DE2437932B2

DE2437932B2 - Verfahren und vorrichtung zum schmieren der umlaufenden holmlager in axialgeblaesen

Info

Publication number: DE2437932B2
Application number: DE19742437932
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing 6660 Zweibrücken KoIb
Original assignee: Turbo Lufttechnik GmbH, 6660 Zweibrücken
Priority date: 1974-08-07
Filing date: 1974-08-07
Publication date: 1977-08-25
Also published as: YU37017B; NL181595C; NL7508507A; DE2437932C3; NL181595B; ES440086A1; US4046486A; DD120249A1; DK135392C; BE832148A; DK352075A; DK135392B; DE2437932A1; YU185775A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine dazugehörende Vorrichtung zum Schmieren der umlaufenden Lager der Holme von verstellbaren Laufschaufeln in Laufrädern von Axialgebläsen.

Bei derartigen Laufrädern soll die Verstellung der Laufschaufeln während des Betriebes erfolgen. Der dazu erforderliche Kraftaufwand soll möglichst gering sein, um einmal noch vernünftige Abmessungen der Verstellmechanismen zu erhalten und um andererseits aber auch nicht zu früh an die Ausführbarkeitsgrenzen zu stoßen. Aus diesen Gründen sind die Holmlagerungen im allgemeinen mit Wälzlagern ausgeführt, da Gleitlagerungen sehr viel höhere Verstellkräfte erfordern würden. Die Anwendung der Wälzlager für diesen Zweck, bei dem nur ganz geringe Drehbewegungen in größeren Zeitabständen stattfinden und die meiste Zeit die Lager unter Last ruhen, stellt für die Wälzlager einen im Grunde genommenen zweckentfremdeten Einsatz

Es hat sich gzeigt, daß durch Störungen an den Lagern und der Lagerschmierung die erforderlichen Stellkräfte sehr schnell die Leistungsgrenze der Verstellmotoren überstiegen, so daß die Maschinen überholt werden mußten. Dabei zeigte sich weiter, daß die Wahl der Schmiermittel und die Abdichtung dieser Lager von entscheidender Bedeutung ist. Die meisten Schmiermittel verlieren unter Einwirkung der in Axialgebläsen herrschenden Zentrifugalkräfte und gelegentlicher Temperatureinwirkungen sehr schnell das die Schmierfähigkeit der Feite bewirkende, eingelagerte öl, so daß keine ausreichende Lagerschmierung mit den Fettrückständen mehr gewährleistet ist.

Eine auf die Dauer vollständig wirksame Abdichtung der Holmlager erwies sich als schwierig, so daß im Laufe der geforderten langen Betriebszeit durchaus ölleckagen, und zwar unterschiedlicher Größe an den einzelnen Laufschaufeln, auftreten können.

Diese unterschiedlichen ölleckagen bewirken mitunter derartige Unwuchten, daß diese ebenfalls eine Stillsetzung des Gebläses und ein Nachwuchten erfordern.

Es ist bekannt (US-PS 28 53 948), Lager von rotierenden Wellen, die dem Einfluß hoher Geschwindigkeiten und hoher Temperaturen unterliegen, dadurch zu schmieren, daß in diese Lager öl eingesprüht wird. Der auf diese Weise entstehende Ölfilm ist nicht in der Lage, selbständig Ölverluste einzelner umlaufender, leck gewordener Lager zu ersetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Unwuchten, die bei Dichtungsmängel am umlaufenden, jeweils mit einem einzelnen Schmierstoffvorrat versehenen Lagern der Holme von verstellbaren Laufschaufeln auftreten, zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß öl in das Innere des Laufrades in einer solchen Menge eingeführt wird, daß sich ein mit dem Laufrad rotierende: ölring bildet, aus dem die einzelnen Holmlager mit öl versorgt werden.

Bei diesem Verfahren werden die an den Lagern durch unvollkommene Abdichtungen auftretenden Ölverluste durch aus dem ölring nachgießendes öl sofort ersetzt, so daß stets eine ausreichende Schmierung vorhanden ist. Dadurch werden die Lager vor Beschädigungen geschützt und ein außergewöhnliches Ansteigen der erforderlichen Verstellkräfte verhindert. Die Holmlagerung braucht also nicht absolut dicht zu sein, da entweichendes öl jederzeit nachgeliefert werden kann. Vor allem wird aber durch dem mit dem Laufrad umlaufenden ölring ein dynamischer Massenausgleich erreicht, da etwaiges aus der Holmdichtung austretendes Lecköl ohne Störungen der Massenverteilung aus dem ölring ergänzt wird. Die Gefahr des Auftretens von Unwuchten ist damit ausgeschlossen.

Das Einbringen des Öles in das Innere des Laufrades kann bei stillstehendem Laufrad, z. B. durch eine ölpresse erfolgen. Vorteilhafter ist es jedoch, das Nachfüllen während des Betriebes vorzunehmen und dazu die für die Laufschaufelverstellung vorhandene hydraulische Verstellvorrichtung heranzuziehen. In Ausgestaltung der Erfindung wird daher weiterhin vorgeschlagen, daß öl aus dem Leckraum einer hydraulischen Verstellvorrichtung in das Innere des Laufrades geführt wird. Dabei wird in gewissen

Zeitabständen von ζ. B, mehreren Wochen kurzzeitig, z. B. während weniger Minuten, die Druckölzufülirung mit dem Laufradinneren in Verbindung gesetzt und auf diese Weise die für eine bestimmte Betriebszeit ausreichende ölmenge an die Holmlager gefördert. S

Derartige Verstellvorrichtungen können aus einer im Inneren des Laufrades angeordneten verschiebbaren Verstelleinrichtung mit einer ölhydraulischen Steuerung bestehen, bei der eine Bohrung in der Kolbenstange in den Leckölraum mündet. In diesem Fall empfiehlt es sich, diese vorhandene Bohrung in der Kolbenstange für die Förderung des Öls heranzuziehen, indem erfindungsgemäß diese Bohrung zusätzlich eine Verbindung zum Laufradinneren aufweist. Dabei kann z. B. die einen ölsammelraum bildende Abschlußkappe des Verstellzylinders mit Bohrungen versehen sein. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Drehdi uckabdichtung für das in das Laufradinnere zu fördernde öl noch eine Schmierung der anderen Gleitstellen der Verstelleinrichtung.

Weitere Einzelheiten der Erfindung und deren Vorteile sind in dem anschließend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Zeichnung stellt den Querschnitt durch ein Laufrad mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dar.

Das Laufrad 1 eines Axialgebläses weist einen geschlossenen Innenraum 2 auf. Es ist auf seinem Umfang mit mehreren Laufschaufeln 3 bestückt. Die Laufschaufeln 3 sind zur Anpassung des Gebläses an die vcrrchiedenen gewünschten Betriebspunkte verstellbar. Dazu sind die die Laufschaufeln 3 tragenden Holme 4 in dem Tragring 5 des Laufrades 1 drehbar gelegen. An jedem Holm 4 ist ein Verstellhebel 6 befestigt, der in eine Nut 7 einer Verstellscheibe 14 eingreift, die mit einer Verstelleinrichtung im vorliegenden Fall mit einem axial verschiebbaren Verstellzylinder 8 verbunden ist.

Die Lagerung der Holme 4 in dem Tragring 5 besteht aus mehreren Wälzlagern 9. Nach außen sind die Wälzlager 9 mit einer ölabdichtung 10 versehen, die nicht vollständig wirksam sein muß. Vor der Inbetriebnähme des Laufrades sind die Lager 9 mit Fett oder öl gefüllt. Während des Betriebes kann das in dem Fett eingelagerte öl oder das anfangs schon eingefüllte öl unter Einfluß der herrschenden Zentrifugalkräfte aus dem Lager austreten, so daß eine ausreichende Schmierung der Lager 9 nicht mehr gegeben ist.

Für den Ersatz des Ölverlustes wird öl in den Innenraum 2 des Laufrades 1 eingeführt. Das kann z. B. über eine ölpresse und eine in den Innenraum 2 des Laufrades 1 führende Ölleitung 11 bei stillstehendem Laufrad vorgenommen werden. Bei Drehung des Laufrades 1 wird das eingeführte öl unter Einfluß der Zentrifugalkräfte nach außen gedrückt und legt sich ais ein mit dem Laufrad 1 umlaufender ölring an den Tragring 5 an. Von dort dringt das öl in die Lager 9 ein und ersetzt die Ölverluste.

Die Zuführung des Öles zur Schmierung der Holmlager 9 kann auch während des Betriebes erfolgen, wenn z. B. die nachfolgende beschriebene oder auch andere hydraulische Verstelleinrichtung verwendet wird.

Der Verstellzylinder 8 ist auf der zusammen mit dem Laufrad I rotierenden Kolbenstange 12, die einen gegenüber dem Verstellzylinder 8 ruhenden Kolben 13 trägt, axial verschiebbar. Mit dem Verstellzylinder 8 ist eine Verstellschiebe 14 verbunden, in deren Umfang&nut

7 der Verstellhebel 6 eingreift. Beiderseits des Kolbens 13 münden ölsteuerkanäie 15 bzw. 16, die je nach der beabsichtigten Bewegungsrichtung des Verstellzylinders mit der Zuflußleitung 17 oder der Abschlußleitung 18 für das Drucköl verbunden sind. Die Zufuhr bzw. die Abfuhr des Drucköls wird über einen Steuerschieber 19 geregelt, der über einen Hebel 20 von einem nicht dargestellten Stellmotor bewegt wird. Die Kolbenstange 12 ist hohlgebohrt und durch die Bohrung 21 ist eine Rückführstange 22 geführt. Die Rückführstange 22 leitet über den Hebel 23 die Schließbewegung des Steuerschiebers 19 ein. Die Rückführstange 22 ist an ihrem vorderen Ende mit einer Kappe 24 des Verstellzylinders

8 verbunden. Die Kappe 24 umschließt einen ölsammelraum 26, der durch die Bohrung 21 mit öl aus dem ölleckraum 26 versorgt ist.

Zur zusätzlichen Versorgung der Holmlagerung mit öl ist die Kappe 24 mit Bohrungen 27 versehen, durch die öl aus dem Leckölraum 26 austreten kann. Von hier aus kann das öl über weitere Bohrungen in den Innenraum 2 des Laufrades eindringen und sich als ringförmige ölschicht an den Tragring 5 legen.

Bei einem zweistufigen Gebläse wird die Bewegung der Verstelleinrichtung über eine Betätigungsstange 28 auf die Verstellscheibe des zweiten nicht dargestellten Laufrades 30 übertragen. Diese Betätigungsstange 28 ist durch die zentrale Bohrung der die beiden Laufräder tragenden hohlgebohrten Hauptlagerungswelle 29 geführt. Der Kopf der Betätigungsstange 28 ist mit einer Bohrung 30 versehen, die vor der mit den Bohrungen 27 versehenen Kappe 24 beginnt. Von der Bohrung 30 zweigen seitliche Bohrungen 31 ab, die in den zwischen der Betätigungsstange 28 und der Wand der zentralen Bohrung in der Hauptlagerungswelle 29 bestehenden Ringraum 32 münden. Mit diesem Ringraum 32 steht der Innenraum 2 des Laufrades 1 über weitere in der Hauptlagerungswelle 29 angebrachte Bohrungen 33 in Verbindung. Gleichartige Bohrungen sind auch in dem in das Innere des weiteren Laufrades reichende Ende der Hauptlagerungswelle 29 vorgesehen. Die Verbindung für den Durchtritt des Öles kann auch durch das Spiel in den Führungsbüchsen 39 gebildet sein.

Aus dem Leckölraum 26 ist eine Leckölleitung 34 in das ölaggregat 35 geführt. Das in der Leckölleitung 34 angeordnete Ventil 36 ist im Normalbetrieb geöffnet. Von der Druckölzuführungsleitung 17 ist eine Zweigleitung 37 zu der Leckölleitung 34 geführt. In der Zweigleitung 37 ist ein bei Normalbetrieb geschlossenes Ventil 38 angeordnet. Um bei laufendem Gebläse öl zur Schmierung der Holmlager 9 in den Innenraum der Laufräder zu fördern, wird das Ventil 36 geschlossen und das Ventil 38 geöffnet. Auf diese Weise kann sich in der Ölleitung ein Druck aufbauen, der auf dem oben beschriebenen Weg öl in den Innenraum der Laufräder fördert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schmieren der umlaufenden Lager der Holme von verstellbaren Laufschaufeln in Laufrädern von Axialgebläsen, dadurch gekennzeichnet, daß öl in das Innere des Laufrades in einer solchen Menge eingeführt wird, daß sich ein mit dem Laufrad rotierender zusammenhängender ölring bildet, aus dem die einzelnen '° Holmlager mit öl versorgt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß öl aus dem Leckölraum einer hydraulischen Verstellvorrichtung in das Innere des Laufrades geführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 unter Verwendung einer im Innenraum des Laufrades angeordneten axial verschiebbaren Verstelleinrichtung mit einer ölhydraulischen Steuerung, bei der eine Bohrung in der Kolbenstange des Verstellzylinders in den Leckölraum mündet, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bohrung (21) in der Kolbenstange (12) zusätzlich eine Verbindung mit dem Innenraum (2) des Laufrades (1) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einen ölsammelraum (25) bildende Abschlußkappe (24) des Verstellzylinders 8 mit Bohrungen (27) versehen ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckölzuführungsleitung (17) mit der Leckölleitung (34) über eine Zweigleitung (37) verbunden ist und daß in dieser Zweigleitung (41) ein Ventil (38) angeordnet ist, das zur Zuführung von Öl in den Innenraum (2) des Laufrades (1) geöffnet ist, wenn das Ventil (36) in der Leckölleitung (34) geschlossen ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anordnung von zwei Laufrädern auf der gleichen Hauptlagerungswelle (29) durch diese eine Betätigungsstange (28) des Verste'lzylinders (8) geführt ist, daß in dem der Kappe (24) des Verstellzylinders (8) gegenüberstehenden Ende der Betätigungsstange (28) eine Bohrung (31) angebracht ist, die über eine weitere seitliche Bohrung (34) oder direkt und den durch das Spiel in den Führungsbuchsen oder durch zusätzlich angebrachte Bohrungen (33) in der Hauptlagerungswelle (29) mit den Innenräumen der beiden Laufräder verbunden ist.