DE19502714A1 - Schmierverfahren und Schmiervorrichtung für ein Lager einer vertikalen Welle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Schmierung eines Lagers einer vertikal angeordneten Welle mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Schmiervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 3.

Bei Schmiervorrichtungen dieser Art, wie sie beispielsweise aus der DE-A 21 19 857 bekannt sind, besteht das Problem, daß der Fördermechanismus im Ölförderkanal der vertikalen Welle fliehkraft-, d. h. drehzahlabhängig, ist. Wird die geförderte Ölmenge auf die bei der Betriebsdrehzahl benö­ tigte Ölmenge eingestellt, dann findet bei geringeren Drehzahlen eine ausreichende Schmierung nicht statt. Da insbesondere Vakuumpumpen (Turbomolekularvakuumpumpen, Turboradialgebläse usw.) mit immer höheren Drehzahlen betrieben werden, steigt auch die Drehzahl, bis zu der die Wellenlagerungen mit einer Mangelschmierung betrieben werden, im Hochlauf immer weiter an. Bei einem modernen Turboradialgebläse mit einer Betriebsdrehzahl von 40.000 U/min liegt die Drehzahl, bis zu der eine Schmierung der Wellenlager nicht stattfindet, beispielsweise bei 20.000 U/min. Mit steigender Drehzahl nimmt deshalb auch die Gefahr von Lagerschäden infolge der Mangelschmierung zu.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gefahr von Lagerschäden durch Mangelschmierung während der Anlaufphase einer Maschine zu beseitigen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst. Durch die Maßnahmen nach der Erfindung ist sichergestellt, daß Öl für eine frühzeitige Lagerschmierung zur Verfügung steht. Die Ma­ schine kann deshalb ohne die Gefahr eines Lagerschadens bis zu derjenigen Drehzahl hochlaufen, bei der Fördermechanismus des Öls durch den Ölförderkanal der Welle wirksam wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand einer Figur erläutert werden. Die Figur zeigt einen Teilschnitt durch eine Maschine mit einer vertikalen Welle.

In der Figur sind die vertikale Welle mit 1, eine Lager­ scheibe mit 2 und das zu schmierende Lager mit 3 bezeichnet. Die Welle 1 ist mit einem zentralen Ölförderkanal 4 ausge­ rüstet, in welchem das Schmieröl infolge bekannter, im einzelnen nicht dargestellter Fördermechanismen von unten (in der Regel aus einem Schmiermittelsammelraum) nach oben strömt. Oberhalb des Lagers 3 steht der Ölförderkanal 4 mit einer Öl-Austrittsöffnung 5 in Verbindung, aus der das Öl - ebenfalls infolge der bei der Drehung der Welle 1 wirkenden Zentrifugalkräfte - austritt. Das austretende Öl durchströmt in bekannter Weise das Lager 3 und gelangt danach entweder zu einem weiteren Lager oder unmittelbar in den Schmiermit­ telsammelraum zurück. Dieser befindet sich in der Regel unterhalb des unteren Endes der vertikalen Welle.

Der Ölaustrittsöffnung 5 ist eine mit der Welle 1 rotierende erste Kammer (vertikale Kammer), beim Ausführungsbeispiel eine Ringkammer 6, zugeordnet, welche die Form eines zur Welle hin offenen U′s hat. Sie weist eine nach unten ge­ richtete Öldurchtrittsöffnung 7 auf. Diese befindet sich in der Nähe der Welle 1, so daß sich bei drehender Welle in der Kammer 6 ein Ölvorrat 8 ausbilden kann. Unterhalb der Öldurchtrittsöffnung 7 befindet sich eine weitere Kammer 9 (horizontale Kammer), die ebenfalls mit der Welle 1 rotiert und in ihrem oberen Bereich eine radial gerichtete Öldurch­ trittsöffnung 11 aufweist.

In der Kammer 6 bildet sich bei einer dem Normalbetrieb der Maschine entsprechenden Wellendrehzahl der Ölvorrat 8 aus. Zusätzlich zugeführtes Öl tritt aufgrund von Schwer- bzw. Fliehkräften durch die Öffnungen 7 und 11 hindurch und dient der Schmierung des Lagers 3 unter Betriebsbedingungen. Bei einem Auslauf der Maschine strömt Öl aus dem Ölvorrat 8 in die Kammer 9 und wird wegen der auf Null zurückgehenden Fliehkraft aus dieser Kammer nicht mehr ausgetragen. Bei einem Wiederanlauf der Maschine strömt zunächst kein Öl durch den Ölförderkanal 4 der Welle 1 nach oben. In dieser Zeit dient das in der Kammer 9 befindliche Öl der Schmierung des Lagers 3. Die Kammer 9 ist so gestaltet, daß das Öl bereits bei geringen Drehzahlen der Welle ausgetragen wird. Dazu ist unter anderem die äußere Wandung der Kammer 9 derart konisch gestaltet, daß ihr Durchmesser nach oben zunimmt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Schmierung eines Lagers (3) einer verti­ kal in einer Maschine angeordneten Welle (1) mit Öl, bei welcher Öl in einem Ölförderkanal (4) der Welle (1) mit Hilfe von Zentrifugalkräften von unten nach oben und zum Lager (3) gefördert wird, dadurch gekennzeich­ net,

• - daß bei einer dem Normalbetrieb der Maschine entsprechenden Wellendrehzahl in einer ersten Kammer (6) ein Ölvorrat (8) gebildet wird,
• - daß das Öl dieses Ölvorrats (8) beim Auslauf der Maschine in eine weitere Kammer (9) strömt und
• - daß das in der weiteren Kammer (9) befindliche Öl während einer späteren Wiederanlaufphase der Maschine vor dem Wirksamwerden des Fördermechanis­ musses im Ölförderkanal (4) der Welle (1) dem zu schmierenden Lager (3) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Ölvorrats (8) in der ersten Kammer (6) und zum Austragen des Öls aus der zweiten Kammer (9) zum Lager (3) Zentrifugalkräfte genutzt werden.

3. Schmiervorrichtung für ein Lager (3) einer im wesent­ lichen vertikal angeordneten Welle (1) mit einem in der Welle (1) ausgebildeten Ölförderkanal (4), der mit einer oberhalb des zu schmierenden Lagers befindlichen Ölaustrittsöffnung (5) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölaustrittsöffnung (5) eine erste (vertikale) Kammer (9) mit einer nach unten gerichteten Öldurchtrittsöffnung (7) zugeordnet ist, daß der nach unten gerichteten Öldurchtrittsöffnung (7) eine weitere (horizontale) Kammer (9) mit einer radial angeordneten Öldurchtrittsöffnung (11) zugeordnet ist und daß die Kammern (6, 9) und die Öldurchtrittsöffnun­ gen (7, 11) derart ausgebildet und angeordnet sind, daß sich bei einer dem Normalbetrieb entsprechenden Wellen­ drehzahl in der vertikalen Kammer (6) ein Ölreservoir (8) und daß sich bei auslaufender Drehzahl in der horizontalen Kammer (9) ein Ölreservoir ausbildet.

4. Schmiervorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• - Der Ölaustrittsöffnung (5) ist eine mit der Welle (1) rotierende Kammer (6) zugeordnet (vertikale Kammer);
• - die vertikale Kammer (6) weist eine nach unten gerichtete Öldurchtrittsöffnung (7) auf;
• - die nach unten gerichtete Öldurchtrittsöffnung (7) ist derart angeordnet, daß sich während der Drehung der Welle (1) unter Betriebsbedingungen in der vertikalen Kammer (6) ein Ölreservoir (8) ausbildet und daß das Öl bei aus laufender Drehzahl der Welle (1) durch die Öldurchtrittsöffnung (7) nach unten ausströmt;
• - unterhalb der Öldurchtrittsöffnung (7) der verti­ kalen Kammer (6) und oberhalb des Lagers (3) befindet sich eine weitere mit der Welle (1) rotierende Kammer (9) (horizontale Kammer);
• - die horizontale Kammer (9) weist in ihrem oberen Bereich eine radial gerichtete Öldurchtrittsöff­ nung (11) auf;
• - die radial gerichtete Öldurchtrittsöffnung (11) und die horizontale Kammer (9) sind derart ange­ ordnet und ausgebildet, daß während der Drehung der Welle (1) unter Betriebsbedingungen in die horizontale Kammer (9) eintretendes Öl infolge der Zentrifugalkräfte durch die radial gerichtete Öldurchtrittsöffnung (11) angetragen wird und daß sich bei aus laufender Drehzahl ein Ölreservoir ausbildet.

5. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (6 und 9) Ringkammern sind.

6. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wand der Kammer (9) derart konisch gestaltet ist, daß ihr Durchmesser nach oben zunimmt.

7. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie Bestandteil einer Turbomolekularvakuumpumpe oder eines Turboradialgeblä­ ses ist.