Bezeichnung der Erfindung

Lageranordnung für ein Lager

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung nach Anspruch 1 für ein Lager.

Aus der Praxis ist bekannt, ein Lager in einem flüssigen Medium, insbesondere in Wasser, speziell in Meerwasser, anzuordnen. Es ist ferner bekannt, das das Lager umgebende Medium, speziell Süßwasser, als Schmiermittel für das Lager einzusetzen.

Der Einsatz von Wasser, speziell von Meerwasser, als das Lager umgebende flüssige Medium wird allerdings durch das Auftreten von Fouling behindert. Als Fouling bezeichnet man die Beobachtung, dass sich insbesondere im Bereich von Stellen mit beruhigten oder stehenden Wasser innerhalb des Lagers Organismen wie Seepocken oder Algen an den Wänden des Lagers festsetzen, die die Funktion des Lagers beeinträchtigen.

Der Aufsatz ,Oil-free hubs spare hydro's blushes' in International Water Power & Dam Construction, Dezember 1999, S. 19 bis 21 , beschreibt eine Kaplan-Turbine, die von Lagern gelagert ist, wobei die Lager mit Wasser als Medium geschmiert werden. Die Lager befinden sich im Süßwasser und werden zusätzlich sehr schnell von dem Süßwasser durchströmt, so dass ein Fouling nur sehr begrenzt, wenn überhaupt, auftreten kann.

DE 697 29 678 T2 beschreibt ein Wasser-hydraulisches Pneumatikventil, das zwei Kammern aufweist, die ständig von Wasser durchströmt werden, so dass ein Fouling, das durch stehendes Wasser begünstigt wird, zwar unterdrückt wird, allerdings sind hierzu bauliche Veränderungen an dem Ventil selbst, speziell an den Kolben des Ventils erforderlich. Eine derartige Maßnahme erfordert einen aufwendigen Umbau des Ventils und lässt sich nicht ohne weiteres auf Lager, speziell auf Wälz- oder Gleitlager, übertragen. Nachteilig ist auch, dass, wenn der Kolben stillsteht und das Ventil nicht betätigt wird, in den Kammern das Wasser stillsteht, so dass über längere Zeit dennoch Fouling auftreten kann.

JP 09042279 AA und JP 10082418 AA beschreiben jeweils ein Unterwasser- Gleitlager, dessen Fläche mit einem Inhibitor versehen ist, der als Anti- Fouling-Beschichtung wirkt.

JP 06123315 AA beschreibt ein Gelenklager, dem eine spezielle Dichtung zugeordnet ist, um ein Fouling zu unterdrücken.

EP 0 258 706 A1 beschreibt ein mechanisches Verbringen einer Welle in eine Schutzstellung als Maßnahme gegen Fouling.

EP 0 607 551 A1 beschreibt eine mechanische Abdeckung für eine Schwenkrolle als Maßnahme gegen Fouling.

DE 692 14 065 T2 beschreibt ein fluidgeschmiertes Lager für eine Schiffswelle, die in einem Gehäuse angeordnet und an dem Schiffskörper mittels Segmentlager gelagert ist. Das Gehäuse ist mit einer Fouling-resistenten Beschichtung versehen. An der Welle sind Schaufeln angeordnet, die, so- fern die Welle bewegt wird, dafür sorgen, dass ein Wasserstrom das Gehäuse durchsetzt, so dass die Lager der Welle mit Wasser umspült werden. Nachteilig ist, dass eine bauliche Veränderung an der Welle erforderlich ist. Ungünstig ist weiter, dass, wenn die Welle steht, in dem Gehäuse das Wasser ebenfalls steht, so dass dort ein Fouling auftreten kann.

Aufgabe der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung für ein Lager anzugeben, die insbesondere in Medien wie Meerwasser eine verbesserte Eigenschaft hinsichtlich des Foulings aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Lager in einer Lageranordnung nach Anspruch 1 gelöst.

Die überdruckvorrichtung, die in der an das Lager angrenzenden Umgebung einen überdruck des Mediums, insbesondere des Wassers, erzeugt, bewirkt, dass das Lager ständig von einem Strom des Mediums, speziell des Meerwassers, umströmt wird, so dass es keine Bereiche mit stehendem Wasser im Bereich des Lagers gibt, an denen das Fouling auftreten kann.

Das Vorsehen der überdruckvorrichtung, die zusätzlich zu dem Lager, bevorzugt von dem Lager baulich getrennt, angeordnet ist, weist den Vorteil auf, dass das Lager und die Einbausituation sowie die unmittelbare La-

gerumgebung selbst nicht verändert werden braucht. Insbesondere können bereits in Einbaustellung befindliche Lager nachträglich mit einer überdruckvorrichtung versehen werden. Dies erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn das Lager bereits in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei dann die Umrüstung darin besteht, dem Gehäuse eine überdruckvorrichtung zuzuordnen.

Als vorteilhaft erweist sich weiter, dass, wenn das Lager stillsteht, insbesondere, wenn die in dem Lager gelagerte Welle ruht, die überdruckvorrichtung eingeschaltet bleiben kann und einen Strom des Mediums durch das Lager auch dann führen kann, wenn das Lager unbeweglich ist. Insbesondere ist die überdruckvorrichtung von dem Lager unabhängig betätigbar.

Sofern im folgenden auf Meerwasser als Medium Bezug genommen wird, versteht es sich, dass auch andere Medien wie Süßwasser oder weitere Flüssigkeiten als Medium in Betracht kommen; insbesondere ist die beispielhafte Schilderung der Erfindung anhand von Meerwasser als Medium nicht einschränkend zu verstehen.

Die überdruckvorrichtung kann einfach einen Strom des Meerwassers auf das Lager richten, wobei der Strom das Lager mindestens abschnittsweise durchsetzt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die an das Lager angrenzende Umge- bung des Medium, speziell des Meerwassers, in einem Innenraum eines Gehäuses angeordnet ist, wobei das Gehäuse das Lager umgibt. Das Gehäuse trennt das Lager räumlich von entfernteren Bereichen des Meerwassers. Dabei bietet sich die Möglichkeit, den Druck in dem Gehäuse bzw. die Zusammensetzung des Meerwassers in dem Gehäuse zu kontrollieren bzw. zu steuern. Innerhalb des Gehäuses bildet sich im wesentlichen ortsunabhängiger Druck aus, so dass das Meerwasser als Schmiermittel des Lagers an sämtlichen Stellen des Lagers in gleicher Weise wirkt. Innerhalb des Ge-

häuses kann das Meerwasser zwischen einem Einlass und einem Auslass zirkulieren und damit eine bestimmte, durch Formgebung des Gehäuses einstellbare Strecke durchlaufen.

Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, das Lager in dem Meerwasser ohne Gehäuse anzuordnen, so dass das Lager unmittelbar von dem durch die überdruckvorrichtung auf das Lager gelenkten Meerwasser angeströmt und durchsetzt wird. Hierbei kann sich allerdings der Druck des Meerwasser sowohl zeitlich als auch im Bereich des Lagers räumlich ändern, insbesondere, wenn die überdruckvorrichtung so leistungsstark ist, dass im Bereich des Lagers ein turbulenter Fluss des strömenden Meerwassers auftritt. Der turbulente Fluss, gerade aufgrund der auftretenden Verwirbelungen, kann zusätzlich das Auftreten des Fouling unterdrücken, da die Turbulenz ein dauerhaftes Festsetzen von Organismen in dem Lager mechanisch erschweren kann.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die überdruckvorrichtung eine Pumpe umfasst, die das Meerwasser, an das Lager führt. Die Pumpe bietet die Möglichkeit, den Durchfluss des Meerwassers durch das Lager zu steuern, und zwar sowohl die Richtung, aus der das Meerwasser auf das Lager trifft, als auch den Durchsatz, mit dem das Meerwasser das Lager durchsetzt. Das gilt sowohl für den Fall, dass das Lager frei im Meerwasser angeordnet ist und von der Pumpe mit Meerwasser angeströmt wird, als auch für den Fall, dass das Lager in einem Gehäuse angeordnet ist, und die Pumpe das Meerwas- ser aus der entfernteren Umgebung in das Gehäuse fördert.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der überdruckvorrichtung ein der Pumpe vorgeschalteter Filter zugeordnet ist. Der Filter lässt mechanische Partikel nicht in den Bereich der Pumpe kommen, so dass das von der Pumpe auf das Lager gelenkte Meerwasser frei von Partikeln ist. Ist das Lager in einem Gehäuse angeordnet, verhindert der Filter zusätzlich, dass Partikel in das Gehäuse gelangen. Steht in dem überlauf zusätzlich das Wasser über dem

Niveau des umgebenden Meerwassers, so ist sichergestellt, dass in dem Gehäuse immer ein überdruck vorliegt. Die Pumpe kann nur zeitweilig betrieben werden und ausgeschaltet werden, sobald ein ausreichender überdruck aufgebaut ist. Wird der überdruck abgebaut und fällt unter einen kriti- sehen Wert, kann die Pumpe für kurze Zeit eingeschaltet werden, bis ein ausreichender überdruck aufgebaut ist.

Vorzugsweise umfasst das Gehäuse einen Auslass mit einer Dichtung, wobei die Dichtung ein Austreten des in dem Gehäuse befindlichen Meerwas- sers behindert, so dass sich in dem Gehäuse ein überdruck aufbaut, während ein Eindringen von Meerwasser von außen durch die Dichtung in das Gehäuse unterbunden wird. Die Dichtung wirkt damit als eine Art Ventil, das zwar Meerwasser aus dem Gehäuse austreten, nicht aber in das Gehäuse eintreten lässt. Es versteht sich, dass alternativ oder ergänzend zu der Dich- tung auch ein Ventil, insbesondere ein überdruckventil, vorgesehen sein kann, insbesondere dann, wenn die Dichtung als möglichst effektiv dichtend ausgelegt ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die überdruckvorrichtung eine ein Fouling hemmende Schicht aufweist. Hierzu ist beispielsweise bekannt, dass Kupfer eine Mikroorganismen schädigende Wirkung aufweist, so dass die überdruckvorrichtung eine Kupferschicht aufweisen kann. Umfasst die überdruckvorrichtung eine Pumpe mit einem Filter und einem überlauf, kann die Kupferschicht in dem Filter bzw. in dem überlauf vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend zu der Fouling hemmenden Schicht kann ein Fouling hemmender anodischer oder kathodischer Schutz vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer Kathode, die an einer Stelle des Gehäuses bzw. der Zuleitung zu dem Gehäuse angeordnet ist, und die das kathodische Material, beispielsweise Kupfer in Form von Kupferionen, an das Meerwasser, das in das Gehäuse gefördert wird, abgibt.

Alternativ oder ergänzend zu der das Fouling hemmenden Schicht bzw. dem das Fouling hemmenden Schutz ist vorzugsweise der überdruckvorrichtung ein Depot zugeordnet, das eine chemische oder biologische Substanz abgibt, die das Fouling hemmt oder verhindert. Das Depot ist im Bereich der überdruckvorrichtung angeordnet und gibt eine das Fouling hemmende oder verhindernde, chemisch oder biologisch wirkende, Substanz ab, die über einen langen Zeitraum freigesetzt werden kann. Das Depot kann speziell beispielsweise im Bereich des Filters angeordnet sein, so dass das verbrauchte Depot zusammen mit dem Filter routinemäßig ausgetauscht bzw. ersetzt werden kann.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die überdruckvorrichtung eine eine Korrosion des Lagers hemmende Schicht in Form einer Beschichtung oder nach Art einer Opferanode aufweist. Alternativ oder ergänzend zu der die Korrosi- on des Lagers hemmenden Schicht kann die Korrosion hemmender anodischer oder kathodischer Schutz vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer an einer Stelle des Lagers angeordneten Opferanode. Diese Schicht bzw. der Schutz, speziell die Opferanode, kann beispielsweise im Bereich des Filters vorgesehen sein, da der Filter in regelmäßigen Abständen ausge- tauscht wird, so dass sich ein Materialabtrag leicht kompensieren lässt.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lageranordnung.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine Welle 1 , die mittels eines ersten, als Wälzlager ausge- bildeten Lagers 3 und eines zweiten, als Wälzlager ausgebildeten Lagers 4 gelagert ist. Die Welle 1 ist unterhalb eines Meeresspiegels 7 gelagert. Den Lagern 3, 4 ist eine überdruckvorrichtung zugeordnet, die ein Gehäuse 2 umfasst, innerhalb deren Innenraum 10 die Welle 1 abschnittsweise und die beiden Lager 3, 4 vollständig angeordnet sind. Das Gehäuse 2 weist einen Einlass und einen Auslass auf. Einlassseitig ist eine Pumpe 8 vorgesehen, der ein Filter 6 vorgeschaltet ist, wobei die Pumpe 8 aus der Umgebung 11 des Gehäuses 2 Meerwasser über einen überlauf 9 in den Innenraum 10 des Gehäuses führt. Auslassseitig sind leichte Dichtungen 5 angeordnet, von denen nur eine dargestellt ist. Die Dichtungen 5 dichten zwischen dem Gehäuse 2 und der Welle 1 ab, so dass in dem Innenraum 10 des Gehäuses 2 ein überdruck entstehen kann, sobald die Pumpe 8 Seewasser 11 in das Gehäuse 2 fördert. Ist der überdruck in dem Gehäuse 2 ausgebildet, kann die Pumpe 8 für eine Zeit stillgesetzt werden, während sich der überdruck in dem Gehäuse 2 langsam verringert. Unterschreitet der überdruck in dem Gehäuse 2 einen kritischen Wert, kann die Pumpe 8 wieder angestellt werden, und erneut den überdruck in dem Gehäuse 2 vergrößern.

Aufgrund der ständigen Zufuhr von Meerwasser aus der Umgebung 11 des Gehäuses mittels der Pumpe 8 der überdruckvorrichtung in das Gehäuse 2 steigt der Wasserspiegel 12 in der Zuleitung zu dem Gehäuse 2 gegenüber dem Meeresspiegel 7 der Umgebung 11 des Gehäuses 2 an und es bildet sich in dem Innenraum 10 des Gehäuses 2 ein überdruck aus. Der Wasser-

Spiegel 12 innerhalb der Zuleitung zu dem Gehäuse 2 steht um ca. 1 bis 2 Meter über dem Meeresspiegel 7 über, so dass sich innerhalb des Gehäuses ein überdruck von ca. 0,1 bis 0,2 bar ausbildet, der ausreicht, um einen Staudruck im Bereich der Dichtungen 5 zu kompensieren. Aus den Dichtungen 5 kann Meerwasser aus dem Innenraum 10 des Gehäuses in die Umgebung 11 des Gehäuses 2 wieder austreten. Die Pumpe 8 fördert das Meerwasser aus der Umgebung 11 des Gehäuses 2 derart in das Gehäuse

2, dass das Meerwasser im wesentlichen senkrecht in das Gehäuse 2 tritt, und dort seitlich, im wesentlichen um 90° abgelenkt, an den Dichtungen 5 wieder austritt. Jedes der Lager 3, 4 wird von dem Strom des Meerwassers durchsetzt, so dass in den jeweiligen Lagern 3, 4 kein Bereich auftritt, in dem das Meerwasser steht und in dem ein Fouling leicht auftreten könnte. Der der Pumpe 8 vorgeschaltete Filter 6 verhindert ein Eintreten von Partikeln in den Innenraum 10 des Gehäuses 2, wobei auch solche Partikel ferngehalten werden, die ein Fouling unterstützen können, also beispielsweise Mikroorganismen, die sich innerhalb des Innenraums 10 des Gehäuses 2 festsetzen könnten. Die Innenseite des überlaufs 9 sowie des Gehäuses 2 weist einen nicht dargestellten überzug aus einer das Fouling hemmenden Be- schichtung, beispielsweise aus Kupfer oder einer kupferhaltigen Substanz, auf, so dass in dem Innenraum 10 des Gehäuses 2, insbesondere auch im Bereich der beiden Lager 3, 4, eine erhöhte Konzentration von Kupfer in dem Meerwasser innerhalb des Innenraums 10 des Gehäuses 2 auftritt.

In dem Filter 6 befindet sich ebenfalls der überzug aus der das Fouling hemmenden Substanz; weiter ist in dem Filter 6 eine die Korrosion der Lager

3, 4 hemmende Schicht, die beispielsweise als Opferanode wirkt.

Das Medium, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das in den Innenraum 10 des Gehäuses 2 geförderte Meerwasser, wirkt als Schmiermittel für die beiden Lager 3, 4.

Das Gehäuse 2 ist von den beiden Lagern 3, 4 baulich getrennt ausgebildet, in dem Sinne, dass bei in Einbaustellung befindlichen Lagern 3, 4 das Gehäuse 2 nachträglich angebracht werden kann, so dass sich die Lager 3, 4 in dem Innenraum 10 des Gehäuses 2 befinden. Insbesondere ist die Aus- gestaltung des Gehäuses 2 von der speziellen Auslegung der Lager 3, 4 unabhängig.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war eine einzige Pumpe 8 als Bestandteil der überdruckvorrichtung vorgesehen. Es versteht sich, dass zwei oder mehr Pumpen vorgesehen sein können, die gleichzeitig, aber auch abwechselnd betrieben werden können. Insbesondere bei abwechselnden Betrieb der Pumpen ändern sich die Strömungsverhältnisse im Bereich der Lager 3, 4 so dass einem Auftreten von Fouling im Bereich der Lager 3, 4 besonders wirksam begegnet werden kann.

Der Filter 6 bzw. der überlauf 9 kann zusätzlich einen Vorrat einer keimtötenden Substanz wie Chlor enthalten, die zu bestimmten Zeiten freigesetzt wird und den Innenraum 10 des Gehäuses 2 durchsetzt, um das Fouling zusätzlich zu unterdrücken. Bei einer Wartung des Gehäuses 2, ins- besondere bei einem Austausch des Filters 6, kann der verbrauchte Vorrat der keimtötenden Substanz ersetzt werden.

Es kann ferner als Abwandlung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels vorgesehen sein, den Innenraum 10 des Gehäuses 2 mit Süß- wasser zu spülen, entweder, indem ständig Süßwasser über die Pumpe 8 in den Innenraum 10 des Gehäuses 2 gefördert wird, oder indem zu bestimmten Zeiten, wenn beispielsweise aus Wartungsgründen die Pumpe 8 stillsteht, der Innenraum 10 des Gehäuses 2 mit Süßwasser gefüllt ist. Insbesondere kann ein häufiger, schneller Wechsel im Salzgehalt des Mediums, speziell des die Lager 3, 4 umgebenden Wassers, das Auftreten von Fouling hemmen.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war Meerwasser als Medium vorgesehen, das die Lager 3, 4 durchsetzte und schmierte. Es versteht sich, dass auch andere Medien vorgesehen sein können, insbesondere Süßwasser, speziell organisch kontaminiertes Süßwasser, oder eine bei der Herstellung von Nahrungsmitteln oder Arzneistoffen dienende Flüssigkeit.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasste die überdruckvorrichtung das Gehäuse 2, in das von der Pumpe 8 Meerwasser gefördert wurde. Es kann fallweise ausreichend sein, das Gehäuse 2 fortzulassen und nur mindestens eine Pumpe vorzusehen, die einen Strom von Meerwasser auf die Lager 3, 4 richtet, so dass die Lager 3, 4 ständig von dem Meerwasser umspült werden. In diesem Fall umfasst die überdruckvorrichtung die mindestens eine Pumpe bzw. ein anderes Mittel, das ge- eignet ist, um im Bereich der Lager 3, 4 ständig einen überdruck zu erzeugen bzw. aufrechtzuerhalten, so dass das Lager 3, 4 ständig von dem Meerwasser bzw. allgemein dem Medium durchströmt ist.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels be- schrieben, bei dem die Lager 3, 4 als Wälzlager ausgebildet waren. Es versteht sich, dass auch andere Lagerarten, beispielsweise Gleitlager oder Gelenklager, vorgesehen sein können.

Bezugszeichenliste

1 Welle

2 Gehäuse 3 erstes Lager

4 zweites Lager

5 Dichtung

6 Filter

7 Meeresspiegel 8 Pumpe

9 überlauf

10 Innenraum des Gehäuses

11 Umgebung des Gehäuses