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Fliehkraftkreislaufschmierung für Kurbellager, insbesondere für Stangenlager
von Lokomotiven Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftkreislaufschmierung für Kurbellager
mit als Schmiermittelbehälter ausgebildetem Kurbelzapfen, insbesondere für Stangenlager
von Lokomotiven, bei der das Schmieröl aus dem Zapfeninnern mittels der Fliehkraft
durch eine Verbindung, die von der Drehachse des den Zapfen tragenden Radkörpers
abgewandten Hälfte des Zapfeninnern ausgeht, zur Lagerfläche gedrückt wird und das
aus der Lagerfläche austretende Schmieröl von Stellen, die der Drehachse des den
Zapfen tragenden Radkörpers abgewandt sind, durch den Zapfenumlauf nach dieser Achse
zugewandten Stellen gelangt, von wo es gleichfalls mittels der Schleuderkraft in
das hohle Zapfeninnere zurückgefördert wird. Gleichfalls auf der von der Radkörperachse
abgewandten Hälfte des Zapfeninnern ist dabei neben dem Hauptschmierkanal ein zusätzlicher
Kanal vorgesehen, der im Vergleich zum Hauptkanal nur eine geringe Schmiermittelmenge
durchläßt und als Notschmierung dient.
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Bei einer früher vorgeschlagenen Ausführung dieser Art wird der zusätzliche
Kanal durch einen Docht gegenüber dem Zapfeninnern abgeschlossen. Es hat sich jedoch
gezeigt, daß die Gefahr besteht, daß der für die Notschmierung vorgesehene Docht
infolge
der großen Fliehkräfte, denen die Kurbellager ausgesetzt sind, und des starken Ölumlaufes
in die Lagerfläche hereingezogen und dort zerrieben wird. Außerdem bestellt die
Gefahr des Verfilzens des Dochtes, so daß er nicht mehr genügend Öl durchläß t.
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Die Erfindung vermeidet die geschilderten Mängel in erster Linie dadurch,
daß der die Notschmierung bewirkende, das Zapfeninnere mit der Lagerfläche verbindende
Kanal durch einen Drosselkanal von geringem Querschnitt, aber großer Länge gebildet
wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung für den Fall des Stangenlagers eines Kuppelzapfens dargestellt.
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Abb. i zeigt das Lager im Längsschnitt; Abb. 2 stellt in größerem
Maßstabe eine Einzelheit der Abb. i dar, und Abb. 3 ist der Schnitt nach der Linie
III-III der Abb. 2.
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Mit i ist der Kurbelzapfen bezeichnet, der fest in dem Radkörper 2
eines Lokomotivrades sitzt. Die auf dem Kurbelzapfen i gelagerte Kuppelstange führt
die Bezeichnung 3, der fest mit ihr verbundene Lagerkörper die Bezeichnung 4. Die
in Abb. i angedeutete Drehachse 5 des Rades 2 liegt über der Kurbelstange 3 ; diese
ist also in ihrer unteren Totlage dargestellt. Das Innere 6 des Kurbelzapfens i
ist hohl ausgebildet und dient als Schmiermittelvorratsbehälter. Nach der Radkörperseite
hin ist der Behälter 6 durch einen kolbenförmigen Körper 7 abgeschlossen, in den
ein Entlüftungsröhrchen 8 eingesetzt ist, das dafür sorgt, daß im Behälter 6 während
des Umlaufs des Kurbelzapfens i um die Radachse 5 der atmosphärische Druck aufrechterhalten
bleibt. In das entgegengesetzte Ende des Kurbelzapfens i ragt eine Füllvorrichtung
9 herein, die es gestattet, daß der Behälter von außen her mit Öl gefüllt wird.
Die Füllvorrichtung 9 ist in eine Kappe io eingeschraubt, die fest am Lagerkörper
4 der Kuppelstange 3 sitzt. Die Füllvorrichtung g gestattet es, im Behälter 6 den
mit i i bezeichneten höchsten Ölspiegel einzustellen.
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Auf der von der Drehachse 5 des Rades 2 am weitesten entfernt liegenden
Stelle des Kurbelzapfens i ist in dessen Mantel ein Röhrchen i2 eingeschraubt, das
ein wenig in den Behälter 6 hereinragt. Das Rörchen 12 stellt die Verbindung des
Schmierölbehälters 6 mit der zu schmierenden Lagerfläche 13 her und bildet
den Hauptschmierkanal. Das freie Ende des Röhrchens 12 stellt den Ölspiegel 14 bei
Beginn der Notschmierung ein. Solange sich also der Ölspiegel im Behälter 6 zwischen
den Lagen i i und 14 befindet, kann das Schmieröl ungehindert aus dem Behälter 6
durch die Bohrung des Röhrchens 12 an die Lagerfläche 13
gelangen und bewirkt
einen reichlichen Ölumlauf.
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Das Öl, das aus dem dem Radkörper 2 zugekehrten Ende der Lagerfläche
13 ausgetreten ist, gelangt in einen nach außen abgedichteten Sammelraum
15, von dem aus es durch mehrere parallel zur Achse des Kurbelzapfens i verlaufende
Bohrungen 16 nach dem anderen Ende des Lagerkörpers 4 gefördert wird. An diesem
Ende der Lagerfläche 13
sind an der Stirnseite des Lagerkörpers 4. kreissegmentförmige
Ausnehmungen 17 ausgefräst, die die Auffangvorrichtung für das Öl bilden, von der
aus das Öl in der unteren Totlage der Kuppelstange 3 durch die Schleuderkraft in
den Behälter 6 zurückgeschleudert wird. Zu diesem Zwecke stehen die Ausnehmungen
17 mit einem Rohr 18 in Verbindung, das auf der dem Rohr 12 gegenüberliegenden Seite
des Kurbelzapfens i angeordnet ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist neben dem Hauptschmierkanal 1.2
ein Röhrchen ig radial in den Kurbelzapfen i eingeschraubt, in das ein auf seinem
Mantel mit Gewindegängen 2o versehener Stift 2i eingepaßt ist (vgl. hierzu insbesondere
Abb. 2 und 3). Das aus dem Mantel des Stiftes 21 ausgeschnittene Gewinde 2o bildet
einen Drosselkanal von geringem Querschnitt, aber großer Länge. Der Stift ist an
seinem der Lagerfläche 13
zugekehrten Ende mit einem Kopf 22 in das Röhrchen
ig eingeschraubt. Der Kopf 22 hat zwei in seiner Längsrichtung verlaufende Ausnehmungen
23 (vgl. besonders Abb. 3). Zwischen dem Behälter 6 und der Lagerfläche 13
besteht daher auch dann, wenn der Ölspiegel die mit 14 bezeichnete Lage unterschritten
hat, eine ununterbrochene Verbindung über den durch den Gewindegang 20 geschaffenen
Drosselkanal und die Abflußöffnungen 23 im Kopf 22 des Drosselstiftes 2i. Um zu
verhindern, daß der Drosselkanal 2o verschmutzt, ist das Röhrchen ig mit einer in
den Behälter 6 ragenden zylindrischen Verlängerung 24 versehen, deren freies Ende
durch einen Propfen 25 verschlossen ist. Auf ihrem Umfang hat die Verlängerung 24
auf dem zwischen dem Pfropfen 25 und dem Mantel 26 des Behälters 6 befindlichen
Teil mehrere Bohrungen 27, von denen jeweils drei auf gegenüberliegenden Seiten
und mit Abstand voneinander angeordnet sind. Um go° versetzt dazu sind in der Lücke
zwischen zwei Bohrungen 27 entsprechende Bohrungen 28 vorgesehen. Um die Verlängerung
24 ist ein feinmaschiger Siebmantel 29 herumgelegt.
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Wenn der Ölspiegel bis zur Stelle 14 gesunken ist, so daß kein Öl
mehr aus dem Behälter 6 durch den Hauptschmierkanal 12 nach der Lagerfläche 13 gelangen
kann, gelangt das Öl nur noch durch das feinmaschige Sieb 29, die Bohrungen 27,
28, den Drosselkanal 2o und die Abflußöffnungen 23 zur Lagerfläche 13. Nach
dem Gesetz der Laminarströmung ist die durchströmende Flüssigkeitsmenge verhältnisgleich
dem Druckgefälle sowie der vierten Potenz der Kanalweite und umgekehrt verhältnisgleich
der Länge des Kanals und der Zähigkeit der Flüssigkeit. Das Druckgefälle wird bestimmt
durch die Fliehkraft des umlaufenden Kurbelzapfens und ist daher verhältnisgleich
dem Quadrat von dessen Umlaufzahl. Je nach Wahl der Abmessungen des Drosselkanals
2o kann die durchströmende Ölmenge den Abmessungen und Betriebsbedingungen des Lagers
beliebig angepaßt werden. Von der Lagertemperatur hängt die durchströmende Ölmenge
insofern ab, als bei steigender Temperatur des Lagers
und damit
derjenigen des im Schmiermittelvorratsbehälter 6 befindlichen Öles die Zähigkeit
des Öles geringer und daher die durchfließende Ölmenge größer wird. Die Erfindung
schafft daher eine selbsttätige Regelung der Schmierung in Abhängigkeit von der
Umlaufzahl des Kurbelzapfens und über die Öltemperatur in Abhängigkeit von der Lagerbelastung.
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Die Erfindung ist für Treib- und Kuppelstangenlager von Treibzapfen
ebenso anwendbar wie für Kuppelzapfen. Statt der beim Ausführungsbeispiel erläuterten
Bauweise, wobei ein mit Gewinde versehener Drosselstift 2i passig in eine entsprechende
Bohrung des Röhrchens ig eingesetzt wird, kann auch die Bohrung für die Notschmierung
bzw. das in sie eingesetzte Röhrchen i9 mit Innengewinde ausgestattet sein, dessen
Kern durch einen zylindrischen Bolzen passend ausgefüllt ist.