DE10324986A1

DE10324986A1 - Vorrichtung zur Notschmierung

Info

Publication number: DE10324986A1
Application number: DE2003124986
Authority: DE
Inventors: Hermann Link; Eugen Schwabenland; Ralf Strohmeier
Original assignee: MAN B&W Diesel GmbH
Current assignee: Everllence SE
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: JP3940136B2; KR20040104363A; JP2004360690A; CN100529354C; DE10324986B4; CN1573035A; KR100972380B1; CH697362B1

Abstract

Um einen einfachen Aufbau einer Vorrichtung zur Notschmierung der Wellenlager eines Abgasturboladers bei Ausfall der Schmierölversorgung zu erreichen, ist eine senkrecht angeordnete, an mindestens eine Schmierölversorgungsleitung (1) angeschlossene Ringleitung (2) vorgesehen, von der unten eine Zuführleitung (4) zur Turbinenwellenlagerung und oben eine Zuführleitung (5) zur Verdichterwellenlagerung sowie eine Stichleitung (6) zu einem Vorratstank (7) abgehen, wobei die Stichleitung (6) einen stets offenen Durchtrittsquerschnitt (12) zum Vorratstank (7) sowie ein bei Druckabfall in der Ringleitung in Rückflussrichtung vom Vorratstank (7) öffnendes Rückschlagventil (8) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Notschmierung der Wellenlager eines Abgasturboladers bei ausfallender Schmierölversorgung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Vorrichtung mit einem einfachen Aufbau zu schaffen, die eine ausreichende Schmierung der Wellenlager bei Ausfall der Schmierölversorgung sicherstellt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass eine senkrecht angeordnete, an mindestens eine Schmierölversorgungsleitung angeschlossene Ringleitung vorgesehen ist, von der unten eine Zuführleitung zur Turbinenwellenlagerung und oben eine Zuführleitung zur Verdichterwellenlagerung sowie eine Stichleitung zu einem Vorratstank abgehen und die Stichleitung einen stets offenen Durchtrittsquerschnitt zum Vorratstank sowie ein bei Druckabfall in der Ringleitung in Rückflussrichtung vom Vorratstank öffnendes Rückschlagventil aufweist.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mit Ausnahme eines Rückschlagventiles keine weiteren bewegten Teile vorhanden sind. Dennoch wird nicht nur eine ausreichende Schmierung der Wellenlager bei einem kurzfristigen Ausfall der normalen Schmierung, sondern auch eine Notschmierung bei langfristigen Ausfall der Schmierung mit Stillsetzen der Laufräder erreicht, wobei zusätzlich eine Kühlung der stärker aufgeheizten Turbinenwellenlager durch eine Restmenge von Schmieröl aus dem Vorratstank erreicht wird.

Vorteilhaft ist der Vorratstank durch eine senkrechte Wand in zwei Abschnitte unterteilt, die mittels einer Durchtrittsöffnung miteinander in Verbindung stehen und in dem die Stichleitung aufnehmenden Abschnitt ein zu einem entlüfteten Schmierölsammelbehälter führendes Überlaufrohr mündet. Durch die Unterteilung des Vorratstanks lässt sich erreichen, dass in dem Abschnitt, in dem das Überlaufrohr nicht mündet, beim Füllen ein Luftpolster gebildet wird, das den Schmieröldruck erreicht und daher sicherstellt, dass das Rückschlagventil bei Ausfall der normalen Schmierung öffnet und dann aus dem Vorratstank Schmieröl zunächst unter Druck in die Ringleitung austritt.

Vorzugsweise ist das Überlaufrohr bis nahe an die Decke des Vorratstanks hochgezogen. Beim Füllen des Vorratstanks aber auch beim weiteren normalen Betrieb können daher Luftblasen weitgehend über das Überlaufrohr abgeführt werden. Die Luftblasen können daher insbesondere die Notschmierung nicht gefährden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den zusätzlichen Unteransprüchen und einer Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. In dieser zeigt jeweils schematisch:
1 den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 einen Schnitt durch das Rückschlagventil in geschlossener Stellung und
3 das Rückschlagventil in geöffneter Stellung.
Bei der Anordnung gemäß 1 sind zwei Schmierölversorgungsleitungen 1 vorgesehen, die in eine Ringleitung 2 einmünden. Jede der beiden Versorgungsleitungen 1 nimmt ein Rückschlagventil 3 auf, das einen Schmierölfluss bei normaler Schmierölversorgung in Richtung der Pfeile a gestattet. Die Ringleitung 2 ist senkrecht angeordnet. An ihrem untersten Punkt zweigt eine Zuführleitung 4 ab, die zu der Turbinenwellenlagerung führt. Vom obersten Punkt der Ringleitung 2 führt eine weitere Zuführleitung 5 zu der Verdichterwellenlagerung. Die Wellenlager sind auf der Zeichnung nicht mehr dargestellt. Sie befinden sich unterhalb der Ringleitung 2.
Vom obersten Punkt der Ringleitung 2 zweigt eine weitere Stichleitung 6 ab, die zu einem über der Ringleitung 2 angeordneten insgesamt mit 7 bezeichneten Vorratstank führt. In die Stichleitung 6 ist ein insgesamt mit 8 bezeichnetes Rückschlagventil eingesetzt. Das Rückschlagventil weist, wie die 2 und 3 zeigen, einen Ventilteller 9 auf, der in senkrechter Richtung frei beweglich geführt ist. Hierzu sind in Ventilgehäuse 10 mehrere L-förmig ausgebildete Stege 11 vorgesehen. In den Ventilteller 9 ist ein stets offener Durchtrittsquerschnitt 12 in Form einer Bohrung eingebracht. Alternativ könnte dieser Durchtrittsquerschnitt auch durch eine das Rückschlagventil 8 überbrückende Bypass-Leitung ausgeführt sein.
Der Durchtrittsquerschnitt 12 ist wesentlich kleiner als der Querschnitt der Stichleitung 6 bemessen.
Der Vorratstank 7 ist durch eine senkrechte Wand 13 in zwei Abschnitte 14, 15 unterteilt. Unmittelbar über dem Boden 16 des Vorratstanks 7 ist in der Wand 13 eine Durchtrittsöffnung 17 vorgesehen. In den Abschnitt 14 des Vorratstanks 7 ragt weiterhin ein Überlaufrohr 18 hinein, dass bis nahe an die Decke 19 des Vorratstanks 7 hochgezogen ist. Das andere Ende des Überlaufrohrs 18 mündet in einen Schmierölsammelbehälter 20, der über Rohre 21 entlüftet ist. Auf das obere Ende des Überlaufsrohres 18 ist eine einen Abströmquerschnitt 22 definierende Blende aufgesetzt. Dabei ist der Durchtrittsquerschnitt 12 größer als der Abströmquerschnitt 22 bemessen. In die Stichleitung 6 ist unmittelbar über dem Boden 16 des Vorratstanks 7 eine Bohrung 23 eingebracht.
Wird die Schmierölversorgung eingeschaltet, so wird über die Versorgungsleitungen 1 und die dann öffnenden Rückschlagventile 3 Schmieröl zur Ringleitung 2 und von dieser über die Zufuhrleitungen 4, 5 zu den Wellenlagern zugeführt. Gleichzeitig tritt über die Stichleitung 6 und den stets offenen Durchtrittsquerschnitt 12 Schmieröl in den Vorratstank 7 ein. Dadurch steigt der Schmierölstand im Vorratstank 7. Bei diesem Ansteigen des Schmierölstandes wird die im Abschnitt 15 befindliche Luft zusammengedrückt, nachdem der Abschnitt 14 vollständig gefüllt ist. Die im Abschnitt 14 befindliche Luft wird durch das Überlaufrohr 18 abgeführt. Erreicht der Schmierölstand das obere Ende des Überlaufrohres 18, so fließt zwar ein Teil des Schmieröles über das Überlaufrohr ab. Da der Abströmquerschnitt 22 dieses Rohres jedoch kleiner als der Durchtrittsquerschnitt 12 des Rückschlagventiles ist, füllt sich der Abschnitt 14 vollständig mit unter Druck befindlichem Schmieröl. Das durch die Durchtrittsöffnung 17 in den Abschnitt 15 eintretende Schmieröl komprimiert dabei die im oberen Teil dieses Abschnittes befindliche Luft ebenfalls. Während dieses Vorganges wird der Ventilteller 9 des Rückschlagventiles 8 durch den an seiner Unterseite anstehenden Schmieröldruck in der geschlossenen Stellung gehalten, wie 2 zeigt.
Fällt die Schmierölversorgung kurzfristig aus schließen die Rückschlagventile 3. Damit sinkt der Druck der Ringleitung 2 sowie dem unteren Abschnitt der Stichleitung 6. Durch das Luftpolster im Abschnitt 15 des Vorratstanks 7 steht jedoch im oberen Teil der Stichleitung 6 und damit an der Oberseite des Ventiltellers 9 Druck an, der den Ventilteller in die in 3 wiedergegebene Lage drückt, in der der Ventilteller an dem unteren L-förmigen Teil der Stege 11 aufliegt. Somit öffnet das Rückschlagventil 8 und Schmieröl kann in Richtung des Pfeiles b durch die Stichleitung 6 in die Ringleitung 2 und weiter in die Zuführleitungen 4 und 5 eintreten. Dadurch wird die Schmierung der Wellenlager für eine kurzfristige Unterbrechung der Schmierölversorgung über die Versorgungsleitungen 1 sichergestellt.
Springt diese Schmierölversorgung nicht an, so wird der Motor und damit auch der Turbolader nach einigen Sekunden gestoppt. Nunmehr kann der Vorratstank 7 voll auslaufen. Dabei läuft das Schmieröl im Wesentlichen durch die Schwerkraft zum tiefsten Punkt der Ringleitung und von da über die Zuführleitung 4 zur Turbinenwellenlagerung die thermisch höher belastet ist als die Verdichterwellenlagerung. Am Ende der Leerung des Vorratstanks 7 läuft das Schmieröl nur noch durch die Bohrung 23 und dann über die Ringleitung 2 und die Zuführleitung 4 zur Turbinenwellenlagerung und kühlt diese.
Bei Anwendung der Erfindung kann der Vorratstank 7 unmittelbar über dem Gehäuse des Abgasturboladers angeordnet sein. Es ergeben sich in Folge dessen kurze Rohrleitungen für die Stichleitung 6 und das Überlaufrohr 17 und damit eine kompakte Konstruktion.

Claims

Vorrichtung zur Notschmierung der Wellenlager eines Abgasturboladers bei Ausfall der Schmierölversorgung mit einer senkrecht angeordneten, an mindestens eine Schmierölversorgungsleitung (1) angeschlossene Ringleitung (2), von der unten eine Zuführleitung (4) zur Turbinenwellenlagerung und oben eine Zuführleitung (5) zur Verdichterwellenlagerung sowie eine Stichleitung (6) zu einem Vorratstank (7) abgehen, wobei die Stichleitung (6) einen stets offenen Durchtrittsquerschnitt (12) zum Vorratstank (7) sowie ein bei Druckabfall in der Ringleitung (2) in Rückflussrichtung vom Vorratstank (7) öffnendes Rückschlagventil (8) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratstank (7) durch eine senkrechte Wand (13) in zwei Abschnitte (14, 15) unterteilt ist, die mittels einer Durchtrittsöffnung (17) miteinander in Verbindung stehen und in dem die Stichleitung (6) aufnehmenden Abschnitt (14) ein zu einem entlüfteten Schmierölsammelbehälter (20) führendes Überlaufrohr (17) mündet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratstank (7) oberhalb der Ringleitung (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlaufrohr (18) bis nahe an die Decke (19) des Vorratstanks (7) hochgezogen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlaufrohr (18) in der Nähe der Decke (19) des Vorratstanks (7) endet und der Abströmquerschnitt (22) des Überlaufrohres (18) kleiner als der stets offene Durchtrittsquerschnitt (12) bemessen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stichleitung (6) unmittelbar über dem Boden des Vorratstanks (7) mit einer Bohrung (23) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (8) einen in senkrechter Richtung beweglich geführten Ventilteller (9) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der stets offene Durchtrittsquerschnitt (12) als Bohrung im Ventilteller (9) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Stichleitung (6) größer als der stets offene Durchtrittsquerschnitt (12) bemessen ist.