DE1400440A1 - Lager fuer schnellaufende Wellen - Google Patents

Description

• Lager für aohnellaufende Wellen. Jie -'U;,rfindung bazieht sich auf lagermittel und betrifft insbesondere verbesserte Verfahren und Mittel zur Schaffung feststehender Hülsen- oder Gleitlager für mit hoher Drehzahl umlaufende Wellen und dergleichen.
• Die Entwicklung von mit hohen Dr#ehzahlen umlaufenden Viellen und dergleichen, bei denen die Drehzahl in der Größenordnung von 125 000 U/min und darüber liegt, befindet sich ZD noch im Anfangsstadiumg und es werden sich widersprechende Theorien bezüglich der Verfahren aufgestellt, nach denen brauchbare Lager für derartige Viellen herzustellen sind.
• Es wird jedoch allgamein anerkannt, daß eine der Hauptschwierigkeiten, die sich bei der Konstruktion von lagern für schnellaufende Wellen und dergleichen ergeben, in der Unstabilität bestehtg die beim praktischen Betrieb auftritt. Während die Schwingungen, die durch den ursprünglichen statischen Wuchtun,gofeh'Ier.,'zT.gjr'#'Ylelle und der zusammen mit der Welle umlaufenden Bauteile hervorgerufen werden, bei niedrigen Drehzahlen nicht bemerkbar sind, spielen diese Schwingungen bei hohen Drehzahlen eine erhebliche Rolle. -Oa sc#nellaufende Viellen, z.B. die Viellen von Kreiselpumpen, nur in geringem Maße belastet sind, ist die von den Lagern aufzunehme.nde Belastung nicht einseitig gerichtet, wie es z.B. bei den Lagern von Eisenbahnwagen und dergleichen der Fall ist. Anscheinend wird die Mittelachse der Welleetwa beim Erreichen der kritischen Drehzahl der Welle und der zugehörigen Teile dadurch veranut, sich zu drehen, daß sie sich in der Drehrichtung der Welle verlagert, wobei die Umlaufzahl der Wellenachse etwa der halben Drehzahl der Welle entspricht; mit anderen Worten, die Viinkel-r geschwindigkeit der Viellenachse gegenüber der Lagerachse be- trägt gewöhnlich etwa die Hälfte der Viinkelgeschwindigkeit der Welle bezogen auf die Wellenachse. Infolgedessen wirkt sich die umlaufende Belastung, die durch die Vielle auf die Lager aufgebracht wird, in einem erheblichen Ausmaß aus. Wenn man eine ortsfeste Lagerbuchse oder ein in das ylellengehäuse eingepreßtes Lager benutzt, führt die beschrie,-bene Verlagerung der Viellenachse zu einer metallischen Berüh-<3 rung zwischen der Welle und dem Lager, so daß schon bald 1;D Lagerschäden auftreteng die möglicherweise zur Zerstörun-, des Aggregats führen2 bei dem die Welle verwendet wird. Aus diesem Grunde ging die Technik von feststehenden Lagern zur Verwendung von Lagern überg die sich aus mehreren Begmenten zusammensetzen, wobei jedes lagersegment ungehindert Kippbewegungen um eine kleine Lagerung ausführen kann.Diese mit kippbaren Segmenten ausgerüsteten Lager haben sich in manchen Anwendungsfällen, z.B. bei Dampfturbinen, verhältnismäßig gut bewährt. .uie Verwendung solcher Lager mit kippbaren Segmenten bedingt jedoch eine zeitraubende Bearbeitung des Lagers, die Einhaltung enger Toleranzen zwischen dem Lager und dem Gehäuse sowie eine genaue und langwierige Bearbeitung dos Gehäuses. Bei der Bearbeitung der Lager und Gehäuse ist es ferner erforderlich, auf größte Sauberkeit dieser Teile zu achten, um die notwendige Betriebssicherheit der mit hohen Drehzahlen arbeitenden Aggregate zu gewährleisten, die z.B. bei Turboladern und dergleichen veinvendet werden. Bei der Bearbeitung des Gehäuses und der Lager besteht z.B. die Gefahr, daß sich Schmutzteilchen in das Material des Lagers oder des Gehäuses einbetten. Schmutzteilchen wie Schleifmittelkörner und dergleichen, die in die Lagerfläche oder in eine dem Lager benach-! barte Fläche des Gehäuses eingebettet sind, wirken wie ein läppwerkzeug und können zu einer sehr schnellen Abnutzung des Lagers bzw. des Gehäuses führen, wodurch die Lebensdauer des kygregats herabgesetzt wird. Wenn sich Schleifmittelkörner oder dergleichen in die mit der Welle zusammenarbeitende Lagerfläcbe einbetten, wirken sie gegenüber der Welle wie ein Läppwerkzeug, so daß die Lebensdauer der Welle verkürzt wird. Jomit wird die Verwendung derartiger Lager bei schnellaufenden k3 ,gehen durch die Herstellungskostenp die hohen Anforderungeng die bci der lierstellung zu erfüllen sindy und durch andere Rücksichten eingeschränkt.
• Ähnliche Sobwierigkeiten ergeben sieh bei einer anderen L-agerbauartg die man ebenfalls bei schnellaufenden Wellen von Turboladern anwendet, Bei dem sogenannten schwimmenden Lager handelt es sich um einen mehrere radiale Öffnungen aufweisenden hohlen Zylinder. Wenn das lager'eingebaut ist, ist zwischen dem Lager und dem Wellengehäuse ein Spielraum vorhanden, der annähernd ebenso groß ist wie der Spielraum zwischen der Welle und dem Lager. Axiale Bewegungen des Lagers werden durch an beiden Enden des Lag'ers vorgesehene Halteringe verhindert. Die Zufuhr von Öl erfolgt durch das Gehäuse über den Spalt zwischen dem Lager und dem Gehäuse, und ein Teil des zugefübrten Öls tritt, durch die radialen Öffnungen des Lagers hinduiZeb' i'n einen zwisehen dem Lager und dem Wellenzapfen vorgesehenen Spalt ein, während das übrige Öl zwischen dem Lager und dein Gehäuse bindurobst:#ömt. Das Lage#r ist frei drebbar, und die Erfahrung bat gezeigt# d'aß das Lager bei hoben Betriebsdrebzahlen mit einer Drehzahl umläuft, die etwa im Bereidb zwischen einem Irittel Und der Hälfte der Drehzahl des Lagerzapfens liegt. Derartige Lager können jedoch nur radiale Belastungskrätte aufnehmen, und es müssen harte bearbeitete Lagerfläcben in dem Gehäuse und auf der Welle vorhanden sein. Äußerden ergeben sich bei dieser Lagerkonstruktion auch die Nachteilei welche bei lagern mit kippbaren Segmenten auftreten. Die schwimmenden Lager werden normalerweise paarweise verwend et, wobei im allgemeinen von jedem Ende des Gehäueee'Uus ein solches Lager eingebaut wird, Hieraus ergeben eioh hohe Änforderunjen bezüglich dAr einzuhaltenden Toleranzen. Außerdem muß man in jedem Falle zusätzliche Axiallager vorsehen, woraus sich eine,`weitere Erhöhung der Anforderungen hinsichtlich der bei der Montage einzuhaltenden Toleranzen ergibt. Durob die Anwendung der Erfindung ist es möglich» diese bei den bis jet.,#"t bekannten Konstruktionen auftretenden Sohwierigkeiten im wesentlichen auszuschalten; ferner sieht die Erfindung eine einfaohe-und zweckmäßige Konstruktion einer Lagerung für äohnellaufende Wellen vor, die ein teilweise sohwimmend. unterstütztes, sich nicht drehendes Lager umfaßt, da a auoli Axialkräfte aufnehmen kann und Wellendrehzahlen zuläßt, die höher sind als die bis jetzt für erreichbar gehaltenen. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Lager bietet im Vergleich zu den bis jetzt bekannten lagern verschiedene Vorteile. Erstens braucht im lagergehäuse keine harte Aufnabmefläche vorgesehen zu sein# da das Lager nach der Erfindung ortsfest eingebaut ist, so daß im Gehäuse keine lagerfläche vorhanden zu sein braucht. Zweitens braucht die Lußenfläche des Lagern, die mit der Gehäuzebohrung zusammenarbeitetg keine hohe Oberflächengüte aufzuweisen, Drittens kann die Außenfläche des lagern oder die Gehäusebohrung gegebenenfalls geaohliffen wer. den» ohne daß die Gefahr einer Beeinträchtigung der lebensdauer dieser Teile durch Schleifmittelkörner öder dergleichen. besteht$ denn diene Teile sind ortsfest Angeordnet, Bei den erlindungegemäßen lagern vermindert sich die Zahl der beubtigten Azial- oder I)ruoklager auf ein Mindestmaß,-wodurob Ale Re7nliellungekomten'erheblioh herabgegetzt werden., Eine weitere Herabsetzung der Herstellungskosten ergibt sich aus der Tatsache, daß nur ein einziges Lager-beInötigt wirdv so daß wiederum geringere Aufwendungen für die Einhaltung von MO Toleranzen erforderlich sind. Da das erfindungsgemäße Lager auf der Turbinenseite eines Laders Axialkräfte aufnehmen kann, vermindert sich der Überhang der Welle auf der Verdiohterseite, der normalerweise bei den bis jetzt bekannten Konstruktiondn * erforderlich ist, bei denen zwei schwimmende Lager vorgesehen sind. Da man gemäß der Erfindung nur ein einziges Drucklagerauf der Verdichterseite benötigt$ vermindern sich die Schwierigkeiten bezüglich der Ölabdichtung entsprechend. Ein Ziel der Erfindung besteht somit darin, Lager für mit hohen Drehzahlen umlaufende Teile vorzusehen. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Gleitlagern für Turbolader mit sc#nellaufenden Wellen, .Ferner sieht die Erfindung feststehende Gleitlager für mit hoher Drehzahl umlaufende Wellen vor. 'Weiterhin sieht die Erfindung Gleitlager für mit hoher Drehzahl umlaufende Wellen vorg die durch die Welle aufgebrachte Belastungskräfte aufnehmen können. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung feststehender Gleitlager für Wellen, deren Stabilität derart istg daß sie sowohl Axialkräfte als auch radiale BelastungskrUte aufnehmen können,-Wenn die Welle mit hoher Drehzahl Umläuf-ke Ferner sieht die Erfindung Turbolader vor, die mit einem. einzigen feststehenden Gleitlager ausgerüstet sind, das unter' Beibehaltung seiner Stabilität radiale Belastungskräfte aufnehmen kann, die durch umlaufen.Ce Wellen aufgebracht werden, welche bei hohen Drehzahlen unwuchtig sind. Weiterhin sieht die Erfindung ein Verfahren zum Stabilisieren der dynamischen Wuchtung einer mit bober Drehzahl umlaufenden Welle vorg die in einem feststebenden Gleitlager läuftp das einer Belastung duroh'die Welle während einer Zeitspanne standhältg die bisher für unerreichbar gehalten wurd. Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen sind einander entsprechende Teile jeweils mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Fig.- 1 zeigt im Längsschnitt eine erfindungsgemäße KOnstruktion. Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch eine.erfindungsgemäße Ausbildungsform eines Gleitlagers. Fig. 3 zeigt das Gleitlager nach Fig. 2 in einer Stirnansieht. Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Konstruktion. e Fig. 5 zeigt im Längsschnitt das bei der Konstruktion nach Fige 4 vorgesehene Gleitlager. Fig. 6 ist eine Stirnansicht des einen Endes des Gleitiagers nach Fig.
• Fig. 7 zeigt in einer Stirnansicht das andere Ende des Gleitlagers nach Fig, 5. Kurz ges agt sieht die Erfindung Anordnungen vorg die es* ermöglichen, drehbare Mittel, z.B. Wellen, mit hoher Drehzahl zu betreiben, wobei die drehbaren Mittel einen Teil der auf die wir#enden unausgeglichenen Belastungskräfte auf Gleitlagermittel übertragen, die so ausgebildet sind, daß sie während des Betriebs nicht versagen. Zwar wird die.Erfindung im folgenden in ihrer Anwendung bei Turboladern besehriebeng doch sei bemerkt,.daß'sieb die Erfindung auch in anderen Fällen anwenden läßt, in denen die Verwendung eines mit hoher !Wehzahl uglaufenden Organs erforderlich ist.
• Gemäß Fig» 1 umfaßt ein insgesamt mit 8 bezeichneter Turbolader drei Hauptteile, nämlich einen Verdichterteil 9, einen Turbinenteil 10 und ein zwischen diesen Teilen ange' ordnetes Wellengehäuse 11. Der Verdiabterteil 9 ist mit dem Wellengebäuse 11 durch geeignete Mittel# z.B. Schrauben 12, verbunden. Der Verdiebterteil ist mit einem Strömungsmitteleinlaß 13 und einem ringförmigen Auslaßkanal 14 versehen. Das ßabaufelrad 15 des Verdiebters sitzt auf einer auch das Turbinensohaufelrad tragenden Welle 16, auf der es z.Be durch eine Mutter 17 in seiner Lage gehalten wird* Das Wellengebäuse 11 trägt. ein Abstan deorgan 18 für e in Drucklager. 209 -deenen eines Ende' mit einer Schulter 21 der We.lle 16 zuearämenirbeitet und das durch einen geeigneten Dichtungsring 22 in einem Ab- stand von dem Verdichterschaufelrad 15 gehalten wird. Ferner sind Dichtungsuri ttel 23 vorgeseheng um das Hindurchtreten von Öl aus dem Wellengehäuse 11 in den Verdichterteil 9 zu verhin-, dern. Weitere ähnliche.--Dichtungsmittel 25 dienen dem gleichen Zweck. Das Abstandsorgan 18 wird durch einen Stützring 26 und eine Schulter 27 de*s Wellengebäuses in seiner Lage gehalten. Der Turbinenteil 10 umfaßt einen Einlaß 30 und einen mit dem Auslaß 28 in Verbindung stehenden ringförmigen Einlaßkanal 29, Ein Abstandsorgan 31> durch das ein Eintreten des Strömungsmittels in das Wellengehäuse 11 verhindert wird, wird durch zwei Dichtungen 32 und 33 fest in seiner Lage gehalten, Das Wellengehäuse 11 kann an dem Turbinengehäuse 10 auf beliebige geeignete Weise befestigt seing z.B. mittels eines ringförmigen Spannbandes 34. Das Sebaufelrad 35 der Turbine ist so ausgespart» daß es die Welle 16 aufnehmen kann, an der das Schaufelrad auf beliebige geeignete Weise, z.B, durch Hartlötenj Schweißeng Löten und dergleichen, befestigt ist, so daß es sich zusammen mit der Welle dreht. Das Wellengehäuse 11 besitzt einen Schmieröleinlaßkanal 361 der mit zwei Abzweigkanälen 37 und 38 in Verbindung steht, so daß das Sohmieröl zwei ringförmigen Aussparungen 39 und 40 zugeführt werden kann. Wenn das Gleitlager 41 in das Wellengehäuse 11 eingebaut ist, stehen die Kanäle 39 und 40 mit mehreren Öffnungen in dem feat eingebauten Gleitlager 41 In Verbindung, um das Sohmieröl einem Raum zwiechen der'Welle 16 und dem Gleitlager 41 z uzuführen.
• Gemäß Fig. 2 trägt das Gleitlager 41, das aus einem beliebigen geeigneten Material wie nichtrostendem Stahl, Nylon oder einem anderen Material bestehen kanng welches die erforderliobe Festigkeit und andere notwendige Eigenschaften besitzt, an einem Ende einen Plansch 42. i#er Plansch 42 ist mit einer Ringnut 43 versehen, damit Öl aus dem Spalt zwischen dem Wellengebäuse 11 und der Außenfläche des Gleitlagers 41 zu mehreren V-förmigen Aussparungen 44 in der Stirnfläche des Flansches 42 gelangen kann. Hadial innerhalb der Ringnut 43 sind ähnliche V-förmige Aussparungen 45 vorgesehen, damit das Öl gemäß Fig» 3 aus dem Raum zwischen der Welle 11 und der Ihnenfläche des Gleitlagers 41 abfließen kann. Die abgestufte Bohrung des Gleitlagers ist mit mehreren Öffnungen 46 versehen, die gegenüber dem den Flansch tragenden Ende nach innen versetzt sind und das Ausströmen von Öl aus der ringfÖrmigen Aussparung 40 des Wellengehäuses 11 ermöglichen. An seinem entgegengesetzten Ende besitzt das Gleitlager 41 mehrere ähnliche Öffnungen 47, über die das Öl aus der ringförmigen AussParung 39 des Wellengebäuses ablaufen kann. Zwischen den Enden des Gleitlagers und zwischen *den Öffnungen 46 und 47 weist das Gleitlager mehrere - vorzugsweise drei - Öffnungen 40 von größerem Durchmesser auf, die das Einführen von Öl in den Spalt zwischen der Innenfläche des Lagers,und der Welle 16 erleichtern. Es sei bemerke, daß die Öffnungen 40 in demjenigen Teil deelagers ausgebildet.eind, welcher mit dem im wese.ntliohen .zentral angeordneten inneren Absöhnitt der Lagerbohrung in Verbindung steht, wo die Lage-rbohrung der größten Durchmesser besitzt. Eine der Öffnungen 49 wird beim Einbauen des Lagers in das Wellengebäuse vorzugsweise so angeordnet, daß sie gemäß Fig. 1 eine Verbindung zum Ölablaufkanal 51 in dem Wellen'-gehäuse 11 herstellt. Ein gemäß Fig. 1 mit Preßsitz in eine Öffnung des Wellengebäuses 11 eingebauter federnder Stift 53 greift locker in eine Bohrung 52 des Lagerflansches 42 ein, um Drehbewegungen des Lagers gegenüber dem Gehäuse zu verhindern. Der Ölablaufkanal 50 mündet in einem Auslaß 54 des Wellengehäuses llt und in dem Wellengehäuse ist nahe dem Turbinenschaufelrad 35 ein ringförmiger Austrittskanal 55 ausgebildet, durch den Öl in den Kanal 54 übertreten kann.,Das Abstandsorgan 18 bildet zusammen mit dem Wellengehäuse einen ringförmigen Kanal 56, der zu dem Ölauslaßkanal 54 führt, so daß das Öl aus dem Raum zwischen den Druckflächen des Lagerflansches und dem Drucklager 20 ablaufen kann. In das Wellengehäuse 11 ist ein Sprengring 58 eingebaut, der verhältnismäßig fest an dem Flansch 42 des Gleitlagers angreift, um axiale Bewegungen des Gleitlagers zu begrenzen, wobei jedoch das Gleitlager eine. axiale Belastung durch die Welle 16 aufnehmen kann. Gemäß Fige 1 sind geeignete Dichtungsmittel vorgesehen, um das Gebäuseaggregat nach außen abzudich- Während des Betriebs wird Öl unter einem Druck von etwa -2.kg/cm2 ständig über den Kanal 36 in die Abzweigungskanäle 39 und 40 eingeleitet, von denen aus ein Teil des-Öls gemäß Fig. 2 durch den Ölspalt S# zwischen der Innenfläche des Wellengehäuses und der Außenfläche des Lagers 41 strömt, Das verblei- - bende Öl strömt durch die Kanäle 46 und 47 des Lagers und ge-zlangt in den bispalt S 2 zwischen der Welle 16 und der Innenfläche des Lagers 41. Wenn die Welle mit einer hoben Drehzahl von z.B. 125 000 U/min umläuft', strömt ein Teil des in dem Spalt SI zwischen dem Gehäuse und der Außenfläobe des Lagers fließenden Ölfilme in der einen Richtung über den ringförmigen Kanal 55 zu dem Ölauslaß 54. Der verbleibende Teil des Ölfilmg in dem Spalt St zwischen dem Gehäuse und der Außenfläche des Lagere fließt über.den Plansch 42-und die V-förmigen Schlitze 44 an der Stirnfläche des Flans.ches zu dem ringförmigen Kanal 43, von wo aus das Öl über den Ka nal 56 zum ÖIauslaß 54.gelangt,. Das den Spalt zwisahen der Innenfläcbe des Lagers und der #.Welle 16 kontinuierlich durchströmende Öl fließt auf ähnliche Weise weiter, wobei ein Teil dieses Öls über den Kanal 50 des Wellengebäuses abläuftl während ein weiterer Teil des Öls in der-einen Richtung zwischen den Druoklagerfläo.ben der Turbine 35 und dem Lager 41 hindurobetrömts um zu dem Auslaßkanal 55 zu gelangent das noob verbleibende Öl strömt in der entgegengesetzten Riohtung zwischen den Drucklagerfläuhem des Druoklagers 20 und den Gleitlagers 41 hindurch* Die V-tärzigen Mwäle 45 - - . des Lagerflansches 42 arbeiten ao mit dem Ringkamal 43 ZU'3a«ens daß das- Abführen von Öl und gegebenenfalls von Schmutzteilchen erleichtert wird. Es sei bemerkt, daß ein Teil des Öls kontinuier. lieh zwischen deb'Drucklagerflächen des lagerflansches 42 und des Drucklagers 20 hindurchfließt, während ein weiterer Teil ,des Öls kontinuierlich zwischen den Drucklagerflächen des .-Gleitlagers und des Turbinenläufers 35 fließt. Somit "schwimmt" die umlaufende Welle auf dem Ölfilm in dem Spalt S2 zwischen der Welle 16 und dem Lager 41, und das Lager ilsobwimmt" auf dem Ölfilm in dem Spalt St zwischen dem Lager 41 und dem Gehäuse 11, während Drehbewegungen des lagers durch den Stift 53 und axiale Bewegungen durch den Haltering 58 verhindert werden. Ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Turbolader konnte 1000 Stunden lang kontinuierlich mit einer Drehzahl von etwa 125 000 U/min einwandfrei betrieben werdeng wobei die dynamische Stabilität des Lagers erhalten blieb, während das Lager dem Einfluß der Schwingungen ausgesetzt war, die durch die dynamische Unwucht der umlaufenden Welle und der zugehörigen umlaufenden Teile hervorgerufen wurden. In Fig. 4 ist eine abgeänderte Ausbildungsform der Erfindung dargestellt, bei der es sich um eine Vereinfachung der Ausbildungsform nach Fig; 1 handelt, In Fig. 4 sind gleichartige oder ähnliche Teile jeweils mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet wie in Fig, 1. Bei der Ausbildungeform nach Fig. 4 wurden das Ölzuführungssystem und das Lager 41 in der gezeiiten Weise.abgeändert. Der Öleinlaßkanal-36 führt zu einer einzigen ringförmigen Aussparung 60, die mit vier kleinen Öffnungen 61' in der Wand des Lagers 41 in Verbindung steht. Die Öffnuzygen 61 sind in gleichmäßigen Winkelabstäriden über den Umfang des Lagers verteilt.
• Bei der Ausbildungäform nach Fig. 4 sind die Abzweigkanäle 39 und 40 nach Fig. 1 fortgefallen. Daher strömt-das Öl durch den Spalt zwischen dem Gehäuse 11 und dem Lager 41 und verläßt diesen Spalt über den Hingkanal 55 sowie längs des Flansches 42 über die V-förmigen Aussparungen 44, um dann zu dem Auslaß 54 zu gelangen. lEin Teil des Öls strömt auch durch die Öffnungen 61 und den Spalt zwischen der Welle 16 und der Innenfläche des Lagers. Um das Hindurebströmen des Öls zwischen der Innenfläcbe des Lagers und der Welle 16 zu erleichtern, sind gemäß Fig. 49 5 und 6 mehrere in der Längsrichtung verlaufende V-förmige Kanäle 63 an der Innenfläche des Lagers vorgesehen. Wie bei der Ausbildungsform nach Fig. 1 fließt ein Teil des Öls durch den Spalt zwischen der Innenfläche des Lagers und der Welle sowie über die V-förmigen Kanäle 63, um dann den Spalt zwischen dem Ende der Schulter am Sebaufelrad der Turbine und dem einen Ende des Lagers und auf der entgegengesetzten Seite den Spalt zwischen dem Flansch des Lagers und dem Drucklager zu passieren. Die Kanäle 63 haben drei Hauptaufgaben zu erfüllen; erstens gewährleisten sie eine ausreichende Zufuhr von Öl zu den Irucklagerflächeng und im Vergleich zu der Konstruktion nach 2ig, 1, bei der ÖfXnung'en an beiden Enden des Lagers vorgesehen sind, um dem Spalt zwischen dem Iagerlund der Welle öl zUtuführen, erleiobtern.die Kanäle 63 zweitens das Hindurch- s . trömen von Öl, denn das-Öl muß von der Hingnut 60 aus zu den Drucklagerflächen zwischen dem turbinenseitigen Ende des Lagers. und dem Schaufelrad sowie zwischen dem Lagerflansch und dem Drucklager eine annähernd doppelt so lange Strecke zurücklegen, Drittens ermöglicheekes die V-förmigen axialen Kanäle 63, alle kleinen Schmutzteilchen und andere Fremdkörper abzuführeng die anderenfalls nicht.aus dem Spalt zwischen dem Lager und der Welle entfernt werden könnten. Gemäß Fig, 7 sind ähnliche V-förmige Nuten 64 in der'dem Turbinensohaufelrad 35 zugewandten Stirnfläche des Lagers 41 ausgebildet, um das Abströmen von Öl zu dem Ringkanal 55 zu erleichtern. Bei Versuchen mit der Konstruktion nach Fig. 4 wurden ähnliche Ergebnisse erzielt wie bei der Konstruktion nach Fig.1. Die Kosten der Herstellung sind bei der erfindungsgemäßen Konstruktion, insbesondere bei dem Lager 419 erheblich geringer als bei den bis jetzt bekannten Drucklagern. .Die Erfindung ermöglicht somit die Schaffung von Lager. aggregaten für Wellen und andere drehbare Bauteile, bei denen die Stabilität bei Wellendrebzahlen aufrechterhalten wird, die bisher für unerreichbar gehalten wurden. Es sei bemerktt daß man bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die versobiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kanng ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen,

Claims (1)

1. A T E N T A N S 2 R U 0 H B (Amerikanische Form) #w# -1) Lageraggregat, g e k e n n z e i a b n e t durch eih Gehäuse mit einer Bohrung zum Aufnehmen einer Welleg ein in dieser Bohrung schwimmend angeordnetes rohrförmiges Lager, Mittel, um das Lager in der Bohrunggegen :Orebbewegungen zu sichern, eine,in dem Lager schwimmend angeordnete drebbare Welleg Mittelg um Strömungsmittelfilme zwischen dem Lager und dem Gehäuse sowie zwischen der Welle und dem Lager aufreobtzuerhalteng um von der Welle ausgebende Schwingungen,zu dämpfen, sowie durch Mittel, um ein Strömungsmittel zwischen dem Lager und der Welle sowie zwischen dem Gehäuse und dem Lager zirkulieren zu lassen. 20 . Lageraggregatg g e k e n n,z e i ob n e t durch ein Gehäuse mit einer Bohrung zum Aufneb-men einer Wellei ein in dieser Bohrung schwimmend angeordnetesq mit Öffnungen versebenea rohrförmiges Lagerg Mittel» um das Lager in der Bobrung gegen Drebbewegungen zu sichern, eine in dem I#Lger schwimmend angeordnete drebbare Welle, Mittel# um Strömungsmittelfilme zwischen dem Lager und dem Gehäuse sowie zwiso-ben der Welle und dem Lager aufrechtzuerhalten, um von der Welle ausgebende Schwingungen zu dämpfen# sowie durob Mittel, um ein Strömungemittel zwischen dem Lager und der Wolle sowie zwiOoben dem Gehäuse und dem Lager zirkulieren zu lassen. 3. lageraggregat, g e k e n n z e i o h n e t durch ein -Gehäuse mit einer.-Bohrung zum Aufnehmen einer Welle, ein in dieser Bohrung schwimmend angeordnetes, mit Öffnungen versehenes rohrförmiges Lager, das auch Axialkräfte aufnehmen kann, Mittel, um das Lager in der Bohrung gegen Drehbewegungen zu sichern, eine in dem Lager schwimmend angeordnete drehbare Welle, die Axialkräfte hervorruft, Mittel, um Strömungsmittelfilme zwischen dem Lager und dem Gehäuse sowie zwischen der Welle und dem Lager aufrechtzuerhalten, um von der Welle ausgehende Schwingungen zu dämpfeni sowie durch Mittel, um ein Strömungsmittel zwischen dem Lager und der Welle sowie zwischen dem Gehäuse und dem Lager zirkulieren zu lassen. 4. Lageraggregat, g e k e n n z e i o h n e t durch ein Gehäuse mit'einer Bohrung zum Aufnehmen einer Welle, ein In dieser Bohrung schwimmend angeordnetes, mit Öffnungen versehenes rohrförmiges Lager, das auch Axialkräfte aufnehmen kannt einen Stift umfassende Mittel, um das Lager in der Bohrung gegen Drehbewegungen zu sichern, eine in dem Lager schwimmend angeordnete drehbare Wellei die Axialkräfte hervorruft, Mittel) um Strömungsmittelfilme zwischen dem Lager und dem Gehäuse sowie zwischen der Welle und dem Lager aufrechtzuerhalten, um von der Welle ausgehende Schwingungen zu dämpfen» sowie durch Mittel, um ein Strömungsmittel zwischen dem Tiager und dem Gehäuse sowie zwischen dem Lager und der Welle zirkulie. ren zu lassen. 5. lageraggregat, g e k e n n z e 1 a h n e t duro*b ein. Gehäuse mit einer Bohrung aum Aufnehmen einer Wellei eine in dieser Bohrung sobwimmend-angeordnete robrförmige, zum Aufnehmen von Axialkräften geeignetei mit Öffnungen versehene Lagerbuchse, die an einem Ende einen Plagsch trägt, Mittelg die einen in eine Öffnung des lagerflansobes eingreifenden Stift umfassen, um die lagerbucbse in der Bohrung gegen Drehbewegungen zu sichern, Mittel zum Verhindern unbegrenzter axialer Bewegungen der Iagerbuchseg eine in der Lagerbuchse schwimmend angeordnete». Axialkräfte hervorrufende drehbare Wellev Mittelt Um StrÖmungsmittelfilme zwischen dem Lager u4d dem Gehäuse sowie zwischen der Welle und dem Lage'r aufrechtzuerhalten, um von der Welle ausgehende Schwingungen zu dämpfen, sowie durch Mittel, die in dem Gehäuse ausgebildete, zu der mit Öffnungen ver'sehenen Lagerbuchse führende Kanäle umfassen$ um ein Strömungsmittel zwischen dem Lager und'dem Gehäuse sowie zwischen der Welle und dem Lager zirkulieren zu lassen. 6. Vorrichtung mit einer drehbaren Welle, g e k e n n -z e i a b n e t durch ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse angeordnete, Axialkräfte aufnehmende Welle, die mindestens zwei drehbareg Lxialkräfte hervorrufende in einem-Abstand voneinander angeordnete Organe trägt, ein Lager, das in einem Abstand von dem Gehäuse und zwischen den auf der Welle angeordneten, Axialkräfte hervorrufenden Organen angeordnet ist und mindestens einen Teil der Welle konzentrisob umgibt #nd eine durch die Welle hervorgerufene Axialkraft aufnehmen kanng Mittel, um ein Strömungsmittel in den Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Lager einzuleiten und so zur schwimmenden Unterstützung des Lagers beizutragen# mindestens eine in dem Lager ausgebildete Öffnung zum Einleiten 'ein'es Teils des Strömungsmittels in'den Spalt zwischen dem Lager'und der Welle, um so zur schwimmenden. Unterstützung des Lagers beizutrageng einen Axialkräfte aufnehmenden Flansch an einem Ende des Lagers in der Nähe eines der durch die Welle unterstÜtzteng Axialkräfte hervorrufenden, Organe, eine in einer Fläche des Lagerflansches ausgebildetep dem benachbarten, Lxialkräfte hervorrufenden Organ zugewandte Ringnut, mindestens eine in der Stirnfläche des Lagerflansches ausgebildete Nut, durch die das Strömungsmittel aus dem Spalt zwischen dem Lager und dem Gehäuse zu der Ringnut strömen kann, Mittel, um unbegrenzte axiale Bewegungen des Lagers zu verhinderng Mittelp um das Lager gegen Drehbewegungen zu sichern, sowie durch Mittel, um zwischen dem Gehäuse und dem Lager sowie zwischen der Welle und dem Lager ein Strömungsmittel zuzuführen und das Strö#ungsmittel aus den Spalten zwischen den genannten Teilen abzuführen. 7. Vorrichtung mit einer drehbaren Welle, g e k e n n -z e i a h n e t durch ein Gehäuse, eine in diesem Gehäuse an-. geordnete, Axialkräfte aufnehmende Welle, die mindestens zwei drehbare, Axialkräfte hervorrufende, in einem Abstand voneinander angeordnete Organe trägt, ein Lager, das in einem Abstand von dem Gehäuse und zwischen den durch die Welle unterstützten, ,Lxialkräfte hervorrufenden Organen so angeordnet ist, daß es mindestens einen Teil der Welle-kontentrisch und in einem Ab- stand von ihr umgibt, wobei das Lager eine durch die Welle aufgebrachte Axialkraft aufnehmen kann, Mittel zum Zuführen eilnes Strömungsmittels zu dem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Lagerg mindestens eine in dem Lager ausgebildete Öffnung zum Einleiten.eines Teils des Strömungsmittels in den SpäLt zwischen dem Lager und der Welleg einen zum Aufnehmen von Axialkräften geeigneten Flansch an einem Ende des Lagers» der einem der durch die Welle unterstützteng Axialkräfte hervorrufenden Organe benachbart ist, eine Ringnut in einer Fläche des lagerflansches, die dem benachbarten, durch die Welle unterstützten,-Axialkräfte hervorrufenden Organ zugewandt ist, mindestens eine in der Stirnfläche des Lagerflansobes ausgebildete Nut, durch die das Strömungsmittellaus dem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Lager zu der Hingnut strömen kann, mindestens eine in der Stirnfläcbe des Lagerflansches ausgebildete Nut, durch die das Strömungsmittel aus dem Spalt zwischen dem Lager und der Welle zu.der Ringnut strömen kann', Mittel, um unbegrenzte axiale Bewegungen des Lagers zu verhinderng Mittel, um das Lager gegen Drebbewegungen zu sichern, sowie durch Mittel zum Zuführen des Strömungsmittels zwischen dem Gehäuse und dem Lager sowie zwischen der Welle und dem Lager und zum Abführen des Strömungsmittelso 8. Vorrichtung mit einer drehbaren Welleg g e k e n n -z e i o b n e t durch ein Gehäuse, eine in dem Gehäuseängeordnete, Axialkräfte aufnehmende Welle, die mindestens zwei drehbarei Axialkräfte hervorrufende, in-einem Abstand voneinander angeordnete Organe trägt, ein Lager, das in einem Ab- stand von dem Gehäuse und zwischen den Axialkräfte bervorrufenden Organen so angeordnet ist, daß es mindestens einen Teil. der Welle konzentrisch und in einem Abstand von ihr umgibtg wobei das Lager durch die Welle hervorgerufene Axialkräfte aufnehmen kann, Mittel zum Einleiten eines Strömungemittels in den Sp'alt zwischen dem Gehäuse und dem Lager# mindestens eine in dem Lager ausgebildete Öffnung zum j-,;inleiten des Strömungsmittelz in den Spalt zwischen dem Lager und-der Welle, einen Axialkräfte aufnehmenden Plansch an dem einem der durch die Welle unterstützten, Axialkräfte hervorrufenden Organe benachbarten Ende des Lagers, eine Hingnut, die in einer Fläche des Lagerflansches ausgebildet und dem durch die Welle unterstützten, Axialkräfte hervorrufenden Organ zugewandt istg mindestens eine V-förmige Nut in der Stirnfläche des Lagerflansches, durch welche das Strömungsmittel aus-dem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Lager zu der Hingnut strömen kann, mihdestens eine in der erwähnten Fläche des Lagerflansches ausgebildete V-förmige Nut, durch die das Strömungsmittel aus dem Spalt zwischen der Welle und dem Lager zu der Hingnut strömen kann, Mittel, um unbegrenzte axiale Bewegungen des Lagers zu' verhindern, Mittel, um das Lager gegen Drehbewegungen zu sichern, s'owie durch Mittel zum Zuführen des Strömungsmittels zwischen dem Gehäuse und dem Lager sowie zwischen der Welle und dem Lager und zum Abführen des Strömungsmittels. 9. Vorrichtung mit einer drehbaren Welle, g e k e n n -z e i o b n e t durch ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse angeordnete, Axialkräfte aufnehmende Wellet die mindestens Zwei drehbareg Axialkräfte hervorrufende Organe trägtg-ein in einem Abstand von dem Gehäuse zwischen den Axialkräfte hervorrufe-den Organen angeordnetes Lager, das mindestens einen Teil der Welle konzentrisoh und in einem Abstand von ihr umgibt und durob die Welle hervorgerufene Axialkräfte aufnehmen kanng Mittel zum Einleiten eines Strömungsmittels in den Spalt zwischen dem Gehäuse und dem leger, mindestens eine in dem Lager ausgebildete Öffnung zum Einleiten eines Teils des Strömungsmittels in den Spalt zwischen dem Lager und der Welle, einen Axialkräfte aufnehmenden Flansch an dem einem der durch"die Welle unterstützten, Axialkräfte hervorrufenden Organe benachbarten Ende des Lagers, eine*Ringnut, die in einer dem benachbarten, Axialkräfte hervorrufenden Organ zugewandten Stirnfläche des Lagerflansches ausgebildet ist, eine in der Stirnfläche des Lagerflansches ausgebildete V-förmige Nut, durch die das Strömungsmittel aus dem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Lager zu der Hingnut strömen kannp mindestens eine in der Stirnflüche des Lagerflansches ausgebildete V-förmige Nut, durch die das Strömungsmittel aus dem Spalt zwischen dem Lager und der Welle zu der hingnut strömen kann, eine in dem Lagerflansch ausgebildete Öffnung zum Aufnehmen von Mitteln zum Sichern des Lagers gegen Drehbewegungeng Mittel, um unbegrenzte axiale Bewegungen des Lagers zu verhinderng sowie durch Mittel, um das Strömungsmittel den Spalten zwischen der Welle und dem Lager sowie zwischen dem Gehäuse und dem Lager zuzuführen und das-Strömungsmittel abzufübren. 10. Vorrichtung mit einer drehbaren Welle, g e k e n n - z e i o b n e t durch ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse angeordnete, Azialkräfte hervorrufende Welleg die mindestens zwei drehbare Axialkräfte hervorrufende Organe trägt, ein in einem Abstand von dem Gehäuse zwischen den durch die Welle unterstützten, Axialkräfte hervorrufenden Organen angeordnetes Lager, das mindestens einen Teil der Welle in einem Abstand von ihr umgibt und durch die Welle hervorgerufene Axiälkrä:fte aufnebmen kann, Kittel zum Einleiten einea.Strömungsmittels in den Spalt zwischen dem Gehäuse und-dem Lager, mindestens eine in dem Lager ausgebildete Öffnung zu-m Einleiten eines Teils des Strömungsmittels in den Spalt zwischen dem Lager und der Welle, einen Axialkräfte aufnehmenden Flansch an dem einem der durch die Welle unterstützten, Axialkräfte hervorrufenden Organe benachbarten Ende des Lagers, eine Hingnut, die in der dem benachbarten, Axialkräfte hervorrufenden Organ zugewandten Stirnfläche des Lagerflansches ausgebildet ist, mindestens eine V-förmige Nut in der Stirnfläche des Lagerflansches, durch die das Strömungsmittel aus dem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Lager zu der Hingnut strömen kann, mindestens eine V-förmige Nut in der Stirnfläche des Lagerflansches, durch die das Strömungsmittel aus dem Spalt zwischen dem Lager und der Welle zu der Hingnut strömen iann, eine in dem Lagerflansoh ausgebildete Öffnung zum Aufnehmen von Mitteln zum Sichern des Lagers gegen Drehbewegungen, an dem Lagerflansob anliegende Haltemittel zum Verhindern unbegrenzter axialer Bewegunggen des Lagersg oowie durch Mittel zum Zuführen des Strömungsmittels zu den Spalten zwischen dem Gehäuse und dem Lager sowie zwischen der Welle und dem Lager-und zum Abführen des Strömungsmittels. 11. Vorrichtung mit einer drehbaren Welle, g e k e n n -z e i c b n e t durch ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse ange- » ordnete, Axialkräfte hervorrufende Welle, die mindestens zwei drehbare, Axialkräfte hervorrufende, in einem Abstand voneinander angeordnete Organe trägt, eine in einem Abstand von dem Gehäuse zwischen den durch die Welle unterstützteng Axialkräfte hervorrufenden Organen angeordnete Lagerbuchse, die mindestens einen Teil der Welle in einem Abstand von ihr umgibt und durch die Welle hervorgerufene Axialkräfte aufnehmen kann, wobei die Lagerbuchse mehrere Öffnungen aufweist, durch ein Strömungsmittel in den Spalt zwischen dem Lager und der Welle eingeleitet werden kanng einen Axialkräfte aufnehmenden Flansch an dem einem der durch die Welle unterstützten, Axialkräfte hervor-. rufenden Organe benachbarten Ende der Lagerbuchse, eine Ringnut, die in der dem durch die Welle unterstützten, Axialkr äfte hervorrufenden Organ zugewandten Stirnfläche des Lagerflansches ausgebildet ist, mindestens eine in der Stirnfläche.des Lagerflansches ausgebildete V-fÖrmige Nut, durch die das Strömungsmittel aus dem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Lager zu der Hingnut strömen kann, mindestens-eine in der Stirnfläche des Lagerflansches ausgebildete V-förmige Nut, durch die das Strömungsmittel aus dem Spalt zwischen dem Lager und der Welle zu der *Ringnut strömen kann, eine in dem Lagerflansch ausgebildete Öffnung zum Aufnehmen von Mitteln -zum Sichern des Lagers gegen Drehbewegungeng Haltemittel, die den Flanseb am Ende des Lagers überlappen, um unbegrenzte axiale Bewegungen des Lagers zu verhindern, in dem Gehäuse ausgebildete Strömungsmitteleinlaßkanäle, mittels deren ein Strömungsmittel'kontinuierlich in den Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Lager eingeleitet' werden kann, wobei die erwähnten Öffnungen des Lagers mit dem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Lager in Verbindung stebent um einen Tell des Strömungsmittels einem zentral angeordneten abgestuften Teil der Bohrung des Lagers zuzuführen, sowie durch Mittel zum Abführen des Strömungsmittels'aus dem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Lager sowie zwischen der Welle*" und dem Läger. 12. Nicht drehbares, halb-schwimmend angeordnetes, Axialkräfte aufnehmendes Gleitlager für schnellaufende Wellen, g e k e n n z e i c h n e t durch einen mit Öffnungen versehenen Abschnitt, der mindestens einen Teil der schnellaufenden Welle konzentrisch und in einem Abstand von ihr umgibt. 13. Nicht drehbares, halb-schwimmend angeordnetes,*Axialkräfte aufnehmendes Gleitlager für schnellaufende Wellen, g e k e n n z e i o h n e t durch einen mit Öffnungen versehenen Abschnitt, der mindestens einen Teil einer schnellaufQnden Welle konzentrisch und in einem Abstand von ihr umgibt, wobei dieser Abschnitt an seinem Ende einen Axialkräfte aufnehmenden Flansch trägt. 14. Nicht drehbares, halb-schwimmend angeordnetes, Axialkräfte aufnehmendes Gleitlager für schnellaufende Wellen, g . e k e n n z e i c h n e t durch einen Abschnitt, der mindestens einen Teil einer schnellaufenden Welle konzentrisch und in einem Abstand von ihr umgibt, wobei -dieser Abschnitt an seinem Ende einen Plansch trägt, der an seiner Stirnfläche mit einer Ringnut versehen ist. 15. Nicht drehbaresi halb-schwimmend angeordnetes, Xxial# kräfte aufnehmendes Gleitlager für schnellaufende Wellen, e k e n n z e i o h n e t durch einen mit Öffnungen versehenen Abschnitt, der mindestens einen Teil einer schnellaufenden Welle konzentrisch und in einem Abstand von ihr umgibt, wobei dieser Abschnitt an einem Ende einen Plansch trägty der an seiner Stirnfläobe eine Ringnut aufweisty die mit mindestens einer in der Stirnfläche ausgebildeten radialen Nut in Verbindung stehte - - - - 16. Nicht drehbaresq halh-schwimmend angeordnetes, Axialkräfte aufnehmendes Gleitlager für schnellaufende Welleng g e k e n n z e i c h n e t durch einenelmit Öffnungen versehenen Abschnitt, der mindestens einen Teil einer schnellaufenden Welle konzentrisch und in einem Abstand von ihr umgibt, wobei dieser Abschnitt an einem Ende einen Flansch trägt, der eine Ringnut aufweistx die mit mindestens einer V-förmigen radialen Nut in der Stirnfläche des Flansches in Verbindung steht. 17. Nicht drebbaresq halb-schwimmend angeordnetesq Axialkräfte aufnehmendes Gleitlager für schnellaufende Wellen, -g e k e n n z e i c b n e t durch einen mit Öffnungen versehenen Abschnitt, der mindestens einen Teil einer schnellaufenden Welle konzentrisch und in einem Abstand von ihr umgibt, wobei dieser Abschnitt an einem Ende einen Plansch trägt, der eine Hingnut aufweist, welche mit mindestens einer radial nach außen verlaufenden V-fÖrmigen Nut und mindestens einer radial nach innen verlaufenden V-förmigen Nut in Verbindung steht, wobei die V-förmigen Nuten in der Stirnfläche des Flansches ausgebildet sind» 18. Nicht drebbaresq halb-sobwimmend angeordnetesq Axialkräfte aufnehmendes Gleitlager für schnellaufende Wellen, g e k e n n z e i a b n e t durch einen mit Öffnungen und einer Bohrung versebenen Abschnitt, der mindestens einen Teil einer aabnellaufenden Welle konzentrisch und in einem Abstand von ihr umgibt, wobei dieser Abschn itt an einem Ende einen Flansch trägt, der eine Ringnut aufweist» welche mit mindestens einer radial nach außen verlaufenden V-förmigen Nut un# mindestens einer radial nach innen verlaufenden V-förmigen Nut in Verbindung stobtt wobei die V-förmigen Nuten in der Stirnfläche des Flanscbes ausgebildet sind und wobei die radial nach innen verlaufende V-förmige Nut mit mindestens einer Längsnut in der inneren Bohrungsfläche des Lagers in Verbindung steht. lg. Verfahren zum Jämpfer der von einer drehbaren Welle ausgehenden Schwingungen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Welle in einem nicht drehbaren Lager schwimmend angeordnet wirdi daß das Lager in einem Gehäuse schwimmend angeordnet wird, daß ein Strömungsmittel zwischen das Lager und das-GehäuGe sowie zwischen die Welle und das Lager geleitet wird, und daß aus dem Strömungsmittel Filme erzeugt werden, um die Welle in dem Lager und das Lager in dem G--häuse.zu unterstützen.