DE1965580A1 - Lagereinrichtung fuer hydrostatische Lagerung zweier zueinander beweglicher Teile - Google Patents

Lagereinrichtung fuer hydrostatische Lagerung zweier zueinander beweglicher Teile

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Toernkvist Dipl-Ing Rolf
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TOERNKVIST DIPL ING ROLF
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C32/0651Details of the bearing area per se

Description

  • Beschreibung zu der Patentanmeldung Lagereinrichtung für hydrostatische Lagerung zweier zueinander beweglicher Teile Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lagereinrichtung für hydrostatische Lagerung zweier zueinander beweglicher Teile, zwischen denen sie eingebaut ist, mit einer Lagerfläche, die einen an eine Druckmittelquelle anschließbaren Hohlraum und mindestens eine, im Abstand zum Hohlraum angeordnete Tasche aufweist, wobei ein Dichtungsspalt zwischen der Lagerfläche und dem einen Teil vorgesehen ist, durch den das Druckmittel vom Hohlraum in die Tasche und in den Bereich außerhalb der Lagereinrichtung strömen kann.
  • Die Tragkraft eines hydros-tatischen Lagers ergibt sich aus dem auf die Fläche eines Hohlraumes wirkenden Flüssigkeitsdruck und dem mit dem auf die Fläche eines dichtenden Spaltes rings um diesen Hohlraum wirkenden abnehmenden Druck. Dabei können hydrostatische Lager, im Gegensatz zu anderen Lagertypen, neben der reinen Lagerfunktion als bewegliche Durchführungen von Druckmittel und als Ventile dienen.
  • Die Fläche zwischen den zwei einander gegenüber beweglichen zu lagernden Teilen oder Elementen kann plan, sphärisch, zylindrisch oder allgemein eine Rotationsfläche oder eine Schraubenfläche sein. Dabei kann die relative Beweglichkeit von zwei Preiheitsgraden auf einen beschränkt werden, beispielsweise dadurch, daß das Lager als eine Kombination planer und zylindrischer Elemente, d.h. als Axial- und Radiallager, ausgeführt wird.
  • Hydrostatische Lager können aus einem oder mehreren druckbelasteten Hohlräumen aufgebaut sein, die von einem oder mehreren dichtenden Spalten umgeben sind.
  • Obwohl es lange bekannt gewesen ist, daß hydrostatische Lager einen erheblich niedrigen Reibungskoeffizienten-als andere Lager haben und von der Rotationsgeschwindigkeit praktisch unabhängig sind, in Bezug auf die Lagerwerkstoffe weniger Anforderungen stellen und eine lange Lebensdauer haben, ist ihre Verwendung beschränkt, weil die Regelung des Abstands zwischen den Flächen des Dichtungsspalts Schwierigkeiten macht und das Problem besteht, die tragenden Blöcke gegen Kippen stabil zu machen.
  • Man ist imstande, die Lagerelemente dadurch in gegeignetem Abstand zueinander zu halten, daß man in den Hohlraum zwischen den zwei Elementen des Lagers eine konstante Ölmenge pumpt, die einer so großen viskosen Strömung durch den Dichtungsspalt entspricht, daß das Öllecken und die Lagerarbeit klein werden, wobei zugleich bei symmetrischer Belastung der Blöcke die Gefahr ausgeschaltet ist, daß sich die Flächen berühren können.
  • Auch eine andere Methode, wie sie beispielhaft in Fig. 1 gezeigt ist, wurde bereits angewendet. Im Spalt ist eine Tasche c, die durch einen Kanal mit einer Drossel mit der Druckkammer verbunden ist. Wenn die Spalthöhe h abnimmt, steigt der Druck in der Tasche, wogegen er sinkt, wenn h zunimmt; eine Selbsteinstellung der Spalthöhe erfolgt daher, und somit kann das Lager in gewissen Grenzen verschiedene Belastungen F aufnehmen, ohne daß sich der Druck p ändert. F und p können also in einem bestimmten Regelbereich voneinander unabhängig sein. Es ist jedoch schwierig, den dorsselwirderstand zu justieren und den Wert während langzeitigen Betriebs beizubehalten. Ventile zu diesem Zweck sind empfindlich und schwer zu handhaben. Ein anderer Nachteil ist, daß sich in vielen Anwendungsfällen kein Raum für solche Ventile bietet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und ähnliche Nachteile in hydrostatischen Lagern und Durchführungen zu vermeiden. Dabei können die sich auf Grund des Erfindungsgedankens bietenden Vorteile unabhängig davon erzielt werden, ob es sich um Lager, Durchführungen oder Ventile für Druck und Belastung variierender Art handelt.
  • Erfindungsgemäß ist die Lagereinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche im Bereich zwischen dem Hohlraum und der Tasche gegenüber der Lagerfläche im Bereich zwischen der Tasche und der Raum außerhalb der Lagereinrichtung yersenkt ist; so daß die Strömung des Druckmittels bei ab- oder zunehmender Spalthöhe/über der versenkten Partie der Lagerfläche relativ größer bzw. kleiner als über der übrigen Partie der Lagerfläche wird und dadurch der Druck in der Tasche und im Spalt und somit die tragende Kraft der Lagereinrichtung zunimmt bzw. abnimmt.
  • Die Erfindung sowie vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt eine bekannte Lagereinrichtung im Querschnitt; Fig. 2-4 zeigen schematisch drei verschiedene Ausführungen einer Lagereinrichtung gemäß der Erfindung mit geradem, rundem bzw. sphärischem Spalt; Fig. 5-7 zeigen die Druckverteilung in den Lagereinrichtunge gemäß Fig. 2-4; Fig. 8 zeigt in Planansicht eine Lagereinrichtung gemäß den Figuren 3 und 6 mit ebenem, rundem Spalt; Fig. 9 zeigt ein auf der Erfindung basierendes Radiallager in perspektivischer Darstellung; Fig. 10 und 11 zeigen die beiden Lagerringe im Radiallager gemäß Fig. 9 in Stirnansicht; Fig. 12 zeigt eine Lagerpfanne im Schnitt längs Linie A-A in Fig. 14; Fig. 13 und 14 zeigen die Lagerpfannen von innen bzw. von außen: Fig. 15 und 16 sind Schnitte längs Linien B-B bzw. C-C in Fig. 14; Fig. 17 und 18 zeigen eine Ausführungsform der Lagerflächen in einem Verteiler; Fig. 19 zeigt die beiden zusammenwirkenden Lagerflächen in Betriebsstellung; Fig. 20 zeigt perspektivisch eine Ausführungsform eines mit selbsteinstellenden hydrostatischen Lagereinrichtungen versehenen Radiallagers; Fig. 21 und 22 zeigen Stirnansichten der beiden Lagerringe in einem Radiallager gemäß Fig. 20; Fig. 23 und 24 veranschaulichen den Kraftvektor des Radiallagers; Fig. 25 zeigt die Kraftverteilung im Radiallager; Fig. 26 zeigt die Variation der Tragkraft im Radiallager; Fig. 27 zeigt eine Querschnittsansicht eines Ventilsystems für die Steuerung der Ölzufuhr zum Radiallager; Fig. 28 zeigt das Ventilsystem im Querschnitt längs Linie A-A in Fig. 27; Fig. 29 zeigt das Ventilsystem in einer anderen Teilquerschnittsansicht.
  • Im folgenden werden zuerst hydrostatische erfindungsgemäße Lager beschrieben, wobei drei Fälle zu unterscheiden sind, nämlich Lager mit geradem, rundem und sphärischem Spalt.
  • Fig. 2 zeigt einen Abschnitt mit geradem Spalt. Im Bereichliet der Druck Pa angenommen, und außerhalb des Spalts im Bereich 2 sowie symmetrisch dazu im Bereich 3 ist im allgemeinen kein Uberdruck vorhanden. Im Abschnitt 4, dessen Breite als eine Längeneinheit angesehen werden kann, wird der Bereich zwischen der Mittellinie 5 und der rechten -Konturlinie des Spaltes betrachtet.
  • Fig. 3 zeigt einen runden, ebenen Spalt, dessen Zentrum im Punkt 6 liegt. Der innere Halbmesser des Spalts ist 7 und der äußere Halbmesser 8. Es sei angenommen, daß ein Überdruck im zentralen Hohlraum 9 aufrecht erhalten wird und daß im Bereich außerhalb der Spalte kein Überdruck herrscht.
  • Fig. 4 zeigt einen sphärischen Spalt, wobei wiederum ein Überdruck im zentralen Hohlraum vorhanden ist, während außerhalb des Spalts kein Überdruck herrscht.
  • Andere prinzipiell gleiche Lager können in entsprechender Weise ausgebildet sein, z.B. zylindrische, konische oder schraubenförmige Lager.
  • Im Falle eines geraden Spalts, Fig. 2 ist in Fig. 5 der Spalt allein sowie die Schließkraft Fo dargestellt, die der Spaltabschnitt zu tragen hat. Dem Rest der tragenden Kraft entspricht die hebende Kraft im Hohlraum selber, die von dem hydraulischen Druck auf die Fläche des Hohlraumes und der Tragkraft der übrigen Spaltabschnitte verursacht wird.
  • Unten in Fig. 5 wird ein Querschnitt des Spalts gezeigt.
  • Er besteht aus den Teilspalten 10, 11 und 12. Wenn die Spalthöhe in 12 mit h bezeichnet wird, die dem Abstand zwischen den zwei Lagerelementen gleich ist, ist in 10 die Spalthöhe h + h1 ein konstanter Wert ist und einer Versenkung der Fläche entspricht, die durch Ätzen, Schleifen, Stahlgebläsebearbeitung oder in anderer Weise erzielt ist. Der Spaltteil 11 besteht aus einer Tasche, wobei die Entfernung zwischen den Flächen der Lager-** wobei h1 elemente so groß ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit über diesen Spaltteil sehr klein wird, dort keine viskose Strömung vorkommt und der Druck konstant bleibt.
  • Im Koordinatensystem in Fig. 5 oben ist die Druckverteilung durch den Spalt dargestellt. Der Druck fällt von Pa, , dem Überdruck im Hohlraum, auf pe ab, der im allgemeinen Null ist. Für einen bestimmten Betriebsfall wird angenommen, daß Fo ebenso groß ist wie die Kraft, die entsteht, wenn der Spaltdruck der Kurve 13-14-15-16 entspricht. Wenn h@dann aus irgend einem Grund kleiner wird, strömt durch den Spalt 12 eine geringere Ölmenge, während die Menge, die durch 10 strömt, nicht in derselben Masse vermindert wird. Die Druckkurve ändert sich, wie es durch die Kurve 13-17-18-16 angedeutet ist. Auf Grund der Eigenschaft, daß, wenn sich die Elemente einander nähern, die Strömung durch den Spalt/10 relativ größer als durch den Spalt 12 wird und umgekehrt, wenn sich die Elemente von einander entfernen, die Strömung durch den Spalt 10 relativ kleiner als durch den Spalt 12 wird, ist eine Spalteinrichtung dieser Art immer selbsteinstellend. Sie kann in gewissen Grenzen Kräfte verschiedener Größe tragen ohne daß das Lecken durch den Spalt zu groß wird, wenn die Kraft Fo abnimmt, oder ohne daß sich die Flächen berühren, wenn Fo zunimmt.
  • Bei rundem Spalt gemäß Fig. 3 wird der Verlauf etwas anders, wie aus der Fig. 6 hervorgeht. Der Druckfall in den Spalten 19 und 21 folgt im Unterschied zum geraden Spalt, logarithmischen Kurven, im übrigen aber wirkt der runde Spalt mit analog dem geraden Spalt selbsteinstellend bzw. selbstregelnd, wie auch Fig. 6 erkennen läßt.
  • Der sphärische Spalt gemäß Fig. 7 ist mit gleichartigen Spaltteilen wie im vorigen Fall versehen, und die automatische Einstellung der Spalthöhe basiert sich auf analoge Verhältnisse.
  • In entsprechender Weise können Lager und Durchführungen ausgeführt werden, wenn der Druck im Hohlraum kleiner als der Druck auf der Außenseite der Lagerelemente ist. Eine Anwendung der Erfindung in solcher Ausführung ist beispielsweise als plane Achsenabstufung möglich.
  • Das Grundprinzip, in hydrostatischen Lagern, Durchführungen und Ventilen die dreiteilige abgestufte Spalte zu verwenden, kann ferner auf zylindrische und andere Lagertypen angewendet werden.
  • Eine Voraussetzung dafür, daß ein hydrostatisches Lager der Erfindung gemäß stabil bleibt, auch wenn die Belastung asymmetris in Bezug auf die Konfiguration des Lagers ist, ist daß die Spalte, die ja als dichtendes Element für das Drucköl im zentralen Teil des Lagers dient, in solche Segmente aufgeteilt wird, von denen ein jedes selbsteinstellende Eigenschaften hat. Dies geht aus dem folgenden Beispiel näher hervor. Die konstruktive Ausführung von hydrostatischen Lagern gemäß der Erfindung wird jetzt im Falle einer Durchführung mit planer runder Spalte gezeigt, vgl. Fig. 3 und 6.
  • Gemäß Fig. 8 ist der Hohlraum 22 mittels eines vierteiligen Spalts vom äußeren Bereich 23 getrennt. Die Fläche 24 befindet sich in der veränderlichen Entf@nung h von der planen Fläche des anderen Elements. Die Spaltentaschen 25 sind vie r an der Zahl und mit dem Hohlraum 22 jeweils durch Spalte 26 im Abstand h + h1 vom anderen Element verbunden.
  • Diese versenkten Flächen 26 werden, wie bereits genannt, beispielsweise durch Ätzung erzeugt. Weil ein jeder der vier Spaltenabschnitte einzeln sich so einzustellen bestrebt ist, daß die auf den Abschnitt wirkende Kraft vom Spaltabschnitt aufgenommen wird, wird das Lager somit in kalkulierbaren Grenzen stabil sein, auch wenn die zusammendrückende Kraft in Bezug auf die Konfiguration des Lagers nicht symmetrisch angreift.
  • Im folgenden Beispiel wird das Prinzip im Palle eines Radiallagers gezeigt, wobei besonders hervorgeht, daß man in hier in Frage kommender Lagerkonstruktion die momentane Größe und Richtung eines auf das Lager wirkenden veränderlichen Kraftvektors berücksichtigen kann, eine Möglichkeit, die beispielsweise bei Hydraulikmaschinen von besonderer Bedeutung ist.
  • In Fig. 9 befinden sich ringsum die Achse 27 zwei Lagerringe 28 und 29, ein jeder aus einer Anzahl, hier drei, Lagerpfannen 30, Fig. 10 und 11, die im Ring 29 so versetzt zu den Lagerpfannen im Ring 28 angeordnet sind, daß die Mitte jeder Lagerpfanne in 29 sich in derselben Axialebene wie der Spalt zwischen zwei Lagerpfannen in 28 befindet. Diese Lagenpfannen 30 sind mit einem kleinen Spielraum in ein Lagergehäuse 31 eingeschoben und mit einem Zapfen so fixiert, daß sie nicht mit der Achse rotieren und auch nicht in Richtung der Achse verschoben werden können. Durch die Zapfen läuft ein Ölkanal 33, der dazu dient, der Lagerpfanne Öl zuzuführen. Die Lagerpfannen 30 weisen eine Abstufung mit unterschiedlichem Abstand zum Gehäuse 31 auf und bilden das eine Element in einem hydrostatischen Lager, wobei die Achse das andere Element ist Der Hohlraum 34 in jeder Lagerpfanne ist von einem Spaltrand 35 von der in Fig. 2 bis 6 beschriebenen Art umgeben.
  • Die Gestaltung der Lagerpfannen geht aus den Figuren 12-16 hervor, wo die Figuren 13 und 14 ebene Abwicklungen der zylindrischen Form der Lagerpfanne sind. Fig. 13 zeigt die Innenseite der Lagerpfanne und Fig. 14 ihre Außenseite. In der Mitte der Lagerpfanne befindet sich ein Hohlraum 36, wobei das Loch für den genannten Zapfen 37 eine versenkte Fläche auf der Außenseite und auf-der Innenseite der Lagerpianne miteinander verbindet. Dieser Hohlraum ist von vier Taschen 38 umgeben, die ebenfalls als Vorsenkungen in der inneren und der äußeren Fläche der Lagerpfanne ausgebildet sind und unter einander durch Querbohrungen verbunden sind. Die Hohlräume 36 und 58 sind auf der Innenseite voneinander und vom Bereich außerhalb der Lagerpfanne durch ebene Flächen getrennt, die der Achse angepaßt sind und die bei 39 um den Betrag h1 unter die genannte ebene Fläche versenkt sind. Der Hohlraum 36 und die Taschen 38 sind auf der Außenseite der Lagerpfanne gegeneinander und den umgebenden Raum mittels eines Gummiteils 40 abgegrenzt, das so ausgelegt ist, daß die Lagerpfanne unter verschiedenen Betriebsbedingungen keinen größeren Deformationen aufgrung von Biegung ansgesetzt wird.
  • Wonn Drucköl durch den Kanal 33 im Bolzen 32 geleitet wird, wirkt auf die Lagerpfanne eine tragende Kraft, und es outstebt ein Leckfluß durch die Spaltteile 39, die Taschen 38 und die Spaltteile 41. Wie schon vorher erklärt worden ist, hat die Lagerpfanne somit selsteinstellende Eigenschaften, und diese Einstellung ist in gewissen Grenzen stabil. Ein Lager dieser Art kann radiale Kräfte verschiedener Größe und Richtung dadurch aufnehmen, daß die Ölzufuhr zu den Lagerpfannen in geeigneter Weise gesteuert wird. Man kann also Niederdrucköl zu allen anderen außer zwei oder drei Lagerpfannon leiten, und zwar zu denen, die sich in einer solchen Lage befinden, daß sie die Achskraft aufnehmen können. Besonders wenn das Lager in Hydraulikmaschinen verwendet wird, wo die Lagerkraft beinahe zum Druck im Druckkanal des hydraulischen Systems proportional ist, besteht eine einfache Korrelation isco der Druckverteilung im Hydrauliksystem und der Steuerung der Ölzufuhr zum Lager.
  • Ein Beispiel eines Ventils, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet ist, ist in den Fig. 17-19 gezeigt. Die Verteilung des Öls zwischen den beiden Kanälen 42 und 43 in Axialkolbenmaschinen geschieht in vielen Fällen unter Zuhifenahme eines planen oder spährischen Verteilers. In dieser an und für sich bekanten Ausführung können die abgestuften Spalte selbstbalancierend gemacht werden. hier besteht der inncre Spalt aus einer abgestufte ringförmigen Fläche, während der äußere Spalt selbstbalaneierend ausgeführt ist. 44 ist der versenkte Spaltteil unmittelbar neben der Druckkammer, 45 ist eine Tasche und 46 der äußere Spaltteil. Dadurch, daß der Spalt in eine Anzahl verschiedener selbstbalancierender Spaltabschnitte eingeteilt ist, wird die Einrichtung gegen eineasymmetrische, den Spalt schließende Kraft stabil.
  • Wie aus dem vorstehenden hervorgeht, kann man durch verschiedene Maßnahmen die Erfindung beispielsweise auch auf Propellerdrucklager, Turbinentraglager, Lager für große Teleskop- und Radarantennon, plane Axiallager mit Abstufungen und in Zusammenhang mit beweglichen Fluddur chführungen auf Ventile anwenden.
  • Das Schmiermittel kann eine Flüssigkeit oder ein Gas sein und das Material der Lagerflächen ist in vielen Fällen unabhängig von den Gesichtspunkten gewählt, die bei herkömmlichen Gleitlagern maßgebend sind.
  • Die Kräfte, die auf den Rotor in hydrostatischen Rotorlagern entstehen, sind Reaktionskräfte von den Belastungen auf die parallelen Schrägscheiben, die vom hydraulischen Druck in den Zylinderkammern, den Maßkräften infolge der axialen Bewegung der Kolben und den Reibungskräften verursacht sind. Dazu kommt das Gewicht des Rotors, zu dem das Gewicht der Kolben, der Schuhe und teilweise auch der Ringscheiben zu rechnen ist.
  • Die Rotorkräfte werden von zwei Radiallagern und einem Axiallager augenommen, die von herkömmlicher Ausführung, vorzugeweise in Form von Wälzlagern, sein können.
  • Die an und für sich sehr großen Lagerkräfte sind in einer Hydraulikmaschine mit axialen Kolben und schräg gestellten Wiegen beinahe proportional zu den hydraulischen Drucken P2 und P1 Es ist hierdurch möglich, hydrostatische Rotorlager in der Maschine vorteilhaft anzuwenden.
  • Die Radiallager des Rotors bentehen@in der hier beschriebenen konstruktivem Ausführung aus zwei symmetrisch angeordneten hydrostatischen Lagern von dem Typ, der in Zusammenhang mit den Fig. 9 - 16 beschrieben worden ist. Die sechs Lagerpfännen in einem solchen Radiallager, siehe Fig. 20, sind je mit einer Ventileinrichtung verbunden, die das Lager in solcher Weise mit Drucköl versieht, daß die Lagerpfannen, die momentan vom radialen Kraftvektor des Rotors belastet werden, mit einem Hochdruckkanal verbunden sind, dessen Druck p2 ist, d.h. der größere der Drucke, die in den Hauptkanälen vorhanden sind.
  • Die Rohranschlüsse für die Ölzufuhr sind in der Fig. mit bezeichnet.
  • Die Fig. 23 una 24 zeigen den radialen Kraftvektor F im x-y-Koordinatensystem mit dem Koordinatenanfang im Achsenzentrum. Die Verteilerscheiben drehen sich um die x-Achse. Der Winkel yl ist im y-z-System angegeben, wobei z in der Mittellinie der Achse liegt. Es sei angenommen, daß die Kraft F auf das betrachtete Radiallager eine positive x-Komponente für P2 = p11 hat. Wenn % gleich null ist, verläuft F horizontal.
  • Wenn positiv ist, bekommt F gleichfalls eine positive y-Konponente. Wenn p2 in Verhältnis zu % groß ist, wird der Richtungewinkel % 4 für F klein sein, wenn aber das Verhältnis zwischen p2 und 4 abnimmt, wird die y-Kompouente größer und der Richtungswinkel des Vektors F nimmt zu. Bei einer Kraftübertragung der hier erörterten Art variiert der Winkel unter verschiedenen Betriebsbedigungen von 0 bis 2 # und die Größe der Kraft schwankt zwischen 0 und einem maximalen Wert, der erreicht wird, wenn p2 und gleich 4 gleich groß sind. Der absolute Betrag des Kraftvektors ist innerhalb recht enger Grenzen proportional zu P2. Dadurch, daß man Öl mit dem Druck P2 zwei oder drei naheliegenden, zweckmäßg gewählten Lagerpfannen zuleitet, kann man erreichen, daß die Tragfähigkeit des Lagers im wesentlichen dem Kraftvektor entgegengerichtet ist, während die übrigen Lagerpfannen nur mit dem Speisedruck p1 belastet sind. Die Steuerung der Ölzufuhr durch die sechs Rohrverbindungen zu den Lagerpfannen gibt dem Lager eine Gegenkraft, die so genau der Belastung F entspricht, daß die hydrostatisch selbsteinstellenden und stabil arbeitenden Lagerpfannen sich auf größere oder kleinere Gegenkräfte einstellen können, obwohl der innen zugeleitete Öldruck nicht völlig der Größe des Kraftvektors entspricht. Den Lagerpfannen, die von p2 nicht beaufschlagt sind, wird Öl unter dem Druck p1 zugeführt. Die Auflagerkräfte, die der Einwirkung des Rotorgewichts auf das Lager entsprechen, werden dadurch geleistet, daß einigen der Spalttaschen zwischen den zentralen Öleialässen und dem äußeren Spalt in den unteren Lagerpfannen stets Öl vom Druck p1 zugeführt wird. Durch Einrichtungen, die das kniassen der Maschine vor Erreichen des Speisedruckes verhindern, wird erreicht, daß der Rotor schon vor dem Ingangsetzen auf Ölkissen getragen wird.
  • Die in Fig. 20-22 gezeigten Lagerpfanen S1-S6 sind in Fig. 25 in Form von zwei konzentrischen Ringen angedeutet, die in insgesamt sechs entsprechende Segmente aufgeteilt sind. Aus der Figur geht hervor, daß, wenn zwei oder drei in Bezug auf die neLlag naheliegende Lagerpfannen vom uldruck P2 beeinflußt sind, die Resultierende der Tragkraft des Lagers unter beliebigem Winkel gerichtet sein kann, während die Tragkraft des Lagers bei konstantem P2 nur wenig variiert, wie aus der Fig. 26 hervorgeht, die zeigt, daß, wenn drei naheliegenden Lagerpfannen Hochdrucköl zugeführt wird, die radiale Tragfähigkeit in A etwa 15% größer ist als in B, wo nur zwei Lagerpfannen die Kraft symmetrisch aufnehmen.
  • Für die Steuerung der Ölzufuhr zum Radiallager des Rotors wird das in den Fig. 27-29 gezeigte Ventilsystem benutzt. Die Einlaßgrößen des Systems sind der Winkel #, , der bei dem Zapfen auf der Achse 101 eingeführt wird, sowie der Durck p1 des Öles, das am Anschluß 102 angeschlossen ist, und der Druck p2 des Öls, das am Anschluß 103 angeschlossen ist.
  • Auf der Achse 101 befinden sich vier Kurvenscheiben 104-107, die je eines von vier Ventilen 108-111 steuern, die alle so angeordnet sind, daß der Druck P1 das eine Ende der Ventilkolben immer gegen die entsprechende Kurvenscheibe angedrückt hält. Von je einer Kurvenscheibe beeinflußt, werden diese Ventilkolben vom Öl unter dem Druck p1 oder dem Druck pa beaufschlagt. Die Ventile 108 und 110 sind an die Entnahmen 112 bzw. 113 direkt angeschlossen und ferner an die Kanäle 114 bzw, 115 im Ventil 116. Der Kolben in diesem Ventil ist mit einer selbstzentrierenden Federvorrichtung 117 versehen. Zum Anschluß 118 wird Öl vom linken Kanal des Hauptsystems geleitet, und zum Anschluß 119 Öl vom rechten Kanal des Mauptsystems. Wenn der Druck pv im linken Kanal mit etwa 0,5 MN/m² den Druck pH im rechten Kanal überschreitet, überwindet der Druckunterschied die Federkraft der Vorrichtung 117 und das Ventil wird nach rechts verschoben und kuppelt den Kanal 114 an den Anschluß 120 und den Kanal 115 an den Anschluß 121, während die Anschlüsse 122 und 123 mit dem Kanal 124 verbunden werden, in dem der Druck P1 ist. Im entgegengesetzten Fall, d.h. wenn PH wenigstens ebenso viel größer ist als P-vs wird der Kolben nach links verschoben und der Kanal 114 wird dann an den- Anschluß 122 gekuppelt und 115 an 123, während die Anschlüsse 120 und 121 beide den Druck P1 erhalten.
  • Die sechs Entnahmeanschlüsse 112 und 113 sowie 120-123 sind mit dem Oleinlaß der Lagerpfannen wie in der Figur angegeben verbunden, 112 ist also mit S4, 113 mit 1- usw. verbundea. Dadurch wird eine Ölzufuhr zu den Langerpfannen erreicht, bei der die Tragfähigkeit der Lager der momentanen.
  • Richtung des Kraftvektors F entspricht und die Lagerpfannen, die in Bezug auf F unbelastet sind, immer Öl unter dem Druck p1 erhalten. Weil die Hydraulikmaschine in der hier beschriebenen Ausführung symmetrisch ist, sind auch die beiden Radiallager hauptsächlich denselben Kräften F ausgesetzt, die jedoch entgegengesetzt gerichtet sind, weswegen für die Ölzufuhr nur ein Steuerapparat der soeben beschriebenen Art ausreicht.
  • Jeder Lagerpfanne S in dem einen Lager entspricht eine bestimmte Lagerpfanne im anderen Lager, und diesen beiden wird durch abgezweigte Entnahmen aus dem Steuerappat Öl unter demselben Druck zugeführt.
  • Die Zeichnungen und die zugehörige Beschreibung veranschaulichen nur die Idec der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung kann die Lagereinrichtung in ihren Einzelheiten erheblich variieren.
  • Ans sprüche

Claims (11)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e Lagereinrichtung für die hydrostatische Lagerung zweier zueinander beweglicher Teile, zwischen denen sie eingebaut ist, mit einer Lagerfläche, die einem an einer Durckmittelquelle anschließbaren Hohlraum und mindestens eine im Abstaud zum Hohlraum angeordnete Tasche aufweist, wobei ein Dichtungsspalt elchen der Lagerfläche und dem einen Teil vorgesehen ist, durch den das Druckmittel vo Hohlraum in die Tasche und in den Bereich außerhalb der Lagereinrichtung strömen kann, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lagerfläche im Bereich zwischen dem Hohlraum (1, 9, 22, 56, 42, 43) und der Tasche (11, 20, 25, 38, 45) gegenüber der Lagefläche im Bereich zwischen der Tasche und@der Raum außerhalb der Lagereinrichtung versenkt ist, so daß die Strömung des Druckmittels bei ab- oder zunehmender Spalthöhe (h) über der versenkten Partie der Lagerfläche (10, 19, 26, 39, 44) relativ größer bzw. kleiner als über der übrigen Partie (12, 21, 24, 41, 46) der Lagerfläche wird und dadurch der Druck in der Tasche und im Spalt und somit die tragenue Kraft der Lagereinrichtung zunimmt bzw. abnimmt.
  2. 2. Lagereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der entsprechende Bereich der Lagerfläche durch Ätzen, Schleifen, Stahlgebläsebearbeitung oder in ähnlicher Weise versenkt ist.
  3. 3. Lagereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Lagerfläche plan, sphärisch, zylindrisch oder konisch ist.
  4. 4. Lagereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -.
    z e i c h n e t , daß die Lagerfläche einen geraden und/oder gekrümmten Spalt mit dem betreffenden zu lagernden Teil bildet.
  5. 5. Lagereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Lagerfläche eine Anzahl den Hohlraum (22, 36, 42, 43) umgebender Taschen (25, 38, 45) und eine Anzahl versenkter Plächenpartien (26, 9, 44) zwischen dem Hohlraum und der betreffenden Tasche aufweist.
  6. 6. Lagereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Lagerfläche eine den Hohlraum (9) umschließende ringförmige Tasche (20)- und eine ringrörmige versenkte Flächenpartie (19) zwischen dem Hohlraum und der Tasche aufweist.
  7. 7. Lagereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Lagerfläche eine Anzahl einzelner, den Hohlraum (22, 36, 42, 43) umgebender Taschen (25, 38, 45) sowie eine Anzahl versenkter Flächenpartien (26, 39, 44) zwischen dem Hohlraum und der betreffenden Tasche aufweist.
  8. 8. Lagereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere in Form eines als Radiallager dienenden Lagerrings, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Lagerring (28, 29) in eine Anzahl einzelner Lagerpfannen (30) eingeteilt ist, von denen eine jede vorzugsweise dem Anspruch 7 entspricht.
  9. 9. Lagereinrichtung nach Anspruch 8 mit zwei koaxial angeordneten Lagerringen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Lagerpfannen (30) in den Lagerringen (28, 29) gegenseitig so verschoben sind, daß die Umfangsmitte jeder Lagerpfanne (30) im einen Lagerring (28 bzw. 29) in derselben Axialebene wie der Spalt zwischen zwei Lagerpfannen (30) des anderen Lagerrings (29 bzw. 28) angeordnet ist.
  10. 10. Lagereinrichtung nach Anspruch 8 -oder 9, dadurch g e k e n n z e ich n e t , daß die Lagerpfannen (30) für die Zuführung von Druckmittel mit unterschiedlichem Druck an geordnet sind.
  11. 11. Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lagereinrichtung an einem der zu lagernden Teile ausgebildet ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0023658A1 (de) * 1979-08-02 1981-02-11 Krupp Polysius Ag Hydrostatisches Lager
EP0143471A2 (de) * 1983-12-01 1985-06-05 Firma Carl Zeiss Gasdrucklager
DE3621067A1 (de) * 1986-06-24 1988-01-14 Spinnbau Gmbh Vorrichtung zum zeitweisen abstuetzen von maschinenteilen, insbesondere krempeln, karden o.dgl., mittels druckluft
WO1999035413A1 (de) * 1998-01-06 1999-07-15 Ulrich Raess Hydrostatisches lager zur aufnahme axialer und radialer kräfte

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0023658A1 (de) * 1979-08-02 1981-02-11 Krupp Polysius Ag Hydrostatisches Lager
EP0143471A2 (de) * 1983-12-01 1985-06-05 Firma Carl Zeiss Gasdrucklager
EP0143471A3 (en) * 1983-12-01 1987-06-03 Firma Carl Zeiss Hydrostatic gas bearing
DE3621067A1 (de) * 1986-06-24 1988-01-14 Spinnbau Gmbh Vorrichtung zum zeitweisen abstuetzen von maschinenteilen, insbesondere krempeln, karden o.dgl., mittels druckluft
WO1999035413A1 (de) * 1998-01-06 1999-07-15 Ulrich Raess Hydrostatisches lager zur aufnahme axialer und radialer kräfte
US6419396B1 (en) 1998-01-06 2002-07-16 Ulrich Raess Bearing

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