Die Erfindung betrifft ein aerodynamisches Lager für einen Rotor in
einem Stator, bei dem zwei Kegelstumpfflächen am Rotor, deren Kegelspitzen einander
zugekehrt sind, mit zwei dazu jeweils parallelen Kegelstumpfflächen am Stator zusammenwirken.The invention relates to an aerodynamic bearing for a rotor in
a stator, in which two truncated cone surfaces on the rotor, their cone tips each other
are facing, cooperate with two parallel frustoconical surfaces on the stator.
Es ist bekannt, bei aerodynamischen Gleitlagern, bei denen sich ein
Zapfen in einer Lagerschale dreht und bei dem sich bei hoher Umlaufgeschwindigkeit
im Spalt zwischen Zapfen und Schale selbst ein Luftfilm bildet, Zapfen oder Schale
oder auch beide Teile aus nichtmetallischem Werkstoff, wie Graphitkohle oder keramischem
Stoff, herzustellen.It is known in aerodynamic plain bearings in which a
Spigot rotates in a bearing shell and in which it rotates at high rotational speed
a film of air itself forms in the gap between the cone and the shell, cone or shell
or both parts made of non-metallic material, such as carbon graphite or ceramic
Fabric.
Auch beim Gegenstand der Erfindung wird von dieser bekannten Maßnahme
Gebrauch gemacht, allerdings zum Zweck der Kostenersparnis in der Abwandlung, daß
nicht die ineinandergelagerten Kegelstümpfe im ganzen aus einem solchen nicht metallischen
Werkstoff hergestellt werden, sondern mit einem harten überzug, insbesondere aus
keramischem Material, versehen werden.This known measure is also used in the subject matter of the invention
Made use, however, for the purpose of saving costs in the modification that
not the nested truncated cones as a whole made of such a non-metallic one
Material are made, but with a hard coating, in particular from
ceramic material.
Ziel der Erfindung ist eine verbesserte Speicherung der den Film bildenden
Luft oder des Gases zwischen den Lagerflächen, um hierdurch die Lagerleistung zu
erhöhen. Versuche haben ergeben, daß eine solche verbesserte Speicherung in dem
Luftfilm erreicht wird, wenn man die parallelen Kegelflächen nicht glatt ausbildet,
sondern mit Taschen versieht.The aim of the invention is an improved storage of the film forming
Air or the gas between the bearing surfaces in order to thereby increase the bearing performance
raise. Experiments have shown that such an improved storage in the
A film of air is achieved if the parallel conical surfaces are not smoothly formed,
but provided with pockets.
Die Erfindung bezieht sich auf ein aerodynamisches Lager für einen
in einem Stator mit hoher Umdrehungsgeschwindigkeit laufenden Rotor, bei dem zwei
Kegelstumpfflächen am Rotor, deren Kegelspitzen einander zugekehrt sind, mit zwei
dazu jeweils parallelen Kegelstumpfflächen am Stator zusammenwirken und bei dem
diese Kegelstümpfe auf den aneinander vorbeigleitenden Oberflächen mit einem harten
Überzug, insbesondere aus keramischem Material versehen sind.The invention relates to an aerodynamic bearing for one
rotor rotating at high speed in a stator with two
Truncated cone surfaces on the rotor, the cone tips of which are facing each other, with two
cooperate to each parallel frustoconical surfaces on the stator and in the
these truncated cones on the surfaces sliding past each other with a hard one
Coating, in particular made of ceramic material.
Die Erfindung besteht darin, daß in diese harten Überzüge mehrere,
in gleichem Abstand voneinander angeordnete flache Taschen eingeschnitten sind,
wobei die Taschen am Stator radial auf die Taschen am Rotor ausgerichtet sind.The invention consists in that several,
equally spaced flat pockets are incised,
wherein the pockets on the stator are radially aligned with the pockets on the rotor.
In der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung eines aerodynamischen Doppelkonuslagers im
Schnitt, F i g. 2 eine Tasche gemäß der Erfindung in Draufsicht, F i g. 3 einen
Schnitt durch die Tasche gemäß F i g. 2 entlang der Linie 3-3. In F i g. 1 ist mit
1 schematisch das Rotorgehäuse z. B. eines Kreisels angedeutet, das das Schwungrad
2 trägt. Gelagert ist es mit den beiden Konusflächen 3 a -und 3 b auf den Konusflächen
4 a und 4 b der Konusse 5 a und 5 b, die am Stator sitzen.
Einzelheiten des Aufbaus sind als für die Erfindung unwesentlich nicht dargestellt.
Bei umlaufendem Rotor wird, wie bekannt, Luft oder ein Gas zwischen die gegeneinander
rotierenden Konusflächen gesaugt, die dort einen Luft- oder Gasfilm bildet.The invention is illustrated by way of example in the drawing. It shows F i g. 1 shows a schematic representation of an aerodynamic double-cone bearing in section, FIG. 2 shows a bag according to the invention in plan view, FIG. 3 shows a section through the bag according to FIG. 2 along line 3-3. In Fig. 1 is with 1 schematically the rotor housing z. B. indicated a gyro that carries the flywheel 2. It is mounted with the two conical surfaces 3 a and 3 b on the conical surfaces 4 a and 4 b of the cones 5 a and 5 b, which sit on the stator. Details of the structure are not shown as being unimportant for the invention. As is known, when the rotor is rotating, air or a gas is sucked in between the conical surfaces rotating against each other, which forms an air or gas film there.
Diese den Luftfilm begrenzenden Konusflächen sind mit einem harten
überzug, insbesondere aus keramischem Material versehen.These conical surfaces delimiting the air film have a hard surface
coating, in particular made of ceramic material.
Nach der Erfindung sind nun in diese die Konusflächen des Rotors und
des Stators bekleidenden überzüge Vertiefungen oder Taschen 6 geschnitten, wie dies
die F i g. 2 und 3 veranschaulichen. Die Taschen haben in dem gezeigten Beispiel
Trapezform. Jedoch sind auch andere Formen möglich. Wesentlich ist, daß die Taschen
verhältnismäßig flach sind. Die Tiefe liegt in der Größenordnung von 0,0025 bis
0,00375 mm. Die Taschen am Stator sind radial auf die Taschen am Rotor ausgerichtet.
Die Taschen unterstützen durch ihre Speicherwirkung das Halten der Luft oder des
Gases zwischen den gegeneinander rotierenden Konusflächen. Dadurch ist eine maximale
Lagerleistung zum Halten des Rotors sichergestellt.According to the invention, the conical surfaces of the rotor and are in this
of the stator cladding recesses or pockets 6 cut like this
the F i g. Figures 2 and 3 illustrate. In the example shown, the bags have
Trapezoidal shape. However, other shapes are also possible. It is essential that the pockets
are relatively flat. The depth is on the order of 0.0025 to
0.00375 mm. The pockets on the stator are radially aligned with the pockets on the rotor.
The pockets support the retention of air or the through their storage effect
Gas between the counter-rotating conical surfaces. This is a maximum
Ensured bearing performance to hold the rotor.