DE1575357A1 - Gaslager - Google Patents

Description

Anmelderin: Aerostatic Limited,

Rowland House, Hinton Road, Bournemouth,

Hampshire, England

Gaslager

Die Erfindung bezieht sich auf Wellengaslager und Druckgaslager des hydrostatischen Typs und auf die Beseitigung der Schwierigkeiten in der Herstellung beider Lagerarten und der in solchen Wellenlagern auftretenden Instabilität.

Eine der bisher grössten Schwierigkeiten bei der Herstellung solcher Lager war die Anbringung der äusserst kleinen Zuführöffnungen in einem der Lagerteile für die Versorgung des ringförmigen Lagerspiels zwischen den Lagerteilen mit verdichtetem Gas. Der Durchmesser solcher öffnungen muss z.B. manchmal 0,127 mm oder noch weniger betragen. Angesichte der technischen Schwierigkeiten beim Bohren ist es beim jetzigen Stand der Technik notwendig, die Wandstärke dee Lagerteile so stark zu verringern, dass seine Bigenst&bilität gefährdet ist.

Die Verringerung des Durchmessers der Gaszuführöffnungenhat einen direkten Einfluss auf die Stabilität

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des Lagers und deshalb war es bis jetzt üblich, den Durchmesser der Zuführöffnungen und die Lagerspiele kleiner zu halten_f um die Stabilität des Lagers zu erhöhen und um die Kraft zu erhalten, die dadurch verbraucht wird, dass das Gas in das Lager gepumpt wird.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfhdung, dadurch eine Verbesserung zu schaffen, dass Zuführöffnungen mit Strömungseigenschaften geschaffen werden, die denen gebohrter Öffnungen vergleichbar sind, wobei diese Öffnungen jedoch nicht durch Bohren erzielt werden und in der Praxis leichter und mit ausreichender oder sogar grosserer Genauigkeit angebracht werden können.

Eine andere Schwierigkeit, die bei der Anwendung gtbohrter Gaszuführöffnungen auftritt, ist die, dass es wegen der äusserst kleinen Abmeaaungen und Toleranzen schwierig iat, eine genau radiale Stellung der Öffnungslängeachse in dem Wellenlager zu erzielen und sicherzustellen. Selbst wenn die Öffnungslängsachse nur leicht tangential anstatt genau radial zur Rotationsachse liegt, wird der Gasstrom eine Verdrehungskraft am Rotor bewirken. In einigen Fällen, wie z.B. bei Gyroskop-Lagern, beeinträchtigt die Anwesenheit jeglicher zufälligen oder Neben-Drehkraft die Genauigkeit dea Instrumente.

Es ist daher eine weitere Aufgabe der Erfindung, dadurch

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eine Verbesserung zu erzielen, dass die Gaszuführöffnungen durch eine in der Praxis leicht anwendbare und verhältnismässig einfache Methode in eine unbedingt genau radiale Lage gebracht werden können.

Die Erfindung besteht darin, dass in einem Gaslager eine oder mehrere Gaszuleitungen in ein Lagerspiel zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Lagerteilen führen, wobei die Gaszuleitungen Schlitze sind, die sich zwischen den Stirnflächen zweier Teile eines der Lagerteile befinden.

Bei einem Wellengaslager kann eine Vielzahl von Öffnungen je aus einem Schlitz bestehen, der zwischen einer radialen Stirnfläche eines ersten Teils des Lagerteils und einer axial genuteten, radial verlaufenden Stirnfläche eines anstossenden zweiten Teiles des Lagerteils gebildet werden. "Radial" schliesst in diesem Zusammenhang die Bedeutung vom "Vorhandensein einer ,radialen Richtung" ein. Es ist bei einem Wellenlager bekanntlich vorteilhaft, wenn das Lagerspiel an einer Vielzahl von winkelförmig versetzten und vorzugsweise symmetrisch im Abstand angeordneten Punkten mit Gas versorgt wird. Demzufolge kann in einem solchen Lager das zweite Teil auf seiner Stirnfläche eine Vielzahl von axialen Nuten haben, die symmetrisch und winkelförmig versetzt um die Rotationsachse angeordnet sind.

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In einer bevorzugten Ausführungsform werden die axialen Nuten durch Fräsen oder Schleifen einer Stirnfläche des zweiten Teils hergestellt.

In der Praxis ist es verhältnismässig einfach, Kanäle in eine leicht zugängliche Fläche einzuarbeiten und eine ganz ebene Fläche zu schaffen, die gegen die mit Kanälen versehene Fläche anliegt. Zum Beispiel können die Kanäle leicht ausgefräst und die ebenen Flächen gelappt werden.

Die einander anliegenden Flächen des ersten und zweiten Teiles sind vorteilhafterweise vollkommen radiale Flächen, obwohl sich die Erfindung nicht darauf beschränkt.

Da die Kanäle in eine leicht zugängliche Fläche des ersten Teiles eingearbeitet werden, können sie auch sehr genau in genau radialer Richtung ausgerichtet werden, so dass keine fremde Rotationskraft auf das andere Lagerteil übertragen wird.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Bildung von Kanälen in einer axial gegenüberliegenden Fläche es unnötig macht, dass die Buchsen verhältnismässig dünn ausgebildet werden, wie dies bei dem bekannten Stand der Technik für das Bohren der Gaszuführöffnungen erforderlich ist. Demzufolge kann der äussere Teil des Lagers eine grössere radiale Stärke und somit eine verhältnismässig grössere Stabilität besitzen.

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Um leicht eine gleio.hmässige Versorgung der Öffnungen mit Gas zu erzielen, ist es vorteilhaft, eine Gaszuführeinrichtung vorzusehen, die einen koaxialen ringförmigen Kanal aufweist, der axial in die axial ge-

zweiten

nutete, radiale Stirnfläche des/Teiles mündet.

Bei einem Axialdruckgaslager kann das Gas durch eine einzige ringförmige Öffnung in das Lagerspiel gelangen und diese Öffnung kann aus einer ringförmigen Nut bestehen, die zwischen dem Aussendurchmesser des einen Teiles des Lagerteiles und dem Innendurchmesser eines zweiten Teiles des Lagerteiles gebildet wird. Die Verkleinerung des Aussendurchmessers auf die gewünschte radiale Nutweite wird vorzugsweise durch Schleifen erreicht.

In den Zeichnungen, die zwei Ausführungsformen der Erfindung zeigen, ist:-

Pig. 1 ein Längsschnitt durch ein Wellengaslager gemäss der Erfindung;

Pig. 2 ein Schnitt auf der Linie II—II in Fig. 1·,

Pig. 3 ein ähnlicher Schnitt durch eine andere Ausführungsform;

Pig, 4 ein Längsschnitt durch ein Axialdrucklager in auseinandergezogenem Zustand,

Pig. 5 eine Ansicht in Richtung "A" in Pig. 4ί Pig. 6 eine Ansicht in Richtung "B" in Pig. AJ

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Pig. 7 ein Längsschnitt durch das Lager gemäss Pig. 4 in zusammengebautem Zustand.

Das in Pig. 1 und 2 dargestellte Wellengaslager besteht aus einer Welle 1 , die mit sehr geringem Spiel 2 in einem Lagergehäuse 3 drehbar ist, das aus einer Buchse 4a besteht, auf die mit einem Gewinde versehene Endstücke 4b und 4£ aufgeschraubt sind.

Die Buchse 4a. ist mit radialen Gaseinttaeöffnungen 5 versehen, die zu parallel zur Welle 1 verlaufenden Gasverteilerkanälen 6 führen.

In die beiden Stirnflächen der Buchse 4a sind symmetrisch in zwei Richtungen in einem Winkel von 90° Aussparungen 7a und 7b eingefräst. Die innere axiale Stirnfläche jedes Endstückes 4b und 4jc ist so geschliffen und gelappt, dass sie ganz genau radial verläuft, und wenn die beiden Endstücke in die aus Pig. 1 ersichtliche Stellung geschraubt werden, bilden sich vier radiale Schlitze, die in einem Winkel von 90° um die Achse angeordnet sind.

Die Gasverteilerkanäle 6 führen in diese Schlitze und das verdichtete Gas dringt durch sie in das Spiel 2 ein, in dem die Welle sich dreht.

Die Anordnung in Pig. 3 ist der in Pig. I und 2 ähnlich, nur sind hier die Stirnflächen der Buchse viermal in einem Winkel von 45° gefräst» so dass insgesamt 8 Kanäle 7<j entstehen, die symmetrisch"und winkelförmig versetzt um die Welle angeordnet sind.

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Die Fig. 4 bis 7 zeigen ein Axialdrucklager, dessen äusseres Teil aus einer Mittelbuchse 9 "besteht, die an jeder Stirnfläche mit Nuten 10 versehen ist, wie oben bezüglich der Fig. 1 und 2 beschrieben. An das eine Ende der Buchse 9 schliesst sich ein Endteil 11 an, das von einem mit einem Gewinde versehenen Ring 12 gehalten wird. An das andere Ende der Buchse 9 schliesst sich ein Endteil 13 an, das von einem mit einem Gewinde versehenen Ring 14 gehalten wird. Der Durchmesser G_ des Endteils 11 ist geschliffen und bildet einen Spielsitz innerhalb des Durchmessers D und der Durchmesser B ist so geschliffen, dass er genau in den Durchmesser F passt, so dass das Gas nur in radialer Richtung in das Lagerspiel strömen kann. Der Durchmesser G des Endteils 13 ist geschliffen und passt genau in den Durchmesser H. Der Durchmesser I ist jedoch kleiner als der Durchmesser ^T geschliffen, so dass ein Ringschlitz von ungefähr 0,0254 mm bis 0,0381 mm verbleibt. Durch diesen Ringschlitz dringt das verdichtete Gas in das Drucklagerspiel 15 ein, nachdem es durch mehrere radiale Einlassöffnungen 19 über Bohrungen 18, ringförmige Kammern 17 und Zuleitungen 16 dorthin gelangt ist.

Die Ringe 12 und 14 können statt mit einem Schraubengewinde, wie in den Zeichnungen dargestellt, mit einem Klebemittel an der Buchse 9 befestigt werden.

Statt der Bohrungen 18 können auch flache Nuten axial

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entlang des Aussendurchmessers der Buchse 9 eingefräst sein, so dass innerhalb der Gewinderinge 12 und 14 eine Reihe von parallel zur Längsachse verlaufende Gaszuleitungen gebildet werden, die von den Einlassöffnungen zu den radial verlaufenden Kanälen 10 führen.

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Claims (7)

Pat entansprüche

1. Gaslager, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Gaszuleitungen in ein Lagerspiel zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Lagerteilen führen, wobei die Gaszuleitungen Schlitze sind, die sich zwischen den Stirnflächen zweier Teile eines der Lagerteile befinden.

2. Gaslager nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuleitungen für ein Wellenlager aus Schlitzen bestehen, die sich zwischen einer radialen Stirnfläche eines ersten feile des Lagerteils und einer axial genuteten, radial verlaufenden Stirnfläche eines zweiten anstossenden Teiles dieses Lagerteiles befinden.

3. Gaslager nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der radialen Stirnfläche des zweiten Teiles mehrere axiale Nuten befinden, die symmetrisch und winkelförmig un die Rotationsachse des Lagere angeordnet sind.

4. Gaslager nach Patentanspruch 2 und 3» dadurch, gekennzeichnet, dass die axialen Hüten kreuzweise in eine Stirnfläche des zweiten Teils eingefräst sind.

5. Gaelager nach jedem der Patentansprüche 2 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dass zu den Gaazuführleitungen eine koaxiale ringförmige Kammer gehört, die axial in die axial genutete, radiale Stirnfläche des zweiten Teiles mündet.

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6. Gaslager nach Patenbnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuleitung für ein Axialdrucklager aus einem ringförmigen Schlitz besteht, der zwischen dem Aussendurchmesser eines ersten Teiles des Lagerteiles und dem Innendurchmesser eines zweiten Teiles des Lagerteiles vorgesehen ist.

7. Gaslager nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser durch Schleifen auf die gewünschte radiale Schlitzbreite verringert ist.

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