. B. den Läufer einer Druckluftturbine bestimmtes pneumostatisches Axial-Radial-Gleitlager mit einem selbstschmierenden Hilfslager, das nur bei Ausfall der Druckluftversorgung zum Tragen kommen soll. Bei diesem bekannten Lager stehen die Tragflächen des Hilfslagers sowohl radial als fauch axial über den eigentlichen Tragflächen vor, ist also das Lagerspiel im Bereich des Hilfslagers enger als im Bereich der eigentlichen Tragflächen. Dies bringt die Gefahr mit sich, daß der Läufer das Hilfslager auch im Normallauf, wenn er aus irgendwelchem Grunde aus seiner Sollstellung herausgerät, berührt und dadurch im Laufe der Zeit beschädigt. Auch ist jenes bekannte Hilfslager nicht dazu geeignet, den Läufer von sich aus igenau zu zentrieren; dieser würde daher bei ungenügendem Gasdruck zwischen den Tragflächen zur Unstabilität und zu unzulässigen Schwingungen neigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hilfslager der im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Art so zu gestalten, daß es den Läufer während des Anlaufs und Auslaufs bei geringer Reibung möglichst stabil abstützt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagerfläche des am oberen Ende des Laufers angeordneten Hilfsgleitlagers als nach oben sich öffnende Kegelstumpffläche ausgebildet ist, in die der Läufer mit einer kugelkappenförmigen Hilfslagerfläche eingreift.

Ein vertikalachsiges Axial-Radial-Gleitlager mit kugeligem Läuferzapfen in kegeliger Lagerpfanne ist an sich bekannt (aus dem Buch »Bauelemente der Feinme-

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chanik«, VEB Verlag Technik Berlin, 1964, S. 213, Bild 34 118), jedoch nicht ais Hilfslager und nicht am oberen, sondern am unteren Ende des Läufers. Da erfindungsgemäß der Läufer mit solchem Kugelzapfen in Kegelpfanne nicht unten abgestützt, sondern oben aufgehängt ist, bleibt er durch sein Eigengewicht stets senkrecht und braucht daher keine weitere Hilfslagerung.

Bekanni ist ferner (aus US-Patentschrift 27 65 657) ein — nicht hilfsweise, sondern dauernd tragendes — selbstschmierendes Axial-Radial-Gleitlager senkrechter Achsrichtung mit kugelkappenförmigem Läuferbauteil in kegelstumpfförmiger, nach oben offener Lagerschale aus ölgetränkter Bronze, und zwar von einem Gasmengenzähler mit zwei durch Membranwände gebildeten Nießkammern periodisch veränderlichen Rauminhaltes und mit einem Drehschieber, der die Meßkammern abwechselnd mit der Gaszufuhrleitung und mit der Verbraucherleitung verbindet und der von den Membranen durch Kurbeltriebe angetrieben wird; diese Lagerform ist dort gewählt, weil sie gasdicht ist, weil nämlich der kugelige Läufer mit der kegeligen Schale stets in geschlossen kreislinienförmiger Berührung steht. Auch dieses Lager ist kein Hilfslager.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Darin bezeichnen die Bezugsziffern 1 das obere Ende des Läufers einer Kreiselmaschine, z. B. eines Verdichters, 2 eine axiale Verlängerung dieses Läufers, 3 einen Stift und 4 eine Mutter, mit denen ein mit kugelkappenförmiger Hilfslagerfläche 5 versehener Läuferteil am Läufer befestigt ist, ferner 6 ein im Maschinengehäuse befestigtes Tragstück, 7 einen von diesem Tragstück getragenen Ring mit kegelförmiger Pfanne und 8 die kegelförmige Hilfs-Lagerfläche aus selbstschmierendem, gut reibungsfesten Werkstoff, z. B. Graphit.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Hilfslagers ist wie folgt: im Stillstand und während des Anlaufs liegt der Läufer mittels seiner Kugelkappe 5 gegen die kegelförmige Lauffläche 8 des Ringes 7 an. Beim Anlauf der Maschine gleiten diese beiden Bauteile aufeinander; in dem Maße, wie die Drehzahl zunimmt, wird der Läufer durch ein nicht dargestelltes Gas- oder Flüssigkeitspolster angehoben; dadurch hebt sich die Kugelkappe 5 von der kegelförmigen Lauffläche ab. Getragen wird der Läufer dann durch das oder die (nicht gezeigten) gas- oder flüssigkeitsgeschmierten Hauptlager, welche von der Maschine selbst mit Schmiermittel gespeist werden. Während des Anlaufs und Auslaufs geschieht die Zentrierung der Welle unmittelbar durch das Zusammenwirken der kegelstumpfförmigen Lauffläche mit dem Lagerzapfen. Wesentlich ist dabei, daß das Spiel des Läufers am Hilfslager gerade im kritischen Bereich des Anlaufs und Auslaufs praktisch Null ist, so daß Läuferschwingunge.i während des Anlaufs und Auslaufs wirksam verhindert werden.

Unter den Vorteilen der erfindungsgemäßen Einrichtung muß insbesondere die Verbesserung betont werden, die sie hinsichtlich der Pendelhärte des umlaufenden Läufers mit sich bringt. Da sich der kugelige Läuferteil und die ihn tragende kegelförmige Lauffläche stets auf einem zur Wellenachse konzentrischen Umfang berühren, haben die radialen Komponenten der Reibungskräfte eine resultierende Null, während die tangentialen Komponenten zur Drehachse symmetrisch sind. Dadurch wird die Gefahr von Schwingungen des Läufers während des An- und Auslaufs vermindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

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   Selbstschmierendes Axial-Radial-Hilfsgleitlager für einen vertikalachsigen Kreiselmaschinenläufer, s der durch gas- oder flüssigkeitsgeschmierte axiale und radiale Hauptgleitlager im Normalbetrieb in seiner Sollstellung geführt ist und sich beim An- und Auslauf auf das Hilfsgleitlager aufsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche (8) des am oberen Ende des Läufers (1) angeordnete Hilfsgleitlagers als nach oben sich öffnende Kegelstumpffläche ausgebildet ist, in die der Läufer mit einer kugelkappenförmigen Hllfslagerfläche (5) eingreift. ,₅