DE659165C - Drucklager mit unterteilten Lagerflaechen - Google Patents

Description

Lager, die den axialen Druck einer Welle mittels ringförmiger Druckflächen ,aufnehmen sollen, werden, bekanntermaßen häufig so ausgeführt, daß die Druckflächen unterteilt sind und etwas kippen können, so daß sich zwischen Druck- und Lagerfläche ein keilförmiger Ölfilm ausbilden kann.

Es hat sich herausgestellt, daß diese an sich brauchbare Bauart bei sehr hohen Geschwindigkeiten und hohen Lagerbeanspruchungen nicht ,ausreicht, weil das Öl sich zu stark erhitzt, indem ein beträchtlicher Teil des Öls von einer Druckfläche ,auf die andere übertritt und keine ausreichende Gelegenheit zur Abkühlung findet. Auch wenn man ständig neues Öl zuführt, so wird dieses Öl bei den üblichen Lagerbauarten nicht gezwungen, durch die Druckflächen hindurchzutreten, sondern es findet teilweise nebenher zwischen zweien dieser Druckflächen einen bequemeren Weg, so daß diese nicht in vollem Umfange in den Kreislauf- des Öls eingeschaltet sind und Öl zum Teil ungenutzt entweichen kann.

Es kommt also darauf an, den Kreislauf des Öls so zu gestalten, daß sämtliches Öl, das eine Teildruckfläche geschmiert hat, aus dem Lager wieder entfernt, gekühlt und erst danach einer anderen Druckfläche wieder zugeführt wird.

Gleichzeitig ist es wesentlich, daß das Öl so geführt wird, daß es sich über die ganze Lagerfläche veYbreitet unter besonderer Berücksichtigung der Fliehkräfte, die das Öl nach außen zu drängen suchen. Außerdem muß ein Abfließen an der Außenkante vermieden werden. Dias Öl muß daher möglichst' auf der ganzen Länge der Eintrittskante in die 'einzelnen Druckflächen eintreten können, wobei durch geeignete Leitvorrichtungen ein seitliches Ausweichen aus der Druckfläche (in radialer Richtung) verhindert und weiterhin hinter der einzelnen Druckfläche das Öl sofort aus dem Lager geführt wird, so daß ein Übertreten in die folgende Druckfläche nicht möglich ist.

Die beschriebene Wirkung tritt nicht nur ein, wenn das Drucklager in kippende Klötze unterteilt wird, sondern auch wenn die einzelnen Druckflächen feststehend angeordnet sind.

Vorrichtungen zur Führung des Öls durch die !einzelnen Druckflächen und seine Ableitung unmittelbar hinter der Druckfläche sind bereits bekanntgeworden. Ebenso ist eine seitliche, d.h. radiale Begrenzung der Druckflächen durch einen um diese in geringem Abstand herum geführten Ring bereits bekanntgeworden. In diesem Ring sind ebenfalls Öffnungen vorgesehen, die den Zweck haben, ein Drosseln des Ölabflusses zu bewirken, um dadurch ein Trockenlaufen der Lager infolge der Zentrifugalkräfte zu verhindern. Aus dieser bekannten Ausführung ist jedoch nicht die Lehre zu entnehmen, die Öffnungen auf keinen Fall gegenüber den einzelnen Druckflächen anzuordnen, ebenso wie der Ring nicht, wie bei der vorliegenden

Erfindung, eng um die Druckfläche gelegt ist. Erfindungsgemäß soll keine Drosselung im Ölabfluß oder überhaupt im ganzen Kreislauf des Öls erfolgen, vielmehr wird auf die; ungehinderte, aber zwangsweise Führung des', Öls Wert gelegt, wobei über die ganze Seg mentfläche gleiche Druckverhältnisse erreicht; werden sollen.

Allen bekannten Ausführungen ist nicht ίο die Erkenntnis zu entnehmen, daß eine ein-· wandfreie Ausbildung des Ölkeiles in der einzelnen Druckfläche nur erreicht werden kann bei Aufrechterhaltung gleichen Drukkes über den ganzen Umfang der äußeren iS Begrenzung jeder Druckfläche, und daß dementsprechend eine eng an der Druckfläche liegende äußere Begrenzung ohne Unterbrechung durch Öffnungen gegenüber der einzelnen Druckfläche nötig ist, da derartig angeordnete Öffnungen dieselbe Wirkung hätten wie eine schräg verlaufende Nut in einem Drucklager, durch die man früher eine bessere Verteilung des- Öls um den Zapfen des Drucklagers herum erreichen wollte, während nach allgemeinen neuerlichen Erkenntnissen die Anordnung einer derartigen Nut nur die Stetigkeit des den Zapfen tragenden Ölkeiles vernichtet.

Bei besonders hohen Drehzahlen der Wellen in den Drucklagern, auf die sich die Erfindung besonders erstreckt, muß zu dieser ersten, im Merkmal ι niedergelegten Maßnahme noch eine weitere hinzutreten, um das Ziel, gleiche Druckverhältnisse über die ganze Fläche eines Segmentes zu schaffen, zu erreichen. ·

Infolge der verschieden hohen Umfangsgeschwindigkeiten am inneren und äußeren Durchmesser des Lagers wird sich, zusammenwirkend mit den verschieden langen Strekken, die einen konzentrisch um die Welle durch das einzelne Segment durchlaufenden Ölfaden zurückzulegen hat, eine in radialer Richtung über das Segment veränderliche Form des Ölkeiles ergeben, die sich im einer ganz unerwünschten Verschiedenartigkeit der Drücke an den verschiedenen Stellen der einzelnen Druckflächen äußert. Um auch hier wieder die Gleichmäßigkeit des Druckes über die ganze Druckfläche herzustellen, wird gemäß dem Merkmale die Abschrägung der Eintrittskante der einzelnen Druckfläche kontinuierlich veränderlich gestaltet. Durch den verschiedenen Anstellwinkel wird eine gleichmäßige Form des Ölkeiles erreicht. Bekanntgeworden ist bisher nur die Abschrägung der Eint'rittskanten der einzelnen Druckflächen. Nicht bekanntgeworden ist jedoch die Notwendigkeit und die Mittel bei Wellendrucklagern, bei denen die Geschwindigkeitsunterschiede zwischen innerem und äußerem Druckflächendurchmesser recht groß sein können, durch eine Abschrägung der Eintrittskante unter radial verschiedenem Winkel zu einer -ipun wieder gleichmäßigen Form des Öl- !/kejles zu gelangen.

^:"'λ Die Erfindung ist in den Abb. 1 bis 6 "ischematisch dargestellt, ohne daß die dargestellte Ausführungsart eine Einschränkung des Erfindungsgegenstandes bedeuten soll.

Die Abb. 1 bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele für Drucklager mit kippenden Klötzen. In den Abb. 1 und 3 ist jedesmal eine Aufsicht auf eine Druckfläche dargestellt. Das an der in Pfeilrichtung umlaufenden Welle 1, die den nicht dargestellten Druckring trägt, zugeführte frische Schmieröl strömt zunächst in den Zwischenraum 2 zwischen je ,zwei Klötzen. Über die Abschrägung 3 gelangt es in die eigentliche Druckfläche 4, in der sich der,. Ölkeil ausbildet. Aus der Druckfläche gelangt das Öl in die zweckmäßigerweise in den Klotz eingearbeitete Nut 5, aus der es in Richtung der radialen Pfeile durch Öffnungen 6 des Ringes 7 aus dem Lager abfließt. Der Ring 7 liegt mit ganz geringem Zwischenraum um die Klötze und soll das seitliche (radiale) Austreten von Öl aus den Druckflächen verhindern. Die die Nut 5 abschließende Kante 8 des Klotzes dient mit ganz geringem Spiel gegen den Druckring (3/100 mm) als Abstreifkante, die ein Durchtreten von bereits gebrauchtem Schmieröl in die nächste Druckfläche verhindert. In Abb. 3 ist an die Kante 8 noch der Vorsprung 9 angefügt, der ein direktes Durchfließen von frischem Öl aus dem Zwischenraum 2 in die Öffnungen 6 verhindern soll.

Die Abb. 2 und 4 stellen Schnitte durch die Druckklötze der Abb. 1 bzw. 3 auf mittlerem Radius dar.

In Abb. 5 ist die Gesamtausführung eines Drucklagers mit feststehenden Druckflächen gemäß der Erfindung dargestellt. Es ist wiederum, wie 'auch in der einen Teil eines Schnittes durch die Druckflächen der Abb. 5 auf mittlerem Radius zeigenden Abb. 6, mit 1 die Welle und mit 2 der Zwischenraum zwischen zwei Druckflächen, durch den das Öl der ganzen Länge der abgeschrägten Eintrittskante 3 zufließt, bezeichnet. Die einzelnen Druckflächen sind mit 4 und die Abflußnuten mit 5 bezeichnet. Da es sich um feststehende Druckflächen handelt, ist der das seitliche Austreten von Öl aus den Druckflächen verhindernde Ring 7 unmittelbar an die Druckfläche 4 angefügt. Das Öl fließt durch Öffnungen 6 aus dem Lager ab; die Kante 8 ist ebenfalls als Abstreifkante ausgebildet. Die verschiedene Abschrägung der Eintrittskantenveränderung (des Anstellwinkels) gemäß Merkmal 2 ist aus Abb. 1 zu er-

sehen, in der der Verlauf der Innenkante der Abschrägung 3 bei sich radial änderndem Anstellwinkel strichpunktiert dargestellt ist. Dte" Strömungsrichtung des von der Welle zu^;. geführten Öls ist durch kleine Pfeile angedeutet.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Drucklager mit unterteilten Lagerflächen, denen das Schmieröl mit Überdruck zugeführt wird und durch Leitvorrichtungen und zwischen Dichtungen zwangsweise über die Lagerflächen geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

   z. B. durch einen die festen Druckflächen uimgebenden Ring des Lagerkörpers oder der Welle ein unmittelbares Austreten des Öls aus der Druckfläche verhindert wird und in den Ring Öffnungen für die Ableitung des Öls angeordnet werden, die den Abflußkanälen zwischen je zwei Drucksegmenten genau oder annähernd gegenüberliegen, daJ3 ferner die Abschrägung der Eintrittskanten (der Anstellwinkel) jeder einzelnen Druckfläche in radialer Richtung zunehmend verändert ist, um einen gleichmäßigen Ölkeil trotz der verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten zu erreichen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen