DE2209345B2

DE2209345B2 - Vorrichtung zum Schmieren und Kuhlen eines Lagers

Info

Publication number: DE2209345B2
Application number: DE2209345A
Authority: DE
Inventors: Louis Jules Vanves Bauger; Jean Georges Brunoy Bouiller; Raymond Jean Maurice Savigny-Sur-Orge Joubert; Armand Jean-Baptiste Itteville Lacroix
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1971-03-01
Filing date: 1972-02-28
Publication date: 1980-08-28
Also published as: DE2209345C3; FR2128034A1; US3744861A; DE2209345A1; GB1361948A; FR2128034B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmieren und Kühlen eines Lagers, mit einem Rad, welches mit einer von dem Lager abgestützten Welle, einem Rotor oder dgl. verbunden und mit Schöpforganen versehen ist, um ein dem Rad unter Druck zugeführtes Schmiermittel in zentripetaler Richtung fließen zu lassen, damit es unter Druck in im Lager mündende Kanäle eingeführt werden kann.

Das Lager kann ein Wälzlager, Kugellager oder dgl. sein. Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der GB-PS 03 138 bekannt.

Es ist auch eine Vorrichtung bekannt (FR-PS 02 161), mittels welcher Schmierung eines im Inneren einer Hohlwelle angeordneten Mechanismus erzielt werden soll. Bei der bekannten Vorrichtung wird Schmiermittel von außen in in der Welle gebildete Schrägschlitze gespritzt und durch die Schrägschlitze hindurch ins Innere der Welle geführt. Um zu gewährleisten, daß das zugeführte öl auch in die Schrägschlitze eintritt, ist dem Eintrittsende jedes Schrägschlitzes eine Leitfläche zugeordnet.

Es ist weiter eine Vorrichtung zum Schmieren und Kühlen eines Lagers bekannt (US-PS 24 23 973), bei welcher beiderseits eines ölgespeisten und luftgekühlten Kugellagers je eine Hilfslagerfläche vorgesehen ist, die aus Bleibronze oder einem anderen geeigneten Lagermaterial besteht und an einem undrehbaren Teil gegenüber einem drehbaren Teil angeordnet ist Die Hilfsla gerflächen dienen dem Zweck, zu verhindern, daß Staubteilchen und dgL mit der Kühlluft zum Lager gelangen und daß öl aus dem Lager entweicht, wozu zusätzlich schraubenlinienförmige ölnuten in der den Hilfslagerflächen gegenüberliegenden Fläche des dreh-ο baren Teiles gebildet sein können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Schmieren und Kühlen eines Lagers, bei welcher das Schmiermittel mittels Schöpforganen zentripetal zugeführt wird, so auszuführen, daß sie als Hilfslager dienen

is kann. Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einer Vorrichtung der einleitend genannten Art, gemäß der Erfindung dadurch, daß die Schöpforgane in einem in dem Rad gebildeten ringförmigen Raum angeordnet sind, der seitlich von zwei Wangen begrenzt ist, die zum Bilden eines Hilfslagers mit geringem radialen Spiel in einem undrehbar angeordneten Teil laufen.

Durch die Ausbildung des Schöpfrades mit den Wangen und deren Anordnung mit geringem radialen Spiel in dem undrehbar angeordneten Teil werden Tragflächen geschaffen, so daß im Falle des Versagens des Hauptlagers das Schöpfrad und der undrehbar angeordnete Teil ein Hilfslager bilden, wobei eine geringe Menge an Schmiermittel in den durch das geringe radiale Spiel gebildeten Hilfslagerspalt eintreten kann.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

F i g. 1 ist eine axiale Halbschnittansicht eines Teiles eines Rotors, der mittels eines Rollenlagers abgestützt ist, das mit einer Vorrichtung zum Schmieren und Kühlen gemäß der Erfindung versehen ist.

Fig.2 is* eine Teilschnittansicht nach der Linie H-II derFig. 1.

In F i g. 1 ist ein Teil eines Gehäuses 1 einer nicht dargestellten Turbomaschine mit der Achse X-X' wiedergegeben. Dieses Gehäuse 1 stützt den äußeren Laufring 2a eines Rollenlagers 2 ab, welches seinerseits über die Rollen 2b und einen inneren Laufring 2c eine Hohlwelle 3 abstützt, die einen Teil eines Rotors der Turbomaschine bildet. An der Innenseite des Gehäuses 1 ist ein ringförmiger Träger 4 mittels eines Flansches 4a befestigt, der zwischen zwei Flanschen la und \b des Gehäuses 1 angeordnet und mit diesen Flanschen bei 5 verbolzt ist. Der Flansch 4a des Trägers 4 ist durch einen nach innen gerichteten weiteren Flansch 4b verlängert, an welchem der äußere Laufring 2a des Rollenlagers 2 durch Bolzen 6 befestigt ist. Die Flansche 4a und Ab des Trägers 4 sind durch einen dünnen zylindrischen Teil 4c, der mit Löchern 4/versehen ist, mit einem dickeren Teil 4c/ verbunden, der im Inneren des rohrförmigen Trägers 4 zwei zylindrische Flächen 4e und 4/ aufweist, die voneinander durch eine tiefe ringförmige Nut 4g getrennt sind. In diese Nut 4g münden parallel zur Achse X-X' ein oder mehrere Rohre 7, denen öl unter Druck zugeführt wird.

Im Inneren des ringförmigen Trägers 4 ist eine ringförmige Buchse 8 angeordnet, die zwei den zylindrischen Flächen 4e und 4/ des Trägers 4 gegenüberliegende zylindrische Flächen 8a bzw. Sb aufweist und mit einer der Nut 4g gegenüberliegenden Nut 8c versehen ist, welche zusammen mit der Nut 4g

eine ringförmige Kammer 9 bildet und deren Grund von einem Kranz von schrägen Löchern 8c/(vgl. auch F i g. 2) durchsetzt ist, die in einer zylindrischen Fläche 8e ausmünden, welche die Innenfläche der Buchse bildet

Die vom Rollenlager 2 abgewandte Stirnseite der Buchse 8 ist mit Kerben 8/ versehen, in die an einem Plansch Ah des Trägers 4 ausgebildete Zähne eingreifen, wobei die Zähne in den Kerben von einem mit Löchern 8y versehenen Ansatz Sg der Buchse 8 gehalten werden, welcher an dem äußeren Laufring 2a des Rollenlagers 2 ι ο anliegt Der radiale Spielraum j\ zwischen den Flächen 4e, 4/des Trägers 4 und den Flächen 8a, Sb der Buchse 8 ist relativ groß, beispielsweise von der Größenordnung eines Millimeters, und in der Kammer 9 enthaltenes öl wird an einem Entweichen durch diesen Spielraum hindurch aufgrund von zwei Segmenten 10 und U gehindert, die in zwei Nuten 8Λ bzw. 8/ der Buchse 8 aufgenommen sind und an den Flächen 4e bzw. 4/ des Trägers 4 anliegen. Die Buchse 8 ist auf diese Weise an einer Drehung gehindert, jedoch kann sie sich in den Grenzen des Spielesy'i radial verschieben.

Gegenüber der inneren zylindrischen Fläche 8e der Buchse 8 und zu beiden Seiten des Kranzes der Löcher Sd befinden sich zwei umlaufende äußere zylindrische Flächen 12a und 12i> eines mit der Welle 3 verbundenen Rades IZ Diese Flächen 12a und 12ö bilden die äußeren Endflächen von zwei Flanschen 12cund 12c/, die mit der Nabe 12e des Rades verbunden sind, welche a^f der einen Seite an dem Laufring 2c des Rollenlagers 2 und auf der anderen Seite an einem Teil 13 des Rotors anliegt. Der ringförmige Raum 14 zwischen den Flanschen 12cund 12c/ist von Lamellen oder Flügeln 15, die in der gleichen Richtung wie die Löcher Sd in der Buchse 8 geneigt sind, in mehrere Abteile 16 unterteilt (F i g. 2). Es sei bemerkt, daß der Rahmen der Erfindung J5 nicht verlassen wird, wenn diese Löcher Sd radial oder entgegensetzt zu der Richtung der Flügel 15 geneigt ausgebildet würden.

Die Flügel 15 erstrecken sich axial von dem Flansch 12czudem Flansch 12c/und radial von der Nabe 12edes Rades 12 so weit, daß ihre Kanten 15a einen sehr geringen Abstand von den Flächen 12a und 126 des Rades 12 haben. Der Grund jedes zwischen zwei benachbarten Flügeln 15 liegenden Abteiles 16 ist mit einem Loch 16a versehen, das in der gleichen Richtung wie die Löcher Sd und die Abteile 16 geneigt ist und in eine Längsnut 17 der Nabe 12e des Rades 12 mündet. Die Nuten 17 siud auf der einen Seite durch eine durchgehende ringförmige Fläche 12/ des Rades 12 abgesperrt, und jede Nut 17 mündet auf der anderen so Seite in eine Längsnut 18 des Laufringes 2c des Rollenlagers 2. Jede der Längsnuten 18 steht mit die Rollen 2b des Lagers schmierenden Löchern 19 in Verbindung, die den Laufring 2c durchsetzen. Die Fläche 126 des Rades 12 setzt sich auf der vom κ Rollenlager 2 abgelegenen Seite jenseits der Buchse 8 an einem umgebogenen äußeren Rand 12g fort. Das radiale Spiel yi zwischen den Flächen 12a, 12A>des Rades 12 und der Fläche 8eder Buchse 8 ist wesentlich kleiner als das radiale Spiel j\ und liegt beispielsweise in der Größenordnung eines Zehntelmillimeters. Das Spiel ji ist aus Gründen der Klarheit in der Zeichnung übertrieben dargestellt

Im 3etneb dreht sich der Rotor in Richtung des in Fig.2 eingezeichneten Pfeiles F. Das ÖL das unter Druck durch das oder die Rohre 7 hindurch zugeführt wird, füllt die Kammer 9, geht durch die Löcher Sd der Buchse 8 in der in F i g. 2 durch den Pfeil /angedeuteten Richtung hindurch und wird von den Flügeln 15 aufgeschöpft die das öl in zentripetaler Richtung gemäß dem in F i g. 2 eingezeichneten Pfeil /i gegen die Löcher 16a in der Radnabe 12e treiben. Das Ol setzt seinen Weg durch die geneigten Löcher 16a hindurch fort und dringt durch die Nuten 17 und 18 und die Löcher 19 in das Rollenlager 2 ein, um seine Rollen und Laufbahnen zu schmieren.

Die in der Buchse 8 und in dem Träger 4 vorgesehenen Löcher Sj bzw. 4Ä die zum Rückführen von öl dienen, verhindern die Ansammlung von Öl zwischen dem Rad 12 und dem Rollenlager 2. Da das Spiel J₂ zwischen den in relativer Bewegung befindlichen Flächen 8e und 12a, 12f> kleiner als das Spiel j\ zwischen den Flächen 8a, Sb und 4e, 4/ist die in bezug aufeinander unbeweglich sind, ist die Buchse 8 im normalen Betrieb auf dem Rad 12 zentriert. Aufgrund der Kleinheit des Spiels ji ist das Entweichen von öl zwischen dem Rad 12 und der Buchse 8 sehr gering. Durch die Zufuhr von öl auf den Umfang des Rades 12 und aufgrund der Kleinheit des Spiels J₂ ist die Kühlung des Rollenlagers 2 gegenüber bekannten Vorrichtungen erheblich verbessert.

Wenn das Rollenlager 2 eine Abnutzung erleidet, ohne jedoch zu blockieren, beispielsweise wenn es ein übermäßiges Spiel aufweist, bilden die sich nicht drehende Buchse 8 und das Rad 12 ein geschmiertes Gleitlager, dessen Gleitberührung an den sich gegenüberliegenden Flächen 8e und 12a, 126 erfolgt, die normalerweise mit dem kleinen Spiel J₂ konzentrisch zueinander verlaufen, aber bei einem Mangel des Rollenlagers 2 miteinander in Berührung treten, indem sie dann etwas exzentrisch verlaufen.

Das Rad 12 wird mit der Welle 3 durch Preßsitz seiner Nabe 12e, durch Keilverbindung oder durch irgendein anderes zweckentsprechendes Mittel verbunden.

Im Rahmen der Erfindung können an dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel verschiedene Abänderungen getroffen werden. Insbesondere könnte, statt den inneren Laufring 2c des Rollenlagers 2 mit Löchern zu versehen, das von den Flügeln 15 in Bewegung gesetzte öl den umlaufenden Teilen des Lagers zu ihrer Schmierung auch direkt zugeführt werden, indem diese Teile beispielsweise mittels Düsen besprüht werden. Das Rollenlager 2 könnte auch durch ein Lager anderer Art, beispielsweise durch ein Gleitlager ersetzt werden. Ferner kann das Schmiermittel ein ölnebel in Suspension in Luft oder einem anderen Gas sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentensprüche:

1. Vorrichtung zum Schmieren und Kühlen eines Lagers, mit einem Rad, welches mit einer von dem Lager abgestützten Welle, einem Rotor oder dgl. verbunden und mit Schöpft» ganen versehen ist, um ein dem Rad unter Druck zugeführtes Schmiermittel in zentripetaler Richtung fließen zu lassen, damit es unter Druck in im Lager mündende Kanäle eingeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Schöpforgane (15) in einem in dem Rad (12) gebildeten ringförmigen Raum (14) angeordnet sind, der seitlich von zwei Wangen (12c; YId) begrenzt ist, die zum Bilden eines Hilfslagers mit geringem radialen Spiel (j2) in einem undrehbar angeordneten Teil (8) laufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schöpforgane durch eine Mehrzahl von Lamellen oder Flügeln (15) gebildet sind, die in Drehrichtung des Rades (12) schräg angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der undrehbar angeordnete Teil (8) in einem ortsfesten Gebilde (4) mit einem radialen Spiel (j X) angeordnet ist, welches größer als das radiale Spiel (j2) zwischen dem undrehbar angeordneten Teil und den Wangen (12c; \2d) des Rades (12) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel unter Druck in eine Kammer (9) geführt wird, die zwischen dem ortsfesten Gebilde (4) und dem undrehbar angeordneten Teil (8) gebildet ist, und daß diese Kammer über in dem undrehbar angeordneten Teil gebildete Löcher (Sd) mii dem in dem Rad (12) gebildeten ringförmigen Raum (14) in Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem undrehbar angeordneten Teil (8) gebildeten Löcher (Sd) in der gleichen Richtung wie die Lamellen oder Flügel (i5) schräg ausgebildet sind.