DE2437932C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmieren der umlaufenden Holmlager in Axialgebläsen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Schmieren der umlaufenden Holmlager in AxialgebläsenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine dazugehörende Vorrichtung zum Schmieren der umlaufenden Lager der Holme von verstellbaren Laufschaufeln in Laufrädern von Axialgebläsen.
Bei derartigen Laufrädern soll die Verstellung der Laufschaufeln während des Betriebes erfolgen. Der
dazu erforderliche Kraftaufwand soll möglichst gering sein, um einmal noch vernünftige Abmessungen der
Verstellmechanismen zu erhalten und um andererseits aber auch nicht zu früh an die Ausführbarkeitsgrenzen
zu stoßen. Aus diesen Gründen sind die Holmlagerungen im allgemeinen mit Wälzlagern ausgeführt, da
Gleitlagerungen sehr viel höhere Verstellkräfte erfordern würden. Die Anwendung der Wälzlager für diesen
Zweck, bei dem nur ganz geringe Drehbewegungen in größeren Zeitabständen stattfinden und die meiste Zeit
die Lager unter Last ruhen, stellt für die Wälzlager einen
im Grunde genommenen zweckentfremdeten Einsatz dar.
S Es hat sich gzeigt, daß durch Störungen an den
Lagern und der Lagerschmierung die erforderlichen Stellkräfte sehr schnell die Leistungsgrenze der
Verstellmotoren überstiegen, so daß die Maschinen überholt werden mußten. Dabei zeigte sich weiter, daß
ίο die Wahl der Schmiermittel und die Abdichtung dieser
Lager von entscheidender Bedeutung ist Die meisten Schmiermittel verlieren unter Einwirkung der in
Axialgebläsen herrschenden Zentrifugalkräfte und gelegentlicher Temperature;;! Wirkungen sehr schnell das die
Schmierfähigkeit der Fette bewirkende, eingelagerte öl,
so daß keine ausreichende Lagerschmierung mit den Fettrückständen mehr gewährleistet ist
Eine auf die Dauer vollständig wirksame Abdichtung der Holmlager erwies sich als schwierig, so daß im Laufe
der geforderten langen Betriebszeit durchaus ölleckagen, und zwar unterschiedlicher Größe an den einzelnen
Laufschaufeln, auftreten können.
Diese unterschiedlichen ölleckagen bewirken mitunter derartige Unwuchten, daß diese ebenfalls eine
Stillsetzung des Gebläses und ein Nachwuchten erfordern.
Es ist bekannt {US-PS 28 53 948), Lager von rotierenden Wellen, die dem Einfluß hoher Geschwindigkeiten und hoher Temperaturen unterliegen, dadurch
zu schmieren, daß in diese Lager öl eingesprüht wird.
Der auf diese Weise entstehende Ölfilm ist nicht in der Lage, selbständig Ölverluste einzelner umlaufender, leck
gewordener Lager zu ersetzen.
Unwuchten, die bei Dichtungsmängel am umlaufenden, jeweils mit einem einzelnen Schmierstoffvorrat versehenen Lagern der Holme von verstellbaren Laufschaufeln auftreten, zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemiß dadurch gelöst,
daß öl in das Innere des Laufrades in einer solchen
rotierender ölring bildet aus dem die einzelnen
durch unvollkommene Abdichtungen auftretenden Ölverluste durch aus dem ölring nachfließendes öl
sofort ersetzt, so daß stets eine ausreichende Schmierung vorhanden ist. Dadurch werden die Lager vor
Beschädigungen geschützt und ein außergewöhnliches
Ansteigen der erforderlichen Verstellkräfte verhindert.
Die Holmlagerung braucht also nicht absolut dicht zu sein, da entweichendes Öl jederzeit nachgeliefert
werden kann. Vor allem wird aber durch dem mit dem Laufrad umlaufenden ölring ein dynamischer Massen
ausgleich erreicht, da etwaiges aus der Holmdichtung
austretendes Lecköl ohne Störungen der Massenverteilung aus dem Ölring ergänzt wird. Die Gefahr des
Auftretens von Unwuchten ist damit ausgeschlossen.
Das Einbringen des Öles in das Innere des Laufrades
kann bei stillstehendem Laufrad, z. B. durch eine
ölpresse erfolgen. Vorteilhafter ist es jedoch, das Nachfüllen während des Betriebes vorzunehmen und
dazu die für die Laufschaufelverstellung vorhandene hydraulische Verstellvorrichtung heranzuziehen. In
Ausgestaltung der Erfindung wird daher weiterhin vorgeschlagen, daß öl aus dem Leckraum einer
hydraulischen Verstellvorrichtung in das Innere des Laufrades geführt wird. Dabei wird in gewissen
Zeitabständen von ζ. B, mehreren Wochen kurzzeitig,
z. B. während weniger Minuten, die Druckölzuführung
mit dem Laufradinneren in Verbindung gesetzt und auf diese Weise die für eine bestimmte Betriebszeit
ausreichende ölmenge an die Holmlager gefördert S
Derartige Verstellvorrichtungen können aus einer im Inneren des Laufrades angeordneten verschiebbaren
Verstelleinrichtung mit einer ölhydraulischen Steuerung
bestehen, bei der eine Bohrung in der Kolbenstange in den Leckölraum mündet. In diesem Fall empfiehlt es
sich, diese vorhandene Bohrung in der Kolbenstange für die Förderung des Öls heranzuziehen, indem erfindungsgemäß
diese Bohrung zusätzlich eine Verbindung zum Laufradinneren aufweist Dabei kann z. B. die einen
ölsammelraum bildende Abschlußkappe des Verstellzylinders mit Bohrungen versehen sein. Auf diese Weise
wird eine zusätzliche Drehdruckabdichtung für das in das Laufradinnere zu fördernde öl noch eine Schmierung
der anderen Gleitstellen der Verstelleinrichtung.
Weitere Einzelheiten der Erfindung und deren Vorteile sind in dem anschließend beschriebenen und in
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeisr-iel näher
erläutert Die Zeichnung stellt den Querschnitt durch ein Laufrad mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dar.
Das Laufrad 1 eines Axialgebläses weist einen geschlossenen Innenraum 2 auf. Es ist auf seinem
Umfang mit mehreren Laufschaufeln 3 bestückt Die Laufschaufeln 3 sind zur Anpassung des Gebläses an die
verschiedenen gewünschten Betriebspunkte verstellbar. Dazu sind die die Laufschaufeln 3 tragenden Holme 4 in
dem Tragring 5 des Laufrades 1 drehbar gelagert An jedem Holm 4 ist ein Verstellhebel 6 befestigt, der in
eine Nut 7 einer Verstellscheibe 14 eingreift, die mit einer Verstelleinrichtung im vorliegenden Fall mit
einem axial verschiebbaren Verstellzylinder 8 verbunden ist
Die Lagerung der Holme 4 in dem Tragring 5 besteht aus mehreren Wälzlagern 9. Nach außen sind die
Wälzlager 9 mit einer ölabdichtung 10 versehen, die nicht vollständig wirksam sein muß. Vor der Inbetriebnähme
des Laufrades sind die Lager 9 mit Fett oder Ol gefüllt Während des Betriebes kann das in dem Fett
eingelagerte öl oder das anfangs schon eingefüllte Öl
unter Einfluß der herrschenden Zentrifugalkräfte aus dem Lager austreten, so daß eine ausreichende
Schmierung der Lag;r9 nicht mehr gegeben ist.
Für den Ersatz des Ölverlustes wird öl in den Innenraum 2 des Laufrades 1 eingeführt. Das kann z. B.
über eine Ölpresse und eine in den Innenraum 2 des Laufrades 1 führende Öl'eitung 11 bei stillstehendem
Laufrad vorgenommen werden. Bei Drehung .des Laufrades 1 wird das eingeführte öl unter Einfluß der
Zentrifugalkräfte nach außen gedruckt und legt sich als ein mit dem Laufrad 1 umlaufender Ölring an den
Tragring 5 an. Von dort dringt das Öl in die Lager 9 ein und ersetzt die Ölverluste.
Die Zuführung des Öles zur Schmierung der Holmlager 9 kann auch während des Betriebes erfolgen,
wenn z. B. die nachfolgende beschriebene oder auch andere hydraulische Verstelleinrichtung verwendet
wird.
Der Verstellzylinder 8 ist auf der zusammen mit dem Laufrad 1 rotierenden Kolbenstange 12, die einen
gegenüber dem Verstellzylinder 8 ruhenden Kolben 13 trägt, axial verschiebbar. Mit dem Verstellzylinder 8 ist
eine Verstellschiebe 14 verbunden, in deren Umfangsnut
7 der Verstellhebel 6 eingreift Beiderseits des Kolbens 13 münden ölsteuerkanäle 15 bzw. 16, die je nach der
beabsichtigten Bewegungsrichtung des Verstellzylinders mit der Zuflußleitung 17 oder der Abschlußleitung
18 für das Drucköl verbunden sind. Die Zufuhr bzw. die Abfuhr des Drucköls wird über einen Steuerschieber 19
geregelt der über einen Hebel 20 von einem nicht dargestellten Stellmotor bewegt wird. Die Kolbenstange
12 ist hohlgebohrt und durch die Bohrung 21 ist eine Rückführstange 22 geführt Die Rückführstange 22 leitet
über den Hebel 23 die Schließbewegung des Steuerschiebers 19 ein. Die Rückführstange, 22 ist an ihrem
vorderen Ende mit einer Kappe 24 des Versielizylinders
8 verbunden. Die Kappe 24 umschließt einen ölsammelraum
26, der durch die Bohrung 21 mit öl aus dem Ölieckraum 26 versorgt ist
Zur zusätzlichen Versorgung der Holmlagerung mit öl ist die Kappe 24 mit Bohrungen 27 versehen, durch
die öl aus dem Leckölraum 26 austreten kann. Vo;· hier
aus kann das öl über weitere Bohrungen m den Innenraum 2 des Laufrades eindringen und sich als
ringförmige ölschicht an den Tragring 5 legen.
Bei einem zweistufigen Gebläse wird die Bewegung der Verstelleinrichtung über eine Betätigungsstange 28
auf die Verstellscheibe des zweiten nicht dargestellten Laufrades 30 übertragen. Diese Betätigungsstange 28 ist
durch die zentrale Bohrung der die beiden Laufräder tragenden hohlgebohrten Hauptlagerungswelle 29 geführt
Der Kopf der Betätigungsstange 28 ist mit einer Bohrung 30 versehen, die vor der mit den Bohrungen 27
versehenen Kappe 24 beginnt. Von der Bohrung 30 zweigen seitliche Bohrungen 31 ab, die in den zwischen
der Betätigungsstange 28 und der Wand der zentralen Bohrung in der Hauptlagerungswelle 29 bestehenden
Ringraum 32 münden. Mit diesem Ringraum 32 steht der Innenraum 2 des Laufrades 1 über weitere in der
Hauptlagerungswelle 29 angebrachte Bohrungen 33 in Verbindung. Gleichartige Bohrungen sind auch in dem
in das Innere des weiteren Laufrades reichende Ende der Hauptlagerungswelle 29 vorgesehen. Die Verbindung
für den Durchtritt des Öles kann auch durch das Spiel in den Führungsbüchsen 39 gebildet sein.
Aus dem Leckölraum 26 ist eine Leckölleitung 34 in das Ölaggregat 35 geführt. Das in der Leckölleitung 34
angeordnete Ventil 36 ist im Normalbetrieb geöffnet. Von der Dnjckölzuffrirungsleitung 17 ist eine Zweigleitung
37 zu der Leckölleitung 34 geführt. In de." Zweigleitung 37 ist ein bei Normalbetrieb geschlossenes
Ventil J8 angeordnet. Um bei laufendem Gebläse öi zur
Schmierung der Holmlager 9 in den Innenraum der Laufräder zu fördern, wird das Ventil 36 geschlossen
und das Ventil 38 geöffnet. Auf diese Weise kann sich in der Ölleitung ein Druck aufbauen, der auf dem oben
beschriebenen Weg öl in den Innenraum der Laufräder fördert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zum Schmieren der umlaufenden Lager der Holme von verstellbaren Laufschaufeln in
Laufrädern von Axialgebläsen, dadurch gekennzeichnet, daß öl in das Innere des
Laufrades in einer solchen Menge eingeführt wird, daß sich ein mit dem Laufrad rotierender zusammenhängender ölring bildet, aus dem die einzelnen
Holmlager mit Ol versorgt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß öl aus dem Leckölraum einer
hydraulischen Verstellvorrichtung in das Innere des Laufrades geführt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 unter Verwendung einer im
Innenraum des Laufrades angeordneten axial verschiebbaren Verstelleinrichtung mit einer ölhydraulischen S'euerung, bei der eine Bohrung in der
Kolbenstange des Verstellzylinders in den Leckölraum mündet, dadurch gekennzeichnet, daß diese
Bohrung (21) in der Kolbenstange (12) zusätzlich eine Verbindung mit dem Innenraum (2) des
Laufrades (1) aufweist
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einen ölsammeiraum (2S) bildende
Abschlußkappe (24) des Verstellzylinders 8 mit Bohrungen (27) versehen ist
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckölzuführungsleitung (it) mit der Leckölleitung (34) über eine
Zweigleitung (37) verbunden is. und daß in dieser Zweigleitung (41) ein Ventil (38) angeordnet ist, das
zur Zuführung von öl in den I· -lenraum (2) des
Laufrades (1) geöffnet ist, wenn das Ventil (36) in der
Leckölleitung (34) geschlossen ist
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anordnung
von zwei Laufrädern auf der gleichen Hauptlagerungswelle (29) durch diese eine Betätigungsstange
(28) des Verstellzylinders (8) geführt ist, daß in dem der Kappe (24) des Verstellzylinders (8) gegenüberstehenden Ende der Betätigungsstange (28) eine
Bohrung (31) angebracht ist, die über eine weitere seitliche Bohrung 134) oder direkt und den durch das
Spiel in den Führungsbuchsen oder durch zusätzlich angebrachte Bohrungen (33) in der Hauptlagerungswelle (29) mit den Innenräumen der beiden
Laufräder verbunden ist.
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