DE102020208766A1

DE102020208766A1 - Tilting pad bearing and method of manufacturing a tilting pad bearing

Info

Publication number: DE102020208766A1
Application number: DE102020208766.0A
Authority: DE
Inventors: Armin Schuelke; Friedrich Kneule
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-07-14
Filing date: 2020-07-14
Publication date: 2022-01-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kippsegmentlager (10) mit mindestens einem Kippsegment (12, 14, 16), das durch mindestens ein Festkörpergelenk (34) relativ zu wenigstens einem Trägerelement (30, 32) um eine Kippachse (42) kippbar ist, um zwischen dem Kippsegment (12, 14, 16) und einem im Kippsegmentlager um eine Drehachse (20) drehbar gelagerten Rotorkörper (18) einen Lagerspalt (38) zu erzeugen. Das mindestens eine Kippsegment (12, 14, 16) besteht aus einem anderen Material als das mindestens eine Festkörpergelen (34) und/oder das mindestens eine Kippsegment (12, 14, 16) besteht aus einem anderen Material als das mindestens eine Trägerelement (30, 32) und/oder das mindestens eine Festkörpergelenk (34) besteht aus einem anderen Material als das mindestens eine Trägerelement (30, 32). Die Materialien der Teile des Kippsegmentlagers (10) können dadurch optimale für die jeweiligen Anforderungen gewählt werden.

The invention relates to a tilting pad bearing (10) with at least one tilting pad (12, 14, 16) which can be tilted about a tilting axis (42) relative to at least one carrier element (30, 32) by means of at least one flexure joint (34) in order to move between the To generate a bearing gap (38) between the tilting segment (12, 14, 16) and a rotor body (18) rotatably mounted in the tilting segment bearing about an axis of rotation (20). The at least one tilting segment (12, 14, 16) consists of a different material than the at least one solid gel (34) and/or the at least one tilting segment (12, 14, 16) consists of a different material than the at least one carrier element (30 , 32) and/or the at least one flexure joint (34) consists of a different material than the at least one carrier element (30, 32). The materials of the parts of the tilting pad bearing (10) can thus be optimally selected for the respective requirements.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kippsegmentlager mit mindestens einem Kippsegment, das durch mindestens ein Festkörpergelenk relativ zu mindestens einem Trägerelement um eine Kippachse kippbar ist, um zwischen dem Kippsegment und einem in diesem um eine Drehachse drehbar gelagerten Rotorkörper einen Lagerspalt zu erzeugen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kippsegmentlagers.The invention relates to a tilting pad bearing with at least one tilting pad, which can be tilted about a tilting axis by at least one flexure joint relative to at least one carrier element, in order to produce a bearing gap between the tilting pad and a rotor body mounted in it so that it can rotate about a rotation axis. The invention also relates to a method for producing such a tilting pad bearing.

Stand der TechnikState of the art

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2017 202 740 A1 ist ein Kippsegmentlager mit einem Lagergrundkörper und zumindest einem Kippsegment bekannt, das über einen ein Festkörpergelenk bildenden Steg mit dem Lagergrundkörper verbunden ist. Das Kippsegment, das Festkörpergelenk und der Lagergrundkörper sind dabei einstückig und aus dem selben Material hergestellt. Die Anforderungen an die verschiedenen Teile des Kippsegmentlagers sind dabei unterschiedlich, so dass die Auswahl des Materials kompromissbehaftet ist und nicht für alle Anforderungen optimal sein kann.From the German Offenlegungsschrift DE 10 2017 202 740 A1 discloses a tilting segment bearing with a bearing base body and at least one tilting segment, which is connected to the bearing base body via a web forming a flexure joint. The tilting segment, the flexure joint and the bearing body are made in one piece and from the same material. The requirements for the various parts of the tilting pad bearing are different, so that the selection of the material is subject to compromises and cannot be optimal for all requirements.

Bei dem Rotorkörper handelt es sich zum Beispiel um einen Wellenabschnitt einer Welle. In vielen Bereichen der Technik müssen schnelldrehende Wellen gelagert werden. Solche Wellen werden beispielsweise in Luftverdichtern benötigt, wie sie insbesondere zur Verdichtung von Luft für aufgeladene Verbrennungsmotoren oder für Brennstoffzellensysteme Verwendung finden. Dabei sind auf, in oder an der Welle in der Regel weitere Bauteile montiert, beispielsweise Turbinenräder, Verdichterräder oder Magnete für elektrische Antriebe. Diese drehen sich ebenfalls mit sehr hoher Geschwindigkeit. Die Wellen können einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Die Welle wird vorzugsweise durch mehrere Lagereinheiten gelagert, zum Beispiel zwei Radiallager und ein Axiallager. Die Lagereinheiten ermöglichen ein möglichst verlustarmes Rotieren, wenn im Betrieb Kräfte und Momente auf die Welle wirken. Zur Lagerung werden vorteilhaft gasgeschmierte Lager verwendet, da diese bei sehr hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten sehr geringe Reibung und damit nur wenig Lagerverluste aufweisen. Darüber hinaus kann bei einem gasgeschmierten Lager eine Öl- oder Fettschmierung entfallen. Das ist insbesondere bei Brennstoffzellenanwendungen von Vorteil, da hier die geförderte Verdichterluft ölfrei sein muss, um einen Brennstoffzellenstack nicht zu beschädigen.The rotor body is, for example, a shaft section of a shaft. In many areas of technology, high-speed shafts have to be supported. Such shafts are required, for example, in air compressors, such as are used in particular for compressing air for supercharged internal combustion engines or for fuel cell systems. As a rule, further components are mounted on, in or on the shaft, for example turbine wheels, compressor wheels or magnets for electric drives. These also rotate at very high speed. The shafts can be made in one piece or in several pieces. The shaft is preferably supported by several bearing units, for example two radial bearings and one thrust bearing. The bearing units enable the lowest possible loss of rotation when forces and moments act on the shaft during operation. Gas-lubricated bearings are advantageously used for storage, since these have very low friction at very high rotational speeds and therefore only little bearing losses. In addition, oil or grease lubrication can be omitted in a gas-lubricated bearing. This is particularly advantageous in fuel cell applications, since the compressed air that is conveyed must be oil-free in order not to damage a fuel cell stack.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Das erfindungsgemäße Kippsegmentlager mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass das jeweilige Material für Kippsegment, Festkörpergelenk und Trägerelement optimal für die jeweilige Anforderung gewählt werden kann. Das Verfahren gemäß Anspruch 9 ermöglicht auf einfache Weise eine Herstellung eines solchen Kippsegmentlagers.The tilting segment bearing according to the invention with the features according to claim 1 has the advantage that the respective material for the tilting segment, flexure joint and carrier element can be optimally selected for the respective requirement. The method according to claim 9 enables such a tilting pad bearing to be produced in a simple manner.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine optimale Materialauswahl für das mindestens eine Kippsegment. Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine optimale Materialauswahl für das mindestens eine Festkörpergelenk. Die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht auf einfache Weise eine Verbindung der verschiedenen Materialien. Die Ausbildung gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine vorteilhafte Anordnung der Kippachse des mindestens einen Kippsegments. Die Ausbildung gemäß Anspruch 7 ermöglicht einen einfachen Aufbau des Kippsegmentlagers. Die Ausbildung gemäß Anspruch 8 ermöglicht ebenfalls eine einfache Herstellung des Kippsegmentlagers und im Anspruch 9 ist ein entsprechendes Verfahren angegeben.Advantageous refinements and developments of the invention are specified in the dependent claims. The embodiment according to claim 2 enables an optimal choice of material for the at least one tilting segment. The embodiment according to claim 3 enables an optimal choice of material for the at least one flexure joint. The embodiment according to claim 4 enables the different materials to be connected in a simple manner. The embodiment according to claim 5 enables an advantageous arrangement of the tilting axis of the at least one tilting segment. The embodiment according to claim 7 enables a simple construction of the tilting pad bearing. The embodiment according to claim 8 also enables the tilting pad bearing to be manufactured easily, and claim 9 specifies a corresponding method.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.Further advantages, features and details of the invention result from the following description, in which various exemplary embodiments are described in detail with reference to the drawing.

Figurenlistecharacter list

Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer Anordnung mit einem Gehäusekörper, einem Kippsegmentlager und einem Rotorkörper;
2 das Kippsegmentlager aus 1 in perspektivischer Darstellung ohne den Gehäusekörper;
3 das Kippsegmentlager aus 2 in einem Längsschnitt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
4 einen Ausgangskörper zur Herstellung des Kippsegmentlagers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht; und
5 den Ausgangskörper von 4 in einer Seitenansicht und einer Verdeutlichung einer Aufrollbewegung.

Show it:

1 a perspective view of an arrangement with a housing body, a tilting pad bearing and a rotor body;
2 the tilting pad bearing 1 in a perspective view without the housing body;
3 the tilting pad bearing 2 in a longitudinal section according to a first embodiment;
4 a starting body for producing the tilting pad bearing according to a second embodiment in a plan view; and
5 the initial body of 4 in a side view and an illustration of a rolling movement.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

In den 1 bis 5 ist ein Kippsegmentlager 10 in verschiedenen Ansichten und Schnitten und gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile werden in den 1 bis 5 die gleichen Bezugszeichen verwendet. Zunächst werden die Gemeinsamkeiten der Ausführungsbeispiele beschrieben. Danach wird auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen eingegangen.In the 1 until 5 a tilting pad bearing 10 is shown in various views and sections and according to different exemplary embodiments. To designate the same or similar parts are in the 1 until 5 the same Chen reference numbers used. First, the similarities between the exemplary embodiments will be described. After that, the differences between the exemplary embodiments will be discussed.

In den 1 bis 5 ist ein Ausführungsbeispiel des Kippsegmentlagers 10 mit drei Kippsegmenten 12, 14 und 16 dargestellt. Es können jedoch auch weniger oder mehr als drei Kippsegmente vorgesehen sein. Radial innerhalb der Kippsegmente 12, 14, 16 ist ein Rotorkörper 18 um eine Drehachse 20 drehbar gelagert. Bei dem Rotorkörper 18 handelt es sich zum Beispiel um eine Welle oder um einen Wellenabschnitt einer Welle, vorzugsweise eines Luftverdichters eines Brennstoffzellensystems, wobei mit der Welle 18 wenigstens ein nicht dargestelltes Verdichterrad verbunden ist.In the 1 until 5 an embodiment of the tilting pad bearing 10 with three tilting pads 12, 14 and 16 is shown. However, fewer or more than three tilting segments can also be provided. A rotor body 18 is mounted so as to be rotatable about an axis of rotation 20 radially inside the tilting segments 12 , 14 , 16 . The rotor body 18 is, for example, a shaft or a shaft section of a shaft, preferably of an air compressor of a fuel cell system, with at least one compressor wheel (not shown) being connected to the shaft 18 .

Die Kippsegmente 12, 14, 16 sind mit seitlich neben diesen angeordneten ringförmigen Trägerelementen 30 und 32 über Festkörpergelenke 34 verbunden. Die Kippsegmente 12, 14, 16 und die Trägerelemente 30, 32 sind in einem Ringraum angeordnet, der zwischen dem Rotorkörper 18 und einem Gehäusekörper 36 ausgebildet ist. Der Gehäusekörper 36 begrenzt das Kippsegmentlager 10 radial außen und weist eine Bohrung 37 auf, in die das Kippsegmentlager 10 eingeschoben ist. Zwischen dem Rotorkörper 18 und den Kippsegmenten 12, 14, 16 bildet sich ein Lagerspalt 38 aus. Der Lagerspalt 38 kann kovergierend ausgebildet sein.The tilting segments 12, 14, 16 are connected to annular support elements 30 and 32 arranged laterally next to them via solid-state joints 34. The tilting segments 12, 14, 16 and the support elements 30, 32 are arranged in an annular space which is formed between the rotor body 18 and a housing body 36. The housing body 36 delimits the tilting pad bearing 10 radially on the outside and has a bore 37 into which the tilting pad bearing 10 is inserted. A bearing gap 38 is formed between the rotor body 18 and the tilting pads 12, 14, 16. The bearing gap 38 can be designed to converge.

Die Trägerelemente 30, 32 sind in Richtung der Drehachse 20 neben den Kippsegmenten 12, 14, 16 angeordnet und über jeweils ein Festkörpergelenk 34 mit jeweils einem Kippsegment 12, 14, 16 verbunden. Die Festkörpergelenke 34 können als Torsionsgelenke ausgebildet sein und weisen jeweils einen Torsionssteg 40 auf, der sich etwa in Richtung der Drehachse 20 zwischen dem jeweiligen Kippsegment 12, 14, 16 und dem jeweiligen Trägerelement 30, 32 erstreckt. Die Torsionsstege 40 können eine beliebige Querschnittsform aufweisen, beispielsweise etwa rund oder eckig, beispielsweise quadratisch oder rechteckig. Durch die Größe des Querschnitts, die Querschnittsform und die Länge der Torsionsstege 40 kann deren Federcharakteristik, insbesondere deren Federsteifigkeit, gemäß den Erfordernissen festgelegt werden. Die Torsionsstege 40 sind in Umfangsrichtung gesehen zumindest annähernd in der Mitte des jeweiligen Kippsegments 12, 14, 16 angeordnet. In radialer Richtung bezüglich der Drehachse 20 verlaufen die Torsionsstege 40 zwischen den radial inneren Rändern und den radial äußeren Rändern der Kippsegmente 12, 14, 16 und vorzugsweise zumindest annähernd in der Mitte der radialen Erstreckung der Kippsegmente 12, 14, 16.The carrier elements 30, 32 are arranged in the direction of the axis of rotation 20 next to the tilting segments 12, 14, 16 and are each connected via a solid joint 34 to a respective tilting segment 12, 14, 16. The solid-state joints 34 can be designed as torsion joints and each have a torsion bar 40 which extends approximately in the direction of the axis of rotation 20 between the respective tilting segment 12, 14, 16 and the respective support element 30, 32. The torsion bars 40 can have any cross-sectional shape, for example round or angular, for example square or rectangular. Due to the size of the cross section, the cross-sectional shape and the length of the torsion bars 40, their spring characteristics, in particular their spring stiffness, can be determined according to the requirements. The torsion bars 40 are arranged at least approximately in the center of the respective tilting segment 12, 14, 16, viewed in the circumferential direction. In the radial direction with respect to the axis of rotation 20, the torsion bars 40 run between the radially inner edges and the radially outer edges of the tilting segments 12, 14, 16 and preferably at least approximately in the center of the radial extension of the tilting segments 12, 14, 16.

Durch elastische Verdrehung der Torsionsstege 40 können die Kippsegmente 12, 14, 16 eine Verkippung um eine durch die an einem Kippsegment 12, 14, 16 einander jeweils gegenüberliegenden Torsionsstege 40 bestimmte Kippachse 42 ausführen. Die jeweilige Kippachse 42 verläuft dabei durch das jeweilige Kippsegment 12, 14, 16 hindurch und vorzugsweise zumindest annähernd im Bereich des Schwerpunkts des jeweiligen Kippsegments 12, 14, 16. Durch eine Verkippung um die Kippachsen 42 können sich die Kippsegmente 12, 14, 16 im Betrieb des Kippsegmentlagers 10 optimal an die Welle 18 anpassen.By elastic twisting of the torsion bars 40, the tilting segments 12, 14, 16 can tilt about a tilting axis 42 determined by the torsion bars 40 lying opposite one another on a tilting segment 12, 14, 16. The respective tilting axis 42 runs through the respective tilting segment 12, 14, 16 and preferably at least approximately in the area of the center of gravity of the respective tilting segment 12, 14, 16. By tilting about the tilting axes 42, the tilting segments 12, 14, 16 can Optimally adapt the operation of the tilting pad bearing 10 to the shaft 18.

Erfindungsgemäß sind die Kippsegmente 12, 14, 16 aus einem anderen Material hergestellt als die Festkörpergelenke 34 und die Trägerelemente 30, 32. Vorzugsweise sind die Kippsegmente 12, 14, 16 aus einem Material mit hoher Härte oder zumindest hoher Oberflächenhärte auf deren dem Rotorkörper 18 zugewandten Oberflächen hergestellt. Die Kippsegmente 12, 14, 16 sind beispielsweise aus Metall, insbesondere Stahl oder Hartmetall hergestellt. Erfindungsgemäß sind die Festkörpergelenke 34 aus einem Material mit hoher Schwingfestigkeit hergestellt, da diese im Betrieb des Kippsegmentlagers 10 schwingend belastet werden. Die Festkörpergelenke 34 können aus Metall, beispielsweise Stahl oder Federstahl hergestellt sein. Die Trägerelemente 30, 32 sind aus einem Material mit hoher Festigkeit hergestellt, da über die diese die Lagerbelastung auf den Gehäusekörper 36 übertragen wird. Die Trägerelemente 30, 32 können beispielsweise aus Stahl hergestellt sein, der vorzugsweise derart gewählt ist, dass dieser eine möglichst geringe Fressneigung beim Einpressen des Kippsegmentlagers 10 in den Gehäusekörper 36 aufweist.According to the invention, the tilting segments 12, 14, 16 are made of a different material than the flexure joints 34 and the support elements 30, 32. Preferably, the tilting segments 12, 14, 16 are made of a material with high hardness or at least high surface hardness on the rotor body 18 facing surfaces made. The tilting segments 12, 14, 16 are made of metal, for example, in particular steel or hard metal. According to the invention, the solid-state joints 34 are made of a material with high vibration resistance, since they are subject to oscillating loads when the tilting pad bearing 10 is in operation. The flexure joints 34 can be made of metal, for example steel or spring steel. The carrier elements 30, 32 are made of a material with high strength, since the bearing load is transmitted to the housing body 36 via this material. The support elements 30, 32 can be made of steel, for example, which is preferably selected in such a way that it has the lowest possible tendency to seizing when the tilting pad bearing 10 is pressed into the housing body 36.

Bei einem in 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist das Kippsegmentlager 10 aus mehreren in Richtung der Drehachse 20 nebeneinander angeordneten ringförmigen Körpern aufgebaut. Die seitlichen Enden des Kippsegmentlagers 10 bilden die beiden ringförmigen Trägerelemente 30, 32. Mittig zwischen den beiden Trägerelementen 30, 32 sind die Kippsegmente 12, 14, 16 angeordnet, die ausgehend von einem geschlossenen ringförmigen hohlzylinderförmigen Körper dadurch gebildet sind, dass in diesen in Richtung der Drehachse 20 verlaufende Schlitze 50 eingebracht sind, wodurch die einzelnen teilringförmigen Kippsegmente 12, 14, 16 in Umfangsrichtung voneinander getrennt sind. Die Wandstärken der Trägerelemente 30, 32 sowie der Kippsegmente 12, 14, 16 können gleich oder unterschiedlich sein. Zwischen den Kippsegmenten 12, 14, 16 und den Trägerelementen 30, 32 sind die Festkörpergelenke 34 angeordnet.at a in 3 In the first exemplary embodiment illustrated, the tilting pad bearing 10 is constructed from a plurality of annular bodies arranged next to one another in the direction of the axis of rotation 20 . The lateral ends of the tilting pad bearing 10 form the two ring-shaped support elements 30, 32. The tilting pads 12, 14, 16 are arranged centrally between the two support elements 30, 32 the axis of rotation 20 running slots 50 are introduced, whereby the individual part-annular tilting segments 12, 14, 16 are separated from each other in the circumferential direction. The wall thicknesses of the support elements 30, 32 and the tilting segments 12, 14, 16 can be the same or different. Between the tilting segments 12, 14, 16 and the support elements 30, 32, the solid joints 34 are arranged.

Vorzugsweise weisen die Festkörpergelenke 34 an ihren den Trägerelementen 30, 32 zugewandten Seiten Randbereiche 52 auf, die wie die Trägerelemente 30, 32 ringförmig um die Drehachse 20 verlaufen. An ihren den Kippsegmenten 12, 14, 16 zugewandten Seiten weisen die Festkörpergelenke 34 entsprechend den Kippsegmenten 12, 14, 16 sich teilringförmig um die Drehachse 20 erstreckende Randbereiche 54 auf. Die Randbereiche 54 der Festkörpergelenke 34 erstrecken sich vorzugsweise über denselben Umfangsbereich wie das jeweilige Kippsegment 12, 14, 16. Die Festkörpergelenke 34 können ausgehend von einem geschlossenen ringförmigen Körper hergestellt werden indem in diesen schlitzförmige Öffnungen 51 eingebracht werden um die Torsionsstege 40 voneinander und von den Randbereichen 52, 54 zu trennen. Diese Öffnungen können beispielsweise mittels Laserschneiden oder mittels eines Scheibenfräsers eingebracht werden.The solid-state joints 34 preferably have edge regions 52 on their sides facing the support elements 30, 32, which, like the support elements 30, 32, are annular about the axis of rotation 20 ver to run. On their sides facing the tilting segments 12 , 14 , 16 , the solid-state joints 34 have edge regions 54 corresponding to the tilting segments 12 , 14 , 16 , extending in the form of a partial ring around the axis of rotation 20 . The edge regions 54 of the solid-state joints 34 preferably extend over the same peripheral region as the respective tilting segment 12, 14, 16. The solid-state joints 34 can be produced starting from a closed ring-shaped body by introducing slot-shaped openings 51 in this to separate the torsion bars 40 from one another and from the Edge areas 52, 54 to separate. These openings can be introduced, for example, by means of laser cutting or by means of a side milling cutter.

Die den Kippsegmenten 12, 14, 16 gegenüberliegenden Randbereiche 54 der Festkörpergelenke 34 sind stoffschlüssig mit den Kippsegmenten 12, 14, 16 verbunden und die den Trägerelementen 30, 32 gegenüberliegenden Randbereiche 52 der Festkörpergelenke 34 sind stoffschlüssig mit den Trägerelementen 30, 32 verbunden. Die stoffschlüssigen Verbindungen sind vorzugsweise als Schweißverbindungen ausgeführt. Durch die ringförmigen Randbereiche 52, 54 der Festkörpergelenke 34 stehen für deren stoffschlüssige Verbindungen ausreichend große Flächen zur Verfügung und die Verbindungen sind nicht direkt an den Torsionsstegen 40 angeordnet, so dass hohe Kerbspannungen vermieden werden.The edge regions 54 of the solid-state joints 34 opposite the tilting segments 12, 14, 16 are integrally connected to the tilting segments 12, 14, 16 and the edge regions 52 of the solid-state joints 34 opposite the carrier elements 30, 32 are integrally connected to the carrier elements 30, 32. The material connections are preferably designed as welded connections. Due to the ring-shaped edge areas 52, 54 of the solid-state joints 34, sufficiently large surfaces are available for their integral connections and the connections are not arranged directly on the torsion bars 40, so that high notch stresses are avoided.

In den 4 und 5 ist das Kippsegmentlager 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der grundsätzliche Aufbau gleich ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Das Kippsegmentlager 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ausgehend von einem in 4 dargestellten ebenen Ausgangskörper 60 hergestellt. Der Ausgangskörper 60 weist eine Längserstreckung auf und in Richtung der Längserstreckung gesehen mehrere nebeneinander angeordnete Bereiche, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen und die stoffschlüssig miteinander verbunden sind, beispielsweise verschweißt. Die äußersten Seitenbereiche des Ausgangskörpers 60 bilden die Trägerelemente 30, 32 und die mittleren Bereiche des Ausgangskörpers 60 bilden die Kippsegmente 12, 14, 16. Die zwischen den Seitenbereichen und den mittleren Bereichen des Ausgangskörpers 60 liegenden Zwischenbereiche bilden die Festkörpergelenke 34.In the 4 and 5 the tilting pad bearing 10 is shown according to a second embodiment, in which the basic structure is the same as in the first embodiment. The tilting pad bearing 10 according to the second embodiment is based on an in 4 illustrated planar starting body 60 produced. The starting body 60 has a longitudinal extent and, viewed in the direction of the longitudinal extent, a plurality of regions arranged next to one another, which are made of different materials and are materially connected to one another, for example welded. The outermost side areas of the starting body 60 form the carrier elements 30, 32 and the middle areas of the starting body 60 form the tilting segments 12, 14, 16. The intermediate areas lying between the side areas and the middle areas of the starting body 60 form the flexure joints 34.

Zur Trennung der Kippsegmente 12, 14, 16 untereinander und von den Festkörpergelenken 34 und zur Trennung der Festkörpergelenke 34 von den Trägerelementen 30, 32 werden in den Ausgangskörper 60 Öffnungen 62 eingebracht, beispielsweise mittels eines Stanzverfahrens. Die die Festkörpergelenke 34 bildenden Zwischenbereiche des Ausgangskörpers 60 weisen vorzugsweise nach dem Einbringen der Öffnungen 62 zu den mittleren Bereichen und zu den Seitenbereichen hin in Längsrichtung durchgehende Randbereiche 64, 66 auf, über die die Verbindung mit den Kippsegmenten 12, 14, 16 und den Trägerelementen 30, 32 erfolgt. Somit ist eine ausreichend große Fläche für die Verbindung der Festkörpergelenke 34 vorhanden und hohe Kerbspannungen werden vermieden.To separate the tilting segments 12, 14, 16 from one another and from the flexure joints 34 and to separate the flexure joints 34 from the carrier elements 30, 32, openings 62 are made in the starting body 60, for example by means of a punching process. After the openings 62 have been made, the intermediate areas of the starting body 60 that form the flexure joints 34 preferably have continuous edge areas 64, 66 in the longitudinal direction towards the central areas and to the side areas, via which the connection to the tilting segments 12, 14, 16 and the support elements 30, 32 is done. Thus, there is a sufficiently large area for the connection of the flexure joints 34 and high notch stresses are avoided.

Vom Ausgangskörper 60 wird ein Streifen mit einer definierten Länge abgetrennt und dieser Streifen wird anschließend wie in 5 durch den Pfeil verdeutlicht aufgerollt, so dass dieser den das Kippsegmentlager 10 bildenden hohlzylinderförmigen Körper formt. Nach dem Aufrollen kann der Ausgangskörper 60 an dessen Stoßlinie verbunden werden, beispielsweise stoffschlüssig, insbesondere mittels einer Schweißverbindung.A strip of a defined length is cut from the starting body 60 and this strip is then cut as in 5 rolled up as indicated by the arrow, so that it forms the hollow-cylindrical body forming the tilting pad bearing 10 . After the initial body 60 has been rolled up, it can be connected at its joint line, for example in a materially bonded manner, in particular by means of a welded connection.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102017202740 A1 [0002]

Claims

Tilting segment bearing (10) with at least one tilting segment (12, 14, 16) which can be tilted about a tilting axis (42) relative to at least one carrier element (30, 32) by at least one solid-state joint (34) in order to move between the tilting segment (12, 14, 16) and a rotor body (18) mounted rotatably about an axis of rotation (20) in the tilting segment bearing, to produce a bearing gap (38), characterized in that the at least one tilting segment (12, 14, 16) consists of a different material than that at least one solid-state gel (34) and/or that the at least one tilting segment (12, 14, 16) consists of a different material than the at least one carrier element (30, 32) and/or that the at least one solid-state joint (34) consists of a different material Material consists of the at least one carrier element (30, 32).

tilting pad bearing claim 1 , characterized in that the material of the at least one tilting segment (12, 14, 16) has a higher surface hardness than the material of the at least one flexure joint (34) and/or the at least one carrier element (30, 32).

tilting pad bearing claim 1 or 2 , characterized in that the material of the at least one flexure joint (34) has a higher vibration resistance than the material of the at least one tilting segment (12, 14, 16) and/or the at least one carrier element (30, 32).

Tilting pad bearing according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the at least one tilting segment (12, 14, 16) is integrally connected to the at least one flexure joint (34) and/or that the at least one flexure joint (34) is integrally connected to the at least one carrier element (30, 32). is.

Tilting pad bearing according to one of the preceding claims, characterized in that two carrier elements (30, 32) are provided which are ring-shaped, with one carrier element (30, 32) in each case being positioned laterally in the direction of the axis of rotation (20) next to the at least one tilting pad (12 , 14, 16) and that in each case a solid joint (34) is arranged between the at least one tilting segment (12, 14, 16) and the opposite carrier element (30, 32).

Tilting pad bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one tilting pad (12, 14, 16) and/or the at least one flexure joint (34) and/or the at least one support element (30, 32) through in the direction of the axis of rotation ( 20) at least partially ring-shaped bodies arranged next to one another are formed, which are cohesively connected to one another.

tilting pad bearing claim 6 , characterized in that the at least one flexure joint (34) towards the at least one tilting segment (12, 14, 16) and/or towards the at least one carrier element (30, 32) has an edge area (52, 54) that is at least partially ring-shaped which is integrally connected to the at least one tilting segment (12, 14, 16) or to the at least one carrier element (30, 32).

Tilting pad bearing according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the at least one tilting segment (12, 14, 16), the at least one flexure joint (34) and the at least one carrier element (30, 32) are produced from a flat starting body (60), which is used to form the tilting segment bearing is rolled up into a hollow-cylindrical body.

Method for producing a tilting pad bearing (10). claim 8 characterized by the following method steps: - producing a flat starting body (60) with adjacent areas made of different materials, - making openings (62) in the starting body (60) to separate the areas that contain the at least one tilting segment (12, 14, 16) , which form at least one flexure joint (34) and the at least one carrier element (30, 32), - cutting off a strip of the starting body (60) with a defined length and - rolling up the strip to form the hollow-cylindrical tilting pad bearing (10).

procedure after claim 9 , characterized in that the openings (62) are introduced by means of a stamping process.