DE314976C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spurlager mit radial gerichteten ölzuführungsrillen, welches sich den für den Betrieb erforderlichen Öldruck durch keilförmige Wirkung der Tragflächen auf das zugeführte Öl selbst erzeugen soll. Nach der. Erfindung hat der zwischen zwei ölrillen befindliche Teil der einen der zusammen arbeitenden Spuren — in einem zur AVellenachse gleichachsigeh Zylinderschnitt gesehen — die Form eines U, dessen Schenkel der Drehbewegung der drehenden Scheibe, in nachstehendem kurz Gegenscheibe genannt, entgegengerichtet sind. Das Spurlager kann so ausgebildet sein, daß der der Gegenscheibe benachbarte Schenkel der U-Form eine vom Quersteg gegen die ölrille hin abnehmende Dicke besitzt. Dieser Schenkel kann ferner um ein geringes Stück über den Quersteg hinausragen. Zwei oder mehr aufeinanderfolgende Teile mit U-förmigem Querschnitt können durch ihre von der Gegenscheibe abgelegenen Schenkel miteinander verbunden sein*). ,

Es sind bereits Spurlager bekannt geworden, welche sich den für den Betrieb erforder-

"■ liehen Öldruck dadurch schaffen, daß die zwischen zwei radialen Ölrillen befindlichen Segmente der Tragfläche der festliegenden Spur von der ölrille aus in Richtung der Drehbewegung gegen die Gegenscheibe hin ansteigen und so mit der Gegenscheibe einen keilförmigen Hohlraum bilden, in welchem das von der Gegenscheibe bei der Drehung mitgerissene öl unter der Keilwirkung auf einen Druck gebracht wird, der mehrere oder sogar viele Atmosphären betragen kann. Diese schrägen Flächen nehmen aber nur zeitweise und auch dann nur geringen Anteil an der Aufnahme des Achsialdruckes, und zwar nur bei voller Drehzahl der Welle. Beim Anfahren und Auslaufen dagegen ist der öl-. druck wegen der geringen Keilwirkung ein geringer, und es tragen nur die obersten oder diejenigen Flächenteile der Spur, welche zur Gegenfläche parallel verlaufen. In den mei- ⁴S sten Fällen ist dies nur ein geringer Prozentsatz der gesamten Spurringfläche, und es besteht die Gefahr, daß insbesondere beim Auslaufen, wo alles noch warm ist, diese Flächenteile zu hohe Belastung erfahren und von der Gegenscheibe angefressen werden.

Es sind ferner schon Spurlager vorgeschlagen worden, bei welchen die festliegenden Spurringe selbst oder deren Auflage derart ausgebildet sind, daß sie unter dem Einfluß des durch die Spurbelastung erzeugten Druckes elastisch durchbiegen. Als elastische Unterlage sind schon Schraubenfedern vorgeschlagen worden, wobei jedoch besondere Vorrichtungen gegen die Mitnahme der eigentlichen Tragfläche vorzusehen sind. In den bisher bekannt gewordenen Fällen, wo der Spurring selbst elastisch ausgebildet ist, oder einzelne Segmente eines Spurringes auf einer elastischen, dünnen Unterlage aufruhen, sind der Spurring bzw. die Unterlagen aus

*) Die erfinderische Durchbildung kann sowohl der umlaufenden, als auch der feststehenden Spur gegeben werden. Man wird sie insbesondere bei der letzteren anwenden.

einem durchgehenden Stück hergestellt, welches den Nachteil besitzt, daß es entweder so dick ist, daß es zu wenig durchbiegt und also für die Keilform eier Ölzuführung einen

■ 5 zu geringen Spalt frei läßt, oder daß es zu hoch auf Biegung beansprucht wird. Diese Nachteile werden durch den Gegenstand vorliegender Erfindung· vermieden.

Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes. Fig. ι stellt teilweise im Querschnitt ein Spurlager für eine vertikale Welle dar. Fig. 2 ist der Grundriß von dessen feststehender Spur. Die Fig. 3 bis. 6 zeigen in größerem Maßstab Einzelheiten von Ausführungsformen dieser Spur. Gemäß Fig. 1 ist das untere Ende der Welle t als Platte 2 ausgebildet, deren untere Begrenzungsfläche als ebene Tragfläche gehalten ist. Unter der Platte 2 ist die festliegende Spur 3 angeordnet, welche in dem in der Zeichnung im Schnitt dargestellten Ölgefäß 4 gelagert ist. Diesem wird von einer Rückkühlvorrichtung gekühltes öl durch das Rohr 5 zugeleitet. Das aus dem zwischen den Tragflächen befindlichen schmalen Raum austretende erwärmte Ol gelangt vorerst in den Ringraum 6 des Ölsammelgefäßes 4 und strömt von da durch das Rohr 7 ab, beispielsweise zurück zur Rückkühlvorrichtung. Die feststehende Spur 3 ruht mittels kleiner Ansätze 8 auf entsprechenden Erhöhungen 9 des Bodens vom Gehäuse 4. Das ' durch das Rohr 5 zugeleitete frische Öl gelangt in den Bodenraum 10, von da durch Bohrungen 11 in Hohlräume Γ2 der Spur 3 und alsdann durch die radialen Rillen 13 zu den Tragflächen. Gemäß Grundriß Fig. 2 besitzt die Spur 3 sechs solcher ölrillen 13. Dementsprechend kann die Spur aus sechs Segmenten bestehen, deren in Fig. 2 nach dem Parallelkreisbogen A bis B ausgeführter, zur Welle gleichachsiger Zylinderschnitt von C aus gesehen die in Fig. 3 in vergrößertem Maßstab ersichtliche Form eines liegenden (J besitzt. Diese U-Form besteht aus einem oberen Schenkel D-E-F-G, einem unteren Schenkel H-J-K-L und dem Quersteg, dem Tragsteg .L-M-N-F-L. Das Rechteck O-P-Q-R in Fig. 3 ist als Ausschnitt aus der beweglichen Spurplatte, der Gegenplatte 2 aufzufassen, welche die durch Pfeil I angedeutete Drehrichtung, d. i. in den Fig. 1 und 3 gesehen, von rechts nach links besitzt. In Fig. 3 bedeutet 3' den Schnitt durch eines der Spursegmente, 3" den Schnitt durch das nächstfolgende Segment. Der obere und untere Schenkel und der Ouersteg des Segmentes 3' und der Ouersteg L"-M"-N"-F"- L" des nächsten Segmentes 3" schließen der Hauptsache nach einen Hohlraum 12 ein, dem, wie bereits oben gesagt wurde, durch die im unteren Schenkel des Segmentes 3'. angebrachte Bohrung' τ τ kühles öl zugeführt wird'.· Der obere Schenkel des Segmentes 3' ist kürzer als der untere Schenkel und läßt zwischen sich und dem Ouersteg des Segmentes 3" einen Durchgang" frei von der Breite b, nämlich die sogenannte Ölrille. In dieser Rille kommt das Öl mit der unteren, ebenen Begrenzungsfläche 0-P, also mit der

, Gleitfläche der umlaufenden Spurplatte 2 in Berührung und wird von dieser nach links mitgerissen. Eine bei G vorhandene starke Abrundung des oberen Schenkels vom Seg"-mcnt 3' erleichtert dieses Mitnehmen. Zufolge der Reibung und Kohäsion zwischen der beweglichen Platte 2 und dem Öl wird

' letzteres keilförmig zwischen die 'Platte 2 und den oberen Schenkel des Segmentes 3' hineingerissen, übt auf letzteren einen vertikai nach unten gerichteten Druck aus und biegt das rechte' Ende G-D dieses oberen Schenkels nach unten, während das linke Ende E-F ortsfest bleibt. Der Zylinder-

: schnitt dieses Schenkels nimmt die in Fig\ 3 durch strichpunktierte Linie angedeutete Lage ein. Der Spalt zwischen der beweglichen Platte 2 und dem oberen Schenkel wird beim Eintritt, d.i. bei G, erheblich größer und dadurch wird einer vermehrten Menge go Öl der Eintritt zwischen die Tragflächen ermöglicht. Bei ansteigender Drehzahl der Welle erhält der Keil nach hinten immer grö-

■^ ßere Steigerung', als dies nach den ersten Um-

' drehungen der Platte 2 der Fall war, woraus folgt, daß die Keilwirkung und die Drucksteig'erung" auf das Ol bis zum normalen Betrieb des .Lagers mit steigender Drehzahl eine vermehrte wird. Wie Versuche gezeigt haben, stellt sich der größte Öldruck ungefähr in der Mitte der Gleitfläche eines feststehenden Spursegmentes ein; er nimmt in radialer Richtung nach innen und nach außen rasch ab, weil das öl nach beiden Seiten entweicht. Dies hat zur Folge, daß der obere Schenkel, in Richtung des Umfanges gesehen, in der Mitte am meisten durchbiegt. Fig. 4 stellt die Vorderansicht des Segmentes 3' von II aus g'esehen dar. Der obere Schenkel hatte anfänglich die Form

; eines Rechteckes G'-Ct"-D''-D'. Unter dem Einfluß des Öldruckes geht die Rechtecksform in die strichpunktiert eingezeichnete Form über, wonach die Mitte der Schenkel-

¹ Stirnfläche um die Pfeilhöhe/ durchgebogen ist. Im normalen Betrieb bildet also die obere Begrenzungsfläche des oberen Schenkels vom Segment 3' g"emäß den in den Fig". 3 und 4 strichpunktiert eingezeichneten

\ Umrißlinien eine Mulde, deren Tiefe/ in der Mitte der Eintrittskante G'-G" am größten ist und nach hinten (in Fig. 3 nach links) so-

Claims (4)

wie in radialer Richtung (Fig. 4) nach außen und nach innen abnimmt. Weil sich auf diese Weise der Ölspalt gegen den Rand der Tragfläche hin verengt, so bildet sich nach außen in erwünschter'Weise selbsttätig eine Drossel strecke, welche dem zu raschen Austreten des gepreßten Öles entgegenwirkt. Wie Fig. 4 zeigt, verharren die Eckpunkte G' und G" in ihrer Höhenlage. Das könnte zur Folge haben, daß daselbst das feststehende Tragsegrnent mit der umlaufenden Scheibe in Berührung kommt, was ein Anfressen der Gleitflächen zur Folge hätte. Um diesem Übeistand vorzubeugen, wird gemäß Fig. 5 der Quersteg in radialer Richtung kürzer gehalten als der obere und untere Schenkel und dessen Enden werden zugeschärft. Es ragt also der obere Schenkel des Tragsegmentes auf der einen Seite um die Strecke c, auf der anderen um die Strecke d über den Steg hinaus. In Fig. 6 ist ein Zylinderschnitt durch eine feststehende Spur dargestellt, bei welcher zwei aufeinanderfolgende Tragteile durch die unteren Schenkel 15 und i6 ihrer U-Form miteinander verbunden sind. Natürlich können auch mehr als zwei solcher Teile aus Stück hergestellt sein, beispielsweise l die Hälfte, so daß die feste Spur aus zwei Halbringen besteht, oder es können alle Teile unter sich fest verbunden sein, so daß die ganze feststehende Spur aus einem einzigen zusammenhängenden Ring besteht. In Fig. 6 ist außerdem gezeigt, wie das vordere Ende des oberen Schenkels bei 5 sclmabelartig nach unten geformt ist, damit es zwecks leichter Durchbiegung dünn gehalten werden kann und für das Mitnehmen des Öles durch die bewegliche Scheibe doch eine große Abrundung' s-t besitzt. Ähnlich, wie an Hand, der Fig. 5 dargelegt, ist der obere Schenkel bei T über den Quersteg hinaus ver einem längert und zugeschärft, um ein Anfressen an dieser Stelle zu vermeiden. Die geringe Wandstärke des oberen Sehenkels der U-Form sichert eine gute Wärmeableitung von den Gleitflächen durch die Wandung hindurch an das frisch zugeführte, kühle Öl. Dies ist ein ganz besonderer Vorteil des Erfindungsgegenstandes gegenüber vorbekannten Spurlagern, bei welchen die feststehende Spur als großer Klotz ausgeführt ist, welcher wegen seiner geringen, vom öl benetzten Oberfläche nicht geeignet ist, die Reibungswärme hinreichend an das Öl abzuführen und die deshalb leicht zu Schaden kommt. P ΛTE N T- AN S PRÜC H E :

1. Spurlager mit radial gerichteten Ölzuführimgsrillen, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen zwei Rillen befindliche Teil der einen der zusammenarbeitenden Spuren—in einem zur Wellenachse gleichachsigen Zylinderschnitt gesehen — die Form eines U hat, dessen Schenkel der Drehbewegung der Gegenplatte entgegengerichtet sind.

2. Spurlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Geg'enscheibe zugekehrte Schenkel der U-Form vom Quersteg gegen dieölrille hin abnehmende Dicke besitzt.

3. Spurlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Gegenscheibe zugekehrte Schenkel um ein geringes Stück über den Quersteg durchfedernd hinausragt.

4. Spurlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß \venigstens zwei aufeinanderfolgende Teile mit U-förmigem Querschnitt durch ihre von der Gegenscheibe abgelegenen Schenkel miteinander verbunden sind.

Hierzu 1 BUitt Zeichnungen.