DE1400957A1 - Druckmittellager - Google Patents

Description

• Mit Erfindung bezieht sieh auf Mager und nbee=d*rs a,

  Druckmittel- bsw.. aohwiar»ade Mager= .

  Dis prlhedende "US aaskaaohs lentealdung

  ist stur tuaatsamceldung zu der Boxen von elareos 3.

  Adam an 1g. Wiesenher "g slsreichtsn i4gr, 'M1 326e

  Xd,t.der Besetebn=g ePlutd 7earing",, die nzwiaohen urüokge-

  seam

  In sing riebe rteaa von unter Asgendruoh ehden rsdieles

  lagern bekamt. Jedoch eind diese den

  der fieabnaat-

  sfehendea raäfsl,lager la vtuler M»toht Bvaobränkmoen

  Unterworfen. aua

  lagsr sind et liitt.eaga-

  nakränken der gtrögen ,tohttelg en der troberäahs

  vsrmehen e st* dies der Yeet«t 2 929 5ran 4iku et

  btaohrleben In*" la diessac Croohr et al- Utt findet: der

  gustraa den Druakmitteln von einem audezhalb den leere

  liegenden Punkt durch einen begrenzten Hegeich des ZufUhars

  lanale für dai Druckmittel au einer inneren Kammer statu

  in der praktisch kein Druskabtgll durch das Strömen den

  mcacl,ttels durch die Zimmer auftritt. Der Druakntteletrom

  an. anderen Ende den Orewks st a1. lagere geht von der Kammer,

  in der praktisch kein. ekahiaall durch das Strömen den

  Druckieittels auftritt., und da= durch einen anderen begrenzten

  Bereich den gtröaungrkanal.e für das Druckmittel. Eu besteht

  *eaait jeweils nur *Ja begrenzter Bersiob den gtrü»Moketascloe

  fUr, das Dxuokxittel an jedes Ende den Crecke et a1 lagern,

  m einer Druakditäereae zu schiften, dat Radialbeläst#megen

  aafhebssn kam. Wenn das Croka st a1 er ohtig arbeiten

  soll" muß daher der gei®cheura>m zwischen "r Wolle und den

  Gehäuse in dem begrenzten Bereich, an J*de; Bade eines solch

  lagern 0,0'7i2 am (C,005 Soll) oder sehr betragen, da sogst

  ein ou geringes Uträ»n den Medizin* in dem begrenzt« berei"

  vorhanden ist: um eine Iadlbslastnagen ah. end, lrueb-

  dufsr.ns zu schaffern. Daruber bj»aets ist dis ]Ra,dialbelast-

  bsrkeit bei dm .C»oks et a1 ?gier klein in Vergleich tu er«

  srllaäungsg«äß ausgebildeten %r«er, mal bei den Crocks et al

  Ire er $!t eilte größere Strög den Druottelit durüh den

  D=bla&kaxcal pro Zeiteinheit erforderlich, nee überhaupt

  ladialbtlartrugen aufzunehmen* »d eia größerer äußerer Dracki

  u selbst geringe Nadialbelasten zu tragen; verglichen mit

  einen erfindunge;eetUen lies.

  Zweck der indist daher, ein nater dUendrxok> atohen4een

  schwimmendes Lager zu schaffen, Glas große Radialbelaetungen

  aufnehmen kann, wobei ein verhältnismäßig geringer ußerar

  Zufahrdruck auf das Lager aufrechterhalten wird, und wobei

  eine verhältnismäßig geringe Druckmittelmenge pro Zeiteinheit

  .

  durch das Lager strömt.

  En weiteren Ziel vier Erfindung is.t, - ein- mater Außenrruak

  stehendes schwimmendes Lager $u schaffen, dessen Instabilität

  auf ein Minimum beschränkt isst.

  Ein weiteres Ziel der Eindung ist ein unter Außendruck

  stehendes schwimmendes Lagerei hohen, Geschwindigkeiten und

  auch bei Temperaturen in der Nike den Gefrierpunktes oder des

  Schmelzpunkten das Lagernate,riiale befriedigend arbeitete

  Ein unter Außendruck stehendes schwimmendes Lager m,03 der

  Ertindung gewährleistet eine überaus genaue Wellenlagerung und

  verklemmt sich nicht, wenn der äußere Druck fbee den Fest exh öh%

  wird, der nötig ist:, . um die Radialbelnat-ung autsuothmen.

  Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen. r$iopiele-

  *sint näher erläutert, und zwar saigem

  rfg. 1 eine Ausführungsform. der Erftudwmg* in der die .

  Welle einen einheitlichen Querschnitt aufweist und

  die Umgebung dar Voll* se ausgebildet ist, daß der

  gewünschte Durchatrbnkal zwischen der Welke md

  ihrer Usgebung. geseatfen ;rd..

  Fig. 2 -eine Schnittansicht den schwimmenden lagern

  nach Fig. 1 # und zwar vom Ende der Welle ans be-

  trachtete wem kein Druckmittel durch die Kanäle .

  :wischen der Welle und ihrer Umgebung -strömt;

  Fis. 3 eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der

  die gewünschten Strömungahanäle durch die Ausbildung

  und Anordnung der Welle geschaffen sind;

  Fig. 4 ein schwimmendes Iager,ähnlioh den 1n I`ig. 1 ge-

  zeigten, wobei. das Lager nahe der Stuft .n denn hager

  unterechnitten Ist;

  feg. ein azhwimmendes Iager,i.ich dem in Feg. 1 dar-.

  gestellten, in dem für ein lnftlager geeignete

  Dimensionen gezeigt s fad;

  feg. 6 eine graphische Darstellung des Druckverlustes der

  lebet die lagerfläche , gemäß feg. 1 gezeigt, strei-

  ehenden Iruft, wenn die Walle belastet tote so dgß

  nie den Stufenbereich der lagerfl äoh: berilhrt i

  Zig. 7 eine graphische Darstellung den Druekrerltestes der

  über die lagerfläohe g«ä$ feg. 1 streichenden

  Luft, wenn die Welle eo eahwjimt, dna nie von dein

  Dtufsnbereich der Iagerfläche sögeholrenist.

  In feg. 1 fast ein Gehäuse 1 mit rundem Querschnitt dargestellt,

  das zwei «leiche Mager 2 und e trägt, die ilwer*eits eixE

  gelle 4 aidhehmen. Die beiden Zager 3 und 3 sind mit Preit

  die Bahtung in Gehäuse 1 eingepegt, 99 äaß das 1bdt» nietet

  zwischen den hagern 2 und und dem Gehäuse 1 durchströmen kann.

  Die lagen ä und 3 sind kreisförmge Zglndar, und jede* der

  Lager 2 und 3 ist auf swei Durchtesaern 5 und 6 %sre. 7 und 8

  gebohrt, um no zwei. Stuten 9 und 10 zu bldenv und eaoeeit zwei

  r

  seit Stuten versehene La geriäshen 1 1 und 12deren - lt.:

  noch zu, beschreiben ist. Die Welle 4 hat einen etwas geringeren

  Durchmesser 81f e BQhTBdu'ohmesser 596el und 8 der l,gär

  2 und 3 . um der telle 4 zu ermöglichen, frei zu rotieren und

  eich In azialer Biehtung zu bewegen. Die Lager 2 und 3 sind an

  de beiden Enden de* hohlen Tolle* den Gehäuses 1 angeordnete

  so da£ ei* dieses, hohlen Teil an jeden Ende teilweise auafül.

  Ion Band einen Dr.Qlcraum 13 schaffen, des smdheerum von. dem Ge-

  häuse 1 und an beiden Seefiten Tran den magern und ?) begrenzt

  wird. Die 'Pelle 4 erstreckt stete durch den Drohraum 13,, durch

  eia leer 2$ und Uber diese hinaus, 1eioh der Druckraum, 13

  als kreeixrunder Zyliadeer dargestellt ist, sind die Zorn und

  die Dineaeiotten diesen Rohlranme 13 beliebig wählbar. Jedoch

  sollte der Abstand v= den deehävx* 1 nur Reelle t wesentlich

  igrSder -mein als der Abstand von denagariläehen 11 sind 12

  Mac Welk i . Mus Dxuokä=fnnxc 1 4 fUhrfi durch das Gelse 1 und

  0,tfaet sieh um Dmokraus 13. Die

  pae. greßra Dsaob»eaer auf snd der »1ri» 13 ,amte aus-

  rwtahsndde grd14 9 8*-du nur

  ehr i. Doorlt eat-

  a'tt, aesn das di» t% die Dx»icöt;hta1t u" duroh den.

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  IMr die netetea der bis 4stt benabwiebeleils den` itruktur

  an zu* 1 Mat %! und *rot*: obt kritie. vom jetoll die

  le,e dtta allo»in a»gaäxW&tg »äfgIiah @ria.räatr @detn -.

  xw@t f i 1 2 ex.o altes tsts t was aehäu* 1

  rufen soll, wäre es notwendig, das die Wolle 4 um eine

  Längsachee symmetrisch ist. Aber es ist nicht unbedingt erfor-

  derliche d:ß sie als gerader runder linder ausgebildet ist.

  War eine axiale Bewegung braucht die Welle-4 lediglich eeit-

  liahen Querschnitt an beben. Daher könnte die Volle 4 Babeten

  der Erfindung unendlich viele Formen haben. Jedoch müssen die

  Iager 2 uaid 3 so geformt sein, da.Q die Lage:rfl:chen 1 1 und 12

  nahe bei. der Welle 4 :liegen, und so daL1 die Kontur der Lager-

  flächen 1 1 und 12 eng der Kontur Bier Welle 4 folgt. In Fig. 1

  sind die Leigerfl4ehen 11 und 12 von. runder

  so das

  die Lgerfläahaa 11 kind 12 genau der Flache der Welle 4 folgen,

  wobei mit Stufen versehene Strötrui:gskariüla 15 und 16 für das

  Druckmittel zwischen der Welle 4 uud den lagerfl"chen 11 und 12

  gebildet sind.

  Wie dargestellt, liefen die Stufen 9 und 10 i.1,. der Nähe der

  äußeren Teile der Lagerflächen 1 1 und 12, also der am weitesten

  von dem Druckhohlraum 13 entfernter. Teile y so das das Medium

  voll dem Hohlraum 13 durch dis Kanäle 15 uz.-d i6 atrßmend an Ende

  reines Weges über die Stufen 9 und 10 streicht. Einen Teil

  der lagerfläohen 11 und 1 2 erreicht das DruaknL.ttel also bevor

  es die Stufen 9 und 10 trifft. Als Stufen 9 und 10 sind die-

  jenigen Teilt der Lagerfl .ahen 11 und 12 bezeichnet, die

  parallel zu und oberhalb ' der anderen Teils der lagerf1ita%en

  11 und 12 liegen.

  1ta:.e praktisch @reeigriote Arbeitsweise ergibt- ,.3ich, wern- _ -

  die Stufen 9 und 10 als Teile dUr @af;@:rfli,.ehen . 1 und 12 .

  etwa ein sechstel der LaUfrl @chcn 11 und ":einnehmen , und

  wein bei zentrierter Welle die A1)r st<,iide z,""fischeri, der Welle 4

  und den IKa;gerfl:.chen 11 uird 12 bei- cien Bohruri-,-E'-.n 5 und 'T etvia

  doi,i.elt so groß sind t-.ie der AL :t@#.@rid zwischen- vier Welle 4 uzd

  den ha;=crfl chen 17 und 12 bei den Nahrungen 6 und B. Weiaa

  :;ich die Welle 4 in Llittellage befindet:, betragen somit die

  Starken der Strönfuntskan---1e 1--3 und :6 an den Stufen 9 und 10

  etwa Jie Hälfte der Zicke= der restlichen Teile der Strcmux.ge_

  kan äle 15 und 16, Mit Luft alu Druckr.it tcl erwies es sich als

  V?Tl:@ti@, K,.inälüt4:rken von etwa 0,0127 um, (0,0ß.>5 Zoll) rund um

  di-e Welle zu verwei,den weit Ausnahme der Stufen a uräd 10, wo

  die K^nle 15 und 16 auf etwa, 0,0G655 mm (0,u0025 Zoll) verengt

  sind. Auch sollte gemäß Fig. 5 die Z der Sirömungskan-E.le

  15 ui-,d 16 1<4n der Achse ier Welle 4 gemessen" j e etwI-l die Hi-l.fte

  dea Durchmessers D der Weile 4 betragen.

  Die besonderen hier angegebenen Dimensionen sind für Duft

  als Druckmittel besonders geeignet. Auf Grund der @Arbeitsweise

  dieses Preßluftlagers könnte ira Rahmen der Erfindung auch jedes

  andere Medium ganz gleich ob flt.ssig oder gasförmig verwendet

  e ebenenfalls

  werden, obgleich e was andere Dimensionen verkvendet werden

  ' maßten, was von der Natur des verwendeten Mediums und der

  ursxrünglchen Größe der Durchströmkantle 15 und 1 f> abht:ngig

  ist. Das Verh::ltziie L/D kai:zz vergrößert werden, werin die Durch-

  strömkan,-ile 15 und i6 weiter :sind.

  Obgleich die obergenannten Dimensionen und Verhältnisse

  für ein erfindun egemäßes Leger geeignet sind, werden nach- .

  stehend Dimensionsbereiche und Verhältnisse für erfindungs-

  gemäße Lager gegeben:

  1. Die Breite We -der Stufe -(beislielewii:se 9 oder '(0)

  variiert von 1/30 bis zu 1/2 der Breite L der Lager-

  flüche (beislielsweise 11 oder 12);

  2. Die lichte Weite Ca in den Durchströmkanälen (beisriela-

  weise 15, 16; 30 und 32) an den Stufen (beispiels-

  weise 9, 10, 22 und 23) variiert voll 0,3 bis 0,9 der

  lichten Weite Cr im übrigen Teil der Kanäle (beiepIels-

  weise 15, 16, 30 und 32); .

  3. Die Länge Z der Durahstrümkanäle (beispielsweise 151, 169

  30 und 32) gemessen länge der Achse der welle ?(beie,iele-

  weise 4 und 24) variiert von 0,20 bin zu 2,0 dte Durch-

  meeeere D der Welle;

  4. Die lichte Weite 0e in den Durahstrimkanälen (wie 15, 16,

  30 und 32) an den Stufen (wie 9, 1O* 22 und 4-:3) variiert

  von 0900254 bis zu 0,0508 mm (o,0001 bis 0,0020 Zoll)j

  5. Die lichte weite C, In den Durohetrömkanölon (wie bei-

  $lielaweise 15, 16, 30 und 32j, die fror den Stufen (9, 109

  22 und 23) liegen, variiert rote 0,005-08 bis zu 0,0635 zu-.

  (0,0002 bis 0,002.5 Zoll):

  Um die Wrkungsweiee des Druakmittellagers änhend der fig. 1 . .,_

  zuerklären, sei zunächst nur die HLlfte des Druckmitte13agers

  betrachtet. Das Medium wird unter Durek durch die Druaküfinung 14

  in den Druckraum 13.gepreßt, von wo das Medium dann durch

  den Kanal 15 und an der Stufe 9 entlang ausgepregt wird, Bevor

  das Medium in den Druckraum 13 gepreßt wird, ruht die Welle 4

  auf dem Absatz 9. Wie aua ?ig* 2 ersichtlich, blockiert der

  Kontakt der Stufe 9 mit der Welle 4 an der unteren Seite der

  Welle 4. Fraktisch das Strömen des Druckmitteln längs der unteren;

  Seite der Wolle 4. Jedoch findet. ein beträchtliches Strömen des

  Druckmittels über die Welle 4 hinweg statt, auf Grund der großen

  Öffnung zwischen der Stufe 9 und der Welle 4 auf der oberen Seite

  der Welle 4: Das Druckmittel verläßt den Druckraum 13 und tritt

  in den Durohstrbmkanal 1 5 mit praktisch dem gleichen Rück über

  den gesamten Umfang des Einganges der Exrchströmüffnung 15 ein;

  als Eingang ist der den Druckraum 1,! benachbarte Teil anzusehen.

  gin Druckabfall entlang der oberen Seite der Welle 4 findet aus

  zwei Gründen statt. Erstens: auf Grund des bekannten phyaikali--

  scheu Gesetzes,. äaß der statische Druck abnimmt, wann die Ge-

  schwindigkeit der Strömung zunimmt# zweitens besteht eine Bei-

  bungskre.ft, die dem Stron das Xedume durch den Kanal 15 eatgeger

  steht, .wobei diese Reibungskraft mit rundender Geschwindigkeit

  des Mediums ebenfalls zuniumt.

  lut Grund dieser aeibungekraft nimmt der statische Druck längs

  des lanals@ 1-5 ab. Jedoch ist der Kanal 15 sa der unteren Seite

  der Welle im wesentlichen blockiert. Daher ätrömt das Druck--

  mittel durch den Kanal 15 entlang der un eren Seite der Welle

  nur mit*. sehr geringer Geschwindigkeit. Wenn des Druckmittel " u-:

  entlang des Kanales 15 strömt, tritt in dem Kanal 15 entlang- ..:

  dem Boden der Welle 4 aus zwei Gründen nur ein* sehr geringer

  Druckabfall des statischen Druckes aufs in Anbetracht des

  vorerwähnten physikalischen Prinzips erfolgt, da eine so geringe -

  'Strömung des Druckmittels längs des Bodens der Welle 4 vorhanden

  ist, lediglich eine kleine Druckmiaderung längs des Bodens der

  Welle 4 und weiter tritt bei der geringen Strömungsgeschwindig- -

  keit nur sehr geringe Reibung auf,. wenn das Druckmittel entlang der

  Bodenseite des Kanales 15 strömt. Auf Grund der geringen Reibungs-

  kraft tritt nur ein sehr geringer Druckverlust auf. Daher tritt

  entlang des Bodesn des Durchetrömkanals 15 nur ein zehr geringer

  Druckabfall von dem Druckraum 13 bis zu dem Punkt des Durch--

  strömkanale 15 auf, wo die Stufe 9 beginnt. Es wird also ein

  Druckanstieg längs der unteren Seite der Welle 4 hervorgerufen

  und die Störung des Kräftegleichgewiohtee ergibt eifixe Tendenz, die

  Welle 4 zu zentrieren, also vor der Stufe 9 abzuheben. Wann auf

  die Welle 4 eine Belastung ausgeübt wird, dIe lotrecht zu der-.

  Achse der Welle 4 wirkt, so nähert sich d#- Welle 4 der Stufe 9

  und zielt darauf, den Iluß deo Druckmittels in denn Durchström-- - _,

  kanal 15 nahe der Stelle, .an der die Stufe 9 der Welle 4 an

  nächsten kommt, zu vermindern.. Daher tritt in der Murohatrömkanal

  15 an der Stelle, an der -der Strom- des Druckmittels In wesentliche,

  von dem Absatz 9 gebremst wird, eine Erhöhung den Druakee auf.

  Eine derartige Lrrhöhung des Druckes stört das Gleiohaewiaht dsr

  Kräfte -im Sinne eher Tendenz , die Welle 4 von der Stufe 9

  abzuheben: Auf diese Weise wird die Welle 4 ständig in der.

  Lnigerfläche 11 zentriert. Das rechte Lager 3 wies praktisch =

  n der gleichen. 'eise z@.uf die Welle 4 ein.

  Die graphische Darstellung fig. b stellt den Druckabfall über

  den IAxrchatrömkanal 15 dar, wenn Luft unter Druck durch die Oftnuni

  1 4. gepreßt wird, und wenn die Welle 4 so belastet ist, daß sie

  an dem

  der Stufe 9@anliegt. Kurve A zeigt den Druck=

  abfall des Luftstromes- im Kanal 15 längs des Bodens der Lager-

  fläche 11, wo die Welle 4 an der Stufe ! anliegt. Kurve 3 zeigt

  den Druckabfall der Luft durch den Kanal. 15 längs des oberen

  Teiles der Welle 4 und längs des oberen Teiles der Lagerfläche Il e

  wo die-Stufe 9 am weitesten von. der Welle 4 entfernt ist. Wie

  Kurve .Ä. zeigt, tritt ein sehr geringer Druc#abfall auf, bevor

  die Luft die Stufe 9 erreicht, wo der Druck sehr abrupt beinahe

  bis zu atmosphärischem Druck abfällt. Wie Kurve B zeigt, ist

  jedoch ein nahezu gleichförmiger Druckabfall in dem Durchström.-.

  kanal 15 vorhanden-, wder Absatz 9 am weitesten iron-dsr Welle 4

  entfernt ist. Der obere mit Dagonallinien gekennzeichnete Bereich

  bezeichnet) stellt die auf :die Welle 4 einwirkexade Kraft

  dar, die darauf gerichtet Ist, die Welle 4 in der lagerfl=.ohe

  11 zu zentrieren. Der untere schraffierte Bereich ("--" be-

  .z:ichnet) stellt eine in der Nähe der Stufe 9 wirkende Kraft darr,.

  die darßu:* gerichtet ist, die Welle 4 gegen -die Stufe 9"- an-

  liegend zu halten. De reaultiorrenäe: Kraft aus .der Differenz

  des oberen Bereiched *+" und dea@""teren Bereiahes@-"-" wäre also

  darauf gerichtet, die Welle dentriert au halten.

  ,Die graphische Darstellung Fig. ? zeigt den Druckabfall

  der durch den Durchströmkanal 15 strömende Luft" wenn die $e.

  unter Druck durch. die Druaköffnung 1 4. eingepreßt wird* und

  wenn die Welle 4 schwimmt, und sich von dem Bodenteil des

  Absatzes 9 abgehoben hat. Die Kurve C zeigt den Druckabfall

  der Luftströmung 3.n dem Durchstränkanal 15 längs des Bodens der-

  Lagerfläche 11. Die Kurve j> zeigt den Druckabfall der fußt durch

  den Durchströmkanal 1 5 li.ngs des oberen Teiles der Welle 4 und

  entlang des oberen Teiles der Lagerfläche 11. Die schraffierte

  Fläche in der graphischen Darstellung der Fig. 7 stellt die von

  dem statischen Druck- des. Bruckmittels auf die Welle 4. auage- .

  übte Kraft dar, die die Belastung durch die Welle trägt.

  In Fig. 3 ist eine andere kusiührungs:tarm der Erfindung dar-

  gestellt, in der gleiche Bestandteile wie in Fg. 1 und 3 seit

  den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der Rmptunter-

  schied zwischen den Vorrichtungen nach h`ig: 1 und 3 besteht

  darin, daß bei der Vorrichtung nach Fig. 3 die Stufen 22 und 23,

  die einen runden Querschnitt haben, an einer Welle 24 anstatt

  an den Lagern 2 und 3, wie in Fig. 1 dargeetellt, vorgesehen

  sind. Übereinstimmende Lager 26 und 28,ebenfalle runden Quer-

  sohnitts, sind =an den entgegengesetzten Enden des Gehäuses 1

  angeordnet, wobei die Mger 2E und 28 unter preseitz in die

  Bohrung des Gehäuses 1 eingepaßt Bind, so daß kein Ausströmen

  des Druckmittels zwischen dem Gehäuse 1 und den lagern 26 uni 28

  stattfinden kann. Es sind also abgestufte Durchstrbncanäle 30

  und 32 zwischen der Welle 24 und den entsprechenden lagern 26 und

  vorhanden. Diese Durchstrbmkanäle 34 und 32' wirken. praktisch ...

  in der gleichen Weise wie die Durchströmkanäle 1 5 und 16 der

  Pig: 1. Es erübrigt sich daher eine weitere Beschreibung der

  Arbeitsweise der Vorrichtung der Fig. 3.

  fig. 4 ist eine -#:ndere Ausführungsform der- Erfindung In der

  wiederum. gleiche Bestandteile mit den gleichen Bezugezeiehen

  wie in Fig. 1 versehen sind. Ein Lager 44* ähnlich dem leger

  2 der leig l o, ist mit einer kreisrunden Einterschneidung 46 ver-

  sehen,. die einen Teil der Lagerfläche 1 1 vollkommen umgibt, um

  die Stufe 9 in radialer Bichtung angeregt durch d1ie Strömung des

  Druckmittels durch den Kanal 1 5 beweglich zu macheng und dadurch

  das Vibrieren des Druokmittellagers auf ein Minimum zu be-

  $ ohr@znken r,

  Die erfindungsgemäße Verrichtung hat verschiedene Vorteile. Wenn

  beispielsweise auf Jie Welle gemäß Pig. 1' eine stogartige Be-

  lastung ausgeübt wird, $o kann diese bewirken, daß die Welle 4

  das Druokmitteissen durchbricht und beispielsweise die Iager-

  fläche 11 berUhrt. Durch ;i.e Stufe 9 in dem Durchströmkanal 14

  berührt die Welle 4 die Lagerflüche 1 1 nur an der Stute 9. Daher

  ist die Abnutzung auf einen kleinen Bereich der Lagerfläche 11

  und der Welle 4 beschränkt, Weiterhin wird die Tendenz der Welle

  die Stufen der %gerfläol)e 11 zu berühren durch eine Vor

  größerung fies statischen Druckmitteldruokas vermindertf der auf `

  einen größeren Teil der lagerfläche 'i 1 einwirkt, wenn die Wella 4

  die Lagerfläche 11 berühren will. Dies trifft auch bei: der

  Vorrichtung der Fig. 3 zu, in der die Absätze 22 und 23 auf

  der Welle 24 angeordnet sind. Weiterhin ist die Tendenz der

  Welle "sich festzulaufen" wesentlich vermiudert¢ wenn-die

  Welle das Lager nur in einem kleinen Bereich berührt.

  Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung

  besteht darin, daß das von außen unter Druck stehende schwimmende

  Lager hohe Badialbelas tungen aufnehmen kann, ,rührend nur ein

  relativ kleiner Außendruck auf das lager aufrechterhalten wird

  und während eine relativ kleine Menge an Druckmittel pro Zeit-

  einheit durch das Lager strömt.

  Ein weiterer Vorteil des erfindungegemäBen Druckmittellagers be-

  steht darin, daB es auch bei extremen Temperaturen wirksam

  arbeitet$ beispielsweise Temperaturen in der Nähe des Gefrier-

  punktes oder nahe dem Schmelzpunkt des lagernateräals.

  Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Druckmittellagers be-

  stehen darin, daß die zugehörige Welle sich genau In die

  richtige Lage bringt und das Lager sieh nicht festläuft, wenn

  das Medium unter größerem Druck zugeführt wird ala nötig ist,

  um die auf den lager ruhende Badialbelastung zu tragen.

  Bei Druckmittellagern bestanden bisher große Schwierigkeiten,

  Vibrationen auszuschalten, wenn mit sehr hohen Drehzahlen ge-

  arbeitet wurde. "Dieses Problem wurde in zwei Patenten von

  * Wilc0x 2 683 635 und 2 C8'3 636 ausführlich behandelt,

  .d Wilcox fand verschiedene lösungen, in denen bestimmte Ver-

  hU1tn.vse zwischen den Dimensionen der Öffnung, dem Volumen

  der Druektasahen, der Vierfläche und des Querschnittsbereiches f

  durch den die Luft hindurchgehen muB, Bei dem erfindungs-

  gemäßen Druckluftlager tritt dieses Problem der Vibrationen

  praktisch nicht auf, und es wurden bei eurer Welle mit einen

  Durehwesser von 1,59 cm (5/8 Zoll) Drehzahlen von über 80,000 rpm

  und mit einer Weile vorn 71,62 cm (3 Zoll) Durchmesser Drehzahlen

  von "4.fl40 rpm erzielte.

  Die von '9iloox behandelten Schwierigkeiten sind durch die

  Ausbildung .des neuen Duftlagers ausgeschaltet.

  Wenn die Welle mit sehr hohen Geschwindigkeiten innerhalb

  des lagern läußt# ist es erfindungsgemäß möglich= die Luft.

  zufuhr abzuriegeln und die Welle In einem hydronamisahen Luft-

  film laufen zu lassen. Dies wurde beaj.ielsweise für eitre Welle

  von 3 Zoll Durchmesser schon bei 5 000 Fpm festgestellt. Wenn

  ,die Welle umlauft, führt siehenen dünnen Iuftfiln mit. Auch

  riss %.$er weist einem dünnen Luftfilm auf* der Eiher der Fläche

  des hagere feststehend bleibt. Bei. hoben Geschwindigkeiten

  ,st die Wirkung dieser beiden aneinander vorbeistreiehenden

  Filme .de eines Dru:uftlagers. Zwischen den lager- und der

  Welle wird ein luftkseen gebi.dst, des .die Welle und das Ge-

  häuse agier Berührung hält,. Dieser rdrodynamsche Frau ist

  natüriieb nur dann wirksam, wenn geringe Kräfte seitlich

  auf die delle einwirken, während bei, hohen radialen Belastungen

  der Welle die le.gerflächen und mit der Welle 3:n Kontakt kommen.

  Um die Wirkung des hydrodynamischen Films zu erzielen, sind

  die Dimensionen des Zwischenraumes zwischen dem Lager und der

  Welle je nach dem verwendeten Medium und der relativen Ge-

  schwindigkeit: der beiden Oberflächen au ändern. Bei. diesen-

  Druckluftlager wurde ein Zwischenraum von 0,0127 mm (0,0005 Zoll

  wie In Fig. 5 gezeigt: als Ausreichend für eine 7',6 an (3 Zoll

  Welle bei einer Geschwindigkeit von 5 000 rpu gefunden. Der

  Zwischenraum unter der stufe der Welle betrug etwa die Hülft*

  von 0,0727 oder 0,00635 mm (o,0005 oder 0,0G025 Zoll.).

  Kurs sussammengefaßt wird bei einem Erualrmittellager nach der

  Erfindung ein Druckmittel bei. einet praktisch gleichförmigen

  Druck um den Umfang des Einaa des IAarchströmkanals zwischen

  der Welle und der Iagerfläahe auf die @xggrfläeba gebracht:

  Die Zuführleitaug und die runde gaaer 'eiud auereichend groß g,

  um auch bei Veränderungen der Zuftatrümung über verschiedene Teile

  der lagerfläßhe etwa auf Grund seitlicher Bewegungen der Wolle

  dennoch ein etwa gleichmäßiger Duck dL.e Luft -au der lgerfläehe

  führt. Dies steht im Gegensatz zu den verschiedenen den stand

  der Technik-entsprechender mit Öffnungen versehenen Lagern.

  gemäß dem stand der Technik wird bei den Lagern mit veäan

  Öffnungen die Inft bevor sie die lagerfläohen erreicht dosiert,,

  entweder durch Ventile In den Zuführleitungeng oder es werden

  fnungen derart verwendet,, daß die Unterschiede n der

  Strömung ckänderunen der die Öffnung rerlaasenden ft

  hervorrufen. Die lKrti.ndung dagegen verwendet eine Stufe

  auf der gerfläche oder auf" der Welle,; die selbst als Ventil

  oder oseeiung für das über die lagerfläche strömende Druck-

  Mittel diente, ecoch wird die Draesel- oder Vcn.tilwrkung darin

  hexvoxgexufenl wo= d--.s Druakmittel über dis gerfläche Amt.

  Die ,größte Drosselung tri-tt da=-auf» wexxn das Druckmittel

  über die Stufe der lagerfläche strömt. Äul diese Weise at ein

  leicht herattllbares und wirksames T;ckmittellager geschaffen.

  Das Druckmittel strömt über einen Teil der laeerfläche mit relativ-

  ,geringer Droeselung und streloht über-einen anderen Teil der

  gerfläche.mit größerer Mroaselunß hinweg. Wenn aidie Welle

  der. Uger:näobe nühert# .mmt die Droeseludes eretobee der

  Tragerflcpt'he mit der relativ @."ößeren Zroaaelung_

  größeren 'Yerbtnie au als die »'osselung des Teilen der leger

  fläche x-t der relativ geringeren oaaelu

  Da im. ]Rahmen der Erfindung zahlrei;obe kbwandl fingen der oben

  beschriebenen. Vorrichtung t"ür den Fachte mötch sind, tot

  die Erfindung natürlfoh auf keinerlei Einzelheiten der be-

  schrieb

  enen. .iu.sf`zhzngeformen beschränkt.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü e h e _ Druckm"tte Lager mit einem eine Lagerfläche für eine Welle aufweisenden Lager, dadurch gekennzeichnet, saß die lager- gläche relativ au ;der Welle derart angeordnet ist, saß zwischen der Welle und der Lagerfläche ein hurchströmkanal für das Druck- mittel gebildet wirdg der sieh ganz um die Welle erstreäxt,: wobei der radiale Abstand in dem Durchatrümkanal zischen der Welle und x..-der hagerläohe 'über einen sich axial er$treckenden Bereich, der vollkommen um- die Welle herum verläuft, im wesentlichen konstant ist und einen Wert Gong zwischen. 0,00508 und 0, 0635 zu aufweist, so dafl auf den Strom des Druckmittels entlang dieses Bereiches eine Drosselung ausgeübt wird, und saß der radiale Zwischenraum #:n diesen Durchströmkanal :wischen der Welle und der Lager-läcte, über einen anderen. sich axial der sich gänzlioh um die Welle erstreckt, In wesentli- chen kleiräer als- diesdr im wesentlichen honatane radiale Ab- stand Ist und innerhalb einer Orbße von zwischen. 0.00254 und 0"05C18 mm liegt; und ferner gekennzeichnet durch mittel:, nm den Strom des Druckmitteln tau diesem Ibrehetrömkanal zuleiten" wobei, Im Betrieb: dieser Strom des Druckmittels erst durch den Dereioh des Durchströmkanaln mit im. wesentlichen konstanten - radialen Abstand und schließlich durch den Bereich des Iürch.- strämkanale mit geringerem radialen Abstand hindurohströmt, wodurch Druckdifferenzen in diesen Durchströnkanal geschaffen r werden* und eine Treimkreft zwischen der Welle .und deiL wr auftritt. - Druakmittellager gekennzeichnet durch eine Welle ein. mit einer Iagerflüche versehenes Uger, wobei die Welle und die IL--:--gerflUahe.so relativ _zueinander angeordnet und so ausgebildet eine, daß ein Murchutrömkansl für das Druckmittel gebildet wird, der sich ganz um die We_.le herum erstreckt, wobei dieser Durch- strömkanal einen erster siah axial erstreckenden verengten Bereich aufweist,. der sich vollkommen um die Weile erstreekt und mit einem radialen Abstand zwischen der pelle und der I:egerfläche rrer. sehen ist, der im wesentlichen konstant is und-einsW.ert von zwischen 0,Q05ƒ8 und 0,a655 mm besitzt, :a da8 ;auf den Strom des Mediums entlang des ersten Bereiches eine Drosselkraft ausgeübt wird, und einen zweiten sich axial erstreckenden ver- engten Bereich, der ganz um die Welle herumgeht und dem ersten verengten Bereich benachbart ist und einen im wesentlichen konstanten und im wesentlichen kleineren radialen Abstand zwi- schen der Welle und der I,agerfls:che besitzt, als der radiale Abstand an diesem ersten verengten Bereich'und der e. ne Vert von zwo chen 0;00254 und 4,050S mm besitzt; und gekenn- zeichnet durch Mittel #. um den Strom des ltediuma zu diesen Durchstrümkanazu leitet, wäbewährend des Arbeitens daa Medium zuerst durch diesen verengten Bereich des ähxrchström-- kanales strömt und dann durch den zweiten verengten Bgreich# so dafl dadurch Druckmitteldruckditferentiale in diesem Durch- atrömkanal geschaffen werden: .und eine Trennkraft zwischen der tritt Welle und dem Lager aufmm#.. - . Druckeittellager gekennzeichnet durch eine Wollte ein mit einer lagerfläche Versehenes Lager, wobei die bagertläche so relativ zu der Welle angeordnet ist, daß ein Durehetröm.. kahl für das Druckmittel zischen der lxgerfläche und der . Welle gebildet wird, der sich gänzlich um. die Welle herum er- streckt und wobei der radiale Zwischenraum zwischen der Welle und der lageriläche über einen sich axial erstreckenden lereii'itI, der gang um die Welle herum rerläuft* in wesentlich« konstant und Ton einer Größe zwischen f$00508 und 0.0635 an lallt Se da£ auf dein Strom den uck,ttels entlang dieses zieh izel er-. s treckenden Bereiches eine Drosselkraft ausgeübt aird# und wobei der radiale Zwischenraum zwischen der Welle und der leger- fläche über einen anderen sich axial erstreckenden Bereich, der ganz um die Welle herumgeht, wesentligeringer als ,der -Bereiak den iurchströnkanale mit dem konstanten radialen Zacäeaa ist und eine' Größe von swie eben 08,002.54 und 0.0508 an hat # " f ernW gekenngelehnet durch ein Gehäuse, das aha Idas leger uni die #tIl! herUü! augevrdaet lütt, und gekenneeäahnet bh Mittel »a lenken den Stromes den Druaksnitteln durch nag Gehäuse zu de* »urch.- ström"»I ahne einen wesentlichen okabfali, wobei währeled des Arbeitens das I%dium zUerst durch den Bereich des Duroh. _ . . ströt*amle strömt,. der einen konstanten radialen Zwinehenrrm besitzt ,und schlleglieä. durch den Bireahuder einen 4eringeren radialen Zwischenraum aufweist,. wodurch olmittelsok.» differentiale In des Darchatröakanal geeoh&fte* werde*1 yM4 wodurch eine Trenakraft swinohen der WW1ler und dem lagre erzeugt wird. , Druckmittallager gektzeichnet durch eine zylindrische .. gelle g, die mit einem :@ ich radial erstreckenden Absatz ver- sehen tat! der um den gesamter: Umfang der Wollt herumgeht ferner gekennzeichnet durch ein Lager mit - einer zylindrisch geformten Dagerfläoha, vsbei diese Lagsrtläohe ründ um die Wellt eineohlieBliah des Absatzes angeordnet ist, so.daß ein Durch- eirümkanal swsehen der lagertläohe und der-Welle gebildet wird, in den der raätale Zwieohenraum *,wischen 0"000254 und 0,05ß8 mm legt# und der .radiale Abstand in den lurahgirbmkanal in den Bereiohedsr vor dem Absatz und dieses benachbart liegt,. einen _ Wort rou zwischen a,.00588 und ß,0635 au hat, so daß auf den stx-os den olu,ttela, eine wesentliche äteali't ausgeübt ,. wirdt und _gekzeiohnet dwcoh N.ttel zum lenken des Stnaa- zu dm Durohntrösksmal,. oldad dabei: ein wesentlicher Druehverlust sutirtt# wobei während dun lrbetm das ledium durch den 3r»itä desarehsrlwa iltodtg der vor den lbsate diene* hsaaehballlegt und #ohliadläoä über 4« Abeatst, s0 9 l@"üeknittelekdffereutm,t $n den $urehetränkatil i# atte» wer4on, uzt da dursi .eins Tresatt itxinah» der Volle =d- 4« Motor - bewirkt wird e i@@tta @.eger grlf@eseiah@to"@: it oint oyü;@tä7tit@ gtfern%s Volle # ein leger aIt einer erestomgrlinäris, ,.. foraea-IjoräMrsp dien um die Rolf her» a»georsst ist xnd einer zweiten s,yli.noh gtt"sntts lagertläehep die ebsafalle' um die Welle herum und der ersten Lagerfläche benachbart angeordnet ist, wobei der radiale Abstand zwischen der Welle und der ersten hagerfläohe. zwischen einem Wert 09,00508 und 0,0635 liegt, so daß eine Drosselung des Stromes des Druck- mittels bewirkt wird, und der radiale Zwisahenrauaa zwischen der Welle und der zweiten Lagerfliache im wesentlichen geringer als der radiale Abstand zwischen. der Welle uüd der ersten Lagerfläche ist und innerhalb dinse Wortes von ®,00254 und Q,0508 na liegt, wodurch ein mit Absätzen versehener Durch- etrönksnal für das Druckmittel zwischen der Wolle und des lager gesehaften wird und gekennzeichnet euroh Kittel aus - lenken den Druekmittelstromes zu diese= Murchströ»kiuusl einen wesentlichen ckubtall, wobei währen des Arbeitsas das Druoxsittel durch den Durahaträmraxal ,erst sw%schen der Volle und der ersten Lagerfläche und denn swischeu der Welle und der zweiten Laserfläche hindurohflisgt# woduroh Druoi- aftteldruoltdtferatntial: #.n dszr »urohatröaks»l greahat=es worden und dadurch eine 2rermkratt =wiash» der Walle %uad teer langer auftritt,. Druolnittellag;er gekennzeichnet durch tim Wolle p ein far von tegeru, die um die Welle snge-erdnet wind und die aalal länge -der Welle in Abstand voneinander angeordnet eindu wobei eines der leger des lagerpaaren mit einer ersten Lagertlä*ie versehen ist und das andere Lager des lagerpaareee eins :weite 1agerflEehe hat und Ue erste Leserfläche raaltiv au des Volle-. so angeordnet ist, so das ein erster DurchatröManal tUrt Druaknitteilager gebiltet wird und die zweite Lagerfläche realtirr zu der Welle derart angeordnet ist" daß ein zweiter Durohsträmtanal für das Druckmittel gebildet wird; wobei. der r diesle Zsohenratim zwischen der Welle uns der ersten lager- fl.äche über einen sich axial erstreckenden Bereiehder sich ganz um die Welle erstreckt, im wesentlichen konstant isst und einen Wert von zwischen 0900508 und 0,0635 hat, so: daß eine - wesentliche Drosselung auf den äluß des Druckmittels ausgeübt wird und der radiale Zwischenraum in dem ersten Durchatrbiu- - kanal zwischen ddteasr Welle td er ersten lagerfläche über einen anderen sich axial erstreckenden Bereich" der rund um die welle herumgeht, wesentlich geringer als der im wesentlichen konstante radiale Zwischenraum ist und einen Wert wma zwischen. o*00254 und 090508 hat «und der radiale Zwischenraum in des« zweiten Dxrohströmkane1 zwischen der Welle und der zweiten lagerfläche über einen olch axial, erstreckenden r.# der vollkommen ua"'dUe Volle herumgeht# Ist 3:m wesentlichen konstant und hat einen Wert von -zwischen 0#0Q500 und O#0635 @%, so eine wesentliche Drosselung auf die Strömung den Druckmittel* ausgeübt wird und der radiale :sohenraun in den. zweit Durahstriimksnal zwischen der Welle und den zweiten hager- - fläche über einen anderen sieh axial erstreekeedBereiche . der gares um -die Welle herumgeht# in wesentlichen geringer irrt als der letztgenannte im wesentlichen konstante radiale Zwischew. - raun und einen Wert zwisehen 0900254 und O,0508 am beeitat# und gekennzeichnet durch Ultteltun. diesen axialen Zwischenraum zwischen dem ersten hager und dem zweiten Iger zu -umgebene so daß ein iichlra a zur Aufnahme des Druckmittels und zum-Lenken des Druckmittels tu dem ersten und den zweiten Durchstr@@kan.i gebildet wird, ahne daß dabei ein wesentlicher Druckabfall auf- tritt, wobei während des Arbeitens dieses DQhttel erst durch den 3v4*" Bereich der entsprechenden MurchströmkanU* mit im wesentlichen konstanten radialen Zzsehexravn strömt und schließlich durch den, Bereich de entsprechenden Durohströ»- kanä.l.e, die einen kleineren Zwischenraum aufweisen# so da$ Druckmitteldruckditterentiale in den rcäströmkanUan geschaffen werdenp und dadurch eine Trennkraft zwischen der Welle und den ersten hager sowie zwischen der Welle und den zweiten. l.gtr gebildet wird. '# Dxuckmittellager gekennzeichnet durch eine zylindrisch geformte. Welle mit einen Yaa' von sich radial erstreckenden Absätzen* die rund um die Welle und axial entlang derselben- s« angeordnet sind.; ferner gekennzeichnet artroh ein mit einer ersten iageriläahe versehene* legere die » den aalen reit der Welle angeordnet Ist # der .einen der .ibeätze des das r Absätzen mit eänzehli$ßt, um einen ersten chatrömka»l Air das Druekmittellager zwischen der Welle und dem ersten hager au bilden,. in den vier radaler.tatohaarrat.@r3:ewhsxt den einen Absatz und der hagerfläche dies ersten 3ers »feehoa 0,254 und 0,050s liegt Und der radtr.e 4amoheum de ergtex Durehströmkanal des Dryckmittellagers, der vor dem einen der Absätze liegt,' der zwischen 0g00506 und 0,065 mm betust; und gekennzeichnet durch ein zweites axial im Abstand von diesem-erster 1 legenden Irrer und mit einer zj lndrisoh geformten lagerfläahe versehen ist, die um einen anderen axialen Bereich der Welle .-ängeordnet ist" der einen anderen .Absatz des Absatzpaares sufwelst, so daß - ein zweiter Durchströmkanal für das . Druckmittellager zwiaehen der Welle und dem zweiten Iaager gebildet wird, in dem der r:diale . Zwischenraum zwischen dem anderen Absatz und der-Lagerfläche des zweiten U#3gers zwischen 0,®Ü254 und 0.0508 mm legt und der radiale Zwischenraum 1$i dem zweiten DUrchströmkanal den Druckuittellagerader vor dem anderen Absatz liegt* zwischen 0;04508 und 0.0655 ,beträgt und gskenuzseiohriet. durch Mittel Umsohließeü des axialen Zwischenraumes swia uhen den ersten 3ager rund den zweiten Iager= so daß eiu Nbhlraum zur Aufnahme des Druckmittels gebildet wird und Mittel aua Lenken des Druckmitteln zu dem ersten und zweiten rohströncanalt oh» äaß dabei ein °.esentliaher Druckabfall auftritt, wobei während des Arbeitens das Druckmittel durch jewelet einen Bereich ,jedes der Murohatrßakan,e und denn über den entsprechendem mit de* ersten und den zweiten. Lager verbundenen Abeatt strömt, wodurch Drualuitteldxuckdfferentiale in den Bereich jeden der Durchströmkangle gebildet werden, und dadurch eine Trenn- kraft zwischen der Welle und dem ersten sowie swschm der Welle und dem zweiten Lager gebildot wird. B. Druckmittellager gekennzeichnet durch eine Welle, ein mit eitler Lagerfläche versehenes hager, die von der Welle in einem bestimmten Abstand un georduet ist, so daß dazwischen ein Durchströmkanal i'ür das Druckmittel gebildet wird, wobei der Zwischenraum zwischen der Lagerfläche und der Welle im wesentlichen über einen ersten Bereich des Darchströmkanals* der sich ganz um die Welle erstreckt und eine Größe von zwischen mm 0,00508 und konstant st, so daß eine wesentliche Drosselung rauf den Strom des Druckmittels -ausgeübt wird, und der Zwischenraum zwischen der Lagerflxohe und der Welle entlang des zweiten Bereiches des Durchströmkanals, der oich ganz um die Welle erstreckt, im wesentlichen kleiner als der erst- genannte Zwischenraum ist und eine Größe ven zwischen 0,00254 und 0,0508 mm hat, Mittel zur Bildung eines Droukhohlraumen, der rnit dem ernten Bereich: des Durehströmkanals in Yerbindung steht und wobei der Druokhohlratui im wesentlichen größer als zier erste und der zyreite Bereich des Durohatrömkanals sind, und Mittel zum Zuführen unter Druck stehenden Druaknittela, in dieses Druckhohlraum, wobei dieses Druckmittel unter im wesentlichem: konstanten Druck in dem Druckhohlraum bleibt und durch den ersten und zweiten Bereich des Ihzrchströmkanala fließt, um Druckmitteldruckditieren tisle in den Durchströmkanulen zu schaffen und eine Trennkraft zwischen der lalle und des hager zu erzeugen.