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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.
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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.
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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.
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Hydrostatische Lager können aus einem oder mehreren druckbelasteten
Hohlräumen aufgebaut sein, die von einem oder mehreren dichtenden Spalten umgeben
sind.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Erfindung sowie vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend
anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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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.
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Im folgenden werden zuerst hydrostatische erfindungsgemäße Lager
beschrieben, wobei drei Fälle zu unterscheiden sind, nämlich Lager mit geradem,
rundem und sphärischem Spalt.
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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.
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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.
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Fig. 4 zeigt einen sphärischen Spalt, wobei wiederum ein Überdruck
im zentralen Hohlraum vorhanden ist, während außerhalb des Spalts kein Überdruck
herrscht.
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Andere prinzipiell gleiche Lager können in entsprechender Weise ausgebildet
sein, z.B. zylindrische, konische oder schraubenförmige Lager.
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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.
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Unten in Fig. 5 wird ein Querschnitt des Spalts gezeigt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Das Grundprinzip, in hydrostatischen Lagern, Durchführungen und Ventilen
die dreiteilige abgestufte Spalte zu verwenden, kann ferner auf zylindrische und
andere Lagertypen angewendet werden.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Rotorkräfte werden von zwei Radiallagern und einem Axiallager
augenommen, die von herkömmlicher Ausführung, vorzugeweise in Form von Wälzlagern,
sein können.
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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.
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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.
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Die Rohranschlüsse für die Ölzufuhr sind in der Fig. mit bezeichnet.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Zeichnungen und die zugehörige Beschreibung veranschaulichen
nur die Idec der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung kann die Lagereinrichtung in
ihren Einzelheiten erheblich variieren.
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Ans sprüche