DE331453C - Thrust and journal bearings - Google Patents

Description

Druck- und Zapfenlager. Drucklager und Zapfenlager, bei welchen eine der Lagerflächen. in Segmente unterteilt ist, die zum Zweck der Erleichterung des Schmiermitteleintritts zwischen die reibenden Flächen drehbar angeordnet sind, sind bekannt. Bisher wurden Lager dieser Art getrennt hergestellt und dort, wo beide Lagerarten für eine Welle verwendet werden sollten, an einem Punkt der Länge der Welle ein Drucklager und an einem anderen Punkt derselben ein Zapfenlager angeordnet. Nach der Erfindung sollen beide Lagerarten in einem Gehäuse verbunden werden, wodurch die Lagerstelle der Welle verkürzt, eine größere Freiheit für die selbsttätige Einstellung der Lagerflächen gewährt und eine Vereinfachung der Schmierung herbeigeführt wird.Thrust and journal bearings. Thrust bearings and journal bearings, in which a of the storage areas. is divided into segments for the purpose of facilitating the Lubricant inlet between the friction surfaces are rotatably arranged known. So far, bearings of this type have been manufactured separately and where both Bearing types used for a shaft should be at some point the length of the Shaft a thrust bearing and arranged at another point the same a journal bearing. According to the invention, both types of bearings are to be connected in one housing, whereby the bearing point of the shaft is shortened, giving greater freedom for automatic adjustment the bearing surfaces are granted and a simplification of the lubrication is brought about.

Die Drucklager mit Drehflächen lassen sich besonders vorteilhaft für Dampfturbinen anwenden und verkürzen die Länge der Turbinen-, ein Ausgleichskolben kann fortfallen, die Ausnutzung wird erhöht, und die Kosten werden verringert. Durch die verbundene Anordnung nach der Erfindung wird die Länge der Turbinen noch weiter verringert. Diese Verminderung der Länge der Lagerung ist auch wertvoll für andere Anwendungen, beispielsweise für Schiffsschraubenwellen.The thrust bearings with rotating surfaces can be particularly advantageous for Steam turbines apply and shorten the length of the turbine, a balance piston can be omitted, the utilization is increased, and the cost is reduced. By the connected arrangement according to the invention increases the length of the turbines even further decreased. This reduction in length of storage is valuable to others as well Applications, for example for propeller shafts.

Bei Drucklagern mit Drehflächen ist es wichtig, daß die Belastung gleichmäßig oder nahezu gleichmäßig auf den Ring der Segmente verteilt wird, zu welchem Zweck der die Segmente enthaltende Körper gewöhnlich in Kugelflächen gelagert wird. In ähnlicher Weise können die Segmente bei Zapfenlagern an ihren Drehflächen kugelig gemacht werden, um den Druck gleichmäßig auf die Segmente parallel zur Wellenachse zu verteilen. Wenn die Druck- und Zapfenlager getrennt sind, fallen die Mitten dieser Kugeln oder Kugelflächen nicht zusammen, und es findet daher keine reine Schwingwirkung unter Einwirkung der Kräfte statt, welchen Welle und Träger ausgesetzt sind; während durch die Vereinigung der beiden Lager in einem Gehäuse gemäß vorliegender Erfindung alle Kugelflächen den gleichen Mittelpunkt haben können, wodurch eine vollständig schwingende Anordnung statt nur einer ungefähren Einstellungsmöglichkeit gesichert wird.For thrust bearings with rotating surfaces, it is important that the load is evenly or almost evenly distributed over the ring of segments, too for which purpose the body containing the segments is usually mounted in spherical surfaces will. In a similar way, the segments of journal bearings can have their surfaces of rotation be made spherical in order to apply the pressure evenly on the segments parallel to the shaft axis to distribute. When the thrust and journal bearings are separated, the centers of these will fall Balls or spherical surfaces do not come together, and therefore there is no pure oscillation effect under the action of the forces to which the shaft and carrier are exposed; while by combining the two bearings in one housing according to the present invention all spherical surfaces can have the same center point, creating a complete swinging arrangement secured instead of just an approximate setting option will.

Nach der Erfindung kann irgendeine beUebige Bauart der verbundenen Lager verwendet werden, bei welcher die drehbaren oder schwingenden Segmente, um sowohl den Druck aufzunehmen als auch die Welle in ihrer Lage zu sichern, achsial in demselben Gehäuse angeordnet sind, und das verbundene Lager kann so ausgeführt werden, da.ß es eine wagrechte, geneigte oder senkrechte Welle aufnimmt. Es ist indessen vorzuziehen, daß die Körper, welche die drehbaren oder schwingenden Lagersegmente tragen oder die Segmente selbst in Kugelsitzen liegen, welche auch bei verschiedenen Durchmessern alle die gleiche Mitte besitzen.According to the invention, any convenient type of connected Bearings are used in which the rotatable or oscillating segments to both to absorb the pressure and to secure the shaft in its position, axially are arranged in the same housing, and the associated bearing can be made that it takes up a horizontal, inclined or vertical wave. It is however, it is preferable that the bodies which the rotatable or oscillating bearing segments wear or the segments even lie in ball seats, which ones too with different diameters all have the same center.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht.Some exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawing.

Fig. i ist ein Längsschnitt durch eine Lagerform, welche den Druck in beiden Richtungen aufnimmt.Fig. I is a longitudinal section through a bearing mold showing the pressure records in both directions.

Fig. 2 bis 4 sind ähnliche Schnitte und Fig. 5 und 6 halbe Längsschnitte abgeänderter Ausführung.Figs. 2 to 4 are similar sections and Figs. 5 and 6 are half longitudinal sections modified version.

Fig. 7 und 8 sind halbe Längsschnitte durch Lager, welche den Druck nur in einer Richtung aufnehmen.Figures 7 and 8 are half longitudinal sections through bearings showing the pressure record in one direction only.

Nach Fig. i ist die Welle a mit einem Flansch oder Ring c versehen, welcher mit drehbaren Segmenten e an jeder Seite in Berührung treten kann, die den Druck in jeder Richtung aufnehmen. Die drehbaren Segmente e werden von Körpern f mit Kugelflächen getragen, die in gleichartigen Kugelflächen g des Gehäuses x ruhen. - Gleichzeitig ist der Umfang des Ringes c von Zapfenlagersegrnenten l getragen, welche aus drehbaren Teilen mit Kugelflächen bestehen, die unmittelbar in Kugelflächen e1 des Gehäuses z ruhen. Die Segmente l können auch durch einen mit Kugelfläche gelagerten besonderen Körper in dem Gehäuse x getragen werden. In jedem Falle besitzen alle Kugelflächen die gleiche Mitte, und zwar als solche vorzugsweise den Punkt x, um ein Schwingen der Welle in dem Lager zu gestatten.According to Fig. I, the shaft a is provided with a flange or ring c, which can come into contact with rotatable segments e on each side, which the Take up pressure in any direction. The rotatable segments e are bodies f borne with spherical surfaces that rest in similar spherical surfaces g of the housing x. - At the same time, the circumference of the ring c is supported by journal bearing segments l, which consist of rotatable parts with spherical surfaces, which are directly in spherical surfaces e1 of the housing z rest. The segments l can also by a spherical surface stored special body are carried in the housing x. Own in any case all spherical surfaces have the same center, and as such preferably the point x to allow the shaft to oscillate in the bearing.

Öl kann den Lagern durch. die Rohre 3, 4 und 5 zugeführt werden und durch die Öffnung p im Boden des Gehäuses abgelassen werden.Oil can get through the bearings. the tubes 3, 4 and 5 are fed and be drained through the opening p in the bottom of the housing.

In Fig. 2 ist eine abgeänderte Bauart gezeigt, welche im allgemeinen der nach Fig. i ähnlich, jedoch anwendbar ist, wo die Welle zu beiden Seiten des Lagers verschiedenen Durchmesser besitzt oder der Druck in einer Richtung größer ist als in der anderen. Bei dieser Anordnung ist an der Seite des Ringes c nahe dem Teil der Welle mit größerem Durchmesser oder an der Ringseite des größeren Druckes ein vergrößerter Ring b vorgesehen, welcher gegen drehbare Lagersegmente stößt, die in dem Tragkörper f angebracht sind, welcher an dieser Seite des Lagers eine dem Ring b entsprechende Größe besitzt. Der Druck in der anderen Richtung wird durch die Seitenfläche des Ringes c wie in Fig. i übertragen.In Fig. 2 a modified type is shown, which in general similar to that of Fig. i, but applicable where the shaft is on both sides of the The bearing has different diameters or the pressure is greater in one direction is than in the other. With this arrangement, c is close to the side of the ring the part of the shaft with the larger diameter or on the ring side of the larger pressure an enlarged ring b is provided, which abuts against rotatable bearing segments, which are mounted in the support body f, which on this side of the bearing a the size of the ring b. The pressure in the other direction is through the side surface of the ring c transferred as in Fig. i.

Die Kugelflächen der beiden Tragkörper f sind, obwohl sie denselben Mittelpunkt haben, von verschiedenem Durchmesser, um zu ermöglichen, daß der Körper f der linken Seite ;rößeren Durchmesser erhält. _ Die Anordnung der Zapfenlagerung ist genau Sie gleiche wie in Fig. i. Um die Einstellung des achsialen Teils der Welle und der Ölspielräume zu . gestatten, können die Kugelflächen g getrennt vom Gehäuse x ausgeführt und in ihrer Lage durch Packungsringe h gehalten werden, welche ganz oder zum Teil die Form dünner Lamellen besitzen, wie sie für Dampfturbinen gebräuchlich sind.The spherical surfaces of the two support bodies are f, although they are the same Center, of different diameter, to allow the body f the left side; obtains larger diameter. _ The arrangement of the journal bearings is exactly the same as in Fig. i. To adjust the axial part of the Shaft and the oil travels too. allow, the spherical surfaces g can be separated from Housing x executed and held in their position by packing rings h, which wholly or partly in the form of thin lamellae, such as those used for steam turbines are common.

Eine andere Anordnung nach der Erfindung ist in Fg. 3 gezeigt. Bei dieser Anordnung ist das Zapfenlager an der Welle c vorgesehen, und der Druck wird in beiden Richtungen durch den Ring b übertragen. Das Zapfenlager c ist an einem Ende des Gehäuses angebracht, und der Zapfendruck wird von drehbaren Segmenten 1 wie bei der Ausführung nach Fig. x aufgenommen. Der Druckring b ist am anderen Ende des Gehäuses angeordnet gegenüber drehbaren Segmenten e, welche beiderseits des Ringes auf Tragkörpern f mit Kugelflächen g angebracht sind, um den Druck aufzunehmen. Wie bei der Ausführung nach Fig.2 besitzen alle Kugelflächen bei verschiedenen Halbmessern den gleichen Mittelpunkt.Another arrangement according to the invention is shown in FIG. at With this arrangement, the journal bearing is provided on the shaft c, and the pressure is transmitted in both directions through ring b. The journal bearing c is on one Attached to the end of the housing, and the pin pressure is provided by rotatable segments 1 as recorded in the embodiment according to Fig. x. The pressure ring b is at the other end of the housing arranged opposite rotatable segments e, which are on both sides of the Ring are attached to support bodies f with spherical surfaces g to absorb the pressure. As in the embodiment according to Figure 2, all have spherical surfaces with different radiuses the same center point.

Die achsiale Einstellung der Welle wird wie nach Fig. 2. durch Packungsringe dz bewirkt. Fig. 4 zeigt eine andere Lagerausführung, bei welcher das Zapfenlager in ähnlicher Weise, wie vorher beschrieben, angeordnet ist, jedoch werden die Druckkräfte an den Enden durch zwei Ringe b übertragen, die an gegenüberliegenden Enden des Lagers angebracht sind und entsprechend aufgenommen werden durch zwei_Reihen drehbarer Segmente e, die von Tragflächen f mit Kugelflächen g zu jeder Seite des Zapfenlagers getragen werden. Diese Lager werden vorzugsweise symmetrisch ausgeführt, wobei die Kugelflächen ihre Mitte in der Mitte j des Zapfenlagers haben und die Halbmesser derselben für die Tragfläche f gleich sind.The axial adjustment of the shaft is as shown in Fig. 2 by means of packing rings dz causes. Fig. 4 shows another bearing design in which the journal bearing is arranged in a similar manner as previously described, but the compressive forces transmitted at the ends by two rings b attached to opposite ends of the Bearings are attached and are accommodated accordingly by two rows of rotatable Segments e formed by airfoils f with spherical surfaces g on each side of the journal bearing be worn. These bearings are preferably designed symmetrically, with the Spherical surfaces have their center in the center j of the journal bearing and the radius same for the wing f are the same.

Bei den Anordnungen nach Fig. 5 und 6 schwingt das Lager als ganzes an Stelle der unabhängigen Tragkörperlagerung. Nach Fig. 5 1 ist der Schwingkörper y des Lagers am Umfang kugelförmig gestaltet und in dem ähnlich gestalteten Lagerkörper s gelagert. Das Zapfenlager wird durch drehbare Segmente l gebildet, welche in dem Schwingkörper y gelagert sind, während der Seitendruck von drehbaren Segmenten e auf jeder Seite des Körpers y aufgenommen wird, sobald die Druckringe b an jeder Seite der Welle a zur Anlage kommen. In Fig. 6 ist der Schwingkörper y in Kugelflächen des Lagerkörpers s wie nach Fig. 5 gelagert, jedoch umgibt- der Schwingkörper hier nur einen einzigen Ring c und nimmt die Druckkräfte von innen auf. Die Anordnung der Lagersegmente ist ähnlich der nach Fig. i. Die drehbaren Segmente für das Zapfenlager sind in dem Körper x um den Ring c herum angebracht, während die für die Drucklager an jeder Seite des@'Ringes liegen.In the arrangements according to FIGS. 5 and 6, the bearing swings as a whole instead of the independent support body mounting. According to FIG. 5 1, the oscillating body y of the bearing is designed spherically on the circumference and is mounted in the similarly designed bearing body s. The journal bearing is formed by rotatable segments l, which are mounted in the oscillating body y, while the side pressure is taken up by rotatable segments e on each side of the body y as soon as the pressure rings b come to rest on each side of the shaft a . In FIG. 6 the oscillating body y is mounted in spherical surfaces of the bearing body s as in FIG. 5, but here the oscillating body only surrounds a single ring c and absorbs the pressure forces from the inside. The arrangement of the bearing segments is similar to that of FIG. The rotatable segments for the journal bearing are mounted in the body x around the ring c, while those for the thrust bearings are located on each side of the ring.

In Fig. 7 und 8 sind Lager gezeigt, welche einen Enddruck nur in einer Richtung aufnehmen. Nach Fig. 7 wird der Druck nach links und in Fig. 8 nach rechts aufgenommen. Das in Fig. 7 gezeigte Lager ist fast gleich mit dem nach Fig. 2 bis auf das rechts von dem Zapfenlager c liegende Drucklager, welches fortgelassen ist.In Fig. 7 and 8 bearings are shown which have a final pressure in only one Take direction. According to Fig. 7 the pressure is to the left and in Fig. 8 to the right recorded. The bearing shown in Fig. 7 is almost the same as that of Fig. 2 to on the thrust bearing to the right of the journal bearing c, which has been omitted.

Das Lager nach Fig. 8 ist dem Fig. 3 gleich bis auf die Fortlassung des den Druck nach links aufnehmenden Drucklagers.The bearing according to FIG. 8 is identical to FIG. 3 except for the omission of the thrust bearing receiving the pressure to the left.

Nach Fig. i, 2 und 7 sind Olspritzringe an den Enden des Lagers vorgesehen, um den Ausfluß von 01 an der Welle entlang zu verhindern, während nach Fig. 3, q. und 8 Stopfbüchsen für denselben Zweck vörgesehen sind.According to FIGS. 1, 2 and 7, oil injection rings are provided at the ends of the bearing in order to prevent the outflow of oil along the shaft, while according to FIG. 3, q. and 8 stuffing boxes are provided for the same purpose.

In allen Fällen ist genügendes Spiel vorgesehen, um die Schwingungsbewegung, soweit sie nötig ist, zu gestatten. Diese ist praktisch gewöhnlich sehr klein. Bei einer wagerechten Dampfturbine ist sie beispielsweise nur durch die Wellensenkung infolge des Laufradgewichtes oder durch eine Verziehung des Turbinengehäuses infolge der Wärme hervorgerufen. Spritzringe und Stopfbüchse sind indessen nicht immer nötig und nur dort angebracht, wo ein großer Schwingungswinkel erforderlich ist. , Die Lager können zum Zweck der Ein- , legung der Welle in Hälften geteilt sein, und zwar zweckmäßig in einer durch die Wellenachse gehenden Ebene. In einigen Fällen ist das Gehäuse in einer Ebene senkrecht zur Wellenachse für den gleichen Zweck oder für eine Endeinstellung zu teilen, wobei aber immer im wesentlichen nur ein Gehäuse gebildet wird.In all cases, sufficient play is provided to prevent the vibratory movement, as far as it is necessary to allow. In practice, this is usually very small. at a horizontal steam turbine, for example, it is only due to the countersinking of the shaft as a result of the weight of the impeller or a distortion of the turbine housing as a result caused by warmth. Splash rings and stuffing boxes are not always necessary, however and only attached where a large oscillation angle is required. , The Bearings can be divided into halves for the purpose of inserting the shaft, and although expedient in a plane passing through the shaft axis. In some cases the housing is in a plane perpendicular to the shaft axis for the same purpose or to divide for a final setting, but always essentially only one Housing is formed.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: i. Druck- und Zapfenlager, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Lagergehäuse die aus einer Anzahl beweglicher und selbsttätiger einstellbarer Lagerblöcke gebildeten Lagerflächen für die Aufnahme des senkrechten Zapfendruckes und achsialen Wellendruckes angeordnet sind. PATENT CLAIMS: i. Thrust and journal bearings, characterized in that the bearing surfaces formed from a number of movable and automatically adjustable bearing blocks for receiving the vertical journal pressure and axial shaft pressure are arranged in a bearing housing. 2. Druck- und Zapfenlager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkörper mit Kugelflächen gelagert sind. 2. Thrust and journal bearings according to claim i, characterized in that the bearing bodies are mounted with spherical surfaces. 3. Druck- und Zapfenlager nach Anspruch x und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkörper der Lagerflächen oder Lagerkörper in konzentrischen Kugelflächen gelagert sind. q.. 3. Thrust and journal bearing according to claims x and 3, characterized in that the supporting bodies the bearing surfaces or bearing bodies are mounted in concentric spherical surfaces. q .. Druck- und Zapfenlager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Lagerblöcke unmittelbar oder mittelbar in Kugelflächen gelagert sind und die Fläche der Welle oder der Umfang eines Ringes zur Bildung eines Zapfenlagers umgeben, während eine oder mehr andere Reihen beweglicher Lagerblöcke mittelbar oder unmittelbar in mit den ersten Kugelflächen konzentrischen Kugelflächen so gelagert sind, daß sie Seitenflächen - der Welle oder der Wellenringe zur Bildung eines Drucklagers stützen können. Thrust and journal bearing according to claim i, characterized in that the movable Bearing blocks are stored directly or indirectly in spherical surfaces and the surface the shaft or the periphery of a ring to form a journal bearing, while one or more other rows of movable bearing blocks directly or indirectly are mounted in concentric spherical surfaces with the first spherical surfaces that they side surfaces - the shaft or the shaft rings to form a thrust bearing can support. 5. Druck- und Zapfenlager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der achsialen Lage der Welle in dem Lager durch Anordnung von Pakkungsringen zwischen Lager und Tragkörper der Lagerblöcke erzielt.wird. 5. thrust and journal bearing according to claim i, characterized in that that the adjustment of the axial position of the shaft in the bearing by the arrangement of Packing rings between the bearing and the support body of the bearing blocks are achieved. 6. Druck- und Zapfenlager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Lagerblöcke für Zapfen- und Seitendruck gemeinschaftlich in einem einzigen Tragkörper oder Schwingkörper angeordnet sind. 6. Printing and journal bearing according to claim i, characterized in that the movable bearing blocks for pin and side pressure jointly in a single support body or oscillating body are arranged. 7. Druck- und Zapfenlager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle oder ein Wellenring in der Mitte des Lagerkörpers auf Drehblöcken mit Kugelflächen gelagert ist, während zu beiden Seiten symmetrisch seitliche Ringflächen den achsialen Druck auf bewegliche und gleichfalls auf Kugelflächen gelagerte Lagerblöcke übertragen.7. thrust and journal bearing according to claim i, characterized in that that the shaft or a shaft ring in the middle of the bearing body on rotating blocks is mounted with spherical surfaces, while on both sides symmetrical lateral annular surfaces the axial pressure on movable bearing blocks that are also supported on spherical surfaces transfer.