Innovation

Mit unseren individuellen technologischen Lösungen verfolgen wir das Ziel, die Produktführerschaft unserer Kunden zu unterstützen. Unser Innovationsschwerpunkt liegt auf Energieeffizienz sowie Präzisions- und Komfortsteigerung der Produkte unserer Kunden.

Die Innovationsfähigkeit der Brutscher Maschinenbau beschränkt sich allerdings nicht nur auf Produkt- und Technologieentwicklungen, sondern ist in allen Bereichen des Unternehmens verwurzelt.

Wir sind davon überzeugt, dass wir unsere Innovationskraft durch den Blick über den Tellerrand noch weiter stärken können. Deshalb vertrauen wir nicht nur auf das Wissen und den Erfahrungsschatz unserer Teams, sondern arbeiten auch eng mit externen Partnern, Forschungsinstituten, oder Start-Ups zusammen.

Patentierte Gleitlagerenwicklung bei Brutscher Maschinenbau

Radialkippsegmentlager dienen der Lagerung hochtouriger Wellen und Rotoren in Turbinen, Getrieben, Verdichter, Generatoren, Turbolader und elektrischen Maschinen. Stetig größer werdende Leistungsdichten im Maschinenbau stellen immer höhere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Betriebssicherheit moderner, hydrodynamischer Radialkippsegmentlager. Entscheidende Kenngrößen sind hierbei die im Betrieb resultierende Lagertemperatur und die benötigte Schmierölmenge des Radialkippsegmentlagers.

Auf Basis aktuell üblicher Radialkippsegmentlager wurde von der Brutscher Maschinenbau GmbH ein ins Lager integriertes Ölleitsystem entwickelt, welches zulaufendes, kaltes Schmieröl und ablaufendes, warmes Schmieröl getrennt voneinander reguliert.

Das Ergebnis ist ein Gleitlagersystem mit außerordentlichem Leistungsniveau und Entwicklungspotential. In Prüfläufen konnte im Vergleich zu aktuell verwendeten Lagern der Marktbegleiter die Ölmenge um über 50% reduziert werden.

Das BM Ölleitsystem

Auf Basis aktuell üblicher Radialkippsegmentlager wurde von der Brutscher Maschinenbau GmbH ein ins Lager integriertes Ölleitsystem entwickelt, welches zulaufendes, kaltes Schmieröl und ablaufendes, warmes Schmieröl getrennt voneinander reguliert.

Durch das BM Ölleitsystem:

• wird dem Lager über die kpl. Kippsegmentbreite kaltes Schmieröl zugeführt
• wird das Vermischen von kaltem/warmen Schmieröl vermieden
• wird der Warmölübertrag von Segment zu Segment minimiert
• werden Strömungsverluste reduziert

und somit das Temperaturniveau, der Wirkungsgrad und letztendlich die Betriebssicherheit im Vergleich zu konventionellen Radialkippsegmentlagern verbessert.

Funktion hydrodynamisches Radialkippsegmentlager

Die Funktion eines hydrodynamischen Radialkippsegmentlagers basiert auf dem Zusammenspiel von:

• der geometrischen Abhängigkeit zwischen Wellendurchmesser und dem Krümmungsradius der Radialkippsegmente
• der Rotation der Welle
• dem zugeführten Schmieröl

Hierbei bildet sich einen Schmierspalt, welcher die Reibung zwischen Welle und Lager reduziert und dabei entstehende Wärme abführt.

Die Radialkippsegmente (in der Regel 4 bzw. 5 Stück) sind in Umfangsrichtung im Lagergrundkörper eingelegt und mittels Halteschraube positioniert. Konstruktiv ist zwischen den Segmenten ein Freiraum vorgesehen, welcher bei den meisten Radialkippsegmentlagern zur Schmierölzufuhr und Schmierölabfuhr genutzt wird.

Schmierölversorgung eines konventionellen Radialkippsegmentlagers

Konventionelle Radialkippsegmentlager führen das Schmieröl mittels Öldüsen in den Freiraum zwischen zwei Segmenten. Durch die fehlende räumliche Trennung von Schmierölzufuhr und Schmierölabfuhr kann ein vermischen von zulaufendem, kaltem Schmieröl mit ablaufendem, warmen Schmieröl nicht verhindert werden. Somit wird dem Lager effektiv ein wärmeres Schmieröl zugeführt.

Die resultierende, höhere Lagertemperatur wirkt sich direkt auf den Wirkungsgrad bzw. die Verlustleistung des Radialkippsegmentlagers aus und kann unerwünschte Auswirkungen auf die Betriebssicherheit haben.

Schmierölversorgung mit dem BM Ölleitsystem

Das im Radialkippsegmentlager integrierte BM Ölleitsystem ist nicht als einzelnes Bauteil anzusehen, sondern setzt sich aus den Bauteilen Lagergrundkörper, Ölleitleiste und Ölleitdeckel zusammen. Als zentrales Bauteil des BM Ölleitsystems ist die Ölleitleiste anzusehen, welche im Raum zwischen zwei Kippsegmenten positioniert ist und das zulaufende, kalte Schmieröl vom ablaufenden, warmen Schmieröl trennt.

Das kalte Schmieröl wird über den Lagergrundkörper in die Ölleitleiste gefördert, von welcher aus das Schmieröl mittels einer oder mehreren Bohrungen gezielt in den Segmenteingriff gespritzt wird. Die Ölleitleiste ist im Bereich vor dem Kippsegmenteingriff als Ölkammer ausgeführt, welche neben der direkten Einspritzung durch die Bohrungen ein flächiges Verteilen des zulaufenden, kalten Schmieröls über die ganze Breite des Segmenteingriffs sicherstellt.

Das zugeführte Schmieröl wird zwischen Welle und Kippsegment in Drehrichtung zum Kippsegmentende gefördert und durch die Reibleistung erwärmt. Am Kippsegmentende wird das ablaufende, warme Schmieröl durch die Fliehkraft radial von der Welle weg in den Ölablaufschacht geleitet. Der schneideförmig gestaltete Ölablaufschacht - berührungslos zur Welle ausgeführt - und die vorhandenen Querschnitte unterstützen hierbei eine effiziente und turbolenzfreie Ableitung des Schmieröls.

Durch die gezielte Ölführung im Ölablaufschacht wird ein zusätzliches Erwärmen des Kippsegmentes durch das ablaufende Schmieröl verhindert. Form und Querschnitt des Ölablaufschachtes in der Ölleitleiste werden konsequent im Lagergrundkörper weitergeführt. Das ablaufende, warme Schmieröl wird abschliessend über die Ölleitdeckel aus dem Radialkippsegmentlager herausgeleitet.

Die Vorteile des BM Ölleitsystems gegenüber konventionellen Lagern

• Räumliche Trennung von Schmierölzufuhr und Schmierölabfuhr verhindert das Vermischen von warmen und kaltem Schmieröl => optimale Verwertung des zugeführten, kalten Schmieröls für die Schmierung und Kühlung des Lagers.
• Gezielte Schmierölversorgung über die kpl. Radialkippsegmentbreite.
• Durch die gezielte und effektive Zufuhr des kalten Schmieröls kann der Ölbedarf des Radialkippsegmentlagers reduziert werden.
• Warmölübertag von Segment zu Segment wird durch die geometrische Gestaltung des Ölablaufschachtes minimiert
• Effiziente, turbolenzfreie Schmierölabfuhr mit vergrößerten Querschnitten und Volumina. Im Vergleich zu einem konventionellen Radialkippsegmentlager ergibt sich am Beispiel eines Lagers ø70 ein Vorteil von
  • 50% mehr verfügbares Volumen im Lager für das ablaufende, warme Schmieröl
  • 300% mehr Querschnittsfläche zu den seitlichen Ölleitdeckeln
  • 150% mehr Querschnitt der Ablauföffnung in den seitlichen Ölleitdeckeln
• Reduzierung der Anzahl der benötigten Bauteile (4 Bauteile pro Segment => 20 Bauteile pro Radialkippsgementlager) bedeutet reduzierter Aufwand bei Montageund Servicearbeiten
• Werkzeuglose Montage/Demontage der Radialkippsegmente nach entfernen eines seitlichen Ölleitdeckels
• Ausführung der seitlichen Ölleitdeckel ermöglicht ein kompakteres Wellendesign und bietet verbesserte Gestaltungsmöglichkeiten hinsichtlich kerbarmer Wellenübergänge.