DE941243C - Circulating lubrication device for a horizontal bearing of a shaft very high speed - Google Patents

Description

Umlaufschmiervorrichtung für ein Horizontallager einer Welle sehr hoher Drehzahl Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fördern von Schmieröl, die von einer mit hoher Drehzahl umlaufenden Welle unmittelbar angetrieben wird, und dient als Umlaufschmiervorrichtung für Horizontallager einer Welle sehr hoher Drehzahl. Dabei können Drehzahlen von aoooo je Minute und darüber in Betracht kommen. Insbesondere kann die Erfindung in der Weise Anwendung finden, daß das Schmieröl aus einem Sumpf den Lagern von schnell laufenden Maschinen, z. B. Abgas-Turboladern, zugeführt wird, ohne daß die Erfindung jedoch auf dieses Anwendungsgebiet beschränkt wäre.Circulating lubrication device for a horizontal bearing of a shaft very high speed The invention relates to a device for pumping lubricating oil, which is directly driven by a shaft rotating at high speed, and serves as a circulating lubrication device for horizontal bearings of a shaft very high Rotational speed. Here, speeds of aoooo per minute and above can be considered. In particular, the invention can be used in the manner that the lubricating oil from a sump to the bearings of high-speed machines, e.g. B. exhaust gas turbochargers, is supplied, but without the invention being limited to this field of application were.

Eine Schmiervorrichtung nach der Erfindung verwendet ein mit der Welle umlaufendes Ölförderrad, das eine innen offene Ringfläche besitzt, die das Öl durch Zentrifugalwirkung mitnimmt und in die ein feststehender Ölabstreifer hineinfaßt. Vom 'Ölabstreifer gelangt das Öl dann zu den Schmierstellen.A lubricating device according to the invention uses one with the shaft Revolving oil feed wheel with an inner open ring surface that allows the oil to flow through Centrifugal effect and in which a fixed oil scraper grips. The oil then reaches the lubrication points from the oil scraper.

Solche Vorrichtungen sind an sich bekannt, haben jedoch verschiedene Nachteile, die sich bei hohen Drehzahlen besonders ungünstig auswirken. So wird bei einer bekannten Schmiervorrichtung mit umlaufender Ringkammer das von der Schmierstelle im Kreislauf zurückfließende Öl mit allen darin enthaltenen Verunreinigungen durch die Abstreifer wieder der Schmierstelle zugeführt.Such devices are known per se, but have different ones Disadvantages that have a particularly unfavorable effect at high speeds. So will in a known lubricating device with a circumferential annular chamber that of the lubrication point oil flowing back in the circuit with all the impurities it contains the scrapers are fed back to the lubrication point.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung taucht eine mit der Welle umlaufende Ringwanne unmittelbar in einen Ölsumpf ein, so daß die rotierende Wanne, insbesondere bei hohen Drehzahlen, ein starkes Verschäumen des Öls im Ölsumpf hervorruft, äußerdem zu unzulässiger Erwärmung des Öls führen oder durch den Luftstrom die Öloberfläche in der Nähe des umlaufenden Ringes so herunterdrücken kann, daß die Gefahr eines Trockenlaufens besteht.In another known device, one dips with the shaft encircling ring pan directly into an oil sump, so that the rotating pan, especially at high speeds strong foaming of the oil causes in the oil sump, also lead to impermissible heating of the oil or through the air flow press down the oil surface near the surrounding ring may mean that there is a risk of running dry.

Nach der Erfindung werden diese Gefahren und Nachteile dadurch vermieden, daß das Ölförderrad von einem feststehenden, in den Ölsumpf eintauchenden Gehäuse umschlossen ist, dessen Innenraum einen Hohlkörper bildet und welches oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Ölsumpfes eine Luftzutrittsöffnung und am Umfang eine. Ö1- und Luftaustrittsöffnung hat und unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des Ölsumpfes innen einen Rohrstutzen trägt, durch den Öl aus dem Ölsumpf auf die nach innen offene Ringfläche des Ölförderrades gelangt.According to the invention, these dangers and disadvantages are avoided by that the oil delivery wheel from a stationary, immersed in the oil sump housing is enclosed, the interior of which forms a hollow body and which is above the The liquid level of the oil sump has an air inlet opening and one on the circumference. Has oil and air outlet opening and below the liquid level of the oil sump carries a pipe socket inside through the oil from the oil sump to the inwardly open one Ring surface of the oil delivery wheel arrives.

Das umlaufende Förderrad ist dabei durch das Gehäuse von dem !Ölsumpf getrennt, so daß weder das Rad selbst noch der durch die Drehung erzeugte Luftstrom die stehende-Flüssigkeit durchwirbeln kann. Aus dem Ölsumpf gelangt lediglich durch den Rohrstutzen Öl auf die innere Ringfläche des Rades und von da über Abstreifer zur Schmierstelle. Dabei schleudert der Luftstrom des Rades den überschuß an Flüssigkeit durch die Öl- und Luftaustrittsöffnung am Umfang des Gehäuses heraus.The rotating conveyor wheel is through the housing from the oil sump separated so that neither the wheel itself nor the airflow created by the rotation the standing liquid can swirl through. Only comes through from the oil sump the pipe socket oil onto the inner ring surface of the wheel and from there over the scraper to the lubrication point. The air flow from the wheel hurls the excess liquid through the oil and air outlet opening on the circumference of the housing.

Zweckmäßig ist der Inhalt des Sumpfes verhältnismäßig groß, und der Eingang zu der am besten kalibrierten Öffnung, durch welche das Öl vom Sumpf zur zylindrischen Fläche des Rades fließt, ist nicht weit unter der Oberfläche des Öls im -Sumpf angeordnet. So bleibt das Öl im unteren Teil des Sumpfes verhältnismäßig unbewegt, so daß irgendwelche Absätze oder andere Unreinigkeiten, die sich im Sumpf niederschlagen, nicht das Rad erreichen und damit nicht in das Lager gelangen. Ebenso ist noch eine zusätzliche Sicherung dagegen gegeben, daß Absätze oder andere Unreinigkeiten von Zeit zu Zeit das Rad erreichen, darin bestehend, daß in der zylindrischen Fläche des Rades in Umfangsrichtung Nuten angeordnet sind, in welchen sich solche Unreinigkeiten ansammeln können und wo sie von dem Abstreifer nicht getroffen werden.Appropriately, the content of the sump is relatively large, and the Entrance to the best calibrated opening through which the oil from the sump to the cylindrical surface of the wheel flowing is not far below the surface of the oil arranged in the sump. This keeps the oil in the lower part of the sump proportionate immobile, so that any heels or other impurities that are in the swamp knock down, do not reach the wheel and thus do not get into the camp. as well there is an additional safeguard against paragraphs or other impurities from time to time to reach the wheel, consisting in that in the cylindrical surface of the wheel are arranged in the circumferential direction grooves in which such impurities can accumulate and where they are not hit by the scraper.

Die Erfindung kann in der Praxis in verschiedenen Ausführungsformen ausgeführt werden, aber eine besondere Form, wie sie als Schmiervorrichtung für die Wellenlager von Abgas-Turboladern Verwendung finden kann, ist als Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen dargestellt.The invention can be put into practice in various forms but a special form, such as that used as a lubricating device for the shaft bearings of exhaust gas turbochargers can be used is an exemplary embodiment shown on the basis of the drawings.

Fig. i zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines Wellenlagers- mit der Schmiervorrichtung, Fig. 2, 3 und 4 Ansichten einzelner Teile der Füg. i.Fig. I shows a partially sectioned view of a shaft bearing with the lubricating device, Fig. 2, 3 and 4 views of individual parts of the Füg. i.

Auf einer Welle i eines Abgas-Turboladers sitzt das Fliebkraftverdichterrad 2. Die Welle liegt in Kugellagern 3 und ist mit einer Labyrinthdichtung 4 abgedichtet.The centrifugal compressor wheel sits on a shaft i of an exhaust gas turbocharger 2. The shaft rests in ball bearings 3 and is sealed with a labyrinth seal 4.

Das Endgußstück 5 des Hauptgehäuses ist bei 6 glockenförmig über das Lager geführt und .bildet einen - Ölsumpf, der durch einen mit Schauglas 7 versehenen Deckel 8 abgeschlossen ist. Die Füllung des Sumpfes erfolgt durch den Stutzen 9, die Entleerung durch die Stopfschraube io: Am Ende der Welle i sitzt ein Rad i i, das mit einem Flansch 12 versehen ist, dessen Innenseite ein feststehender Abstreifer 13 mit seiner Abstreifkante 24 dicht gegenübersteht. Der Abstreifer 13 ist an .einer feststehenden Ringscheibe 25 befestigt. Das umlaufende Rad i i mit dem Abstreifer 13 ist vollständig von einem feststehenden Gehäuse 1.4 umschlossen, das an der oberen Seite eine kleine Öffnung 15 (Fig. 2) hat. Unten ragt ein Stutzen 16 mit einer kalibrierten Öffnung 17 in das Gehäuse 14 zur Zuführung des Öls gegen das Rad i i aus dem Sumpf 18. Das von der Welle wieder abgeschleuderte 'Öl fließt durch die Öffnung i9 in den Sumpf zurück.The end casting 5 of the main housing is bell-shaped at 6 over the Camp out and .bildet a - oil sump, which is provided with a sight glass 7 through a Lid 8 is complete. The sump is filled through the nozzle 9, emptying through the plug screw io: At the end of the shaft i there is a wheel i i, which is provided with a flange 12, the inside of which is a fixed scraper 13 with its wiping edge 24 is tightly opposite. The scraper 13 is on .einer fixed washer 25 attached. The rotating wheel i i with the scraper 13 is completely enclosed by a fixed housing 1.4, which is attached to the upper Side has a small opening 15 (Fig. 2). At the bottom protrudes a nozzle 16 with a calibrated Opening 17 in the housing 14 for feeding the oil against the wheel i i from the sump 18. The oil thrown off the shaft again flows through opening i9 in back the swamp.

Die Wirkungsweise der Schmiervorrichtung ist folgende: Wenn der Turbolader nicht läuft, befindet sich das Öl im Hauptsumpf 18 und im Hilfssumpf 26 in gleicher Höhe. In den anderen Teilen der Vorrichtung ist nur wenig oder gar kein Öl vorhanden. Sobald der Abgas-Turbolader angelassen wird und die Welle i anfängt sich zu drehen, läuft das Rad i i auch um und nimmt etwas Ö1 vom Hilfssumpf 26 auf seiner inneren zylindrischen Fläche und auch auf seinem .äußeren Umfang mit. Das Öl auf dem äußeren Umfang wird durch die Fliehkraft abgeschleudert und gelangt früher oder später durch die Öffnung 15 des Gehäuses 14 in den Hauptsumpf. Das Öl an der inneren zylindrischen Fläche des Rades i i wird mitgenommen bis zum höchsten Punkt des Rades, wo es durch den Abstreifer 13 abgestreift wird. Ein Teil dieses abgestreiften Öls fließt durch die Öffnungen 2o, die Kanäle 21, 22 und somit durch das Lager 3, worauf es in den Hilfssumpf 26 zurückfließt.The mode of operation of the lubricator is as follows: When the turbocharger does not run, the oil is in the main sump 18 and in the auxiliary sump 26 in the same way Height. There is little or no oil in the other parts of the device. As soon as the exhaust gas turbocharger is started and the shaft i starts to rotate, the wheel i i also runs around and takes some Ö1 from the auxiliary sump 26 on its inner one cylindrical surface and also on its outer circumference with. The oil on the outside The circumference is thrown off by centrifugal force and sooner or later gets through the opening 15 of the housing 14 into the main sump. The oil on the inner cylindrical Area of the wheel i i is taken up to the highest point of the wheel, where it passes through the scraper 13 is stripped off. Some of this stripped oil flows through the openings 2o, the channels 21, 22 and thus through the bearing 3, whereupon it is in the Auxiliary sump 26 flows back.

Wenn das Rad i i umläuft und etwas 101 aus dem Hilfssumpf mitnimmt, fällt der Stand' des Öls im Hilfssumpf. Es wird daher Öl aus dem Hauptsumpf in den Hilfssumpf 26 fließen, und zwar durch die kalibrierte 'Öffnung 17 des Stutzens 16. Nach kurzer Zeit wird sich ein Gleichgewichtszustand .einstellen, bei welchem eine annähernd gleichbleibende Menge Öl durch die kalibrierte Öffnung 17 zur inneren zylindrischen Fläche des Rades i i fließt, das hier abgestreift wird und durch das Lager 3 fließt, worauf es zurück in den Hilfssumpf 26 gelangt, wo es von dem Luftstrom' des äußeren Radumfanges aufgefangen und schließlich durch die Öffnung 15 zurück in den Hauptsumpf geschleudert wird.When the wheel ii rotates and takes something 101 with it from the auxiliary sump, the level of the oil in the auxiliary sump falls. Oil will therefore flow from the main sump into the auxiliary sump 26, through the calibrated opening 17 of the connecting piece 16. After a short time, an equilibrium state will be established, in which an approximately constant amount of oil will pass through the calibrated opening 17 to the inner cylindrical one Surface of the wheel ii flows, which is stripped off here and flows through the bearing 3, whereupon it passes back into the auxiliary sump 26, where it is caught by the air flow 'of the outer wheel circumference and finally thrown through the opening 15 back into the main sump.

Schlamm und andere Unreinigkeiten, die in dem Öl des Hilfssumpfes 26 vorhanden sind, werden gleichfalls durch den Luftstrom des äußeren Umfanges des Rades i i mitgenommen und in den Hauptsumpf i8 zurückgeworfen, wo sie zu Boden sinken. Solche Unreinigkeiten werden im allgemeinen nicht zum Hilfssumpf 26 zurückkehren, da das Öl, welches, vom Hauptsumpf zum l-Iilfssumpf fließt, nur wenig unter dem Ölspiegel im Hauptsumpf abgenommen wird. Sollten jedoch solche U,nreinigkeiten zur änneren zylindrischen Fläche des Rades i i gelangen, 'so wird die Fliehkraft sie in die Nuten 23 treiben, also außerhalb des Bereiches des Abstreifers 13, so daß sie nicht in das Lager 3 gelangen können.Sludge and other impurities in the auxiliary sump oil 26 are also present by the air flow of the outer periphery of the Rades i i taken with them and thrown back into the main swamp i8, where they sink to the bottom. Such impurities will generally not return to the auxiliary sump 26, since the oil which flows from the main sump to the auxiliary sump is only a little below the Oil level in the main sump is removed. However, if there are any such faults get on the outer cylindrical surface of the wheel, 'so the centrifugal force she drive into the grooves 23, so outside the area of the scraper 13, so that they cannot get into camp 3.

Das 01, welches entlang der Welle i und der Dichtung 27 hindurchleckt, wird durch die Ölschleuder 28 zwischen den Dichtungen 27 und 4 abgeschleudert und kommt in den Hauptsumpf durch eine Öffnung i9 in dem Gußstück 5 zurück.The 01, which passes leaking along the shaft i and the seal 27 is thrown off by the oil slinger 28 between the seals 27 and 4 and comes into the main sump through an opening in the casting 5 i9 back.

Die beschriebene Schmiervorrichtung wirkt nicht nur, wenn der Abgas-Turbolader sich in normaler Lage befindet, sondern auch, wenn er um seine Drehachse um einen beträchtlichen Winkel gedreht wird, etwa um 15°.The lubrication device described works not only when the exhaust gas turbocharger is in its normal position, but also when it is around its axis of rotation around one is rotated a considerable angle, about 15 °.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Umlaufschmiervorrichtung für ein Horizontallager einer Welle sehr hoher Drehzahl, die ein in einen Ölsumpf eintauchendes Ölförderrad mit einer nach innen offenen, umlaufenden Ringfläche trägt, in die oberhalb des Lagers ein feststehender Ölabstreifer hineinfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölförderrad (i i) von einem feststehenden, in den Ölsumpf eintauchenden Gehäuse (14) umschlossen ist, dessen Innenraum einen Hohlkörper bildet, und welches oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des 'Ölsumpfes eine Luftzutrittsöffnung (29) und am Umfang eine Öl- und Luftaustrittsöffnung (15) hat und unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des Ölsumpfes .innen einen Rohrstutzen (16) trägt, durch den Öl aus dem Ölsumpf auf die nach innen offene Ringfläche des ölförderrades (i i) gelangt. PATENT CLAIMS: i. Circulating lubrication device for a horizontal bearing a very high speed shaft that has an oil pumping wheel immersed in an oil sump with an inwardly open, circumferential ring surface, in the above the A fixed oil wiper grips into the bearing, characterized in that the Oil delivery wheel (i i) from a stationary housing immersed in the oil sump (14) is enclosed, the interior of which forms a hollow body, and which above the liquid level of the 'oil sump an air inlet opening (29) and on the circumference has an oil and air outlet opening (15) and below the liquid level of the oil sump .innen a pipe socket (16) through the oil from the oil sump reaches the inwardly open annular surface of the oil delivery wheel (i i). 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Umfangsnuten in der inneren Ringfläche des ölförderrades (i i) angebracht sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 614 835, 624 57o.2. Device according to claim i, characterized in that circumferential grooves in the inner annular surface of the oil delivery wheel (i i) are attached. Referred publications: German patents No. 614 835, 624 57o.