DE602004004744T2

DE602004004744T2 - Lagergehäuse mit einem aufgeteilten Ring für Öl-Drainage und -Sammlung

Info

Publication number: DE602004004744T2
Application number: DE602004004744T
Authority: DE
Inventors: Peter G. Amston Delano
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 2003-12-29
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2024-12-09
Also published as: KR100609363B1; DE602004004744D1; JP2005195177A; EP1550814A3; EP1550814A2; KR20050069874A; EP1550814B1; US20050141793A1; CN1637307A; JP4050272B2; US6997618B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(1) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lagergehäuse sowie auf ein Verfahren zum Herstellen von diesem, wobei das Lagergehäuse sowohl die Drainage von Öl als auch das Sammeln von Öl ermöglicht.
(2) Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik
Typischerweise sind Lagergehäuse für die Ausführung von zahlreichen Funktionen ausgebildet, die den Schutz des Lagerraums gegenüber der äußeren Umgebung, das Abstützen eines Lagers sowie die Schaffung einer Einrichtung für die Drainage bzw. Abführung von Öl von den Lagern und Dichtungen weg zu einer Spülaufnahme beinhalten. Häufig ist es jedoch bevorzugt, eine Ölmenge in einem Reservereservoir zur Verwendung in dem Fall zurückzuhalten, dass die Zufuhr von Öl zu dem Lagergehäuse momentan unterbrochen ist. Die Idee des Rückhaltens von Öl oder der Aufrechterhaltung eines Ölreservoirs steht somit in Konflikt mit der grundlegenden Funktion der Drainage von Öl zurück zu Spülleitungen. Ohne die Möglichkeit zu einer Drainage, durch die eine Drainage von Öl zurück zu den Spülleitungen erfolgt, kann der Lagergehäuseraum mit Öl überflutet werden, wobei dies zu Problemen im Betrieb führen kann. Ein Beispiel eines allgemeinen Lagergehäuses, das die Drainage von Öl zulässt, findet sich in der WO-A-92/11470.
Es besteht somit ein Bedarf für ein Lagergehäuse, das die Notwendigkeit zum Aufrechterhalten eines Ölreservoirs mit der damit in Konflikt stehenden Notwendigkeit der Drainage von Öl aus dem Lagergehäuse heraus sowie in Spülleitungen hinein in ein Gleichgewicht bringt. Im Spezielleren besteht ein Bedarf für eine Lagergehäuseausbildung, die diese beiden, zueinander gegensätzlichen Erfordernisse in ein Gleichgewicht bringt.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Schaffung eines Lagergehäuses sowie eines Verfahrens zum Herstellen von diesem, wobei das Lagergehäuse sowohl die Drainage von Öl als auch das Sammeln bzw. die Bevorratung von Öl zulässt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Lagergehäuse Folgendes auf: einen Ringkörper mit einer Rückseite und einer Vorderseite, eine Barriere, die sich von der Rückseite bis zu der Vorderseite erstreckt, um eine erste und eine zweite Zone zu bilden, eine sich durch die Vorderseite hindurch erstreckende erste Öffnung in der ersten Zone und eine sich durch die Vorderseite hindurch erstreckende zweite Öffnung in der zweiten Zone, wobei sich zumindest ein Bereich der ersten Öffnung auf einem niedrigeren Niveau als ein unterstes Niveau der zweiten Öffnung befindet.
Weiterhin weist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren für die Drainage und die Bevorratung von Öl in einem Ringkörper folgende Schritte auf: Bilden eines Ringkörpers von einer Rückseite und einer Vorderseite aus, Bereitstellen einer Barriere, die sich von der Rückseite zu der Vorderseite erstreckt, auf einer Höhe zum Bilden einer ersten und einer zweiten Zone, Bilden einer ersten Öffnung, die sich durch die Vorderseite hindurch erstreckt, wobei sich zumindest ein Bereich der Öffnung unterhalb von einer Füllhöhe befindet, Bilden einer zweiten Öffnung, die sich durch die Vorderseite hindurch erstreckt und sich oberhalb von der Füllhöhe befindet, sowie Ausleiten von Öl durch die erste Öffnung aus der ersten Zone und Bevorraten von Öl in der zweiten Zone.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung des Lagergehäuses der vorliegenden Erfindung unter Veranschaulichung der Orientierung der Schnittdarstellung der 4 und der 2;
2 eine Schnittdarstellung des Lagergehäuses der vorliegenden Erfindung unter Darstellung der Barriere;
3 eine perspektivische Darstellung des Lagergehäuses der vorliegenden Erfindung unter Darstellung der Platzierung der Öffnungen, der Barriere und der Wasserlinie; und
4 eine Schnittdarstellung des Lagergehäuses der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Eine Lehre der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Schaffung eines Lagergehäuses, das eine erste und eine zweite Öffnung verwendet, die sich beidseits einer Barriere in das Lagergehäuse hinein erstrecken, wobei die Barriere für die gleichzeitige Drainage von überschüssigem Öl sowie zum Aufrechterhalten eines ausreichenden Ölvorrats positioniert ist. Wie im Folgenden noch ausführlicher beschrieben wird, sind die genannten Öffnungen in der Lage, zwei separate und voneinander verschiedene Ölpegel bzw. Ölstände aufrecht zu erhalten, wobei dies aus der Tatsache resultiert, dass sich die Öffnungen in zwei separate Zonen erstrecken, die beidseits einer Barriere gebildet sind. Die Barriere wird während des Gießens des Lagergehäuses gebildet. Das Luftrohr dient als Austritt für unter hohem Druck stehende Luft, die dem Lagergehäuse zugeführt wird, um dadurch eine dichte Dichtung zu schaffen und einen Austritt für jegliches Öl zu ermöglichen, das die Dichtung überwinden kann. Die vorliegende Erfindung verwendet die Barriere sowohl für die Drainage von Öl auf der einen Seite der Barriere zu der ersten Öffnung hin als auch für die Bevorratung von Öl auf der anderen Seite der Barriere.
Im Allgemeinen wird Öl durch Ölzuführrohre in einen Lagerraum gepumpt. Anschließend wird das Öl im Allgemeinen durch Verzweigungseinrichtungen, Düsen oder interne Passage in gewünschte Anteile geteilt. Ein Teil dieses Öls kann durch eine Düse in einem Strahl auf ein Ziel gerichtet werden. Häufig handelt es sich bei diesem Ziel um ein Lager, ein Zahnrad, eine Dichtung, eine zusätzliche Passage oder andere Gebilde. In diesem Lagerraum wird ein Teil des Öls gegen ein Lager und eine Dichtung gerichtet. Dieses Lager- und Dichtungseinrichtung ist in dem Lagergehäuse 10 untergebracht. Von dem Öl, das gegen das Lager gerichtet wird, treten in etwa gleiche Teile dieses Öls in Vorwärts-Rückwärts-Richtung durch das Lager hindurch, wobei sie sich radial nach außen bewegen. Das Öl, das sich zur Rückseite des Lagers sowie radial nach außen bewegt hat, wird durch das Lagergehäuse 10 gesammelt. Öl, das in Richtung auf die Dichtung gerichtet wird, die sich rückwärts von dem Lager befindet, bewegt sich radial nach außen und wird ebenfalls von dem Gehäuse 10 gesammelt. Die Gesamtheit des Öls, das sich zur Rückseite des Lagers bewegt hat, wird von dem Lagergehäuse 10 gesammelt, wobei nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung entweder eine Drainage von Öl oder eine Bevorratung von Öl erfolgt.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 3 ist das Lagergehäuse 10 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Lagergehäuse 10 ist um eine Mittenlinie 45 herum radial angeordnet. Luft wird durch ein Eintrittsluftrohr 29 in das Lagergehäuse 10 gepumpt, und die Luft verlässt das Lagergehäuse in Richtung auf den Boden des Lagergehäuses 10 durch ein Austrittsluftrohr 27. Unter Bezugnahme auf 4 ist eine partielle Schnittdarstellung des Lagergehäuses 10 im Detail dargestellt, und zwar entlang der Linie 4-4 der 1. Das Lagergehäuse 10 ist gebildet aus einer Rückseite 21 und einer Vorderseite 23, die einen Ringkörper 22 bilden. Im Betrieb ist das Lagergehäuse 10 in der in 3 dargestellten Weise derart angeordnet, dass sich Öl im Inneren des Lagergehäuses 10 unter dem Einfluss der Schwerkraft innerhalb des Ringkörpers 22 an dem Boden des Lagergehäuses 10 in der Nähe des Austrittsluftrohrs 27 sammelt, das zum Boden des Lagergehäuses 10 hin gelegen ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Schnittdarstellung entlang der Linie 4-4 am unteren Totpunkt des Lagergehäuses 10 während des Betriebs dargestellt ist. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass das Austrittsluftrohr 27 von dem unteren Totpunkt geringfügig versetzt angeordnet ist.
Unter Bezugnahme auf 2 ist die durch die Herstellung des Austrittsluftrohrs 27 gebildete Barriere dargestellt. 2 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung des Lagergehäuses 10 durch die Mittenlinie des Austrittsluftrohrs 27 entlang der Linie 2-2 der 1. Wie zu sehen ist, ist eine Barriere 25 durch das Luftrohr 27 und ein Blockierelement 28 gebildet, das sich von unterhalb des Austrittsluftrohrs 27 nach unten und nach außen sowie in Berührung sowohl mit der Rückseite 21 als auch der Vorderseite 23 erstreckt. Als Ergebnis hiervon verhindert die Barriere 25 die freie Bewegung von Öl, das sich am Boden des Lagergehäuses 10 sammelt, von Seite zu Seite. Da die Barriere 25 die freie Bewegung von Öl von der einen Seite der Barriere 25 auf die andere Seite der Barriere 25 innerhalb des Ringkörpers 22 verhindert, ist es möglich, Drainageöffnungen durch die Vorderseite 23 des Ringkörpers 22 auszubilden, so dass die Drainage von Öl von jeder Seite der Barriere 25 mit einer anderen Rate erfolgt.
Unter Bezugnahme auf 3 sind die Position und die Funktionsweise der ersten Öffnung 11 und der zweiten Öffnung 13 im Detail dargestellt, die zum Erzielen einer unterschiedlichen Bevorratung/Drainage von Öl verwendet werden, das sich am Boden des Ringkörpers 22 angesammelt hat. Die Barriere 25 trennt den Ringkörper 22 effektiv in eine erste Seite 53 und eine zweite Seite 55. Eine Füllhöhe 51 definiert den obersten wünschenswerten Pegel des Öls, so dass die auf der zweiten Seite 55 zurückgehaltene Ölmenge, die durch die Barriere 25, die Rückseite 21 und die Vorderseite 23 begrenzt ist, in einer ausreichenden Menge vorliegt, um die hinsichtlich des zurückgehaltenen Öls bestehenden Erfordernisse des Lagergehäuses 10 zu erfüllen. Die zweite Öffnung 13 ist vorzugsweise durch die Vorderseite 23 in den Ringkörper 22 hinein ausgebildet, so dass der unterste Bereich der zweiten Öffnung 13 sich in etwa auf der gleichen Höhe befindet wie die Wasserhöhe bzw. Füllhöhe 51. Die Füllhöhe 51 liegt vorzugsweise unmittelbar unter dem höchsten Punkt der Barriere 25. Im Gegensatz dazu ist die erste Öffnung 11 durch die Vorderseite 23 hindurch ausgebildet und erstreckt sich in den Ringkörper 22 auf der ersten Seite 53 hinein, und zwar so nahe zu der Barriere 25, wie dies praktikabel ist. Die Größe der Öffnung 11 ist derart gewählt, dass für eine Öldrainage gemäß den spezifizierten Öldrainageerfordernissen des Lagergehäuses 10 gesorgt ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Öffnungen 11, 13 Schlitze, die umfangsmäßig um die Vorderseite 23 herum angeordnet sind.
Im Betrieb sammelt sich Öl tendenziell am Boden des Lagergehäuses 10 und des Ringkörpers 22 beidseits der Barriere 25 im Wesentlichen mit der gleichen Rate. Da die erste Öffnung 11 sich recht nahe bei dem unteren Totpunkt sowie nahe bei der Barriere 25 befindet, besteht bei Öl, das sich auf der ersten Seite 53 zu sammeln beginnt, eine Tendenz zum Austreten aus dem Lagergehäuse 10 durch die erste Öffnung 11 hindurch. Im Gegensatz dazu besteht bei Öl, das sich auf der zweiten Seite 55 des Ringkörpers 22 zu sammeln beginnt, bei dem sich in dieser Weise sammelnden Öl die Tendenz zur Bildung eines Vorrats, dessen Höhe stetig zunimmt, bis die Höhe des Öls in Reserve die Füllhöhe 51 erreicht. An dem Punkt, an dem der Ölpegel die Füllhöhe 51 erreicht, führt jegliche weitere Zufuhr von Öl auf der zweiten Seite 55 dazu, dass das Öl durch die zweite Öffnung 13 ausgeleitet wird. Auf diese Weise wird in kontinuierlicher Weise Öl von der ersten Seite 53 des Lagergehäuses 10 ausgeleitet oder ausgespült, während gleichzeitig ein gewünschtes Ölvolumen, das bis zu der Füllhöhe 51 reicht, in Reserve gesammelt wird. Für den Fall, dass sich Öl so rasch ansammelt, dass der Ölstand sowohl auf der ersten Seite 53 als auch auf der zweiten Seite 55 über die Oberseite der Barriere 25 ansteigt, wirken sowohl die erste Öffnung 11 als auch die zweite Öffnung 13 gemeinsam zum Ausleiten von überschüssigem Öl.
Es ist erkennbar, dass gemäß der vorliegenden Erfindung ein Lagergehäuse sowie ein Verfahren zum Herstellen von diesem geschaffen worden sind, wobei das Lagergehäuse sowohl die Drainage als auch die Bevorratung von Öl ermöglicht, und zwar in einer Weise, mit der sich den vorstehend genannten Zielen, Mitteln und Vorteilen vollständig Genüge leisten lässt. Während die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit speziellen Ausführungsbeispielen von dieser beschrieben worden ist, erschließen sich den Fachleuten, die die vorstehende Beschreibung gelesen haben, weitere Alternativen, Modifikationen und Variationen. Daher sollen diese Alternativen, Modifikationen und Variationen, wie diese im breiten Umfang der beigefügten Ansprüche liegen, mit umfasst werden.

Claims

Lagergehäuse (10), aufweisend: einen Ringkörper (22) mit einer Rückseite (21) und einer Vorderseite (23); eine Barriere (25), die sich von der Rückseite (21) bis zu der Vorderseite (23) erstreckt, um eine erste und eine zweite Zone (53, 55) zu bilden; eine sich durch die Vorderseite (23) hindurch erstreckende erste Öffnung (11) in der ersten Zone (53); und eine sich durch die Vorderseite (23) hindurch erstreckende zweite Öffnung (13) in der zweiten Zone (55), wobei sich zumindest ein Bereich der ersten Öffnung (11) auf einem niedrigeren Niveau als ein unterstes Niveau (51) der zweiten Öffnung (13) befindet.
Lagergehäuse nach Anspruch 1, wobei das unterste Niveau (51) sich unterhalb einer Höhe der Barriere (25) befindet.
Lagergehäuse nach Anspruch 2, wobei die zweite Zone (55) durch die Barriere (25), die Rückseite (21), die Vorderseite (23) sowie das unterste Niveau (51) begrenzt ist.
Lagergehäuse nach Anspruch 3, wobei die zweite Zone (55) ein Volumen hat, das gleich einer Ölrückhaltemenge ist, die einem Ölrückhalteerfordernis des Lagergehäuses (10) entspricht.
Lagergehäuse nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die erste Öffnung (11) und die zweite Öffnung (13) um die Vorderseite (23) radial angeordnet sind.
Lagergehäuse nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Barriere (25) ein Blockierelement (28) und ein Luftrohr (27) aufweist, das an einem oberen Bereich des Blockierelements (28) angebracht ist.
Verfahren für die Drainage und die Bevorratung von Öl in einem Ringkörper (22), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bilden eines Ringkörpers (22) von einer Rückseite (21) und einer Vorderseite (23) aus; Bereitstellen einer Barriere (25), die sich von der Rückseite (21) zu der Vorderseite (23) auf einer Höhe zum Bilden einer ersten und einer zweiten Zone (53, 55) erstreckt; Bilden einer ersten Öffnung (11), die sich durch die Vorderseite (23) hindurch erstreckt, wobei sich zumindest ein Bereich der ersten Öffnung (11) unterhalb von einer Füllhöhe (51) befindet; Bilden einer zweiten Öffnung (13), die sich durch die Vorderseite (23) hindurch erstreckt und die sich oberhalb von der Füllhöhe (51) befindet; und Ausleiten von Öl durch die erste Öffnung (11) aus der ersten Zone (53) sowie Bevorraten von Öl in der zweiten Zone (55).
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Bereitstellung der Barriere (25) die Bereitstellung der Barriere (25) auf der Höhe oberhalb von der Füllhöhe (51) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Bilden der ersten und der zweiten Öffnung (11, 13) folgende Schritte aufweist: Anordnen der ersten Öffnung (11) um die Vorderseite (23) in radialer Weise; und Anordnen der zweiten Öffnung (13) um die Vorderseite (23) in radialer Weise.