Hydrostatisches oder aerostatisches Lager Gegenstand der Erfindung bildet ein hydrostatisches oder aerostatisches Lager mit einem unter Druck einge triebenen Schmiermittel.
Bei den bisher bekannten hydrostatischen oder aero statischen Lagern wird das Schmiermittel unter Druck mit Hilfe von Düsen eingetrieben, deren Achsen radial zum Lagerzapfen gerichtet ist. Wenn derartige Lager für die Lagerung elastischer oder starrer Läufer mit hoher Drehzahl verwendet werden, entstehen im Schmiermittel durch Einwirkung der Viskositätskräfte selbsterregte Schwingungen von ähnlichem Charakter wie bei den hydrodynamischen bzw. aerodynamischen Lagern. Die Ursache der Entstehung derartiger Schwingungen liegt in der Art der dynamischen Komponente der Tragkraft be gründet und ist durch die Strömung des Schmiermittels im Lagerspiel gegeben.
Durch die Erfindung soll der Charakter der Schmier mittelströmung im Lagerspalt beeinflusst und der er wähnte Nachteil vermieden werden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass für die Schmiermittelzu- führung am Lagerumfang Düsen so angeordnet sind, dass ihre Achsen zumindest in ihren Endteilen tangential oder schräg zur Oberfläche des Lagerzapfens gerichtet sind.
Durch diese Ausbildung des Lagers wird ein zwangs läufiger Schmiermittel-Umlauf im Lagerspiel unabhän gig von der Drehrichtung des Lagerzapfens sichergestellt. Dieser zwangsläufige Schmiermittel-Umlauf beeinflusst die Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit des Schmier mittels im Radialschnitt des Lagerspiels, was eine Än derung der Tragkraft des Lagers zur Folge hat.
Ein wesentlicher Vorteil liegt in der bedeutenden Er höhung der Entstehungsgrenze selbsterregter Schwingun gen, namentlich bei der Lagerung elastischer Wellen. In luftgeschmierten Lagern wurde mindestens das 4, 5-fache der ersten kritischen Drehzahl unter Beibehaltung einer sehr guten Tragkraft der Lager erzielt. Jedoch auch nach Überschreitung dieser Grenze war die Intensität der selbsterregten Schwingungen, mit Rücksicht auf die bis herigen Ausführungsarten, unwesentlich. Die wirksame Dämpfung selbsterregter Schwingungen wird zugleich durch die Grösse dieser Amplitude günstig beeinflusst, insbesondere bei der kritischen Drehzahl. Das Lager wurde sowohl für die Lagerung eines steifen als auch eines elastischen Rohres ausprobiert.
In der Zeichnung sind ein an sich bekanntes Lager und zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein bereits bekanntes Lager im Querschnitt, Fig.2 ein erfindungsgemässes Lager mit Rotor im Querschnitt, Fig.3 ein weiteres erfindungsgemässes Lager im Querschnitt.
Bei bekannten Lagern nach Fig. 1 ist die Längsachse einer Düse 2 radial zum Lagerring gerichtet. Die Düse 2 ist dabei in einem Einsatzkörper 1 eingearbeitet.
Im erfindungsgemässen Lager 5 nach Fig. 2 ist ein Rotor gelagert. Die Längsmittelachse einer der Schmier mittelzuführung dienenden Düse 7 verläuft schräg, vor zugsweise tangential zur Oberfläche des Rotors 6.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform eines Lagers 8 dargestellt, bei dem die Endteile der Düsen 9 für die Schmiermittelzuführung gleichfalls tangential zur Ober fläche eines Lagerzapfens 10 orientiert sind, wobei je doch der die Düse 9 aufweisende Körper 11 radial ange ordnet ist.
Hydrostatic or aerostatic bearing The invention forms a hydrostatic or aerostatic bearing with a lubricant driven under pressure.
In the previously known hydrostatic or aerostatic bearings, the lubricant is driven in under pressure with the aid of nozzles whose axes are directed radially to the bearing journal. If such bearings are used for the storage of elastic or rigid rotors with high speed, self-excited vibrations of a similar character as in hydrodynamic or aerodynamic bearings arise in the lubricant due to the effect of the viscosity forces. The cause of such vibrations is based on the type of dynamic component of the load capacity and is given by the flow of the lubricant in the bearing clearance.
The invention is intended to influence the character of the lubricant flow in the bearing gap and to avoid the disadvantage he mentioned. The invention is characterized in that, for the lubricant supply, nozzles are arranged on the bearing circumference in such a way that their axes, at least in their end parts, are directed tangentially or at an angle to the surface of the bearing journal.
This design of the bearing ensures that there is an inevitable circulation of lubricant in the bearing play regardless of the direction of rotation of the bearing pin. This inevitable circulation of lubricant influences the distribution of the flow speed of the lubricant in the radial section of the bearing clearance, which results in a change in the bearing capacity of the bearing.
A major advantage lies in the significant increase in the generation limit of self-excited vibrations, particularly when storing elastic waves. In air-lubricated bearings, at least 4.5 times the first critical speed was achieved while maintaining a very good bearing capacity. However, even after this limit was exceeded, the intensity of the self-excited vibrations was insignificant with regard to the previous design types. The effective damping of self-excited vibrations is at the same time favorably influenced by the size of this amplitude, especially at the critical speed. The bearing was tried out for the storage of both a rigid and an elastic tube.
In the drawing, a known bearing and two embodiments of the subject invention are shown. The figures show: FIG. 1 an already known bearing in cross section, FIG. 2 a bearing according to the invention with a rotor in cross section, FIG. 3 another bearing according to the invention in cross section.
In known bearings according to FIG. 1, the longitudinal axis of a nozzle 2 is directed radially to the bearing ring. The nozzle 2 is incorporated into an insert body 1.
A rotor is mounted in the bearing 5 according to the invention according to FIG. 2. The longitudinal center axis of a nozzle 7 serving to supply lubricant runs at an angle, preferably tangentially to the surface of the rotor 6.
In Fig. 3 an embodiment of a bearing 8 is shown in which the end parts of the nozzles 9 for the lubricant supply are also oriented tangentially to the upper surface of a journal 10, but depending on the nozzle 9 having body 11 is arranged radially.