DE2632977A1 - Kuehlvorrichtung zur absenkung der oeltemperatur von oelgeschmierten daempfungslagern - Google Patents

Description

MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG
Aktiengesellschaft

München,.den 1. Juli 1976

Kühlvorrichtung zur Absenkung der öltemperatur von ölgeschmierten Dämpfungslagern

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung zur Absenkung der öltemperatur von ölgeschmierten Dämpfungslagern, insbesondere Spurlager für schneilaufende Drehkörper .

Bei Gleit-, Spurlagern sowie anderweitigen mechanischen Lagern stellt die Ewärrtiung des Schmieröles, die infolge der Reibungswärme an der Lagerstelle erzeugt wird, oftmals ein Problem dar. Zumal die Schmieröle schlechte Wärmeleiter sind, staut sich die Wärme gewissermaßen um das Lager, was zur frühzeitigen Zerstörung des Lagers führt. Auch ist es oft bestrebenswert, die unerwünschten Nebenwirkungen hervorrufenden öldämpfe zu vermeiden. Bei Strömungsmaschinen können beispielsweise Nebeneffekte durch eine Vermischung der öldämpfe mit dem Strömungsmedium " hervorgerufen werden. Ebenfalls würde das Eindringen von

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öldämpfen in den evakuierten Raum eines in Vakuum betriebenen Drehkörpers mit nachteiligen Folgen verbunden sein.

Es ist eine Methode, um eine Erhöhung der öltemperatur zu vermeiden, bekannt, bei der das ölreservoir des Lagers an einen geschlossenen Kreislauf angeschlossen ist, wobei durch Umwälzung das öl sowie das Lager kühlgehalten werden können.

Diese Einrichtung ist jedoch in vielen Fällen, insbesondere bei in Vakuum laufenden Drehkörpern mit großem fertigungstechnischen Aufwand verbunden bzw. überhaupt nicht realisierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die einfach herzustellen ist und trotzdem eine gute Kühlung des Schmieröls auch bei langzeitig betriebenen Drehkörpern sicherstellt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Kühlelement gelöst, das aus wärmeleitendem Material hergestellt ist und einerseits mit einem gekühlten Gehäuseteil des Lagers in wärmeleitender Verbindung steht und andererseits in das Schmieröl eintaucht.

Ein derartiges Element, das beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium sein kann, kann leicht durch entsprechende Form-

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gebung der entsprechenden Lagerausführung angepaßt werden, derart, so daß weder der Raumbedarf noch die Ausführung beispielsweise eines bereits bestandenen Lagers verändert zu werden braucht.

Solche Formteile lassen sich leicht herstellen und ohne großen Aufwand beispielsweise an Gehäuseteile aufschweißen.

Die Wärmeübertragung kann erfindungsgemäß mittels spezieller Konturen, wie Schlitze, Gewinde und/oder Bohrungen etc., die die Kontaktfläche zwischen dem öl und des Kühlelementes vergrößern, besonders günstig beeinflußt werden.

Es ist auch vorteilhaft, daß die durch beispielsweise einer Lagerspindel angetriebene ölbewegung zur Wärmeübertragung genutzt wird. Hierzu sieht die Erfindung vor, daß das Kühlelement die Lagerstelle umgibt und mit strömungslenkenden Schlitzen oder Bohrungen versehen ist. ,

Hierdurch kann die ölströmung entsprechend gerichtet und damit sowohl der Wärmeübergang als auch die ölzufuhr am Gleitlager optimal beeinflußt werden.

Das erfindungsgemäße Kühlelement hat weiterhin den Vorteil, daß es durch entsprechende Formgebung gleichzeitig als Abdeckung des ölgefüllten Raumes ausgenützt werden kann,

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um die in den Raum des Drehkörpers durchdringende ölabdampfmenge zu reduzieren*

Das Austreten von öldämpfen aus dem Lagerraum kann weiterhin reduziert werden, wenn erfindungsgemäß das Kühlelement an der Innenseite eines die Lagerstelle bzw. den Lagerzapfenhalter umgebenden zylindrischen Teiles mit Spiralrillen versehen ist, die in Zusammenwirkung mit dem sich drehenden Lagerzapfenhalter eine Molekularpumpe bilden.

Hierdurch können die öldämpfe kontinuierlich zurück in den Lagerraum gedrückt werden, ohne daß sie in einer nennenswerten Menge in den Drehkörperraum eindringen.

Eine weitere Verbesserung der Wärmeübertragung kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, daß das Kühlelement über elastische Elemente, beispielsweise Metalldrähte oder Bänder, wärmeleitend mit dem Traglager verbunden ist. Somit ist zusätzlich eine direkteWärmeübertragung von der Wärmequelle an das Kühlelement bzw. an die kühleren Gehäuseteile möglich, ohne daß die Bewegungsfreiheit des Traglagers nachteilig beeinflußt wird.

In vielen Fällen ist das Traglager mit einer hydraulischen Dämpfungsvorrichtung verbunden, bei der beispielsweise

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ein mit dem Traglager verbundenes Dämpfungselement in eine Dämpfungsflüssigkeit eintaucht und mittels Federelemente (z.B. Membran} mit dem Dämpfungsgehäuse verbunden ist. Bei derartigen Lagern kann es vorkommen, daß bei unerhoffter Zerstörung des Drehkörpers durch Splitterteile diese Membran zerstört wird, wobei das Dämpfungsöl in den Drehkörperraum eindringen kann. In diesen Fällen kann das erfindungsgemäße Kühlelement auch noch als Schutzschild, indem es gleichzeitig zur Abdeckung der Dämpfungsvorrichtung ausgebildet wird, dienen.

Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.

Fig. 1 und 2 zeigen je ein Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist ein in einem Gehäuse 10 angeordneter Drehkörper 11 mit seinem unteren Dämpfungslager 12 dargestellt. Der Drehkörper 11 stützt sich über einen Zapfenhalter 14 und einem Lagerzapfen 15 an einem Traglager 16 ab. Mit dem Traglager 16 ist ein Dämpferzylinder 18 starr verbunden, der einerseits in eine Dämpfungsflüssigkeit 19 eintaucht und andererseits als Lagerträger bzw. Schmierölbehälter dient. Der Dämpferzylinder ist mittels einer Membran 20, die gleichzeitig als Abdichtung des Dämpfungsflüssigkeitsraumes dient, elastisch am Gehäuse 10 angekoppelt.

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Es ist ferner ein Kühlelement 23 mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit vorgesehen, das im Gehäuseraum 24 des Drehkörpers 11 angeordnet ist und das Dämpfungslager gegenüber diesem Raum fast vollständig abdeckt. Der Außenrand des Kühlelementes ist mit dem Gehäuse 12 verschweißt. Das Kühlelement ragt mit einem zentrischen axialen, hohlzylindrischen Teil 25 in das Schmieröl 26 hinein und umschließt dabei den Zapfenhalter 14, den Lagerzapfen 15 und die Lagerstelle 16, 27.

Die durch Drehbewegung an der Lagerstelle 16, 27 erzeugte Reibungswärme wird an das diese Stelle umgebende öl übertragen. Deren Ableitung erfolgt dann über das Kühlelement 23, das die Wärme schließlich an das Gehäuse 10 überträgt. Zur Verbesserung des Wärmeüberganges zwischen dem öl 26 und dem Kühlelement 23 ist der zylindrische Teil 25 mit axialen Schlitzen 30 versehen, die das durch den Zapfen in Bewegung gesetzte öl optimal führen, wodurch sowohl die Wärmeübertragung als auch die ölzufuhr zum Lager verbessert werden kann.

Die Wärmeübertragung kann weiterhin durch wärmeleitende Bänder 32 (Fig. 2) gefördert werden, die durch ihre Verbindung mit dem Traglager 16 einerseits und des Kühlelementes 33 andererseits eine direkte und bessere Wärmeübertragung von der Lagerstelle zur Kühlvorrichtung gewährleisten. Durch entsprechende Auslegung der Steifigkeit dieser elastischen Bänder 32 bleibt

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die Dämpfungseigenschaft des Lagers unbeeinflußt oder kann sie sogar verbessern. Die Bänder 32 können eine die ölströmung begünstxgende Kontur aufweisen und evtl. kombiniert mit Durchbrüchen im zylindrischen Teil der Kühlvorrichtung 33 eine optimale übertragung der Reibungswärme leisten.

Das Kühlelement 23 bzw. 33 dient gleichzeitig als vakuumtechnische Abdeckung und mechanische Abschirmung des Dämpfungslagers 12. Bei der Abdeckung des Dämpferzylinders

wird die dem Raum zugekehrte öloberfläche und damit die ölabdampfmenge verringert.

Um das Heraustreten des innnerhalb des Zylinders 25 entwickelten öldampfes zu verhindern, ist dieser Zylinder mit Spiralnuten 35 versehen, die in Verbindung mit dem rotierenden Zapfenhalter 14 eine Molekularpumpe bilden, die die öldämpfe wieder herunterdrücken.

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Claims (1)

MASCHINENFABRIK-AUGSBuKG-NURNBKRG Aktiengesellschaft gü/sd München, den 1. Juli 1976 Patentansprüche Kühlvorrichtung zur Absenkung der öltemperatur von ölgeschmierten Dämpfungslagern, insbesondere Spurlager für schneilaufende Drehkörper, gekennzeichnet durch ein Kühlelement (23) aus wärmeleitendem Material, das einerseits mit einem Gehäuseteil (12) des Lagers in wärmeleitender Verbindung steht und andererseits in das Schmieröl (26) eintaucht. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in das Schmieröl hineinragende Ende (25) des Kühlelementes (23) dessen Kontaktfläche mit dem öl vergrößernde Konturen, Schlitze (30), Gewinde und/ oder Bohrungen aufweist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement (23) die Lagerstelle (16, 17) umgibt und mit strömungslenkenden Schlitzen oder Bohrungen versehen ist. 7.1594 76 709884/0373

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4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet _e daß das Kühlelement (23) ein zentrales hohlzylindrisches Teil (25) hat, an dessen Innenfläche Spiralnuten (35) vorgesehen sind, die in Zusammenhang mit einem innerhalb des Hohlzylinders (25) rotierenden Bauteil (14) zur Bildung einer Molekularpumpe dient.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement (23) elastische Elemente (32) aufweist, die für eine wärmeleitende Verbindung des Kühlelementes mit einem Traglager (16) des Lagers sorgen.

6« Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (32) Metalldrähte oder Bänder sind.

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