DE19512060A1

DE19512060A1 - Luftlagerdüse und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE19512060A1
Application number: DE1995112060
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Martin; Juergen Dipl Ing Loebel; Ekhard Dr Ing Wendorff
Original assignee: Pasim Mikrosystemtechnik GmbH
Current assignee: Pasim Mikrosystemtechnik GmbH
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-12-12

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Luftlagerdüse und das Verfahren zu ihrer Herstellung, wie sie insbesondere zur Erzeugung von Luft lagern bei Hybridschrittmotoren Anwendung findet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Im Stand der Technik ist es bekannt, daß Hybridschrittmotoren mit Luftlagern arbeiten. Diese Luftlager werden über Luftdüsen mit Luft versorgt. Die bekannten Luftdüsen sind in der Regel einschraubbar gestaltet und einstückig ausgebildet. Die im mittleren Bereich der Luftlagerdüsen eingebrachten Düsenbohrun gen sind dadurch nachteilbehaftet, daß sie im Durchmesser schwanken. Für den Betrieb eines Hybridschrittmotors wirkt sich dieses nachteilig aus, weil beispielsweise eine Verkippung auf tritt. Ein weiterer Mangel der oben genannten und bekannten Luftlagerdüse liegt dadurch vor, daß im Einschraubbereich Un dichtheiten auftreten, die in der Regel durch Abdichtmateria lien behoben werden. Das erfordert jedoch neben dem zusätzli chen Materialaufwand für die Abdichtmaterialien einen zusätzli chen Arbeitsaufwand für das dosierte Aufbringen der Abdichtma terialien auf den Außenkörper und für das nachträgliche Ein bringen in das Läuferelement. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Luftlagerdüsen nur mit großen Aufwendungen und hoher Akribie eingeschraubt werden können, da sie in der Regel madenschraubenförmig oder gewindestiftartig ausgebildet sind und so leicht verkanten. Ein weiterer negativer Aspekt liegt dadurch vor, daß die bekannten Luftdüsen durch Verunreinigungen die Luft nur teilweise durchlassen oder verstopfen, so daß die Lagerleistung des Luftlagers sinkt oder auf Null geht.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, eine Luftlagerdüse und das Verfahren zu ihrer Herstellung der eingangs genannten Art her vorzubringen, die die Mängel des Standes der Technik mindert bzw. beseitigt und gleichzeitig sicherstellt, daß mit geringem Aufwand die Düsendurchmesser in einer hohen Genauigkeit kon stant bleiben und daß ein Einbringen der Luftlagerdüsen in ein Läuferelement ohne zusätzliche Abdichtmaterialien möglich ist und leicht einschraubbar ist, wobei weiterhin eine solche Kon figuration geschaffen wird, bei der ein Verstopfen der Düsen bohrung durch Verunreinigungen vermieden wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftlagerdüse und das Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist und durch eine Verbundbauweise her gestellt ist, wobei die erfindungsgemäße Konfiguration so ge staltet ist, daß ein gutes Abdichten, ein gutes Montieren sowie ein Filtern der Betriebsluft vor der Düsenbohrung ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Gesamtanordnung aus einem einstückigen Grundkörper besteht, der seinerseits eine Düsenplatte mit einer Düsenbohrung und mit einem Düsenplattendurchmesser und einem Filterkörper aufnimmt, und daß der Grundkörper ein Düseneinschraubgewinde mit einer vorderen Fase und einer hinteren Fase besitzt, wobei sich an die hintere Fase der Vorführungsschaft anschließt und daß an den Vorführungsschaft der Keilring angelenkt ist, der einen Keilwinkel aufweist, wobei der Keilwinkel von einer Außenfase und einer Innenfase gebildet ist und daß eine Filterkörperboh rung mit Filterkörpersitz vorgesehen ist, wobei an der Wandung der Filterkörperbohrung der Filterkörper mit seinem Filterkör perdurchmesser anliegt, und daß der Filterkörper an dem Filter körpersitz anstößt und daß sich an den Filterkörpersitz die Freibohrung, die Düsenplatteneinlegebohrung, der Bohrkegel, der Austrittskanal mit Einschraubschlitz anschließt und daß sich die Düsenplatte im Bereich des Bohrkegels, der Düsenplattenein legebohrung befindet, wobei im Bereich des Bohrkegels mit der Düsenplatte ein Eindrückbereich und gegenüber an der Düsenplat te eine Radialstemmwulst und eine Axialstemmwulst gebildet ist und daß ein Einstemmdurchmesser vorliegt und daß eine Gesamt länge und eine Schaftlänge vorliegt.

Ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung liegt dadurch vor, daß die Düsenplatte aus einem mineralischen Werkstoff besteht.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist da durch gegeben, daß die Düsenplatte im Sinterverfahren ausge führt ist.

Merkmal der Erfindung ist es weiterhin, daß der Keilwinkel des Keilringes 90° beträgt.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß zwischen der Fil terkörperbohrung im Vorführungsschaft und dem Filterkörper durchmesser des Filterkörpers eine Preßpassung vorgesehen ist.

Besonderes Merkmal der Erfindung ist es weiterhin, daß der Dü senplattendurchmesser der Düsenplatte kleiner als der Durchmes ser der Düsenplatteneinlegebohrung ist.

Nach der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß das Verhältnis zwischen der Gesamtlänge des Grundkörpers und der Schaftlänge des Vorführungsschaftes kleiner als drei ist.

Eine Erfindung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß eine Vorkammer durch den Bohrkegel, den Austrittskanal (20) und den Einschraubschlitz gebildet ist.

Die Erfindung ist nach einem weiteren Merkmal dadurch gekenn zeichnet, daß der Grundkörper aus Messing (Cu Zu 39 Pb 3 F 44/45 besteht.)

Erfindungsgemäß ist in vorteilhafter Weise weiterhin vorgese hen, daß folgende Verfahrensschritte realisiert werden.

1. Herstellung des Grundkörpers nach einem in bekannter Weise vorliegenden Verfahren.
2. Einlegen der Düsenplatte in die Düsenplatteneinlegeboh rung, so daß die Düsenplatte auf dem Bohrkegel eben auf liegt.
3. Einpressen einer Einstemmnadel in den nicht näher bezeich neten Bodenring der Freibohrung, so daß zwischen der Dü senplatte und dem Bohrkegel ein Eindrückbereich und an der gegenüberliegenden Seite der Düsenplatte eine Axialstemm wulst und eine Radialstemmwulst sowie ein Einstemmdurch messer gebildet sind.
4. Einbringen des Filterkörpers in die Filterkörperbohrung, so daß der Filterkörper am Filterkörper anliegt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen im einzelnen

Fig. 1 Eine Gesamtanordnung einer erfindungsgemäßen Luftla gerdüse im Vollschnitt.

Fig. 2 Eine prinzipielle Darstellung der Gesamtanordnung der erfindungsgemäßen Luftlagerdüse in y-Ansicht nach Fig. 1.

Fig. 3 Eine prinzipielle Darstellung der Gesamtanordnung der erfindungsgemäßen Luftlagerdüse im Schnitt A-A nach Fig. 1.

Fig. 4 Eine prinzipielle Darstellung der Gesamtanordnung der erfindungsgemäßen Luftlagerdüse in x-Ansicht nach Fig. 1.

Fig. 5 Eine prinzipielle Darstellung eines erfindungsgemäßen Grundkörpers im Vollschnitt nach Fig. 1.

Fig. 6 Eine prinzipielle Darstellung eines erfindungsgemäßen Grundkörpers mit eingelegter Düsenplatte im Voll schnitt nach Fig. 1 und 5.

Fig. 7 Eine prinzipielle Darstellung eines erfindungsgemäßen Grundkörpers mit eingelagerter Düsenplatte und mit Einstemmnadel nach Fig. 1 und 6 im Vollschritt.

In Fig. 1 ist eine Gesamtanordnung einer erfindungsgemäßen Luftlagerdüse im Vollschritt gezeigt.

Die Gesamtanordnung 1 besteht dabei aus dem Grundkörper 2 mit integrierter Düsenplatte 3 und Filterkörper 27. Der Grundkörper 3 ist einstückig ausgebildet und besitzt ein Düseneinschraubge winde 11 mit einer vorderen Fase 12 und einer hinteren Fase 14. An die hintere Fase 14 schließt sich der Vorführungsschaft 13 sowie der Keilring 15 an.

Im Inneren befindet sich die Filterkörperbohrung 9 mit dem Fil terkörpersitz 8. Die Größe des Filterkörpersitzes 8 ergibt sich aus der Differenz der Durchmesser aus der Filterkörperbohrung 9 und der Freibohrung 7. In der Filterkörperbohrung 9 ist der Filterkörper 27 mit seinem Filterkörperdurchmesser 10 aufgenom men. Der Filterkörper 27 ist bis an den Filterkörpersitz 8 her angeschoben. Der Filterkörperdurchmesser 10 bildet zusammen mit der Wandung der Filterkörperbohrung 9 einen leichten Preßsitz. Der Filterkörper besteht beispielsweise aus einem porösen Werk stoff, wie einem luftdurchlässigen Kunststoff aus PE (Polyäthy len). An die Freibohrung 7 schließt sich die Düsenplatteneinle gebohrung 5 an, die in ihrem Boden einen Bohrkegel 24 aufweist. An den Bohrkegel 24 schließt sich der Austrittskanal 20 mit einem Einschraubschlitz 21 an.

In die Düsenplatteneinlegebohrung 5 ist die Düsenplatte 3 ein gelegt. Eine Vorkammer 23 wird durch die Düsenplatte 3, den Bohrkegel 24, den Austrittskanal 20 und den Einschraubschlitz 21 gebildet. In diese Vorkammer 23 mündet die Düsenbohrung 22. Die Düsenplatte 3 weist einen Düsenplattendurchmesser 4 auf, der kleiner als der Durchmesser der Düsenplattenbohrung 5 ist. Merkmal der Erfindung ist es ebenfalls, daß zwischen der Dü senplatte 3 und dem Bohrkegel 24 ein Eindrückbereich 19 gegeben ist und daß auf der gegenüberliegenden Seite der Düsenplatte 3 eine Axialstemmwulst 17 und eine Radialstemmwulst 18 sowie der Einstemmdurchmesser 6 gegeben ist.

Die Düsenplatte 3 ist dabei in bekannter Weise aus bekannten Materialien wie mineralischen oder metallischen Werkstoffen hergestellt.

In Fig. 2 ist eine prinzipielle Darstellung der Gesamtanord nung der erfindungsgemäßen Luftlagerdüse in y-Ansicht nach Fig. 1 gezeigt. Die Gesamtanordnung 1 weist den Grundkörper 2 mit dem Düseneinschraubgewinde 11 auf, wobei im Zentrum die Düsenbohrung 22 der Düsenplatte 3 sowie der Austrittskanal 20 mit dem Einschraubschlitz 21 zu sehen ist.

In Fig. 3 ist eine prinzipielle Darstellung der Gesamtanord nung der erfindungsgemäßen Luftlagerdüse im Schnitt A-A nach Fig. 1 gezeigt.

Die Gesamtanordnung 1 weist dabei den Grundkörper 2 mit dem Düseneinschraubgewinde 11 auf, wobei sich im Zentrum die Düsen bohrung 22 der Düsenplatte 3 befindet, wobei die Axialstemm wulst 17 die Düsenplatte 3 überdeckt.

In Fig. 4 ist eine prinzipielle Darstellung der Gesamtanord nung der erfindungsgemäßen Luftlagerdüse in x-Ansicht nach Fig. 1 gezeigt.

Die Gesamtanordnung 1 weist den Grundkörper 2 mit dem Düsen einschraubgewinde 11 auf. Im Vordergrund befindet sich der Keilring 15, der auf den Vorführungsschaft 13 aufgesetzt ist.

Innerhalb des Vorführungsschaftes 13 befindet sich die Filter körperbohrung 9, in der ihrerseits der Filterkörper 27 über den Filterkörperdurchmesser 10 mit einer leichten Presspassung auf genommen ist.

In Fig. 5 ist eine prinzipielle Darstellung eines erfindungs gemäßen Grundkörpers im Vollschnitt nach Fig. 1 gezeigt.

Der Grundkörper 2 weist dabei ein Düseneinschraubgewinde 11 sowie einen Vorführungsschaft 13 auf. Der Grundkörper besitzt dabei eine Gesamtlänge 29, wobei der Vorführungsschaft 13 eine Schaftlänge 30 besitzt. Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß das Verhältnis von der Gesamtlänge 29 zur Schaftlänge 30 klei ner als drei ist.

An dem Vorführungsschaft 13 ist der Keilring 15 angelenkt, wo bei der Keilring 15 aus der Außenfase 25 und der Innenfase 28 gebildet ist und einen Keilwinkel 16 aufweist, der 90° groß ist. An die Innenfase 28 schließt sich die Innenbohrung 9, die Frei bohrung 7, die Düsenplatteneinlegebohrung 5, der Bohrkegel 24, der Austrittskanal 20 mit dem Einschraubschlitz 21 an.

In Fig. 6 ist eine prinzipielle Darstellung eines erfindungs gemäßen Grundkörpers mit eingelegter Düsenplatte nach Fig. 1 und 5 gezeigt.

Der Grundkörper 2 der Gesamtanordnung 1 besitzt einen Keilring 15, der aus einer Außenfase 25 und einer Innenfase 28 gebildet ist. An die Innenfase 28 schließt sich die Filterkörperbohrung 9 mit dem Filterkörpersitz 8 an, wobei die Größe des Filterkör persitzes 8 aus der Durchmesserdifferenz der Filterkörperboh rung 9 und der Freibohrung 7 gebildet ist. An die Freibohrung 7 schließt sich die Düsenplatteneinlegebohrung 5 mit dem Bohrke gel 24 an.

In die Düsenplatteneinlegebohrung 5 ist die Düsenplatte 3 so eingelegt, daß sie ohne ein Verkanten in dem Bohrkegel 24 zur Auflage kommt. Die Düsenplatte 3 weist einen Düsenplattendurch messer 4 auf, der kleiner als der Durchmesser der Düsenplatten einlegebohrung ist.

In Fig. 7 ist eine prinzipielle Darstellung eines erfindungs gemäßen Grundkörpers mit eingelagerter Düsenplatte und mit Ein stemmnadel nach Fig. 1 und 6 gezeigt.

Der Grundkörper 2 der Gesamtanordnung 1 besitzt ein Einschraub gewinde 11 und einen sich daran anschließenden Vorführungs schaft 13 mit Keilring 15. Im Inneren befindet sich die Filter körperbohrung 9, der Filterkörpersitz 8, die Freibohrung 7, der Einstemmdurchmesser 6, die Axialstemmwulst 17, die Radialstemm wulst 18, die Düsenplatte 3 mit Düsenplattendurchmesser 4, die Düseneinlegebohrung 5 und der Bohrkegel 24 mit Eindrückbereich 19.

Bezugszeichenliste

1 Gesamtanordnung
2 Grundkörper
3 Düsenplatte
4 Düsenplattendurchmesser
5 Düsenplatteneinlegebohrung
6 Einstemmdurchmesser
7 Freibohrung
8 Filterkörpersitz
9 Filterkörperbohrung
10 Filterkörperdurchmesser
11 Düseneinschraubgewinde
12 vordere Fase
13 Vorführungsschaft
14 hintere Fase
15 Keilring
16 Keilwinkel
17 Axialstemmwulst
18 Radialstemmwulst
19 Eindrückbereich
20 Austrittskanal
21 Einschraubschlitz
22 Düsenbohrung
23 Vorkammer
24 Bohrkegel
25 Außenfase
26 Einstemmnadel
27 Filterkörper
28 Innenfase
29 Gesamtlänge
30 Schaftlänge

Claims

1. Luftlagerdüse, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gesamtan ordnung (1) aus einem einstückigen Grundkörper (2) be steht, der seinerseits eine Düsenplatte (3) mit einer Dü senbohrung (22) und mit einem Düsenplattendurchmesser (4) und einem Filterkörper (27) aufnimmt, und daß der Grund körper (3) ein Düseneinschraubgewinde (13) mit einer vor deren Fase (12) und einer hinteren Fase (14) besitzt, wo bei sich an die hintere Fase (14) der Vorführungsschaft (13) anschließt und daß an den Vorführungsschaft (13) der Keilring (15) angelenkt ist, der einen Keilwinkel (16) aufweist, wobei der Keilwinkel (16) von einer Außenfase (25) und einer Innenfase (28) gebildet ist und daß eine Filterkörperbohrung (9) mit Filterkörpersitz (8) vorgese hen ist, wobei an der Wandung der Filterkörperbohrung (9) der Filterkörper (27) mit seinem Filterkörperdurchmesser (10) anliegt, und daß der Filterkörper (27) an dem Filter körpersitz (8) anstößt und daß sich an den Filterkörper sitz (8) die Freibohrung (7), die Düsenplatteneinlegeboh rung (5), der Bohrkegel (24), der Austrittskanal (20) mit Einschraubschlitz (21) anschließt und daß sich die Düsen platte (3) im Bereich des Bohrkegels (24), der Düsenplat teneinlegebohrung (5) befindet, wobei im Bereich des Bohr kegels (24) mit der Düsenplatte (3) ein Eindrückbereich (19) und gegenüber an der Düsenplatte (3) eine Radial stemmwulst (18) und eine Axialstemmwulst (17) gebildet ist und daß ein Einstemmdurchmesser (6) vorliegt und daß eine Gesamtlänge (29) und eine Schaftlänge (30) gegeben ist.

2. Luftlagerdüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Düsenplatte (3) aus einem mineralischen Werkstoff besteht.

3. Luftlagerdüsenanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Düsenplatte (3) im Sinterverfahren ausgeführt ist.

4. Luftlagerdüse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß der Keilwinkel (16) des Keilringes (15) 90° be trägt.

5. Luftlagerdüse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß zwischen der Filterkörperbohrung (9) im Vorfüh rungsschaft (13) und dem Filterkörperdurchmesser (10) des Filterkörpers (27) eine Preßpassung vorgesehen ist.

6. Luftlagerdüse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß der Düsenplattendurchmesser (4) der Düsenplatte (3) kleiner als der Durchmesser der Düsenplatteneinlege bohrung (5) ist.

7. Luftlagerdüse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß das Verhältnis zwischen der Gesamtlänge (29) des Grundkörpers (2) und der Schaftlänge (30) des Vorfüh rungsschaftes (13) kleiner als drei ist.

8. Luftlagerdüse nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß eine Vorkammer (23) durch den Bohrkegel (24), den Austrittskanal (20) und den Einschraubschlitz (21) gebil det ist.

9. Luftlagerdüse nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeich net, daß der Grundkörper (2) aus Messing Cu Zu 39 Pb 3 F 44/45 besteht.

10. Luftlagerdüse mit Verfahren zu ihrer Herstellung nach An spruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Ver fahrensschritte realisiert werden.

10.1. Herstellung des Grundkörpers (2) nach einem in be kannter Weise vorliegenden Verfahren.
10.2. Einlegen der Düsenplatte (3) in die Düsenplattenein legebohrung, so daß die Düsenplatte (3) auf dem Bohr kegel (24) eben aufliegt.
10.3. Einpressen einer Einstemmnadel (26) in den nicht nä her bezeichneten Bodenring der Freibohrung (7), so daß zwischen der Düsenplatte (3) und dem Bohrkegel (24) ein Eindrückbereich (19) und an der gegenüber liegenden Seite der Düsenplatte (3) eine Axialstemm wulst (17) und eine Radialstemmwulst (18) sowie ein Einstemmdurchmesser (6) gebildet sind.
10.4. Einbringen des Filterkörpers (27) in die Filterkör perbohrung (9), so daß der Filterkörper (27) am Fil terkörper (8) anliegt.