DEP0005583DA - Umlaufschmierung für schnellaufende Vertikalwellen, insbesondere bei hängenden Spinnzentrifugen - Google Patents

Description

Aktenzeichen: ρ 5583 VII/29a D

Umlaufschmierung für achnellaufende Vertikalwellen, ins besondere bei hängenden. 5pinnzentrifugen,ffi4.£--

Dr. Heinrich Hampel
Oberhausen RhId.

Senkrecht angeordnete ,fellen honer Drehzahl, die am oberen Ende die Antriebsvorrichtung, meist einen Elektromotor, und an ihrem unteren Ende das in TJmdrenung zu versetzende aggregat tragen, werden im allgemeinen in zwei Vertikallagern geführt. Derartige Antriebswellen verwendet man bei hängenden Trenn- oder jilarscnleudern und auch bei hängenden 3pinnzentrifugen, wie sie zur Verzwirnung frisch erzeugter ilunstseidefaden oder verstreckter Baumwoll-, <voli- oder Jutevorgarne vorgeschlagen wurden, ferner beispielsweise bei Deckenventilatoren und vertikalen Kreiselpumpen.

"-längende Dpinnaentrifugen, für welche die Schmier vorrichtung nach der Erfindung hauptsächlich bestimmt ist, ohne damit eine Verwendung for ahnliche awecüe auszuscnliessen, erfordern ihrer honen J3rehsahl (8000 - 12 000 Upm) und Betriebsbeanspruchung wegen eine besonders sorgfältige Lagerscninierung. ¹Oie arbeiten deshalb stets mit dauerndem Olumlauf, wobei das Scamiermittel einem untergebauten ölbehälter entnommen wird, in den es fortlaufend wieder zuru-ckkenrt.

Bei Disner bekannten upinnzentrifugan stehender Bauart reicht das unxerste -inde der hohlgeoohrten kienxrifugenwelle zu diesem Zweck bis in ein untergebautes Olgefass niaab. t/ährend des Zentrifugenlaufes steigt das Dchmieriaittel innerhalb der konisch ausgeführten nellenbohrung aufgrund von Zentrifugalkräften nach oben, so es aus seitlichen ,.elleiiöifnuagen a.uf die Lagerstellen herabfliesst, um seinen kreislauf von neuem zu beginnen, dtatt mit Hilfe einer naca oben weiter werdenden .»ellenbohrung kann man das 01 aich durch am unteren zeilenende eingeschnittene Schraubengange in die ilohiwelle nineinbeförctern. üei hängenden Öpinnzentrifugen, bei denen der Faden dem Spinntopf durch eine zentrale ^ellenbohrung zulauft, ist diese Art der Lagerschmierung unmöglich, weil die «ellenüohrung flr eine Senmiermittel-Förderung nicht mehr zur Verfugung stent.

Die hängende Bauart bereitet aber auch an sich an der unteren

«Yellenlagerstelle erheblicne Schwierigkeiten. Sowohl während des Betriebes als auch während des Stillstandes dürfen hier unter keinen Jmstänaen Ölverluste eintreten, weil bei dem meist nur geringen Umlaufvorrat andernfalls die Gefahr besteht, dass die Lager neisslaufen. Ausserdem fuhrt das herauslaufende Öl zu unerwünschten Verschmutzungen des Schleudergutes oder seiner Hingebung.

Durch Stopfbuchsen ist keine befriedigende abdichtung der unteren Lagerstelle erreichbar, weil sie bei hohen Drehzahlen untragbar hohe Eeibungsverluste verursachen und bei Betriebsstillstunden nicht unbedingt dicht halten.

^ine in jeder Leüiehun₆ emwanaireie una unter allen Umstanden auslaiafsicnere Umlaufschmierung scnnellaufender Vertikalwellen, insbesondere bei hängenden Spinnzentx^ifugen, wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die ,«eile an ihrem unteren Lnde unterhalb des unteren Lagers einen flissigkeitsdieht aufgesetzten ölbehälter trägt. Die bei der <.ellendrehung auftretende Zentrifugalbeschleunigung druckt das in diesem dauernd mitrotierenden Olbecher vorhandene diinnflässige Schmiermittel durch im Lagergehäuse stillstehend angeordnete Steigleitungen bis zur oberen lagerstelle hinauf. Von hier aus fIiesst es auf die untere Lagerstelle und danach in den Ölbehälter herab, um seinen kreislauf von neuem zu beginnen.

Besonders vorteilhaft ist es, nenn der mitumlaufende Ölbehälter eine flaschenfürmige Gestalt hat una die feststehend angeordneten Steigleitungen an ihren unteren .üin tritt soff nungen von einem jiingkörper umgeben sind.

//eitere einzelheiten zeigen die in der Zeichnung dargestellten Ausf ührungsbeiripie-le des Erfinaungsgegenstandes .

Fig. 1 zeigt einen al&sialen Vertikalschnitt durch die Schmiervorrichtung nach der Erfindung bei Verwendung eines zylin&risö&en Ölbehälters.

Pig.2 - 6 erläutern die zugehörigen Einzelheiten.

x'ig. 7 zeigt einen aefesialen Vertikal schnitt durch die neue SchJäiervorrichtung bei Verwendung eines bauchigen ülbeaalters.

Fig. 8 u.9 erläutern die zugehörigen Einzelheiten.

fig. Io zeigt einen a«&siaien Tertikaischnitt durch die

neue Schmiervorrichtung bei Verwendung einer ringförmigen ölfördervorrichtung.

£.11-14 erläiiiexn die zugehörigen su inzeihe it en*

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15-20 zeigen aie ^usgestaltung der Scnmiervorrlehtung bei Verwendung von Gleitlagern.

Die Vertikalwelle 1 (Fig.l) trägt oben eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung, insbesondere einen Elektromotor· Auf ihrem unteren rinde ist das in Umlauf au versetzende Aggregat, z.B. ein Spinntopf, ein Ventilatorflügel oder ein Pumpenläufer aufgesetzt. Me tfelle 1 dreht sieh in den Kugellagern 2 und 3 t die in einem Lagergehause 4 3±tzen, das dem Lagerflansch 5 angegossen ist, der u.a. auch zum Aufsetzen des iäotorgenäuses aienen kann.

AueÖjdas untere, menrfacn abgesetzte Hinde der «eile 1 unterhalb des unteren Lagers 3 ist der ulbecner 6 mittels eines ihm eingegossenen Stutzens 7 aufgeschrumpft. Der ülbecher 6 umgreift die Aussenflache der Lagerhulse 4 und reicht nach oben bis fast an den Lagerflansch 5 heran, nüssen wird der ulbecner 6 von eimern feststehenden Schutemantel 8 dicht umgeben, der an den Lagerflansch 5 angegossen ist.

In die innexe Mantelfläche des La.gergehauses 4 (Pig.4) sind drei von oben bis unten durcngehende Langsnuten 9 eingeschnitten. In jeder Hute 9 liegt ein dinnes Sohr Io, das durch Lot- oder klebemittel dort befestigt ist. An ihren beiden binden sind die lionre Io (Pig.6) rechtwinklig unigeDogen. Die unteren Umbiegungen 11 (Fig.l u.t>) liegen unmittelbar im ülbecher 6. Die oberen Umbiegungen 12 sitzen in Ausnemaungen 13 (Pig.l u.3), die am oberen Sande der Lagerhalse 4 angebracnt sind.

Von oben her wird soviel ul in das Lagergehäuse 4 eingegossen, dass es den 'Jlbecher 6 im Ruhezustand etwa bis zur Höhe des Stutzens 7 füllt. Jo~bald die «κeile 1 mit ausreichen! hoher Drehzahl umlauft, wird das im .becher 6 vorhandene Öl durch die auftretende Zentrifugal "beschleunigung so*eit emporgehoben, dass seine Oberflache die aus Pig. 1 ersichtliche Lage einnimmt, aufgrund der iüm innewohnenden Bewegungsenergie wird es hierbei nach dem Prinzip der Zentrifugalpumpe in die unteren ümbiegungen 11 (Pig.5) der Ulförderrohre Io hineingedrackt und soweit emporgetrieben, dass es am oberen jlonrende 12 ausströmt und sich auf das Kugellager 2 ergiesst. Von hieraus fliesst es zum unteren Kugellager 3 und danach in den Olbecher 6 zurucl, um den beschriebenen Kreislauf von neuem zu beginnen.

&ur Auswechselung des ölvorrates kann der ölbecher 6 an seiner Unterflache (Fig.2) mit einer, oder aus rotationsdynamischen

Gründen mit, zwei bis drei symmetrisch angeordneten ivntleerungsschr&uben 14 ausgestattet sein. .Der Becherstutzen 7 sollte an seiner Oberkante eine Lot- G&er üittfuge 15 (Pig-l) besitzen, deren Anbringung auch ein Ausfliessen von ölspuren unter allen Unständen ausschliesst.

Bei sehr hoher UmlciUfgeschwinaigkeit kann der ölspiegel bia über die Oberkante des zylindrischen ö'lbechers 5 hinwegsteigen. Hiermit #aren weitgehende Ölverluste verbunden, die eine geordnete Lagerschmierung unmöglich machen. Dieser Nachteil lässt sich vermeiden, wenn man dem ölbecher eine flaschenförmige Form gibt.

Ein derart ausgeführter Ölbehälter 16 (Fig.7) besitzt an seinem oberen Bande 17 einen erheblich geringeren Durchmesser als in seinem Rumpf 18. Jährend er oben die Lagerhülse 4 dicht umschliesst, ist seine Wandung im mittleren und unteren Teil ziemlich weit davon entfernt. Bei maximaler 3otationsgeschwindigkeit nimmt das vorhandene Olvolumen die liveauflache 19 an, ohne den oberen -decaerranü erreichen zu können. Auch bei höchster jjrenzahl sin^ daher keine Ölverluste zu befarchten.

km unteren ünde eind die verwendeten OLförderrohre 2o soweit abgebogen, dass ihre Umbiegungen 21 (Fig. 7 und 8) bis in den fiuiapf ded .>lbecners 16 hineinragen. Kuten 22, welche in die Unterka.nte der Lagerhülse 4 eingeschnitten sind, dienen den umgebogenen Bohrenden 21 als Auflageflächen.

am oberen ^nde (Fig.7) sind aie GIföraerronre 2o mit Stopfen 23 versehen, weiche durch eine auf der Oberkante der Lagerhalse liegende Deckplatte 24 aindurchrsgen. Oberhalb dieser Deckplatte sind in die Stopfen 23 (Fig.9) radial verlaufende Stifte 25 eingeschlagen. _Auf diese rfeise werden die Ulförderrohre 2o in ihrer vorgeschriebenen Lage betriebssicher festgehalten. Das geförderte 01 fliesst durch eine am oberen .linde jedes Pörderrohres eingescnnittene Öffnung 26 auf die obere Lagerstelle. Der Umfang der Ölförderung hangt; von der Lichtweite der Steigrohre ab und kann durch dort angebrachte Filterschichten weitgehend gedrosselt werden.

Zur Herabsetzung der Luftreibungsverluste ist der Ölbecher von einem seiner Aussenflache angepassten Schutzmantel 2 7 dicht umgeben, der an den Lagerflansch 5 angegossen ist.

Eine besonders zweckmassige Ausgestaltung des Ülbechers ist aus Pig.Io ersichtlich.

Bei der hier dargestellten iusfJ.arun.gsfοrm der erfinaungsgemässen Lagerschmiervomcntung handelt es sich um eine Tertikai angeordnete lohlwelle 1. Innerhalb ihrer rfellenbohrung kann ein (nicht dargestellter) Fadentrichter auf- und abgehen, wahrend am unteren «eilenende ein opinntopf angebracht wird, wie es bei hängenden opiimaentrifugen üblich ist.

jJer verwendete ölbeeher besteht aus einem massiven Bodenteil (Fig.lo), aer mit einer zentral angeordneten HLiIse 3o auf die Hohlwelle 1 auf&escrirumpft ist. Am ausseren υΐαϊαη^ trägt er einen erhöhten .tiand 31. Hier wird der aus Blech gezogene G-ef assmantel 32 eingesetzt una durch eine Lötfuge gesichert, üben ist der Blechmantel 32 umgebogen und in Form eines Innenmantels 33 licht an die iiussenflache der Lagerhaise 4 herangefiinrt und bis fast auf den sich wahrend des Zentrifagen-otillstandes einstellenden ülspiegel 34 herabgezogen.

Diese Ausgestaltung des mitrotierenden Olbenalters vermindert seine uotationsmasse, erleichtert seine herstellung und gewährleistet m Verbindung mit einem dient anliegenden ocmitzmantel eine ausreichende Labyrinth-Abdichtung des Olbechers. Bei den Plächenaostanden ist jedoch die während der Dotation mögliche rreitung des Blechraantels 32,33 za berücksichtigen.

-Der ociiutzmantel 35 fur den ulbecaer ist bei der aus Pig.Io ersichtlichen nusfoar ung si or in an die La^emulse 4 angegossen. Oberhalo seiner Bnsatzsteile ist eine Fullschraube vorgesehen, durch die sich das Schmiermittel einbringen lasst.

Bei der in Pig.7 und 8 veranschaulichten Ausführungsform der erfinaungsgemassen ochmiervomchtung haben die rechtwinklig umgebogenen Rohrenden 21 zwei Nachteile. Jie fuhren su einer starken Olz er schäumung und vermittln nur in einer urehrichtung aen Olumlauf. ?ιβηη das ag^re^at seinen Drehsinn ändern soll, massen die Ulförderronre umgesetzt werden. Zur Vermeidung dieser IdChteile weraen die Jlföraerrohre einerseits in einen kreisfbumigen Kingkörper eingegossen und andererseits paarweise angeordnet, damit bei jeaer .urehrichxung eine ulföraerung stattfindet.

Die Ölförderung wird aurca einen auf der Ldgerhulsen-Unterkante liegenden Iiingkörper 36 (Fig.Io) vermittelt, jeme üussenflache reicht bis fast an den Blechmantel 32 heran. Der Kingkörper 36 bestellt aus 3 Smz el Segmenten 37 (Fig. 12), aie man beispielsweise

aus Zinklegierungen anfertigt. Jedes Segment 37 besitzt zwei tangential verlaufende eintrattskanäle 38 und 39» in welche je ein UlförderroJar 4o (I¹Xg. 14) eingegossen ist.

nil ihrem oberen Lnde tragen die Hohre 4o durchbohrte Abschlussstopfen 41 j mit deren Hilfe sie oberhalb einer Deckplatte 42 (Pig.Io u.11) durch, eingeschlagene Stifte^festgehalten werden. Dicht unterhalb der JPl at te 42 besitzen die ülförderrohre 4o eine Austrittsöffnung 44, aus der sich das Scnmiermittel auf ein Ölsieb 45 ergiesst, das am oberen Ende der Lagerhalse 4 in eine dort angebrachte Erweiterung 46 eingesetzt ist. Yon hier aus fliesst es auf die Lagerstellen herab.

Nach, imtfernung einer rtellenhLQ.se 47 (Pig.lo) und der Haltestifte 43 kann die Hohlwelle 28 mit dem anhangenden Olbecher einschliesslich der in diesem liegenden (^fördervorrichtung 36 nacn unten herausgezogen werden. Dem abgenommenen Ülbecher lässt sich die Glfordervorrichtung 36 in Form der jiinzelsegstente 37 entnehmen. Das Wiedereinsetzen erfolgt in umgekehrter Beikenfolge.

Zur G-e wahr leistung eines einwandfreien Hing Zusammenschlusses trägt jedes iiingsegment 37 (Fig.12) kreisringförmig angeordnete keilartige Erhöhungen 48 (Pig.12 bzw.lo), die in entsprechende Hutungen 49 passen (Pig.13), die an der UnterKante der lagerhalse 4 eingeschnitten sind. Beim £inbau der Olfördervorrichtung 36 kommen die Hohre 4o paarweise in entsprechende Längsnuten (Pig.13) der Lagerhülse 4 zu liegen.

Die erfinaungsgemasse Schmiervorrichtung hat in betriebstechnischer Hinsicht den grossen Vorteil, dass das umlaufende ul dauernd hohen Zentrifugalkräften ausgesetzt ist. hierbei tritt eine besonders intensive .Reinigung aes Schmiermittels ein, weil alle in iom vorhandenen Fremdkörper (metallabrieb, ,'.assertropf en usw.) gegen die Innenwandung des mitrotierenden Ölbehälters gedruckt una dort festgehdlten werden. Diese fortlaufende Oi-Reinigung und —Klärung arbeitet unter Fortfall jeder Sieb- oder Pilter-Verstopfungsgefahr wesentlich besser als die bisher übliche Fxlterung. Heben αer ulverschmutzung beseitigt sie auch etwa aufgetretene ülzerschaumungen, welcrie die uchni er wirkung nerabsetzen. In Verbindung mit einem ausreichenden ülvorrat innernalb des mitrotierenden ülbecners gewährleistet die eingeschaltete zentrifugale Ölreinigung einen störungsfreien Schmier-

Vorgang über ausserordentlich lange Zeiträume.

Die erforderliche ölkühlung findet in ausreichender Weise ö.n den wandungen aes ülbecaers statt.

Bei Verwendung von Gleitlagern kann man das umlaufende Schmiermittel unmittelbar in den rotierenden Lagerkörper einführen, damit es unter zentrifugalem überdruck die obere Lagerstelle schmiert und dann nach unten abläuft. In Pig.15 bis 2o ist eine derartige Lager-&usgestaltung beispielsweise dargestellt.

Am unteren iSnde des lagergehsaises 4 ist mittels der Schrauben 51 (Pig.16 u.2o) eine Lagerplatte 52 angebracht, deren konische Bohrung dem .Lagerkörper 53 entspricht. Am oberen ,&nde der Lagerhälse 4 liegt auf drei angegossenen üon.solsn 54 4?^€-^5) eine Lagerplatte 55 (Pig.16), aie ebenfalls mit konischen Laufflächen ausgestattet ist. Am Hände besitzt sie Ausnehmungen 56 (Pig. und 19), durch welche das ül nach unten abläuft. Der rotierende Läuferkörper 57 der oberen Lagerstelle ist mit einer becherförmigen Ausbohrung versehen, die im unteren Teil 58 ihren grössten .Durchmesser aufweist. Hier sind Hadialbohrungen 59 vorhanden (Fig.16 u.18), welcüe den Becher-innenraum 58 mit der Lager-Lauffläche vex'binden.

infolge Zentrifugalbeschleunigung steigt das Schmiermittel aus dem rotierenden ülbecher 29 durcn die Hohre 4o (Pig.16) nach oben und ergiesst sich dort in eine Büchse 6o (Pig.16), deren Boaen in eine ringförmige Düse 61 ausläuft (Pig.17). Die ßingdüse 61 reicnt bis in die becherförmige Ausnehmung 58 des Lagerkörpers 57 herab. Das Schmiermittel wird also unmittelbar in das Innere des Lagerkörpers 57 eingeführt. Von nier aus gelangt es durch die Bohrungen 59 zwischen die Gleitflächen, um an der konischen Lagerlaui'f lache emporzusteigen, bis es an der Lagerfuge 62 (Pi^.16) abgeschleudert wird und lurch die öffnungen 56 zur unteren Lagerstelle gelangt. Yon hier aus fliesst es in den initrotierenden Sammelbehälter 29» um seinen Kreislauf von neuem su beginnen.

Claims (4)

Patentansprüche

1.. Umlauf Scannierung für schneilauf ende Yertifealweilen, insbesondere bei hängenden oplnnzentrifugen mit unterhalb des: antriebs-■ ma tors angeordneteia spinntopf, dem. der Faden durch die hohle ■antriebswelle zulaufx, gekennzeichnet durch einen am unteren linde der schnellaufenaen;.Vertikalwelle (1) untej'halb des unteren Lagers (3.baw„^3)olaicht befestigten Ölbehälters sowie durch in. Bohrungen ο der Juten des Lagergehäuses (4) vorges ehene Steigleitungen (Io bzw. .2.0 bzw. 4o) zur ^Kortleitung des Ola aus dem mitrotierenden Ölbehälter au den oberen Lagersteilen (2 bzw.55)» aus denen es ;iiinerhalb des Lagergehäuses (4) wieder in den mitrotierenden Ölbehälter zurückläuft.

2. -Umlaufschmierung naen Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die,. ülfär der rohre (Io b2w.,2o lizw.4o) an ihreci unteren Ende (.11,2.1). voraugsiiveise recht winklig umgebogen sind und an ihrem obBren inde ebenfalls umgebogen sind oder Öffnungen (26.. bzw.,44.) füi* den 01-äustritt aufweis en.

3·/QmIauf .schmierung nach Anspruch 1 und 2 _s daäurch gekennzeichnet, dass der am unteren V/ellenende laitTotierende ülbehälter (16) flaschenf.örEiige Gestalt: hat und die ülförderrohre (2o) mix ihren unteren. Umtiegungen in.'. de.n weiten !Teil des Olgef-ässes (16) hine inx" ei e he η.

4.. UmlaufschiTiierung nach Anspruch 3» dadurch gekennaeichnex., dass der mitrotierende flasehenfo'rmige ülbehälter aus einem massiven., auf ' uer' 7-e.i'tik.äl.w.elle. 'sitzenden Bo.uen_:(2"5). und eineia in dessen erhöhten"AUSSenrand (3D eingesetzten BIecha^linder (32) besteht, der an seineiu oberen Lnde derart umgebogen isx,. dass er in einen die iiussenflache des -Lügergehäuses (4) .dicht· umschliessenden, abwärts gerichteten ^jlindermantel (33) Übergeht, der bis dicht über den beira Stillstand des .'Ölbehälters (29, 32) in diesem vorhcindenen olspiegel (34.) reicht.

5-Umlauf Schmierung nach iinspr uch 1 Ms 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mi'tro tierende ülbehälter (6,16 ,29/32). von einem feststehenden, ihn dicht umschlies-senden und mit dem Lagergehäuse (2)

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