Gasgeschmiertes Gleitlager Gegenstand des Hauptpatentes ist ein hydro dynamisch gasgeschmiertes Gleitlager für hohe Dreh zahlen mit zylindrischer Bohrung und mit Vertiefun gen in der Lauffläche der Lagerschale, wobei die Vertiefungen nahe den beiden Lagerenden über den Umfang segmentartig angeordnet sind und jede Ver tiefung am Einlauf mit einer Axialnut versehen ist, die sich zumindest annähernd über die Breite der Vertiefung erstreckt und keine Verbindung mit der umgebenden Atmosphäre hat.
Ferner wird im Hauptpatent vorgeschlagen, zwi schen den Vertiefungen bzw. Axialnuten und den Lagerenden je eine Ringnut anzuordnen. Diese Ring nuten haben den Zweck, den Gasaustausch zwischen dem Schmierspalt und der Lagerumgebung abzu grenzen, um die Lagerlauffläche vor Verschmutzung zu schützen. Die Verwendung von speziellen Ansaug- Leitungen oder Filtern für das Schmiergas wird da durch vermieden.
Im Gegensatz zu den bekannten Mehrtragflächen lagern weist ein in dieser Weise konstruiertes Gleit lager schon bei verhältnismässig niedrigen Drehzah len eine genügende Tragfähigkeit des Schmierfilms auf und arbeitet bei hohen Drehzahlen frei von In stabilität der Wellenbewegung, wie dies durch ausge führte Maschinen bestätigt wird.
Bei hydrodynamisch gasgeschmierten Lagern be steht ausser den Problemen der Tragfähigkeit und der Stabilität das Problem der Deformation des La gers unter Wärmebeanspruchung im Betrieb, da we gen der geringen Tragfähigkeit beim Gaslager aus- serordentlich kleine Lagerspiele, mithin zum Funk tionieren eine hohe Formgenauigkeit des Lagers un bedingt notwendig ist. Bei mit sehr heissen Gasen ar beitenden Turbomaschinen wird ausgerechnet das dem Laufrad nahehegende Traglager durch einseitige Erhitzung sehr ungünstig beansprucht. Im Betrieb können zwischen den beiden Lagerenden unzulässige Temperatur-Unterschiede und ungleiche Wärmedeh nungen im Lagerkörper auftreten, welche die Be triebssicherheit der Maschinen gefährden.
Die vor liegende Erfindung bezweckt, diese Schwierigkeiten zu meistern. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass we nigstens eine Axialnut an wenigstens einem der bei den Lagerenden mit der Ringnut am anderen Lager ende durch wenigstens einen speziellen Kanal verbun den ist.
Auf diese Weise ist es möglich ohne spezielle, insbesondere bewegte Hilfsmittel, einen ständigen Austausch von Schmiergas und damit einen Tempe raturausgleich zwischen den beiden Lagerenden zu erzielen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt des gasgeschmier ten Gleitlagers und Fig. 2 einen Radialschnitt nach der Linie II-11, in Fig. 1.
Eine Welle 1 läuft in einer zylindrischen Lager schale 2, nahe deren Enden A und B mehrere Ver tiefungen sog. Stabilisierungstaschen 3a, 3b und 3c über den Umfang segmentartig angeordnet sind. Die Breite dieser Stabilisierungstaschen in Axialrichtung ist so bemessen, dass sie maximal ein Sechstel der Lagerbreite beträgt. üblicherweise sind sie schmä ler, und so bleibt zwischen ihnen ein tragender Mit telteil mit zylindrischer Bohrung, ohne jegliche Nu ten oder Löcher, von mindestens zwei Dritteln der Lagerbreite übrig. Jede der Stabilisierungstaschen 3a, <I>3b, 3c</I> ist an ihrem Einlauf, betrachtet in der Dreh richtung der Welle 1, mit einer Axialnut <I>4a</I> bzw.<I>4b</I> bzw. 4c versehen, die sich über die Breite der Sta bilisierungstaschen erstreckt.
Die Tiefe t der Stabili sierungstaschen ist von der gleichen Grössenordnung wie das radiale Lagerspiel A R zwischen Welle 1 und Lagerschale 2. Zwischen den Stabilisierungs taschen bzw. Axialnuten und den Lagerenden ist je eine Ringnut 5a und 5b in die Lagerschale 2 einge dreht.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die am Lagerende A bzw. B befindlichen Axialnuten 4a, 4b, 4c durch je einen oder mehrere in der Lagerschale 2 verlaufende Kanäle<I>6a bzw.</I> 6b mit der am Lager ende B bzw. A befindlichen Ringnut 5b bzw. 5a ver bunden.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Art der Verbin dungen<I>6a</I> und 6b zwischen den Axialnuten 4a,<I>4b,</I> 4c und den Ringnuten 5a, 5b besteht darin, dass ein intensiver Austausch des in den Ringnuten 5a und <I>5b</I> eingeschlossenen Schmiergases erfolgen kann.
Im Betrieb arbeiten die an den Lagerenden A bzw. B angebrachten Stabilisierungstaschen 3a, 3b, 3c als Viskositätspumpen, die das Schmiergas aus dem einen Lagerende A bzw. B in die Ringnut am anderen Lagerende B bzw. A fördern. Die Folge die ser gleichzeitig in beiden Richtungen sich abspielen den Vorgänge ist ein weitgehender Ausgleich der zwi schen den beiden Lagerenden A und B herrschenden Temperaturdifferenz.
Ausser der obengenannten Funktion des Tempe raturausgleiches erfüllen diese internen Verbindungen noch eine für hydrodynamisch gasgeschmierte Gleit lager nützliche Funktion einer erhöhten Stabilisie rung. Insbesondere kann durch das Verbinden der auf der unbelasteten Seite der Lagerfläche befindli chen Axialnuten <I>4a</I> mit einer der Ringnuten<I>5a, 5b</I> die Entwicklung von negativem Druck im Schmier spalt des Lagers verhindert werden.
Für Stabilisierungszwecke können die Taschen zur Anpassung der Wellenverlagerung ungleich tief sein. Beispielsweise kann bei der dargestellten Aus führung die Tasche 3a auf der unbelasteten Lager seite, je nach der jeweiligen Wellenexzentrizität im Betrieb, tiefer sein als die Stabilisierungstaschen 3b und 3c, womit sich die Stabilität weiter erhöhen lässt.
Für bestimmte Anwendungsfälle kann es vorteil haft sein, die Stabilisierungstaschen ungleichmässig über den Umfang zu verteilen und gegebenenfalls we niger als drei Taschen pro Lagerende vorzusehen. Zum Beispiel kann für höhere Ansprüche an die Tragfähigkeit des Lagers die Tasche 3b samt der Einlaufnut 4b auf der belasteten Lagerseite weggelas sen werden. Die beiden Lagerenden leisten dadurch einen vermehrten Beitrag an die Tragfähigkeit. Es ist ferner möglich, die Stabilisierungstaschen entspre chend dem erstrebten Zweck ungleich breit auszu führen.
In gewissen Fällen, wo niedrigere Betriebsdreh zahl und höhere Lagerbelastung vorliegen, ergeben die Axialnuten <I>4a, 4b,</I> 4c allein, d. h. ohne die an- schliessenden Taschen 3a,<I>3b</I><B>3e,</B> ebenfalls eine ge nügende Stabilisierung.