DE2626609C3 - Axialdrucklager mit Kippsegmenten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Axialdrucklager mit Kippsegmenten, insbesondere für hohe Lasten, dessen Kippsegmente jeweils gegen einen festen Lagerring über eine Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten Federn abgestützt sind.

Derartige Lager werden beispielsweise für vertikalachsige Wasserturbinen oder Pumpen angewendet. Die Abmessungen und damit auch die Belastungen derartiger Spurlager werden bei der heutigen Tendenz, immer größere Turbinenanlagen zu erstellen, gleichfalls immer größer. Die Federn sollen die Schrägstellung der Lagerschuhe zur Ausbildung des keilförmigen Ölfilms bei hydrodynamischen Lagern ermöglichen. Außerdem werden durch die Nachgiebigkeit der Federelemente Fabrikationstoleranzen, Montageungenauigkeiten und eine eventuelle leichte Schrägstellung des Turbinendekkels, wenn sich die Auflage unter Last deformiert, ausgeglichen. Es ist bekannt, als Federelemente unter jedem Lagerschuh eine elastische Platte, insbesondere aus Buna oder Fiber, anzuordnen (DE-PS 8 68 087, AEG-Mitteilungen 1961, Seiten 73 bis 78). Bei großen Buna-Platten treten jedoch sowohl in der Fertigung als auch im Betrieb Schwierigkeiten auf. In der Fertigung von großen Buna-Platten sind die Dickentoleranzen schwer beherrschbar. Außerdem stellte es sich im Betrieb heraus, daß mit zunehmender Plattengröße der Federweg immer geringer wird und, fast unabhängig von der Plattendicke, sich asymptotisch einem Grenzwert von etwa 0,1 mm nähert, d. h. auf ein zum Ausgleich von Toleranzen und insbesondere für die erforderliche Schrägstellung bei weitem nicht mehr ausreichendes Maß sinkt. Für höhere Belastungen wurde deshalb die Buna-Platte durch aus Spiral- oder Tellerfedern bestehende Federgruppen ersetzt (DE-PS 9 71 722). Die Spiralfedern aufweisenden Federgruppen gewährleisten zwar die gewünschten Federwege, sie sind aber technisch sehr aufwendig and damit teuer und störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Segmentlager der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das bei technischer Einfachheit und großer Wirtschaftlichkeit auch bei großen Abmessungen des Lagerschuhs einen ausreichenden Federweg gewährleistet und damit die bisher erforderlichen Herstellungstoleranzen weniger eng setzt und den Aufwand für das Ausrichten bei der Montage bei großen Spurlagern

π vermindert

Die Erfindung löst das Problem durch ein derartiges Lager, in welchem jede Feder als auf eine metallische Platte aufgebrachte und fest mit dieser verbundene Platte aus elastomerem Material ausgebildet ist und die metallische Trägerplatte über die elastische Platte am Rande geringfügig übersteht.

Durch die Auflösung der elastischen plattenförmigen Unterlage in eine größere Anzahl kleiner Plattenelemente wird bei gleicher oder auch größerer Plattenge-

2^r> samtfläche unter einem Lagerschuh und bei gleicher Plattendicke der Federweg in überraschender Weise ganz erheblich vergrößert. Dies könnte sich daraus erklären, daß bei den bisherigen elastischen plattenförmigen Lagerunterlagen mit je Lagerschuh einer

ⁱ⁽⁾ einzigen aus einem Elastomer bestehenden Platte das Elastomer zumindest im inneren Bereich sich nicht seitlich deformieren kann, da es sozusagen »eingesperrt« ist, während bei der in Einzelelemente aufgelösten Platte bei richtiger Wahl der Größen der Einzelelemente und mit am Rand geringfügig überstehender Trägerplatte eine einwandfreie seitliche Deformation ermöglicht wird. Durch Variierung von Fläche • und Dicke ist es möglich, auf diese Weise den Federweg auf ein Vielfaches des Federweges einer konventionellen einteiligen Platte, z. B. auf das Zehnfache und mehr, beliebig festzulegen. Vorzugsweise sind beide Platten im Grundriß kreisförmig geformt oder bilden ein regelmäßiges Polygon. Eine vorteilhafte Ausbildung des Lagers ergibt sich, wenn zu beiden Seiten des metallischen Trägers eine elastische Platte aufgebracht ist.

Die aus Trägerplatte und elastischer Platte bestehenden Einzelelemente können auch in vorteilhafter Weise in den Aussparungen eines gitterförmigen Halteorgans angeordnet sein, dessen axiale Dicke im wesentlichen gleich der Dicke der Trägerplatte ist. Es können dann in platzsparender Weise mehrere metallische Trägerplatten aneinanderstoßend innerhalb eines gemeinsamen Halterahmens angeordnet werden.
Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 im Längsschnitt das Spurlager einer Wasserturbine,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II der F ig. 1, und

F i g. 3 bis 6 im Schnitt verschiedene Alternativausbildungen von Lagerschuhen nach der Erfindung.

Die vertikale Welle 7 einer Wasserturbine ist über einen Kranz 8 und den Spurring 9 auf den Lagerschuhen abgestützt. Die Lagerschuhe 10 ruhen auf dem festen Lagerring 11, wobei zwischen Lagerschuhen und Lagerring eine große Zahl plattenförmiger elastischer Federelemente 12 angeordnet ist. Der Lagerring 11 ist

auf einer festen Stützkonstruktion 13 abgestützt In dem Lagerring 11 sind, wie an sich bekannt, Stifte 14 angeordnet, welche in entsprechende Bohrungen in den Laßerschuhen 10 eingreifen. Das Lager ist in einem Gehäuse 15 eingeschlossen. Die Federelemente 12 bestehen aus plattenförmigen Elastomerscheiben, z. B. aus Buna, die, wie in Fig.3 dargestellt, je auf einer individuellen metallischen Scheibe 17 aufvulkanisiert sind. Quer zur Axialrichtung werden die einzelnen Federelemente durch ein gitterförmiges HaUeorgan 18 gehalten, in dessen Aussparungen sie angeordnet sind. Es besteht aber auch die Möglichkeit, wie in Fig.4 gezeigt, mehrere einzelne Federelemente in einem gemeinsamen Rahmen 19 zusammenzufassen, wobei der Rahmen 19 beispielsweise sämtliche einzelne Federelemente eines Lagerschuhs 10 umfassen kann.

Bei der Anordnung mehrerer aneinanderstoßender Einzelfederelemente in einem Rahmen i9 stehen die jeweiligen Trägerscheiben 17 am Rande geringfügig über die Elastomerplatten 12 über.

In F i g. 5 sind die Federelemente 12 auf einer Seite eines gemeinsamen metallischen Trägers 20 aufvulkani siert, während in F i g. 6 eine Ausbildung mit zu beiden Seiten des Trägers 20 aufvulkanisierten, sich axial jeweils gegenüberliegenden Elementen 12 dargestellt ist

Im Grundriß können die einzelnen Federelemente Kreisform haben, wie in F i g. 2 dargestellt Eine bessere Platzausnutzung und damit größere Belastbarkeit auf kleinerer Fläche wird jedoch durch Federelemente erhalten, die z. B. als regelmäßiges Dreieck, Viereck oder Sechseck ausgebildet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Axialdrucklager mit Kippsegmenten, insbesondere für hohe Lasten, dessen Kippsegmente jeweils gegen einen festen Lagerring über eine Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten Federn abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Feder als auf eine metallische Platte (17,20) aufgebrachte und fest mit dieser verbundene Platte (12) aus elastomerem Material ausgebildet ist und die metallische Trägerplatte über die elastische Platte (12) am Rande geringfügig übersteht

2. Axialdrucklager nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß beide Platten (12 und 17) im Grundriß kreisförmig geformt sind oder ein regelmäßiges Polygon bilden.

3. Axialdrucklager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des metallischen Trägers (17) eine elastische Platte (12) aufgebracht ist

4. Axialdrucklager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Trägerplatte (17) und elastischer Platte (12) bestehenden Einzelelemente in den Aussparungen eines gitterförmigen Halteorgans (18) angeordnet sind, dessen axiale Dicke im wesentlichen gleich der Dicke der Trägerplatte ist.

5. Axialdrucklager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere metallische Trägerplatten (17) aneinanderstoßend innerhalb eines gemeinsamen Halterahmens (19) angeordnet sind.