CH511379A - Hydrostastisches Lager sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Hydrostastisches Lager sowie Verfahren zu seiner Herstellung

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CH511379A
CH511379A CH390270A CH390270A CH511379A CH 511379 A CH511379 A CH 511379A CH 390270 A CH390270 A CH 390270A CH 390270 A CH390270 A CH 390270A CH 511379 A CH511379 A CH 511379A
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CH
Switzerland
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bearing
channels
dependent
fluid
roughened
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Application number
CH390270A
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English (en)
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Dennis Woolcock Geoffrey
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Evanwoods Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0603Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
    • F16C32/0614Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
    • F16C32/0625Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings via supply slits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/02Sliding-contact bearings
    • F16C29/025Hydrostatic or aerostatic

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Description


  
 



  Hydrostastisches Lager sowie Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Lager mit einem Lagerteil, welcher eine Lagerfläche aufweist, sowie einem gelagerten Teil, welcher im Lagerteil gegenüber der Lagerfläche beweglich abgestützt ist und von der Lagerfläche durch einen dünnen Film eines Strömungsmittels getrennt ist, welches unter Druck in einen Zwischenraum zwischen dem gelagerten Teil und der Lagerfläche einzuführen ist, derart, dass der gelagerte Teil durch den Film des Strömungsmittels jeweils getragen wird, wenn eine Zufuhr des Strömungsmittels unter Druck erfolgt, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Lagers.



   Das hydrostatische Lager kann, z. B. ein Wellenlager, ein axiales Lager oder ein lineares Lager, bei welchem sich zwei Teile geradlinig gegenseitig bewegen, sein.



   Aus Gründen der Einfachheit werden die bei solchen Lagern bestehenden Probleme anhand eines hydrostatischen Wellenlagers erläutert.



   Bei den bekannten Ausführungen von hydrostatischen Wellenlagern wird das Strömungsmittel unter Druck durch eine Mehrzahl von kleinen radialen Düsenöffnungen zugeführt, die in Abständen am Umfang der Welle ausgebildet sind. Es besteht ein kleines Spiel zwischen der Welle und der Lagerfläche, wobei in der Abwesenheit des Strömungsmittels die Welle an der unteren Fläche des Lagers aufliegt, und das Spiel nur im oberen Bereich des Lagers besteht. Wenn das Strömungsmitel zugeführt wird, ist das Spiel immer noch unten kleiner als oben, und zwar wegen des Gewichtes der Welle und einer eventuellen Last, welche in vertikaler Richtung auf die Welle einwirkt.

  Dieses kleinere Spiel hat zur Folge, dass der Strömungswiderstand im Bereich des kleineren Lagerspieles grösser ist als im Bereich des grösseren Lagerspieles, wodurch der Druck des Strömungsmittels unten gegenüber dem oben herrschenden Druck vergrössert wird. Dadurch wird eine resultierende nach oben gerichtete Kraft gebildet, welche die Welle von der Lagerfläche abhebt, so dass sie auf einem Film des Strömungsmittels läuft.



   Bei dieser normalen Ausführung müssen die Düsenöffnungen bei den auftretenden Dimensionen des Lagerspieles zwischen der Welle und dem Lager äusserst klein sein. Es besteht ein optimaler Durchmesser für die Düsenöffnungen, welcher im Falle von kleinen Lagerspielen ungefähr   0,075 mm    beträgt. Öffnungen mit diesem geringen Durchmesser sind äusserst schwer herzustellen. Wenn dabei nicht eine grosse Anzahl derartiger Öffnungen ausgebildet wird, so entstehen unvermeidlich Bereiche mit niedrigerem Druck zwischen benachbarten Öffnungen, was zu einer Verminderung der Tragfähigkeit des Lagers führt. Die Dimensionen der Düsenöffnungen sind verschieden, je nachdem, ob das verwendete Strömungsmittel eine Flüssigkeit oder ein Gas ist, die bestehenden Probleme sind jedoch in beiden Fällen gleich.



   Ähnliche Probleme bestehen bei anderen Arten von hydrostatischen Lagern, wie z. B. Axiallagern -oder linearen Lagern.



   Die Erfindung hat die Schaffung eines neuartigen hydrostatischen Lagers der erwähnten Art zum Ziel, bei welchem die genannten Schwierigkeiten überwunden oder vermindert sind.



   Das erfindungsgemässe hydrostatische Lager, durch welches dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Teile mit Kanälen für die Führung des schmierenden Strömungsmittels versehen ist, welche sich in den Zwischenraum zwischen dem gelagerten Teil und der Lagerfläche erstrecken und welche zwischen einem Paar von einander ergänzenden Flächen, die in einer festen gegenseitigen Stellung gehalten sind, dadurch gebildet sind, dass mindestens eine der Flächen derart aufgerauht ist, dass sie eine Vielzahl von feinen, miteinander in Verbindung stehenden Vertiefungen aufweist, welche die genannten Kanäle bilden.



   Das Verfahren zur Herstellung des Lagers ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche eines Teiles des Lagers mit einem Strahl von abrasiven Teilchen mit hoher Geschwindigkeit während eines Zeit  raumes behandelt wird, welcher zur Bildung einer derartigen Rauhigkeit ausreicht, damit diese Oberfläche in Zusammenwirkung mit einer Oberfläche eines anderen Teiles des Lagers Strömungskanäle für das schmierende Strömungsmittel des Lagers bilden kann.



   Das Lager kann ein Wellenlager sein, wobei der gelagerte Teil eine zylindrische Welle ist. Die Lagerfläche ist in einem solchen Fall eine zylindrische Fläche mit einem Durchmesser, der um ein geringes Mass grösser ist als der Durchmesser der Welle. Die Kanäle können sich dabei zwischen einem grösseren Raum und der zylindrischen Fläche erstrecken und können zwischen einem Paar von ringförmigen ebenen Flächen gebildet sein, die in einer festen gegenseitigen Stellung zueinander gehalten sind, wobei mindestens eine der Flächen aufgerauht ist.



   Das Lager kann jedoch auch ein Axiallager sein, wobei der gelagerte Teil eine Endfläche aufweist, die sich quer zu seiner Drehachse erstreckt, und wobei der Lagerteil einen Bereich aufweist, in welchem eine Lagerfläche ausgebildet ist, deren Fläche zur Endfläche des gelagerten Teiles komplementär ist. Die Kanäle für die Zufuhr des Strömungsmittels erstrecken sich dabei in den Zwischenraum zwischen der Endfläche und der Lagerfläche an einer Stelle, die vom äusseren Umfang der Lagerfläche des Lagerteiles nach innen versetzt ist.



   Das Lager kann auch ein lineares Lager sein, in welchem Falle der Lagerteil eine geradlinig verlaufende Lagerfläche aufweist, und der gelagerte Teil mit einer Lagerfläche mit komplementärer Form versehen ist.



  Die Flächen, welche die Kanäle für das Strömungsmittel im Lagerteil begrenzen, erstrecken sich dabei in der Richtung der relativen Bewegung zwischen dem gelagerten Teil und dem Lagerteil.



   Die Flächen können durch eine Druckkraft aneinander gepresst werden.



   Ein derartiger Aufbau ermöglicht eine Mehrzahl von kleinen Kanälen, welche die Stelle der erwähnten bekannten Düsenöffnungen einnehmen und welche eine gleichmässigere Verteilung des Strömungsmittels um z. B. eine Welle herum gestatten. Ausserdem ist die mechanische Bearbeitung, welche zur Herstellung dieser Kanäle erforderlich ist, wesentlich vermindert, da sie nur eine Frage einer Aufrauhung der entsprechenden Fläche bzw. Flächen in einem Ausmass ist, damit die erforderliche Grösse der Kanäle entsteht. Wenn die Kanäle im Betrieb eine Tendenz zur Verunreinigung zeigen, genügt es, das Lager zu zerlegen, die aufgerauhten Flächen zu reinigen und das Lager wieder zusammenzusetzen.



   Die Dimension der erforderlichen Kanäle und somit die erforderliche Stufe der Aufrauhung hängt vorzugsweise von den charakteristischen Eigenschaften des Lagers ab, d. h. z. B. vom Durchmesser der Welle, der Breite des Lagerspaltes zwischen der Welle und der Lagerfläche, dem zur Verfügung stehenden Druck des verwendeten Strömungsmittels sowie der Viskosität des Strömungsmittels. Die gewünschte Dimension des Kanales kann durch eine entsprechende Wahl der Grösse und der Geschwindigkeit der abrasiven Teilchen sowie der Dauer der Behandlung erzielt werden.



  Im Prinzip ist die Aufrauhung ähnlich dem bekannten Sandstrahl- oder Kugelstrahlverfahren. Bei diesen Verfahren wird ein Strahl von abrasiven Teilchen, worunter auch Stahlschrot verstanden wird unter einem Winkel von z. B.   450    gegen das Werkstück gerichtet.



  Dadurch entsteht gleichzeitig eine aufrauhende wie auch eine schneidende Wirkung. Der Aufprall der Teilchen auf die zu behandelnde Oberfläche hat eine Tendenz, das Material von der Oberfläche zu bewegen und es in benachbarte Vorsprünge und Vertiefungen zu verformen. Da die Bewegung des Strahles von Teilchen eine parallel zur Oberfläche verlaufende Komponente hat, besteht eine Tendenz zur Bewegung des Materiales zu einer Kante des Teiles und eventuell zu seiner Entfernung von dieser Kante. Obwohl diese normale Art der Strahlbehandlung zum Aufrauhen der Oberfläche im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, hat es sich als zweckmässig erwiesen, da bessere Resultate erzielbar sind, den Strahl der Teilchen senkrecht zu führen.

  Unter diesen Umständen besteht keine Komponente der Bewegung parallel zur Oberfläche, so dass keine Tendenz zur Entfernung des Materiales besteht. Es wird auf diese Weise nur eine Verformung des Materiales erhalten, durch welche benachbarte Vorsprünge und Vertiefungen entstehen. Zur Erzielung einer gleichmässigen Behandlung kann die Oberfläche im Teilchenstrahl gedreht werden.



   Es hat sich gezeigt, dass noch bessere Resultate erzielt werden können, wenn das Material in einem grösseren Masse mit Teilchen bestrahlt wird, als es zur Herstellung der erforderlichen Dimension von Kanälen erforderlich ist. Wenn das Material darauf mit einem geeigneten Schleifmaterial geläppt wird, um die Dimension der Kanäle zu vermindern, so kann dadurch die erforderlichen Dimensionen von Kanälen erhalten werden. Dadurch ist eine viel genauere Bestimmung der Form der Kanäle und somit auch der charakteristischen Eigenschaften des Lagers möglich. Wenn das aufzurauhende Material Stahl ist, hat die Behandlung die Wirkung, dass eine Oberflächenhärtung entsteht, welche zur Verlängerung der Lebensdauer des Teiles vorteilhaft ist. Es können jedoch auch andere Materialien als Stahl verwendet werden, unter anderem auch nichtmetallische Materialien, wie z.

  B. harte keramische Stoffe, welche besonders gute Resultate gezeigt haben.



   Die Kanäle für die Führung des schmierenden Strömungsmittels können entweder zwischen einer aufgerauhten Fläche und einer ebenen Fläche oder zwischen zwei aufgerauhten Flächen gebildet werden. Die Wahl zwischen diesen beiden Möglichkeiten ist von der erforderlichen Dimension des Kanales und vom Ausmass abhängig, wie eine einzige Fläche durch die Strahlbehandlung aufgerauht werden kann. Wenn die erforderliche Tiefe des Kanales durch eine Aufrauhung einer Oberfläche erzielt werden kann, besteht kein Vorteil bei einer Behandlung beider Flächen, so dass die zusammenwirkende Fläche glatt bleiben kann.



   Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine räumliche zerlegte Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Wellenlagers,
Fig. 2 einen axialen Schnitt eines zusammengebauten Lagers nach der Fig. 1,
Fig. 3 einen axialen Schnitt einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Wellenlagers,  
Fig. 4 eine räumliche Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemässen linearen Lagers im zerlegten Zustand und
Fig. 5 eine räumliche Ansicht mit Teilschnitt einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Axiallagers.



   Entsprechend der Darstellung in der Fig. 1 enthält der Lagerteil des Lagers einen zentralen Hauptteil 1, sowie Endteile 2 und 3. Zwischen diesen sind verhältnismässig dünne Platten 4 und 5 angeordnet, welche entsprechend der Darstellung an beiden Seiten aufgerauht sind, jedoch auch nur an einer Seite aufgerauht sein können. Wenn die Platten 4, 5 an beiden Seiten aufgerauht sind, werden dadurch gesamthaft vier Kanäle für den Durchgang des Strömungsmittels gebildet, so dass die Teile 1, 2 und 3 nicht   gerauht    sein brauchen.



  Die erwähnten Teile sind mit Schraubenbohrungen 11 versehen. In der Fig. 2 sind die Teile miteinander durch Schrauben 12 verbunden dargestellt.



   In der Fig. 2 ist eine Welle 13 im Lagerteil angeordnet dargestellt, wobei aus Gründen einer Einfachheit der Darstellung das Lagerspiel 14 unten gleich gross wie das obere Lagerspiel 15 dargestellt ist. In Wirklichkeit besteht, wenn sich das Lager nicht im Betrieb befindet, d. h., wenn kein Strömungsmittel dem Lager zugeführt wird, unten überhaupt kein Spiel. Im Betrieb ist das Spiel 14 kleiner als das Spiel 15 aus Gründen, die bereits erwähnt wurden. Die Anordnung der Teile 1, 2 und 3 zusammen mit den Platten 4 und 5 ist von einem äusseren Mantel 17 umgeben, welcher einen inneren Schlitz 18 aufweist, der mit Umfangsnuten 19 und 20 verbunden ist, welche die Platten 4 und 5 umschliessen. Der Schlitz 18 bildet zusammen mit den Nuten 19 und 20 eine Kammer, welcher das Strömungsmittel unter Druck durch einen Anschluss 21 zugeführt wird.

  Aus der Kammer fliesst das Strömungsmittel entlang der zwischen den aufgerauhten Flächen der Platten 4 und 5 sowie den glatten Flächen der Teile 1, 2 und 3 gebildeten Kanäle nach innen. Da die Nuten 19 und 20 die Platten 4 und 5 vollständig umschliessen, besteht eine gleichmässige Strömung des Strömungsmittels.



   Das Strömungsmittel kann eine Flüssigkeit, z. B.



     Öl,    oder ein Gas, z. B. Luft, sein.



   Die Rauhigkeit der Platten 4 und 5 ist in Abhängigkeit vom verwendeten Strömungsmittel gewählt, sowie in Abhängigkeit von den anderen veränderlichen Werten, welche vorher genannt wurden.



   Die Platten werden durch eine Behandlung mit abrasiven Teilchen aufgerauht, wie dies vorher beschrieben wurde.



   Der durch die Schrauben 12 ausgeübte Enddruck drückt die Vorsprünge der gerauhten Flächen der Platten 4 und 5 in die zusammenwirkenden Flächen der Teile 1, 2 und 3. Dadurch werden diese Teile miteinander fest verbunden, so dass keine Norwendigkeit zur Verwendung besonderer fixierender Elemente besteht, die sonst zur Verhinderung der gegenseitigen Bewegung dieser Teile erforderlich wären. Die Vermeidung fixierender Elemente stellt eine wesentliche Vereinfachung dar, da ihre Herstellung mit der erforderlichen Genauigkeit immer sehr schwierig ist.



   Bei der in der Fig. 3 dargestellten Ausführung des Lagers ist der Anschluss 21 doppelt vorgesehen, damit das Strömungsmittel je zwei getrennten Kammern 25 zugeführt werden kann, aus welchen es nach innen durch vier getrennte Kanäle strömt, die durch die rauhen Oberflächen an entgegengesetzten Seiten von Platten 26 ausgebildet sind, die etwas dicker als die Platten 4 und 5 sind. Die Platten 26 sind voneinander in einem Abstand angeordnet, welcher wesentlich grösser ist als ihre eigene Dicke. Eine derartige Ausführung des Lagers ist z. B. für Schleifspindeln geeignet. Wegen der Länge der Anordnung ist eine zentrale Ausströmöffnung 27 mit einer Ausnehmung 29 verbunden, so dass das Strömungsmittel nicht nur an den Enden der Anordnung entweicht, wie dies durch Pfeile 28 dargestellt ist, sondern auch durch die Öffnung 27.



  Es besteht daher eine Strömung des Strömungsmittels entlang der ganzen Länge des Lagers. Die entsprechenden Flächen sind in der bereits beschriebenen Weise aufgerauht.



   Die erfindungsgemässen Lager können nach Bedarf verschiedene Grössen oder Dimensionen haben.



   Als Beispiel seien die Dimensionen eines besonderen Lagers angeführt, welches den Aufbau, jedoch nicht die Proportionen des Lagers nach den Figuren 1 und 2 hat.



   Wellendurchmesser   50,8    mm
Länge des Lagers   50,8    mm radiales Spiel zwischen   Welle    und Lagerfläche   0,0180    mm
Abstand zwischen den Platten 4 und 5 25,4 mm  äusserer Durchmesser des Lagers 76,2 mm
Die Platten 4 und 5 wurden aus einem gegen Rost widerstandsfähigen Stahl hergestellt, wobei die Oberflächen durch eine Behandlung mit abrasiven Teilchen mit einer Grösse von 250 Mikron aufgerauht wurden.



  Der Strahl mit den Teilchen wurde senkrecht gegen die Oberfläche während eines Zeitraumes von 15 Sekunden gerichtet, wobei der Luftdruck der treibenden Luft 5,6 Atmosphären betrug.



   Im Betrieb des Lagers hängt der verwendete Druck von der Art des Strömungsmittels ab. Wenn Luft verwendet wird, so ist ein normaler Druck 5,6 Atmosphären. Bei der Verwendung von Öl beträgt der normale Druck 14-21 Atmosphären.



   Anhand eines zweiten Beispieles seien die Dimensionen und die Folge bei der Herstellung eines Lagers beschrieben, welches den Aufbau, jedoch nicht die Proportionen nach der Fig. 3 hat.



   Zwei Ringe mit einem äusseren Durchmesser von 76,2 mm, einem inneren Durchmesser von 50,8 mm und einer Dicke von 12,7 mm werden mit geschliffenen Flächen hergestellt, wobei vier Bohrungen gebohrt und versenkt werden, um die Köpfe von Schrauben aufnehmen zu können. Ein Rohr mit einem Aussendurchmesser von 76,2 mm, einem Innendurchmesser von 50,8 mm sowie einer Länge von 127 mm wird mit geschliffenen Stirnflächen hergestellt, wobei an beiden Enden vier Gewindebohrungen ausgebildet werden und eine Ausströmöffnung in der Mitte. Weiter werden zwei Ringe mit einem äusseren Durchmesser von 76,2 mm, einem inneren Durchmesser von 50,8 mm und einer Dicke von 25,4 mm mit geschliffenen Flächen hergestellt, sowie mit je vier Bohrungen für Schrauben.  



   Die beiden je 25,4 mm dicken Ringe werden darauf an einem Drehtisch in einer Strahlkammer angeordnet und mit einer Drehzahl von 140 Umdrehungen in der Minute gedreht, wobei -sich die Düse 200mm über den Teilen befindet. Die Teile werden mit einem Druck von 1,4 Atmosphären während 20 Sekunden bestrahlt, wobei grobkernige abrasive Teilchen mit einheitlicher Grösse verwendet werden. Der Vorgang wird für die andere Seite der Ringe wiederholt.



   Nach dem Bestrahlen werden die Flächen derart gelappt, dass sie eine Luftströmung von 1 m3 pro Stunde bei einem Druck von 5,6 Atmosphären durch jeden der Kanäle ergeben, welche durch die bestrahlten Flächen gebildet werden, wenn alle fünf Teile miteinander verschraubt sind.



   Die Bohrung wird darauf auf einen Durchmesser mit einer Toleranz von 0,025 mm gehont. Das Lager wird dann zerlegt, gereinigt, wobei alle Grate von der Bearbeitung beseitigt werden, und darauf unter Verwendung eines expandierbaren Dornes zusammengebaut.



   Die Welle wird mit einer Länge von 203,2 mm hergestellt, mit zwei Lagerflächen an den Enden, die 50,8 mm lang sind. Ihr Durchmesser ist um 0,030 mm kleiner als der Durchmesser der Bohrung des Lagers.



  Der mittlere 101,6 mm lange Teil der Welle hat einen um 1 mm kleineren Durchmesser. Das Lager wird darauf in ein Gehäuse eingebaut, welches mit Zuführbohrungen für Luft versehen ist, die zu den beiden Paaren von Kanälen führen. Wenn der Luftdruck 5,6 Atmosphären beträgt, so trägt die Welle eine statische Last von 123 kg bei einer Nachgiebigkeit der Lagerung von 84 000 kg/cm.



   Anhand eines dritten Beispieles seien die Dimensionen und die Folge bei der Herstellung eines weiteren Lagers beschrieben, welches den Aufbau, jedoch nicht die Proportionen des Lagers aus der Fig. 3 hat.



   Es werden zwei Ringe mit einem äusseren Durchmesser von 101,6 mm, einen inneren Durchmesser von 76,2 mm und einer Dicke von 19 mm mit geschliffenen Flächen hergestellt, wobei in den Ringen vier Bohrungen gebohrt und für die Aufnahme von Kopfschrauben versenkt werden. Ein Rohr mit einem äusseren Durchmesser von   101,6 mm,    einem inneren Durchmesser von 76,2 mm und einer Länge von 190,5 mm wird mit geschliffenen Flächen hergestellt, wobei an den Enden je vier Gewindebohrungen und in der Mitte eine Ausströmöffnung hergestellt werden. Ausserdem werden zwei Ringe mit einem äusseren Durchmesser von   101,6 mm,    einem inneren Durchmesser von   76,2mm    und einer Dicke von 38,1 mm mit geschliffenen Flächen hergestellt und mit vier Bohrungen für Schrauben versehen.



   Die beiden Ringe mit der Dicke von 38,1 mm werden darauf auf einem Drehtisch einer Strahlkammer angeordnet und mit einer Drehzahl von 140 Umdrehungen in der Minute gedreht, wobei sich die Düse in einer Höhe von 200 mm über den Ringen befindet. Es wird bei einem Druck von 1,4 Atmosphären während 30 Sekunden bestrahlt, wobei grobkörnige abrasive Teilchen mit gleichmässiger Teilchengrösse verwendet werden. Der Vorgang wird darauf für die anderen Seiten des Ringes wiederholt.



   Nach der Bestrahlung werden die Flächen geläppt, damit eine Luftströmung von 0,11 m3 pro Stunde bei einem Druck von 5,6 Atmosphären durch jeden der Kanäle entsteht, welche durch die bestrahlten Flächen gebildet werden, wenn alle fünf Teile miteinander zusammengeschraubt sind.



   Die Bohrung wird darauf auf einen Durchmesser mit einer Toleranz von 0,0025 mm gehont. Die Einheit wird zerlegt, gereinigt, entgratet und unter Verwendung eines expandierbaren Dornes zusammengebaut.



   Die Welle wird mit einer Länge von 305 mm und mit zwei 76,2 mm langen Lagerflächen an den Enden hergestellt, wobei ihr Durchmesser um 0,03 mm kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung des Lagers.



  Der 152 mm lange Teil zwischen den Lagerflächen hat einen um 1 mm kleineren Durchmesser. Das Lager wird darauf in einem Gehäuse zusammengbaut, welches mit Zuführöffnungen für Luft für die beiden Paare von Kanälen versehen ist. Wenn der Luftdruck 5,6 Atmosphären beträgt, hat das Lager eine statische Tragfähigkeit von 272 kg, bei einer Nachgiebigkeit der Lagerung von 180 000 kg pro cm.



   Es versteht sich, dass die beschriebenen Ausführungen nur Beispiele von vielen möglichen Ausführungen sind. Bei der einfachsten Ausführung besteht der Lagerteil des Lagers nur aus zwei Teilen, wodurch ein einziger Kanal gebildet wird. Dieser grundlegende Aufbau kann nach der Fig. 3 verdoppelt werden, in der gleichen Weise wie der Aufbau nach den Figuren 1 und 2 verdoppelt werden kann. Es kann auch eine Hälfte der Ausführung nach der Fig. 3 als ein einziges kurzes Lager verwendet werden. Bei einem sehr langen Lager kann eine beliebige erforderliche Anzahl von Kanälen durch die Verwendung einer entsprechenen Anzahl von Teilen ausgebildet werden.



   In der Fig. 4 ist ein lineares Lager mit einem Basisteil 40 dargestellt, welcher eine beliebige äussere Form haben kann und mit einer Ausnehmung 41 versehen ist, die zur Aufnahme eines Gleitteiles 42 dient.



  Der Gleitteil 42 hat einen T-förmigen Querschnitt mit zwei Ausnehmungen 43 an seinen beiden unteren Seiten. Die Ausnehmungen 43 dienen der Aufnahme von länglichen Teilen 44 mit rechteckigem Querschnitt, welche am Gleitteil 42 durch Schrauben 45 befestigt sind. Zwei benachbarte Flächen 44a der länglichen Teile 44 sind bestrahlt, wie es später beschrieben wird.



  Diese bestrahlten Flächen werden gegen die Flächen der Ausnehmungen 43 durch die Schrauben 45 gedrückt. Im Gleitteil   42    ist ein in Längsrichtung verlaufender Kanal 46 ausgebildet, von welchem sich quer verlaufende Kanäle 47 zu den Ecken der Ausnehmungen 43 erstrecken.



   Zwischen ihren Enden sind die länglichen Teile 44 mit einer Abschrägung 48 versehen, welche zusammen mit der Ecke der Ausnehmung 43 eine Kammer für die Zufuhr von Luft aus dem Kanal 46 über die Querkanäle 47 bildet.



   Die diagonal entgegengesetzte Kante jedes der länglichen Teile 44 ist ebenfalls mit einer Abschrägung 49 versehen, wodurch eine Abströmkammer gebildet wird. Zwischenräume mit kleinem Spiel sind zwischen dem Gleitteil 42 und dem Basisteil 40 in den mit 50 bezeichneten Bereichen vorgesehen.



   Am Basisteil 40 sind durch Schrauben 52 in Längsrichtung verlaufende Halteteile 51 befestigt, welche dem Festhalten des Gleitteiles 42 dienen. Der Gleitteil 42 kann mit weiteren Kanälen für das Strömungsmittel versehen sein, so dass auch ein hydrostatisches Lager zwischen dem Gleitteil 42 und den Halteteilen 51 besteht.  



   Im Betrieb wird Luft unter Druck in den zentralen Kanal 46 eingeführt, und gelangt darauf durch die quer verlaufenden Kanäle 47 in die durch die Abschrägungen 48 gebildeten Kammern. Darauf strömt die Luft durch die feinen Kanäle, welche durch die bestrahlten Oberflächen 44a der länglichen Teile 44 gebildet werden, zu den Lagerflächen. Dann strömt die Luft entweder durch einen zentralen Abströmkanal 53 ab, oder entlang der Abströmwege, welche durch die Abschrägungen 49 gebildet werden, oder schliesslich nach oben, um an der oberen Seite des Gleitteiles zu entweichen.



   In diesem Falle werden die Flächen 44a der länglichen Teile 44 in einer Weise bestrahlt, die der Weise ähnlich ist, welche im Zusammenhang mit dem zweiten und dem dritten Beispiel beschrieben wurde. Die Bestrahlung erfolgt somit mit einer Düse, die sich um ungefähr 200 mm über den Teilen befindet, wobei der Strahl senkrecht auf die Teile gerichtet ist. Die Bestrahlung erfolgt mit ungefähr 1,4 Atmosphären unter Verwendung von grobkörnigen abrasiven Teilchen mit gleichmässiger Teilchengrösse. Während dieser Bestrahlung werden die länglichen Teile vor der Düse während eines ausreichenden Zeitraumes nach vorne und nach hinten bewegt, damit eine gewünschte Tiefe der Verformung erzielt wird.



   Nach der Bestrahlung werden die Flächen derart geläppt, dass sich eine Luftströmung von ungefähr 0,044 m3 pro   cm2    der behandelten Fläche bei 5,6 Atmosphären ergeben.



   Es versteht sich, dass jede Oberfläche des zu bestrahlenden länglichen Teiles getrennt bestrahlt wird, wobei der Teil 44 jeweils am Ende jedes   Bestrahlungs-    vorganges um   900    gedreht wird.



   Als ein viertes Beispiel wird ein Axiallager anhand der Figur 5 beschrieben, welches gleichzeitig auch als Radiallager wirkt.



   Bei der Ausführung nach der   Fig. 5    enthält das Lager einen festen scheibenförmigen Teil 60 mit einem in axialer Richtung sich erstreckenden zylindrischen Vorsprung 61. Ein ringförmiger Teil 62 mit quadratischem Querschnitt ist am Teil 60 an einer Schulter angeordnet, welche zwischen dem Teil 60 und dem Vorsprung 61 ausgebildet ist. Der ringförmige Teil 62 ist durch nicht dargestellte Schrauben befestigt. Im Teil 60 ist eine axiale Speiseleitung 64 ausgebildet, von welcher radiale Speiseleitungen 65 zur Kante 66 zwischen dem Vorsprung 61 und dem ringförmigen Teil 62 führen.



   Zwei benachbarte Flächen des ringförmigen Teiles 62 sind bestrahlt, wobei die Kante zwischen den bestrahlten Flächen mit einer Abschrägung 66' versehen ist.



   Ein drehbarer Teil 67 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und hat eine zylindrische Ausnehmung 68, welche zur Aufnahme des Teiles 60 dient.



  Im drehbaren Teil 67 ist ausserdem eine zentrale Ausnehmung 69 mit geringer Tiefe ausgebildet, aus welcher ein Abströmkanal 70 führt.



   Im Betrieb wird Luft unter Druck in den Kanal 64 eingeführt und gelangt durch die Kanäle 65 in die durch die Abschrägung 66' gebildete Kammer. Aus der Kammer strömt die Luft durch die Kanäle, welche durch die bestrahlten Oberflächen des ringförmigen Teiles 63 gebildet werden, zu den Lagerflächen zwischen dem festen Teil 60 und dem drehbaren Teil 67.



  Von den Lagerflächen strömt die Luft durch den unteren Teil des Lagers in den mit 74 bezeichneten Bereich sowie durch Abströmkanäle 70 und 75 ab.



   Die Bestrahlung des ringförmigen Teiles mit abrasiven Teilchen erfolgt in gleicher Weise wie bei den bereits beschriebenen Beispielen.



   Was die ringförmige Fläche betrifft, so erfolgt ihre Bestrahlung auf einem Drehtisch, welcher sich in einer Strahlkammer befindet und mit 140 Umdrehungen in der Minute gedreht wird. Die Düse befindet sich dabei in einer Entfernung von 200mm über dem Teil. Die Bestrahlung erfolgt mit 1,4 Atmosphären während eines Zeitraumes, der zur Erzielung der gewünschten Tiefe der   Strü.mungskanäle    ausreicht, wobei ein grob körniges Material mit gleichmässiger Teilchengrösse verwendet wird.



   Was die innere zylindrische Fläche des ringförmigen Teiles 62 betrifft, so kann diese entweder mit einer Düse bestrahlt werden, die sich im Ring befindet, so dass der Strahl senkrecht auf die Oberfläche auftrifft, wobei jedoch der Abstand zwischen der Düse und der Oberfläche kleiner als 200 mm ist, so dass ein entsprechender kleinerer Druck und eine kürzere Zeit verwendet werden. Der Strahl kann jedoch gegen die Oberfläche schräg aus einer Düse gerichtet werden, die sich ausserhalb des ringförmigen Teiles befindet, so dass in diesem Falle der Strahl unter einem steilen Winkel auf die Oberfläche auftrifft.



   Auch in diesem Falle werden die Oberflächen nach der Bestrahlung geläppt, damit ein Luftstrom mit einer Intensität von ungefähr   0,044 m3    pro cm2 der behandelten Oberfläche bei einem Druck von 5,6 Atmosphäten durch die Kanäle entsteht.



   Im vorliegenden Zusammenhang wurden die Ausdrücke  Lagerteil  und  gelagerter Teil  zur Bezeichnung der gegenseitig beweglichen Teile eines Lagers verwendet, wobei jedoch nicht der Ausdruck  Lagerteil  ausschliesslich für einen Teil des Lagers verwendet wird, welcher gegenüber der Umgebung fest ist.



  Auch bedeutet der Ausdruck  gelagerter Teil  nicht ausschliesslich, dass es sich um einen Teil handelt, welcher gegenüber der Umgebung beweglich ist. 

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    I. Hydrostatisches Lager mit einem Lagerteil, welcher eine Lagerfläche aufweist, sowie einem gelagerten Teil, welcher im Lagerteil gegenüber der Lagerfläche beweglich abgestützt ist und von der Lagerfläche durch einen dünnen Film eines Strömungsmittels getrennt ist, welches unter Druck in einen Zwischenraum zwischen dem gelagerten Teil und der Lagerfläche einzuführen ist, derart, dass der gelagerte Teil durch den Film des Strömungsmittels jeweils getragen wird, wenn eine Zu fuhlr des Strömungsmittels unter Druck erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Teile (1-5;
    42, 44) mit Kanälen für die Führung des schmierenden Strömungsmittels versehen ist, welche sich in den Zwischenraum zwischen dem gelagerten Teil und der Lagerfläche erstrecken und welche zwischen einem Paar von einander ergänzenden Flächen, die in einer festen gegenseitigen Stellung gehalten sind, dadurch gebildet sind, dass mindestens eine der Flächen derart aufgerauht ist, dass sie eine Vielzahl von feinen, miteinander in Verbindung stehenden Vertiefungen aufweist, welche die genannten Kanäle bilden.
    II. Verfahren zur Herstellung des Lagers nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche eines Teiles des Lagers mit einem Strahl von abrasiven Teilchen mit hoher Geschwindigkeit während eines Zeitraums behandelt wird, welcher zur Bildung einer derartigen Rauhigkeit ausreicht, damit diese Oberfläche in Zusammenwirkung mit einer Oberfläche eines anderen Teiles des Lagers Strömungskanäle für das schmierende Strömungsmittel des Lagers bilden kann.
    UNTERANSPROCHE 1. Lager nach Patentanspruch I, ausgebildet als Wellenlager, dadurch gekennzeichnet, dass der gelagerte Teil eine zylindrische Welle (13) ist und die Lagerfläche durch eine zylindrische Fläche gebildet wird, die einen etwas grösseren Durchmesser aufweist als der Durchmesser der Welle ist, und dass sich die Kanäle zwischen einer Kammer (18-20, 25, 29) und den zylindrischen Flächen erstrecken und je zwischen einem Paar von ringförmigen ebenen Flächen ausgebildet sind, die im festen Verhältnis zueinander gehalten sind.
    2. Lager nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen unter axialem Druck aneinander angepresst sind.
    3. Lager nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgerauhte Fläche an einem Teil mit der Form einer ringförmigen Platte (4, 5, 26) ausgebildet ist, welcher zwischen anderen Teilen des Lagerteiles (1, 3) eingeklemmt ist.
    4. Lager nach Patentanspruch I, ausgebildet als Axiallager, dadurch gekennzeichnet, dass der gelagerte Teil (67) eine Endfläche aufweist, die sich quer zu seiner Drehachse erstreckt, und dass der Lagerteil (60) einen Teil (61) aufweist, der eine Lagerfläche mit einer zur Endfläche des gelagerten Teiles (67) komplementären Form aufweist, wobei sich die Kanäle in den Zwischenraum zwischen der Endfläche und der Lagerfläche erstrecken (Fig. 5).
    5. Lager nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementären Flächen, zwischen welchen die Kanäle ausgebildet sind, eine zylindrische Form haben und mit der Drehachse des gelagerten Teiles (67) koaxial sind.
    6. Lager nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerteil einen Vorsprung (61) mit abgestufter zylindrischer Form aufweist, welcher einen Teil mit grösserem Durchmesser und einen Teil mit kleinerem Durchmesser hat, wobei sich eine Schulter in radialer Richtung nach aussen vom Umfang des Teiles mit dem kleineren Durchmesser zum Umfang des Teiles mit dem grösseren Durchmesser erstreckt, und dass ein Ringteil (62) vorgesehen ist, dessen benachbarte Flächen senkrecht zueinander stehen und der an der Schulter angeordnet ist, wobei die Flächen des Ringteiles (62) derart angeordnet sind, dass eine Oberfläche an der Schulter aufliegt, und dass die Wand des Teiles mit dem kleineren Durchmesser und die innenzylindrische Wand des Ringteiles (62) miteinander einen Kanal begrenzen.
    7. Lager nach Unteranspruch 4. ausgebildet als Kombination eines Axial- und eines Radiallagers, dadurch gekennzeichnet, dass der gelagerte Teil (67) einen zylindrischen Wandteil aufweist, welcher einen Bereich (61) des Lagerteiles (60) umfasst, und dass eine zweite Anordnung von Kanälen ausgebildet ist, welche sich aus einer Kammer in den Zwischenraum zwischen dem zylindrischen Teil und dem Lagerteil (60) erstreckt, wobei diese Kanäle ebenfalls zwischen einem Paar von komplementären Flächen ausgebildet sind, die miteinander fest verbunden sind und mindestens eine der Flächen aufgerauht ist.
    8. Lager nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kanäle zwischen ringförmigen Flächen ausgebildet sind und in einer zur Drehachse des gelagerten Teiles (67) senkrechten Ebene liegen.
    9. Lager nach den Unteransprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Schulter und die ringförmige Stirnfläche des ringförmigen Teiles (62) die Flächen bilden, zwischen welchen die zweiten Kanäle ausgebildet sind.
    10. Lager nach Patentanspruch I, ausgebildet als ein lineares Lager, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerteil (40) eine geradlinige Lagerfläche aufweist und der gelagerte Teil (42) eine Lagerfläche mit komplementärer Form hat, wobei sich die Flächen, welche die Kanäle im gelagerten Teil begrenzen, in der Richtung der relativen Bewegung des Lagerteiles (40) und des gelagerten Teiles (42) erstrecken.
    11. Lager nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen, zwischen welchen die Kanäle gebildet sind, eben sind und sich senkrecht zu den Lagerflächen erstrecken.
    12. Lager nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der gelagerte Teil (42) mit in Längsrichtung verlaufenden, an entgegengesetzten Seiten angeordneten Schultern versehen ist, wobei jede Schulter eine Fläche hat, die sich senkrecht zu Lagerflächen erstreckt, und ein länglicher Teil (44) in jeder der Schultern angeordnet ist, und dass die Flächen, welche die Schultern bilden und senkrecht zu Lagerflächen stehen, sowie die benachbarten Flächen des länglichen Teiles die Flächen bilden, welche die Kanäle begrenzen.
    13. Lager nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der gelagerte Teil (42) mit zweiten Kanälen versehen ist, die sich quer zum gelagerten Teil und senkrecht zu den ersten Kanälen erstrecken und zwischen einem Paar von komplementären Flächen gebildet sind, die aneinander befestigt sind, wobei mindestens eine der Flächen aufgerauht ist.
    14. Lager nach den Unteransprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen, zwischen welchen die zweiten Kanäle gebildet sind, die Flächen des gelagerten Teiles (42) sind, welche die Schultern begrenzen und sich parallel zu den Lagerflächen erstrecken, sowie die mit diesen zusammenwirkenden Flächen des länglichen Teiles (44).
    15. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch ge kennzeichnet, dass die Stufe der Aufrauhung derart gewählt wird, dass Kanäle entstehen, deren Dimension für die Verwendung von Gas als Strömungsmittel geeignet ist.
    16. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgerauhten Flächen nach der Bestrahlung geläppt werden.
    17. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch ge kennzeichnet, dass der Strahl von abrasiven Teilchen im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Teiles gerichtet wird.
    18. Verfahren nach Unteranspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche nach der Behandlung mit dem Strahl von abrasiven Teilchen geläppt wird.
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