DE304814C

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Publication number: DE304814C
Application number: DENDAT304814D
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Description

Bei Dampfturbinen, welche nach dem Prinzip der Überdruckturbinen arbeiten, werden in der allgemein üblichen Bauart vielfach besondere Vorrichtungen benutzt, um den auf die Welle wirkenden Achsialschub auszugleichen. Als solche Vorrichtungen dienen häufig "besondere Entlastungskolberi auf der Welle, auf deren Fläche der Dampf einen Druck entgegen dem auf die Welle wirkenden Achsialschub ausübt

ίο und'deren Umfang' [durch Labyrinthdichtungen .7'gegen die^umgebende"%.Wand des Turbinengehäuses abgedichtet wird. Die Verluste, welche durch Entweichen von Dampf durch diese Labyrinthdichtungen verursacht werden, können um. so kleiner gemacht werden, je feiner die Kämme dieser Dichtungen gegenüber den entsprechenden Teilen des Gehäuses eingestellt werden können; Zu diesem Zweck ist einejEinstellbarkeit ~der Welle in achsialer Richtung erforderlich.

Als Einrichtung hierfür dient in der Regel ein einstellbares Kammlager, bei welchem die Lagerschale, sowie die in dieser befestigten Ringe zur Aufnahme des Achsialdruckes geteilt sind und die Hälften durch Schrauben jeweils so gegeneinander · verstellt werden können, daß sie das Achsialspiel der Welle begrenzen undTgegebenenfalls den Rest ihres Achsialdruckes J auf nehmen.

Die Einrichtung'^veines. einstellbaren Kammlagers nach diesem bis dahin angewandten Prinzip geht aus den Fig. 1 und 2 hervor. Bei dieser^Ausführung kann die obere Lagerschale α samt - der in ihr befestigten oberen Hälfte der Spurringe h mittels der Schraube c, und die untere Lagerschale b mit den unteren Hälften «der Stützringe'mittels der Schraubet gegeneinander verstellt und so das Wellenspiel auf den gewünschten Betrag e gebracht werden. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der J Achsialdruck der Welle in Punkten abgefangen wird, welche um den Betrag /, /\ von der Achse der letzteren entfernt liegen.fi⁷ Dieser Betrag entspricht angenähert dem Abstand der Schwerpunkte g, g₁ ⁴S der Ringhälften h, i vom Mittelpunkt der Welle. Die dadurch in der Welle bedingten Rückdruckkräfte J: liegend ebenralls^e^zentrisch und rufen infolgedessen ein Biegungsmoment der Welle hervor.

In der Regel bildet dieses 7 auf die Achse ausgeübte Moment keinen wesentlichen Nachteil, ; da die Entlastungskolben! gewöhnlich so bemessen sind, daß ein im Verhältnis zur Belastung der^Welle unbedeutender Druck aus- geübt wird.

In solchen Überdruckturbinen indessen, wo die Entlastungskolben weit' kleiner bemessen werden, als für den Ausgleich des Achsialdruckes erforderlich wäre, oder zürn Teil oder vollständig unterdrückt werden, müssen die Kammlager bedeutende Kräfte abfangen, und die oben erwähnte Beanspruchung der Welle auf Biegung wird gefährlich, da die dadurch bedingte Durchbiegung der Welle für Vibrationen, ungleiche -Abnutzung und Erwärmung die Ur- · sache bilden kann.

Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine Bauart von einstellbaren Kammlagern, durch welche diese Nachteile vermieden wer-

Claims

den und eine zentrale Belastung des Lagers erzielt wird, ohne daß der Vorteil einer genauen Einstellung verloren geht. Um diesen Zweck zu erreichen, wird die Lagerschale wieder in zwei gegeneinander verstellbare Hälften α und b (Fig. 3 und 4) geteilt, zur Aufnahme des Achsialdruckes werden aber ungeteilte Ringe h, i verwendet, die abwechselnd nur in der oberen Lagerschale (hin d) oder nur in der unteren Lagerschale (fin δ) befestigt sind. Die jeweils freie Hälfte jedes Ringes hat Spiel (s) im Lager, und der ganze

. Ring ist so kräftig bemessen, daß er den vorkommenden Biegungsbeanspruchungen gewachsen ist.

Einen Ring i, dessen Druckfläche mit Weißmetall gefüttert ist, zeigt Fig. 5; man erkennt, daß er einen über einen Halbkreis ausgedehnten Ansatz besitzt, der zum Einsetzen in die untere Schalenhälfte dient.

Da diese Ringe aus einem Stück bestehen, müssen die Kämme oder Spurkränze k von der Welle abnehmbar ausgeführt werden. Zu diesem Zweck sind nach Fig. 3 hohlzylindrisehe Abstandstücke I angewandt, die mitsamt den Kämmen k durch eine Mutter r festgehalten werden.

Zieht man es vor, die Wellenkämme k mit der Welle aus einem Stück zu machen, so kann man auch die Ringe h, i teilen. Dabei darf aber die Teilfuge nicht an der gleichen Stelle liegen, wie bei der Lagerschale a, b, sondern muß gegen diese versetzt sein, und zwar am besten, wie in Fig. 6 gezeigt, um go°. Bei dem Zusammenbau können die Ringhälften vor dem Aufsetzen der oberen Lagerschale eingesetzt und so verdreht werden, daß die Teilfuge an die richtige Stelle " gelangt

Die Druckflächen der Ringe h, i können, wie in Fig. 4 bis 6 angegeben, einteilig sein, man kann sie aber auch entsprechend Fig. 7 und 8 in einzeln bewegliche Sektoren oder Blocks m unterteilen.

Diese lassen sich nun so anordnen, daß Druckunterschiede zwischen den einzelnen Blocks selbsttätig ausgeglichen werden. Wie das beispielsweise erreicht werden kann, ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt, die ein Kammlager nach der Erfindung zeigen. Die Laufflächen der Ringe h, i zu beiden Seiten jedes der drei Spurkränze k sind in der erwähnten Weise in Blocks m unterteilt und stützen sich auf mehrere Lagen von gehärte-

55, ten Stahlkugeln (oder -rollen) n, die in einer konzentrischen Nut 0 der Ringe h, i liegen. . Durch diese Kugeln- wird eine selbsttätige Einstellung der Blocks entsprechend den örtlichen Druckverhältnissen und eine gleichmäßige Druckverteilung über die ganze Lauffläche bewirkt.

Ein Laufring i mit der zugehörigen in Blocks m unterteilten Druckfläche und den Kugeln η ist in Fig. 11 herausgezeichnet. Die Kugeln sind, wie aus den Abwicklungen (Fig. 12, 13 und 14) ersichtlich, so angeordnet, daß die Verbindungslinien ihrer Mittelpunkte ein geschlossenes System von Ausgleichgliedern bilden, Nach Fig. 12 stützt sich jeder Block m gegen zwei Kugeln n. Bei Überlastung eines Blocks m pflanzt sich der Überdruck sofort, über die gesamte Kugelreihe fort, so daß niemals ein Teil der Lauffläche einen größeren Druck erhalten kann als irgendein anderer. Um mit Sicherheit zu verhindern, daß sich die Blocks m mit der Welle mitdrehen, kann man sie mit Nasen j> versehen, die parallel zur Achse in den Ring i hineinragen. Abstandstücke q sind auf dem Grund der Ringnut 0 angebracht,, um das Einfüllen der Kugeln zu erleichtern.

Fig. 13 stellt eine Bauart mit drei Lagen von Kugeln dar, während Fig. 14 die gleiche Anordnung der Kugeln wie' Fig. 12, jedoch eine abweichende Bauart der Blocks m zeigt. Diese sind hier nämlich so angeordnet, daß der Druckmittelpunkt eines gegebenen Blocks exzentrisch zu dem auf ihn von den Kugeln j ausgeübten ,Gegendruck liegt, und zwar in der j Drehrichtung verschoben, entsprechend dem in der britischen Patentschrift 875/1905 angegebenen Prinzip.

Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Druckausgleichsystems mittels der in Blocks m unterteilten Laufflächen, insbesondere unter Verwendung der Übertragung des Drucks durch Kugeln, besteht darin, daß bei ungenauem Zusammenbau oder Einstellung der Ringe h, i oder auch der Kämme k die Druckverteilung am ganzen Umfang trotzdem gleich--100 mäßig ist.

Wirkt der Achsialschub der Welle vorwiegend nur in einer Richtung, so kann man, wie in Fig. 15 dargestellt, auf der Druckseite der Kämme k die Laufringe entsprechend Fig. 9 und 10 mit unterteilten Laufflächen und Kugeln, auf der nicht beanspruchten Seite dagegen Laufringe nach Fig. 3 und 4 benutzen oder gar nur Halbringe nach Fig. 1 und 2.

Die Erfindung läßt sich ebensogut wie für horizontale Wellen auch für solche mit vertikaler oder geneigter Achse anwenden.

Paten τ-An Sprüche:

i. Einstellbares Kammlager mit einer geteilten Lagerschale, deren Hälften je für sich in achsialer Richtung eingestellt werden können, und mit in diesen befestigten Spurringen, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gruppe der Spurringe nur in der

einen Hälfte, die andere Gruppe der Spurringe nur in der anderen Hälfte der Lagerschale befestigt ist, wobei jede Schale volle Spurringe enthält, welche die Welle derart umfassen, daß die Laufflächen jeder der beiden Gruppen ,von Spurringen den Achsialdruck der Welle genau oder annähernd zentrisch aufnehmen.
2. Lager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurringe ungeteilt sind.
3. Lager nach Anspruch 1 mit geteilten Spurringen, dadurch gekennzeichnet,, daß die Teilfuge der Spurringe gegenüber der Teilfuge der Lagerschale versetzt ist.
4. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche der Spurringe in getrennt bewegliche Sektoren (Blocks) unterteilt ist, welche derart auf die Spurringe gebettet sind, daß ein selbsttätiger Druckausgleich zwischen den einzelnen Sektoren stattfindet.
5. Lager nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleich durch ein System, von gehärteten Kugeln oder Rollen bewirkt wird, auf das die Sektoren drücken und bei welchem die Verbindungslinie der Mittelpunkte dieser Kugeln oder Rollen eine Zickzacklinie bildet.
6. Lager nach Anspruch i, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren an der Teilnahme der Wellendrehung verhindert werden.
7. Lager nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß 'sich jeder der Blocks auf zwei Kugeln oder Rollen abstützt, und zwar gegebenenfalls in bekannter Weise unsymmetrisch.
8. Lager für vorwiegend einseitigen Achsialdruck, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7 nur auf derjenigen Seite der Wellenkämme getroffen ist, welche den Achsialdruck überträgt, während die' andere Seite der Wellehkärnme beliebig abgestützt sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.