DE2529842A1

DE2529842A1 - Vorrichtung zur schmierung von maschinen

Info

Publication number: DE2529842A1
Application number: DE19752529842
Authority: DE
Inventors: Karl Johan Dipl Ing Gunnar
Original assignee: Imo Industri AB
Current assignee: Imo Industri AB
Priority date: 1974-07-08
Filing date: 1975-07-04
Publication date: 1976-01-29
Also published as: DK139763C; GB1506780A; FR2278035B3; FR2278035A1; JPS5131370A; FI751970A; SE391313B; SE7408950L; DK139763B; NO752368L; DK283775A

Description

DlPL-INQ. H. 8TEHV.ANN SSSÜ—«.-. DIPL.-PHYS. DR. K. SOHWEINZER tel.:kanzlei 0911/205727 privat:77«m

mm IKiA r-»E» LJ DAII TELEGRAMM-ADRESSE: STEHPATENT

DIPU-ING. DR. M. RAU _TELEX «-23155 PATBNTANWALTB BANKKONTEN: DEUTSCHE BANK AG. NÜRNBERG BLZ 7*070012

KONTO NR. 3411M

POSTSCHECKKONTO: NORNBEKG «7011

AB Imo-Industri Nürnberg,3.Juli 1975

Vorrichtung zur schmierung von Maschinen

JL>ie vorliegende Erfindung betrifft ein Schmiersystem für Maschinen, wie Dieselmotoren, Dampfturbinen und andere Kraftmaschinen, Zahnradgetriebe usw., zur Druckschmierung und/oder Kühlung von Lagern.

Zur Schmierung von Kraftmaschinen, inbesondere Dieselmotoren für dchifjäantriebe haben seit langer Zeit elektromotorisch angetriebene Zwangspumpen (positive Pumpen) des SchrauoerLt.yps eine dominierende Rolle gespielt. In letzter Zeit sind jedoch in immer größerem Ausmaß Zentrifugalpumpen als Hauptschnierpumpen in .Schiffen zur Anwendung gekommen. £s hat sich dabei insbesondere um Pumpen für große Dieselmotoren gehandelt, die große SchmiermiGtelmeiigen erfordern, oder um Dieselmotoren mit mittelhohen Drehzahlen, die verhältnismäßig hohe öchmiermitteldrücke erfordern. Der Grund hiefür ist, daß Zwangspumpen vom Schrauoentyp für grobe Volumenströme und/odex" hohe Drücke sehr groß werden, weil sie mit niedriger Drehzahl ausgeführt werden müssen, um die erforderliche oaui-höhe zu erhalten und außerdem einen ger^usch-

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FOr dai AirftragtvarMltnl· gilt dl· Gebührenordnung dat Deutschen Patantanwaltikaminar. - Gerichtsstand tür Leittung und Zahlung: Nürnberg. GeaprMie am Fernsprecher haben keine rechtsverbindliche Wirkung

losen Betrieb zu gewährleisten. Solche Pumpen werden daher groß und schwer, insbesondere als man bei Schiffen nunmehr die gesamte Glkapazität von einer einzigen Pumpe anstatt; beispielsweise von zwei parallel geschalteten Pumpen wünscht* Dies erschwert die Installation und außerdem werden diese Pumpen sehr teuer.

Die bisher angewendeten Zentrifugalpumpe!! waren im allgemeinen too sogenannten iauehtyp, bei dem das Pumpengehäiise selbst im Schmieröl behälter unter dem Ölniveau. angeordnet wird. Eine verlängerte Pumpenwelie verbindet die Pumpe mit dem Elektromotor, der auf herkömmliche Weise oberhalb des Bodenniveaus im Maschinenraum plaziert wird. Aus Sicherheitsgründen dürfen Elektromotoren nicht unterhalb der Bodenbleche plaziert werden. Es gibt jedoch Schwierigkeiten mit diesen Pumpenausführungen· und diese liegen in der Installation, Der Schmierölbehälter liegt in der Hegel unter dem Dieselmotor, weshalb die Elektromotoren seitlich des Dieselmotors unmittelbar neben diesem nach oben ragen, was nachteilig ist, weil man um den Haxiptniotor herum einen freien Platz zu haben wünscht.

Weiters bringen Elektromotoren für den Antrieb der Pumpen, egal ob es sich um Zwangspumpen oder Zentrifugal— pumpen handelt, an und für sich gewisse Nachteile mit sich, weil die El ek tr ©motor en einerseits, wie bereits angedeutet, nicht frei 'plaziert werden können, sondern in dieser Hinsicht Beschränkungen unterworfen sind, und anderseits anfällig für Betriebsstörungen sind.

Die vorliegende Erfindung bezweckt in erster Linie, ein Schmiersystem zu schaffen, das frei von den oben genannten

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Nachteilen ist und außerdem andere Vorteile bietet, wie dies aus der- folgenden Beschreibung hervorgeht.

Die Erfindung bezweckt weiters die Schaffung eines Systems, bei dem die Schmiermittelpumpe unter Anwendung des Schmiermittels als hydraulisches Medium für den Pumpenantrieb auf hydraulischem Weg angetrieben wird.

In einer weiteren Ausführung bezweckt die Erfindung außerdem die Schaffung eines vollhydraulischen Systems für den Antrieb sowohl der Schmierölpumpen als auch anderer Hilfseinrichtungen bei Kraftmaschinen und anderen Maschinen.

. Diese Ziele werden gemä.; der Erfindung dadurch erreicht, daß die Schmiervorrichtung gemäß den beigefügten Patentansprüchen ausgebildet wird.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Prinzipschema über ein Schmiersystem für einen Dieselmotor.

Fig. 2 veranschaulicht schematisch eine Schiffsmaschinerie mit Hydraulikpumpen zum Antrieb eines Systems nach Fig.l.

Fig. 3 zeigt ein Schema über eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Im Schema nach Fig. 1 ist ein Dieselmotor 1 und dessen Hauptschmiermittelkreis angedeutet, der einen unterhalb des hotors angebrachten ölbehälter 2, dessen normales ülniveau bei 3 angedeutet ist, eine im Behälter 2 unterhalb des ölniveaus 3 angebrachte Schmierölpumpe 4, eine an die Austrittsseite der Pumpe angeschlossene Leitung 5 zur Beförderung des Schmieröls zum Dieselmotor 1, eine ültasse 6 zur Sammlung des

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vom Dieselmotor kommenden Öls sowie eine Leitung 7 zur Rückführung von öl zum Ölbehälter 2 umfaßt, welche Komponenten auf im Prinzip bekannte Weise angeordnet sind und daher nicht näher erläutert zu werden brauchen. Ein automatisch arbeitender Luftabscheider, der schematisch bei 8 angedeutet ist, ist zweckmäisigerweise am Eintritt der Leitung 7 in den Ölbehälter angeordnet, um die größtmögliche Menge an Luft vom Retouröl abzuscheiden. An der Leitung 5 ist weiters ein Manometer 9 angebracht.

Die Schmierölpumpe 4- ist bei diesem Beispiel eine Zentrifugalpumpe, deren Einlauf IO am unteren Ende des Pumpengehauses in direkter Verbindung mit dem Behälter 2 angebracht ist und deren an die Leitung 5 angeschlossener Auslaß sich in einem seitwärts und nach oben gerichteten Stutzen berfindet. Die Pumpe ist mit einem Hydraulikmotor 12 zusammengebaut, an dessen Einlaß 13 eine Leitung 14 angeschlossen ist und dessen Auslaß 15 zum Inneren des Behälters 2 hin offen ist. Im vorliegenden Fall sind sowohl die Pumpe 4 als auch der hotor 15 zur Gänze in das Öl im Ölbehälter 2 eingetaucht dargestellt, was den Vorteil hat, daß weder der Motor noch die Pumpe mit Wellendichtungen versehen zu werden brauchen,so daß eine hohe Betriebssicherheit erhalten wird, doch ist es auch möglich, das Aggregat teilweise über dem ölniveau 3 ^anzuordnen. Der Einlaß der Schmierölpumpe soll sich jedoch stets unterhalb des ölniveaus befinden, so daß er jederzeit Zulauf an der Saugseite hat, was einen sicheren Pumpanbetrieb ergibt.

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Von der Leitung 5 geht eine Zweigleitung 16 aus, die über ein Rückschlagventil 17 und einen Filter 18 zum Einlaß einer Hydraulikpumpe 20 führt, an deren Auslaß 21 die zum hotor 12 gehende Leitung 14 angeschlossen ist. An diese Leitung 14 ist auch eine Leitung 22 angeschlossen, die über ein Druckbegrenzungsventil 23 zum ölbehälter 2 führt.

Während des Betriebes wird der Hydraulikpumpe 20 durch die Leitung 16 öl vom Schmierölkreis zugeführt und diese versorgt den Hydraulikmotor 12 durch die Leitung 14. Der Motor treibt seinerseits die Schmierölpumpe 4 an, die sowohl den Hauptschmierolkreis als auch den Hydraulikkreis (Pumpe 20 und Motor 12) mit 01 versorgt. Beim gezeigten System wird also das im Behalter 2 befindliche öl sowohl als Schmieröl für den Hotor 1 als auch als Hydrauliköl angewendet. Dies bringt große Vorteile in Form von geringeren Anlagenkosten mit sich, weil kein besonderer Tank für Hydrauliköl mit den erforderlichen Armaturen notwendig ist und auch ein besonderer ölkühler für Hydrauliköl entfällt, so daß auch das gesamte Rohrsystem vereinfacht wird. Da das öl an der Druckseite der Schmierpumpe aus dem Schmierölkreis entnommen wird, arbeitet die Primärpumpe 20 des Hydraulikkreises unter Zulaufdruck an der Saugseite, was die Betriebssicherheit erhöht. Der Zulaufdruck ermöglicht es, eine mit hoher Drehzahl arbeitende Pumpe anzuwenden, was ebenfalls vorteilhaft ist. Der herrschende Zulaufdruck läßt auch einen gewissen Druckabfall im Filter 18 zu, weshalb dieser von einem Feinfilter gebildet werden kann, der Verunreinigungen wirksam aus dem öl entfernt.

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Die Arbeit des Motors 12 und damit der Pumpe kann durch Einstellung eines Konstantstromventiles 25 in einer von der Leitung 14· zur Leitung 5 führenden Leitung 26 geregelt werden, so daß ein größerer oder geringerer Teil des üls abgeleitet wird.

Gemäß dem Schema in Fig. 1 wird die Pumpe 20 über eine lösbare Kupplung 28 von einem Hilfsdieselmotor 27 angetrieben. Der Hilfsdieselmotor 27 treibt außerdem einen elektrischen Generator 29 an, der u.a. für einen Elektromotor 39 zum Antrieb einer mit Überströmventil 31' ausgerüsteten Hilfspumpe 31 Strom liefert, welche zur Inbetriebnahme des Systems vorgesehen ist. Der Einlaß 32 der Pumpe 31 steht über eine Leitung 33 ^mi"t clem Ölbehälter 2 in Verbindung und von ihrem Auslaß y\ geht eine Leitung 35 niit einem Rückschlagventil an einer stromabwärts vom Rückschlagventil 17 befindlichen Stelle in die Leitung 16.

Zum Start der Anlage wird der Hilfsdieselmotor 27 in Betrieb gesetzt nachdem die Kupplung 28 ausgerückt worden ist, so daß der "Motor 27 lediglich den Generator 29 antreibt. Dieser gibt Strom an den Motor 39 ab, der die Pumpe 31 antreibt, welche ihrerseits durch die Leitung 33 öl aus dem Behälter 2 ansaugt und dieses durch die Leitungen 35 unddrückt (das Rückschlagventil 17 verhindert eine Strömung zur Leitung 5) · Sobald die Leitung 16 zwischen dem Rückschlagventil 17 und dem Einlaß 19 unter Druck von der Hilfspumpe

durch Einrücken der Kupplung 28 steht, kann die Hydraulikpumpe 20/in Gang gesetzt werden und die Pumpe 31 gestoppt werden.

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Die Hilfspumpe 3I ist für den Start notwendig, weil die Hydraulikpumpe 20 für die Arbeit unter Beharrungszustand dimensioniert wird, wobei sie, wie oben erwähnt, unter Zulaufdruck an der Saugseite steht.

Der Hydraulikmotor 12 wird ebenso wie die Pumpen 20 und 31 vorzugsweise von Schraubenmaschinen des IMO-Typs gebildet, die einen Schraubensatz mit zwei oder mehreren zusammenarbeitenden Schrauben umfassen, die in einem Gehäuse untergebracht sind, wobei die Gänge der Schrauben und das Gehäuse so ausgeführt sind, daß während der Arbeit der Maschine geschlossene Kammern gebildet werden, in welchen die Flüssigkeit entlang des Schraubensatzes transportiert wird. Hiebei wird ein leiser und vibrationsfreier Betrieb bei hohen Drehzahlen erreicht, was vom technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkt Vorteile mit sich bringt. Die Schmierölpumpe 4 wird zweckmäßigerweise von einer Zentrifugalpumpe gebildet. Eine Kombination einer Zentrifugalpumpe mit einem Hydraulikmotor des ochraubentyps kann kleiner und leichter ausgeführt werden, als eine elektromotorisch angetriebene Zwangspumpe des Schraubentyps mit gleicher Kapazität, und kann ohne Schwierigkeit im ölbehälter montiert werden, woraus sich v/eitere Vorteile ergeben. Der ölbehälter wird als gasgefährlicher Bereich, betrachtet und durch Anwendung des rein hydraulischen Betriebes entfallen alle Probleme mit den elektrischen Installationen. Die Schmierölpumpe kann jedoch auch von irgendeinem Typ einer rasch laufenden Pumpe, z.B. Zahnradpumpe, gebildet werden, insbesondere bei kleineren Maschinen.

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Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Schema wird die Hydraulikpumpe 20, wie oben erwähnt, von einem Hilfsmotor angetrieben. Sie kann jedoch auch direkt vom Hauptdieselmotor angetrieben werden. In Fig. 2 wird gezeigt, wie dies geschehen kann. Die Fig. zeigt eine Schiffsmaschinerie mit zwei Dieselmotoren la, Ib, welche die Propellerwelle 30 über doppelte Getriebe 31a, 31b antreiben. Kraftabtriebe in Form von Wellen mit hochelastischen Wellenkupplungen 32a, 32b sind an den Getrieben vorgesehen und an diese Kupplungen sind Pumpen 20a, 20b angeschlossen, von denen jede ein Schmiersystem für die Motoren la, Ib auf gleiche Weise wie die Pumpe 20 in Fig. 1 antreibt.

Anstatt mit Hilfe eines Abtriebes von einem Getriebe, wie in Fig. 2 gezeigt, kann die Pumpe 20 direkt oder indirekt auf andere Weise vom Motor 1 angetrieben werden, z.B. von einer Abgasturbine. Weiters kann die Pumpe selbstverständlich alternativ vom Hauptmotor und einem Hilfsmotor oder durch einen Elektromotor angetrieben werden.

Las in Fig. 1 gezeigte System kann zum Betrieb von nicht nur der Hauptschmierölpumpe 4 sondern auch von anderen Hilfsausrüstungen für den Motor 1 oder für andere Kraftverbraucher, z.B. Pumpenantrieb, Windenantrieb usw., weiter ausgebaut werden. Dies wird schematisch in Fig. 3 illustriert, wo von den in Fig. 1 gezeigten Komponenten lediglich der Hydraulikkreis in Form des Behälters 2, der , Leitung 16 (die hier direkt vom Behälter 2 anstatt von der Leitung 5 ausgehend gezeigt ist), der Pumpe 20, der Leitung 14- und der Leitung 22 mit dem Druckentlastungsventil 23, sowie

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dem hotor 12 mit der Schniierölpumpe 4 wiedergegeben ist, welche Pumpe selbstverständlich auf die in Fig. 1 gezeigte Weise im Behälter 2 plaziert ist, obwohl sie der Einfachheit halber von Behälter getrennt gezeigt ist. Ein einstellbares Konstants-cromventil 40 ist in die Leitung 14 zwischen der Pumpe 20 und dem Motor 12 eingebaut. Von der Leitung 14 ζ v/eigen Leitungen 14a bis 14i ab, welche über einstellbare Konstantstromventile 40a bis 4Oi zu anderen Hydraulikmotoren zum Antrieb verschiedener Hilfseinrichtungen führen, welche Einrichtungen samt den jeweils zugehörigen Motoren schematisch von den Kasten 41a bis 41i angedeutet werden, iietourleitungen zur Rückführung des Öles zum Behälter 2 werden bei 42 angedeutet. Beispielsweise können die infrage stehenden, von den Kästen 41a bis 41i angedeuteten Einrichtungen von durch Hydraulikmotoren angetriebene Schmierölpumpen für (a) Zahnradgetriebe, (b) Nockenwelle, (c) Kreuzkopflager und (d) Turbolader, Kühlwasserpumpen für (e) Salzwasser und (f) Süßwasser, Separatoren für (g) Schmieröl und (h) Dieselöl sowie (i) Hydraulikpumpen für stellbare Schiffsschrauben gebildet werden.

Bei dieser Weiterentwicklung der Erfindung wird somit ein vollhydraulisches System zum Betrieb der gesamten Hilfsausrüstung des Hotors und/oder Schiffes erhalten, wobei die Antriebskraft entweder vom Hauptmotor oder von einem oder mehreren Hilfsmotoren genommen werden kann.

Obwohl die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit Dieselmotoren und dabei besonders solchen für Schiffsantriebe beschrieben worden ist, ist es klar, daß sie nicht darauf

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eingeschränkt ist, sondern auf vielen anderen Gebieten angewendet werden kann. Beispielsweise dürfte ohne weiteres einsehbar sein, daß sie bei Schmiersystemen für andere Kraftmaschinen, z.B. Dampfturbinen, seien dies nun Kraftmaschinen zum Antrieb von Schiffen oder anderen Fahrzeugen oder Kraftmaschinen für andere Zwecke , angewendet werden kann.

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Claims

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Patentansprüche :

f1AVorrichtung zur Schmierung von Maschinen, insbesondere Dieselmotoren, Dampfturbinen und andere Kraftmaschinen, umfassend einen Schmiermittelkreis mit einem Schmiermittelbehälter und einer im Behälter mit ihrem Einlaß unterhalb des Schmiermittelniveaus angebrachten Schmiermittelpumpe zur Beförderung des Schmiermittels zur Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelpumpe von einem mit der Schmiermittelpumpe zusammengebauten Hydraulikmotor angetrieben ist, der mit Hydraulikflüssigkeit von einer Hydraulikpumpe versorgt wird.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikmotor und die Hydraulikpumpe mit aus dem Schmiermittelkreis entnommenen Schmiermittel als Hydraulikflüssigkeit arbeiten.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel an der Druckseite der Schmiermittelpumpe zur Hydraulikpumpe entnommen wird.
• 4-. Vorrichtung nach Patentanspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe von der Maschine oder von einer Hilfsmaschine angetrieben ist.
5· Vorrichtung nach Patentanspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine separat angetriebene Hilfspumpe vorgesehen ist, die beim Start der Maschine den H_vdraulikkreis

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mit aus dem Schmiermittelkreis entnommenen Schmiermittel versorgt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe auch Hydraul ikmotoren versorgt, die Hilfsausrüstung für die Maschine anuiELben, wie z.B. weitere Schmiermittelpumpen, Kühlwasserpumpen, Separatoren usw.
7· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe Hydraulikmotoren für andere Kraftverbraucher, z.B. andere Pumpen, •Winden usw., versorgt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelpumpe von einer rasch laufenden Pumpe, z.B. einer Zentrifugalpumpe, gebildet ist.
9· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikmotor ein Schraubenmotor.ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe eine Schraubenpumpe ist.

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