DE2347156C2 - Ölschmiervorrichtung für die Lage einer Welle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ölschmiervorrichtung für die Lager einer Welle, auf der ein Schöpfzellen mit radial einwärts welsenden Auslaßöffnungen und eine ölmitnahmefläche enthaltender Schöpfring befestigt ist, der einen oberhalb der Welle angeordneten Sammelbehälter mit Öl beliefert, wobei ein stationärer Abstreifer an der Ölmitnahmefläche angreift.

Für den Betrieb großer Wellen, beispielsweise den Wellen von Schiffsschrauben, werden selbstschmierende Vorrichtungen verwendet, bei denen die Drehung der Welle selbst ohne Verwendung einer Hllfspumpe ein Schmieren bewirkt. Die Zentrifugalkraft wird dabei genutzt, um öl von einer Ölwannt auf ein über der Welle gelegenes Niveau anzuheben und dann In eine Vorrichtung zur Verteilung des Öls an Welle und Lager abzugeben. Falls die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle nicht ausreicht, um die zur Schmierung dieser Art benötigten Zentrifugalkräfte zu erzeugen, läßt sich auf diese Weise keine Schmierung erreichen. Wegen der gleichzeitigen Belastung der Welle sind Beschädigungen derselben in diesem Fall dann unvermeidlich.

In der GB-PS 3 67 205 ist eine ölschmiervorrlchtung der eingangs erwähnten Art beschrieben, die jedoch deshalb bei hohen Drehzahlen keine sehr zuverlässige Schmiermittelversorgung gewährleistet, well die Ölmitnahmefläche außenseitig am Schöpfrlng angeordnet ist und somit das Öl schlecht zu den zu schmierenden Flächen gelangt, zumal der dort vorgesehene Abstreifer seine Funktion lediglich bei extrem viskosen Schmiermitteln erfüllt, da nicht viskose Schmiermittel von der Außenfläche des Ringes fortgeschleudert werden, bevor diese Schmiermittel den Abstreifer erreichen. Demzufolge arbeitet dieses bekannte System nicht oberhalb einer bestimmten Drehzahl. Zusätzlich werden aufgrund der Taschen In dem Schöpfrlng und der relativ großen Öffnungen dieser Taschen letztere eine wesentliche Schmiermittelmenge lediglich dann tragen, wenn der Schöpfrlng mit einer ausreichenden Geschwindigkeit gedreht wird, um als Ergebnis der Zentrifugalkraft das Schmiermittel nach außen abzulenken. Wenn sich der Ring langsam dreht, fließt das Schmiermittel einfach aus der einwärts welsenden Kammeröffnung, bevor sich letztere oberhalb des Sammelbehälters befindet. Somit funktioniert diese bekannte Anordnung lediglich In einem relativ engen Geschwindigkeitsbereich.

Bei der aus der US-PS 31 69 808 bekannten Schmiervorrichtung -Ist die Anordnung so getroffen, daß sie sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Drehzahlen der Welle für eine Schmierung der in Frage kommenden s Bereiche sorgt. Dabei ist der oberhalb der Welle angeordnete Sammelbehälter stets über den Schöpfrlng mit Schmiermittel so ausreichend gefüllt, daß dieses Schmiermittel im Behälter noch ausreicht, um eine Ölversorgung der Lager auch bei geringen Drehzahlen zu to gewährleisten; dies erfolgt beispielsweise üuer ein In Abhängigkeit vom Druck arbeitendes federbelastetes Ventil.

Das In der DE-PS 8 23 674 beschriebene Rlngschmierlager, das so ausgebildet ist, daß der Lagerkörper nach Lösen einer Blockierung ohne wesentliches Anheben des Zapfens nach oben dreh- und ausbaubar ist und ein intensives Reinigen möglich Ist, und der Schöpfkammer unterschiedlicher Neigung sowie radiale Trennwände aufweisende Lagerschmierung nach der DE-PS 9 06 394 sind im wesentlichen für geringe Drehzahlen geeignet, wobei das Schmiermittel in Abhängigkeit von seiner Viskosität um die Welle geführt wird, nachdem es aus den Schöpftaschen und direkt auf den Wellenumfang getropft Ist.

Auch die Lagerschmiervorrichtung nach der DE-PS 5 08 838 ist lediglich für Wellen mit niedriger Drehzahl wirksam einsetzbar. Zwischen dem dort vorgesehenen Sammelbehälter tmd dem sich bewegenden Ring ist eine Reibdichtung zwingend vorgeschrieben, so daß die gesamte Lagerreibung erhöht wird. Daraus ergeben sich eine Energieverschwendung und eine zunehmende Wärmeentwicklung. Bei Weglassen der Reibdichtung würde das Öl aus den Taschen strömen, bevor es den Sammelbehälter an der Oberseite der Welle erreicht.

In der DE-OS 21 14 489 ist eine selbstschmierende Lageranordnung beschrieben, die jedoch nicht zum Schmieren von Wellen bei hoher und niedriger Drehzahl

beabsichtigt ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht

darin, eine ölschmiervorrichtung ^u schaffen, die sowohl bei geringen Drehzahlen als. auch bei hohen Drehzahlen die zu schmierenden Teile wirksam mit Schmiermittel versorgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß die Ölmitnahmefläche eine radiale Innennut Ist, In die der Abstreifer eingreift und daß die zur Innennut axial versetzten Schöpfzellen radial außenseitig zusätzliche Einlaßöffnungen aufweisen. Zweckmäßig 1st an der Auslaßöffnung der Schöpfzel len zum Sammelbehälter hin eine die Auslaßöffnung umgebende Ringnut versehen.

Somit wird erfindungsgemäß eine Ölschmiervorrichtung geschaffen, die durch Rotation der Welle betätigt wird und äußerst wirksam Ist, wenn die Umdrehungs geschwindigkeit der Welle nicht mehr für eine wirksame

Schmierung mit Hilfe der Zentrifugalkraft ausreicht ohne

dabei technisch aufwendige MIttel einsetzen zu müssen.

Dabei tauchen die Schöpfzellen In eine Ölwanne ein,

nehmen Öl auf und bringen dieses an eine Stelle über der Welle, von wo das in den Zellen verbliebene Öl mindestens teilweise unter Einwirkung der Schwerkraft In einen Sammelbehälter abgegeben wird.

Dabei ist für das effektive Schmieren sowohl bei hoher als auch geringer Drehzahl lediglich ein Bauteil vor gesehen.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbelsplel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig, 1 eine Schnittansicht einer Ölschmlervorrichtung längs der Linie 1-1 in Fig, 4,

Fig,2 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht durch den in Fig, I im Kreis 2 gelegenen Bereich, wobei das Gehäuse weggelassen Ist,

Fi g. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des in Fi g. 2 im Kreis vorgesehenen Abschnittes,

Fi g, 4 einen Teilschnitt längs der Linie 4-4 in Fi g, I, Fi g. 5 einen Teilschnitt längs der Linie 5-5 in Fi g. 4,

Die Ölschmlei vorrichtung ist zur Verwendung mit einer großen Welle 1, beispielsweise einer Schiffsschraubenwelle vorgesehen. Diese Welle 1 ist in selbstzentrierenden Lagern 2 gelagert. Jedes Lager ist von einem Lagergehäuse 3 umschlossen, dessen Mittelteil das Lager hält. Die Endabschnitte des Gehäuses bilden mit der Welle und dem Lager eine Ringkammer 4, deren Bodenabschnitt als eine Öl aufnehmende Wanne 5 ausgebildet ist.

Mittels einer an der Welle anliegenden Lagerfläche 6 mit einem Ölverteilungskanal 8 und nicht dargestellten Vertiefungen wird das Öl zwischen Lagerfläche und Welle verteilt. An der Oberseile des Verteilungskanals 8 ist ein oben offener Sammelbehälter 9 vorgest-nen. Die offene Oberseite des Sammelbehälters ist mit einem eine runde Stange 11 haltenden Verbindungsabschnitt 10 versehen, der sich in Längsrichtung parallel zur Welle 1 erstreckt. Das Lagergehäuse 3 erstreckt sich in Achsrichtung über das Lager 2 hinaus. An der Welle ist ein Flansch 12 angeordnet, welcher in einen Radialabschnitt 13 übergeht, an welchen sich ein über das Ende des Lagers erstreckender Abschnitt 14 anschließt, der seinerseits mit einem zweiten Radialabschnitt 15 verbunden ist. Dieser Radialabschnitt IS ist mit einem Axialabschnitt 16 verbunden, der sich über den Sammelbehälter 9 erstreckt und in einem Schöpfring 17 endet. Der Radialabschnitt 15 bildet eine radiale Kollektorfläche 18. Die radial verlaufende Innenseite des Abschnitts 16 bildet zwischen dem Schöpfring 17 und dem zweiten Radialabschnitt 15 eine radiale Innennut 19.

An der Stange 11 Ist ein Abstreifer 20 angeordnet, weleher umfaßt eine In Achsrichtung weisende Fläche 21, die an der radialen Kollektorfläche 18 liegt, und eine in Radialrichtung nach außen weisende Fläche 22, mit welcher der Abstreifer in die radiale Innennut 19 eingreift.

Bei Rotation der Welle 1 taucht der untere Abschnitt der Innennut 19 In das in der Ölwanne 5 enthaltene Schmiermittel. Falls die Drehgeschwindigkeit der Welle ausreicht, um das Schmiermittel in der llnnennut 19 durch Zentrifugalkraft und an der radialen Kollektorfläche 18 durch Adhäsion festzuhalten, wird das Schmiermittel an den Abstreifer 20 geführt, welcher mit seinen Kanten 23, 24, die den Flächen 21 bzw. 22 entsprechen, das Schmiermittel in den Sammelbehälter 9 lenkt. Da sich die Welle In beiden Richtungen drehen kann, sind gegensinnig gerichtete Keilflächen vorgesehen, so daß in beiden Drehrichtungen der Welle das Schmiermittel in den Sammelbehälter geführt wird.

Bei normalem Betrieb übersteigt die an den Sammelbehälter abgegebene Menge die von den Lasern benötigte Schmiermittelmenge. Das überschüssige Schmiermittel fließt über den oben offenen Sammelbehälter in die Wanne 5 zurück. Bei abnehmender Drehzahl der Welle verringert sich die das Schmiermittel in der Innennut 19 haltende Zentrifugalkraft, Somit fließt das Ö! von der Innennut and KolIektorflBche 18 ab und erreicht den Abstreifer 20 nicht. Um die Ölversorgung bei niedrigen Drehzahlen zu gewährleisten, ist der Schöpfring 17 mit Schöpfzellen 25 versehen, die durch Querrippen 26 voneinander getrennt sind, so daß jede Schöpfzelle von einer benachbarten Zelle abgedichtet ist. Die Innenwände der Schöpfzellen sind gewölbt. Jede Schöpfzelle ist in der Mitte mit einer radial auswärts weisenden Einlaßöffnung 27 und mit einer radial einwärts weisenden Auslaßöffnung 28 versehen. Jede Auslaßöffnung 28 ist von einer Ringnut 29 umgeben, so daß sich ein innenseitiger Ansatz 30 ergibt, der eine Abschrägung 31 aufweist.

Wenn die Wellendrehzahl soweit abnimmt, daß durch die Zentrifugalkraft nicht mehr genügend Öl an den Sammelbehälter geführt wird, strömt das Öl durch die Einlaßöffnungen 27, während sich die Schöpfzellen durch die Ölwanne 5 bewegen. Bei diesen niedrigen • Drehzahlen hat das Öl genügend Zei' um jede Schöpfzeüe zu füllen. Dabei bleibt genügend Öl in den Schöpfzellen, welches unter der Einwirkung der Schwerkraft durch jede Auslaßöffnung 28 in den Sammelbehälter fließt.

Der bei niedrigen Drehzahlen, die weniger als eine Umdrehung pro Minute ausmachen können, auftretende Ölbedarf ist geringer als die bei hohen Drehzahlen benötigte Ölmenge, so daß selbst be' niedrigen Drehzahlen ein Überschuß an Öl an den Sammelbehälter geliefert wird. In einem bestimmten Drehzahlbereich wird ein Teil des Öls durch Schwerkraft aus den Schöpfzellen abgeführt, während ein anderer Teil des Öls von der Innennut 19 zugeführt wird. Das bedeutet, daß bei allen Drehzahlen eine ausreichende Schmiermittelmenge zur Verfügung steht.

Bei einer bestimmten Drehzahl wild also immer die gleiche Schmiermittelmenge in den Sammelbehälter 9 abgegeben.

Da zur Erhöhung des Schmiereffekts Öl mit verhältnismäßig hoher Oberflächenspannung verwendet wird, haft·.·; das Öl an der Innenfläche des Schöpfrings 17, wenn es aus der Auslaßöffnung 28 austritt. Es ergibt sich damit die Wirkung eines Saughebers, so daß die Schöpfzelle vorzeitig entleert wird. Dies wird indessen durch die die Auslaßöffnung umgebende Ringnut 29 und durch den Ansatz 30 verhindert, die eine Unterbrechung der Oberflächenhaftung ergeben und damit den Saughebereffekt aufheben. Die in jeder Schöpfzelle verbleibende Ölmenge kann dann In den Sammelbehälter 9 abgegeben werden.

Falls die Welle 1 in Achsrichtung genügend lang ist, wie dies beispielsweise bei Schiffsschrauben der Fall ist, kann s-'c sich in Achsrichtung beträchtlich zusammenziehen bzw. ausdehnen, so daß der Flansch 12 in bezug auf das Lager 2 bewegt -vird. Die Ausdehnung de.¹· Sammelbehälters 9 in Achsrichtung ist aber so groß, daß eine solche axiale Verlagerung aufgenommen wird, wobei die Innennut 19 die entsprechende Bewegung des Abstreifers 20 an die Führungs^tange U zuläßt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

te; fa ψ-ϊίί Patentansprüche;

1. Ölschmiervorrichtung for die Lager einer Welle, auf der ein Schöpfzellen mit radial einwärts welsenden Auslaßöffnungen und eine ölmitnahmefläche enthaltender Schöpfilng befestigt ist, der einen oberhalb der Welle angeordneten Sammelbehälter mit Öl beliefert, wobei ein stationärer Abstreifer an die ölmitnahmefläche angreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölmitnahmefläche eine radiale Innennut (19) ist, in die der Abstreifer (20) eingreift und daß die zur Innennut axial versetzten Schöpfzellen (25) radial außenseitig zusätzliche Einlaßöffnungen (27) aufweisen.

2. Ölschmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Auslaßöffnung (28) der Schöpfzellen (25) zum Sammelbehälter (9) hin eine die Auslaßöffnung (28) umgebende Ringnut (29) vorgesehen Ist.