DE3025876C2 - Keilflächen-Axialgleitlager - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Keilflächen-Axialgleitlager, umfassend eine Lagerfläche mit mehreren in ihr gebildeten, radial verlaufenden Schmierölnuten, mehrere Keilflächen und ebene Flächen, wobei je eine Keilfläche und je eine ebene Fläche gemeinsam zwischen benachbarten Schmierölnuten angeordnet sind, und in Schmierölnuten befindliche Düsenöffnungen zur Kühlöl- und Schmierölzufuhr in den Schmierspalt, wobei die Schmierölnuten breiter find als der Durchmesser der Düsenöffnungen.

Ein derartiges Keilflächen-Axialgleitlager zeigt die AT-PS 1 94 660 und auch die Zeitschrift »Machine Design«, 30. Mai 1974, S. 35. Die Bohrung für die Zufuhr von Schmier- und Kühlöl ist dabei im wesentlichen in der Mitte der Umtangsbreite der Schmierölnuten vorgesehen, die zwischen einer Keilfläche und einer ebenen Fläche angeordnet sind. Dadurch findet kein Hochschleudern der Kühlöls zur Oberfläche des Druckbundes statt, und das Hochtemperaturöl fließt längs der Oberfläche des Druckbundes zur nächsten Lagerfläche, wobei eine Aufwärmung des Kühlöls und eine hohe Temperatur im Bereich der ebenen Oberfläche entsteht (vgl. Kurve A der Zeichnung, F i g. 4). Dadurch tritt eine Verminderung der ölviskositat und der ölfilmdicke sowie die Oxidation des Schmiermittels ein.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Keilflächen-Axialgleitlager der eingangs gerannten Art dahingehend zu verbessern, daß nur niedrige mechanische Verluste auftreten und daß ein Schmierölfilm großer Dicke gewährleistet ist, während gleichzeitig ein Überlaufen von Hochtemperatur-Schmieröl kleingehalten und die Temperatur des Schmieröls und der Lagerfläche vermindert werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Hauptanspruch gekennzeichneten Maßnahmen. Der Unteranspruch kennzeichnet eine zweckmäßige weitere Ausbil-Das erfindungsgemäße Axialgleitlager eignet sich zum Einsatz unter Hochdrehzahl- und Hochbelastungs-Bedingungen. Ein Oberlaufen von Hochtemperatur-Schmieröl kann kleingehaltea werden und die Temperaturen des Öls und der Drucklagerfläche können wesentlich vermindert werden. Auch wird eine Abnahme der Viskosität des Schmieröls kleingehalten, und die Dicke des Ölfilms kann erhöht werden. Infolgedessen kann das Axialgleitlager unter erschwerten Bedingungen bei gleichzeitigen geringen mechanischen Verlusten eingesetzt werden, und ferner wird die Herstellung des Lagers vereinfacht

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Keilflächen-Axialgleitlagers dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikdschnitt;

F i g. 2 eine Schnittansicht H-II nach Fig. 1;

F i g. 3 eine Schnittansicht IH-III nach F i g. 2;

Fig.4 die öltemperatur-Verteilung, die bei dem Lager nach der Erfindung gegenüber einem bekannten Lager erzielbar ist;

F i g. 5 eine schematische Ansicht der Anordnung der Düsenöffnungen, bei einem weiteren Ausführungsbeispiel;

F i g. 6 eine andere Ausführungsform der Ölnuten des Drucklagers;

Fig.7 einen Vertikalschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel; und

Fig.8 einen Vertikalschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Lagers.

Bei dem Keilflächen-Axialgleitlager nach den F i g. 1 —3 ist eine Läuferwelle 1 in einem Radiallager 3 und einem Axialgleitlager 4 gelagert, wobei beide Lager in einer Lagerschale 2 montiert sind. Das Axialgleitlager 4 umfaßt einen Druckbund 5, der auf der Läuferwelle 1 sitzt, und einen mit dem Druckbund 5 in Gleitkontakt stehenden Axialgleitlagerteil 6. Der Axialgleitlagerteil 6 ist mit der Lagerschale 2 einstückig ausgeführt.

Der Axialgleitlagerteil 6 weist eine Lagerfläche 8 auf, die eine Mehrzahl Schmierölnuten 7 hat, die radial in ihr verlaufen (vgl. F i g. 2), wobei zwischen benachbarten Schmierölnuten 7 eine Keilfläche 8a und eine ebene Fläche Sb gebildet sind. Die Schmierölnuten 7 sind so ausgebildet, daß sie keine Drosselmittel wie beim Stand der Technik aufweisen, wodurch das Abfördern von Öl aus den ölnuten 7 erleichtert wird. Den Schmierölnuten 7 wird öl zugeführt, und die zugeführte ölmenge wird bestimmt durch Düsenöffnungen 9, die je in einer Schmierölnut 7 gebildet sind. Die Düsenöffnungen 9 stehen mit ölzufuhrkanälen 10 in Verbindung, und jede Düsenöffnung 9 ist so angeordnet, daß sie sich in den Grund jeder ölnut 7 an einer Stelle nahe einer Keilfläche 8a öffnet, so daß das zugeführte öl schnell zu der entsprechenden Keilfläche 8a gelangen kann. Dabei mündet wenigstens eine der Düsenöffnungen 9 in jeder Schmierölnut 7 in Drehrichtung unmittelbar vor der Führungskante 8c der folgenden Keilfläche 8a, so daß in Drehrichtung vor der Düsenöffnung ein Raum S vorhanden ist. Die Arbeitsweise des Axialgleitlagers ist folgende: Niedrigtemperatur-Schmieröl wird durch die ölzufuhrkanäle 10 und Düsenöffnungen 9 zugeführt und als ölstrahl gegen den Druckbund 5 gespritzt. Zu diesem Zeitpunkt kühlt das zugeführte öl die Lagerfläche 8, wobei die Temperatur der Lagerfläche 8 vermindert wird. Das Schmieröl strömt durch die Ölzufuhrkanäle 10 und Düsenöffnungen 9, die nahe der Führungskante 8c jeder Keilfläche 8a angeordnet sind. Die Hauptmenge

des so zugeführten Öls wird zwischen den Druckbund 5 und die Drucklagerfläche 8 durch die Saugkraft gezogen, die durch die Rotation des Druckbunds 5 erzeugt wird, und bildet zwischen beiden einen Hochdruck-Schmierölfilm. Ein Teil des Schmieröls bläst oder drückt durch seinen strahlenförmigen Austritt das Hochtemperatur-Schmieröl weg, das von der ebenen Fläche 86 der vorhergehenden Stufe abgegeben wurde, so daß das Hochtemperatur-Schmieröl nach außen abgeführt wird. Damit kann das von der ebenen Fläche 8b der vorhergehenden Stufe abströmende öl nicht auf die Keilfläche 8a der nächstfolgenden Stufe strömen, wodurch die Temperatur des Schmieröls zwischen der Lagerfläche 8 und dem Druckbund 5 vermindert wird.

F i g. 4 zeigt die Temperaturverminderung des auf die konische Fläche 8a des Lagers trömenden Öls. Dabei ist auf der Ordinate die Temperatur 7*und auf der Abszisse die Länge L der Lagerfläche aufgetragen. Die Kurve A bezeichnet die Schmieröltemperatur bei einem Lager nach dem Stand der Technik, und die Kurve B bezeichnet die Schmieröltemperatur bei dem Lager nach der Erfindung. Wie ersichtlich, übersteigt die Schmieröltemperatur auf der sbenen Fläche Sb der Lagerfläche des herkömmlichen Lagers eine Höchsttemperatur Τ,, bei dem erfindungsgemäßen Lager kann jedoch die entsprechende Schmieröltemperatur auf einem Pegel unterhalb des höchstzulässigen Pegels T„ gehalten werden. T_s bezeichnet die Temperatur des soeben zugeführten Schmieröls.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 ist in jeder ölnut 7 eine Mehrzahl Düsenöffnungen 9 an Stellen nahe der Führungskante 8c der jeweiligen Keilfläche 8a gebildet, wodurch der Wirkungsgrad, mit dem die Kühlung des Drucklagers erfolgt, noch weiter verbessert wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 haben die Schmierölnuten 7 einen größeren Umfang, und der

ίο Bereich der Lagerfläche 8 ist vermindert Dadurch können mechanische Verluste, die durch den Gleitkontakt des Druckbunds 5 an der Lagerfläche 8 auftreten, vermindert werden. Die Umfangsabmessungen der Schmierölnuten 7 sind dadurch bestimmbar, daß man

die Dicke und die Viskosität des Ölfilms, die Umfangsgeschwindigkeit des Druckbunds 5 und den Oberflächendruck des Lagers 4 in Betracht zieht. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist jede Schmierölnut 7 eine Düsenöffnung 9 auf. Es können aber in jeder

Schmierölnut 7 auch mehrere Düsenöffnungen 9 gebildet sein.

Fig.7 zeigt ein gesondert von der Lagerschale 2 ausgebildetes Axialgleitlagerteil 6a und Fig.8 ein Axiaigleitlagerteil 6b mit einer Kugelsitzfläche 11 zur

Anlage an der Lagerschale 2, wodurch ein ungleichmäßiger Kontakt der Drucklagerfläche 8 mit dem Druckbund 5 vermieden wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Keilflächen-Axialgleitlager, umfassend

dung.

— eine Lagerfläche mit mehreren in ihr gebildeten, radial verlaufenden Schmierölnuten,

— mehrere Keilflächen und ebene Flächen, wobei je eine Keilfläche und je eine ebene Fläche gemeinsam zwischen benachbarten Schmierölnuten angeordnet sind, und

— in Schmierölnuten befindliche Düsenöffnungen zur Kühlöl- und Schmierölzufuhr in den Schmierspalt, wobei die Schmierölnuten breiter sind als der Durchmesser der Düsenöffnungen,

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dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Düsenöffnungen (9) in jeder Schmierölnut (7) in Drehrichtung unmittelbar vor der Führungskante (Sc) der folgenden Keilfläche (Sa) mündet, so daß in Drehrichtung ausschließlich vor der Düsenöffnung ein Raum (S) vorhanden ist

2. Keilflächen-Axialgleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schmierölnut (7) eine Breite hat, die größer ist als die Umfangsabmessung der zwischen benachbarten Schmierölnuten (7) befindlichen Keilflächen (Sa) und ebenen Flächen