DE19904420A1 - Bearing arrangement consists of squeeze-film bearing and pneumatic bearing, one half of the bearing being constructed as oscillating surface and column of compressed air between bearing halves generating bearing power - Google Patents

Bearing arrangement consists of squeeze-film bearing and pneumatic bearing, one half of the bearing being constructed as oscillating surface and column of compressed air between bearing halves generating bearing power

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DE19904420A1 DE1999104420 DE19904420A DE19904420A1 DE 19904420 A1 DE19904420 A1 DE 19904420A1 DE 1999104420 DE1999104420 DE 1999104420 DE 19904420 A DE19904420 A DE 19904420A DE 19904420 A1 DE19904420 A1 DE 19904420A1
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Abstract

The bearing arrangement consists of a squeeze-film bearing and a pneumatic bearing. One half of the bearing is constructed as an oscillating surface (3) with an oscillating mechanism. A column of compressed air between the bearing halves generates the bearing power. The bearing half has spiral or v-shaped slots (15a -15d) for the passage of air which generate additional pressure in the column of air. An Independent claim is included for a method of driving the bearing system.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung und ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Lageranordnung nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a bearing arrangement and a method for operating a such bearing arrangement according to the preamble of the independent Claims.

Aus der US 4,666,315 sind sogenannte Squeeze-Film-Lager bekannt. In dieser Druckschrift sind in allgemeiner Form radiale und axiale Traglager dargestellt, die mittels des Squeeze-Film-Effektes arbeiten. Dieser Effekt besteht darin, daß die eine Lagerschale bzw. die eine Lagerhälfte eines Lagers als Schwingungsfläche ausgebildet ist, die von einem Schwingungsmechanismus angeregt wird. Bevorzugt wird hier ein piezo-elektrisches Element verwendet, welches über entsprechende Elektroden kontaktiert ist und durch Anlegen einer hochfrequenten Wechselspannung in Biegeschwingungen versetzt wird. Dieses Piezoelement sitzt fest auf der einen, schwingenden Lagerschale. Durch die Schwingungsanregung dieses Piezoelementes schwingt die eine Lagerschale, während in der Regel die gegenüberliegende Lagerschale feststeht. Hierdurch wird bewirkt, daß die zwischen den Lagerschalen in einem Luftspalt befindliche Luft rhythmisch komprimiert und dekomprimiert wird, wodurch sich ein Luftkissen bildet, auf dem die Lagerschalen getragen werden. Es ist hierbei bekannt, den piezo-elektrischen Biegeschwinger in Resonanzfrequenz zu betreiben, um so feststehende Schwingungsknoten zu erreichen, d. h. also Luftbereiche im Luftspalt, die stets komprimiert sind, während andere Luftbereiche dekomprimiert sind.So-called squeeze film bearings are known from US Pat. No. 4,666,315. In this Publication radial and axial support bearings are shown in general form work with the squeeze film effect. This effect is that the a bearing shell or the one half of a bearing as a vibration surface is formed, which is excited by an oscillation mechanism. A piezo-electric element is preferably used here, which via corresponding electrodes is contacted and by applying a high frequency AC voltage is set in bending vibrations. This piezo element sits firmly on one, swinging bearing shell. Through the  Vibration excitation of this piezo element vibrates the one bearing shell, while the opposite bearing shell is usually fixed. Hereby is caused that the between the bearing shells in an air gap Air is rhythmically compressed and decompressed, creating an air cushion forms on which the bearing shells are carried. It is known here to operate piezoelectric flexural vibrators in resonance frequency, so to reach fixed vibration nodes, d. H. air areas in the Air gap that is always compressed while other air areas are decompressed are.

Statt des piezo-elektrischen Schwingungsanregungsmechanismus können auch andere Schwingungsanregungsmechanismen verwendet werden, wie z. B. eine magnetostriktive oder elektrostriktive Anregung oder andere geeignete Anregungsmechanismen.Instead of the piezoelectric vibration excitation mechanism, too other vibration excitation mechanisms are used, e.g. Legs magnetostrictive or electrostrictive excitation or other suitable Excitation mechanisms.

Nachteil des bekannten piezo-elektrischen Lagers ist jedoch, daß dessen Lebensdauer stark begrenzt ist. Durch die stete, über die gesamte Lebensdauer des Lagers einwirkende Schwingungsbelastung der einen Lagerschale neigt diese zu mechanischer Beschädigung, erhält Risse oder einen Verzug, was zu einer starken Begrenzung der Lagerlebensdauer führt.The disadvantage of the known piezoelectric bearing, however, is that Life is severely limited. Through the constant, over the entire life the bearing acting vibration load of a bearing shell tends this causes mechanical damage, cracks or warpage, which leads to severely limits bearing life.

Es gibt hierbei Veröffentlichungen, die sich mit dem Problem der Lagerlebensdauer beschäftigen. Es wird bspw. auf die US 4,545,625 verwiesen, wo angegeben ist, daß die für den piezo-elektrischen Schwinger schädlichen Spannungsänderungen von einem den Schwinger umgebendes Rohr mechanisch aufgenommen werden, um Spannungsrisse in diesem Schwinger zu vermeiden.There are publications dealing with the problem of Deal with bearing life. For example, reference is made to US 4,545,625. where indicated that those are detrimental to the piezoelectric vibrator Mechanical changes in tension from a tube surrounding the transducer be recorded to avoid stress cracks in this transducer.

Weiterer Nachteil des bekannten piezo-elektrischen Lagers ist, daß dem Anregungsmechanismus während der gesamten Lagerlaufzeit elektrische Energie für die Anregung des Piezoelements zugeführt werden muss, welches den Stromverbrauch eines derartigen Gerätes stark erhöht. Another disadvantage of the known piezoelectric bearing is that Excitation mechanism during the entire storage period electrical energy must be supplied for the excitation of the piezo element, which the Power consumption of such a device is greatly increased.  

Es ist bekannt, daß die Entwicklungen nach der US 4,666,315, der US 4,592,956 und anderen Druckschriften dazu dienten, Magnetköpfe reibungsarm auf einer unter den Magnetköpfen sich drehenden Festplatte zu lagern, was allerdings nie verwirklicht wurde.It is known that the developments according to US 4,666,315, US 4,592,956 and other publications have been used to provide low-friction magnetic heads on one to store under the magnetic heads rotating hard drive, but never was realized.

Eine derartige Lagerkonstellation war deshalb insbesondere für eine wenig dynamische Abstützung derartiger Lagerteile über einer rotierenden Lagerfläche geeignet. Sie war jedoch nicht für Anwendungen mit sehr hoher Drehzahl und für hochdynamische Anwendungen geeignet. Der dem Squeeze-Film-Effekt erzeugbare Lagerfilm (Luftfilm) reicht in der Regel nicht aus, stärkere Belastungsstösse, die auch bei hohen Umdrehungen wirken, von dem sich drehenden Teil (Rotor) fernzuhalten.Such a camp constellation was therefore particularly little dynamic support of such bearing parts over a rotating bearing surface suitable. However, it was not for very high speed applications and for suitable for highly dynamic applications. The squeeze film effect Generatable stock film (air film) is usually not sufficient, thicker Load impacts that also act at high revolutions, from which keep rotating part (rotor) away.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lageranordnung und ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Lagers vorzuschlagen, das geeignet ist, für hochdrehende, rotatorische Spindellager insbesondere bei Festplattenspeichern eingesetzt zu werden.The invention is based on the object, a bearing arrangement and a Propose a method for operating such a warehouse, which is suitable for for high-speed, rotary spindle bearings, especially at Hard drive storage to be used.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe sind die Erfindung durch die technische Lehre der unabhängigen Patentansprüche gekennzeichnet.To achieve the object, the invention is based on the technical teaching characterized by the independent claims.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß das Lager aus einer Kombination eines Squeeze-Film-Lagers mit z. B. piezo-elektrischer Anregung und einem Luftlager besteht, welches mindestens an einer Lagerfläche (entweder der beweglichen oder der feststehenden) Luftführungsrillen bzw. Spiralrillen aufweist, die die im Zwischenraum zwischen den beiden Lagerflächen befindliche Luft an bestimmte, definierte Bereiche zuführen und dort einen Druckaufbau erzeugen.An essential feature of the invention is that the bearing from a combination a squeeze film warehouse with z. B. piezoelectric excitation and one Air bearing, which is at least on a storage area (either the has movable or fixed) air guide grooves or spiral grooves, the air in the space between the two bearing surfaces supply certain, defined areas and create a pressure build-up there.

Die Erfindung umfaßt hierbei eine Vielzahl von Kombinationen und deren Unterkombination. The invention includes a variety of combinations and their Subcombination.  

So kann es in einer ersten Ausgestaltung vorgesehen sein, daß ein Axiallager aus einem piezo-elektrisch angeregtem Lager besteht, welches zusätzlich noch mit luftführenden Spiralrillen im Luftspalt ausgebildet ist, so daß damit insgesamt ein Axiallager geschaffen ist, welches aus der Kombination der beiden Lagerarten besteht.In a first embodiment, it can be provided that an axial bearing a piezo-electrically excited bearing, which also with air-guiding spiral grooves is formed in the air gap, so that a total Thrust bearing is created, which is a combination of the two types of bearings consists.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, daß ein Radiallager vorgesehen ist, so daß also die Lagertragkraft über ein piezo­ elektrisch angeregtes Squeeze-Film-Lager übertragen wird, wobei gleichzeitig auch in diesem Lagerspalt die erfindungsgemässen Spiralrillen vorhanden sind, die eine zusätzliche Druckerhöhung im Lagerspalt bilden und damit stabile Lagerpunkte bzw. Luftringe erzeugen, die die Trageigenschaften eines derartigen Lagers wesentlich verbessern.In another embodiment of the invention it can be provided that a Radial bearing is provided so that the bearing load via a piezo electrically excited squeeze film bearing is transmitted, while at the same time The spiral grooves according to the invention are also present in this bearing gap, which form an additional pressure increase in the bearing gap and thus stable Generate bearing points or air rings, the wearing properties of such Improve camp significantly.

In einer dritten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, daß sowohl ein radiales als auch ein axiales Lager miteinander kombiniert werden, wobei sowohl der radialen als auch der axialen Lagerkomponente jeweils das erfindungsgemässe Luftlager mit Spiralrillen zugeordnet wird.In a third embodiment it can be provided that both a radial and an axial bearing can be combined with each other, both the radial as well as the axial bearing component each according to the invention Air bearings with spiral grooves are assigned.

In Bezug auf die Spiralrillen ist es im übrigen gleichgültig, an welchem Lagerteil diese angeordnet sind. Sie können entweder an der feststehenden Lagerfläche oder an der sich drehenden Lagerfläche angeordnet sein. Sie können aber auch an beiden sich gegenüberliegenden Lagerflächen angeordnet sein.With regard to the spiral grooves, it does not matter which bearing part these are arranged. You can either use the fixed storage area or be arranged on the rotating bearing surface. But you can too be arranged on both opposite bearing surfaces.

Es ist deshalb nicht lösungsnotwendig, daß die erfindungsgemässen Spiralrillen, die die Trageigenschaften des Lagers wesentlich verbessern, auf der feststehenden Piezoscheibe angebracht sind. Sie können auch am sich drehenden Rotorteil angeordnet sein. It is therefore not necessary for the solution that the spiral grooves according to the invention, which significantly improve the bearing properties of the bearing on which fixed piezo disk are attached. You can also look at yourself rotating rotor part can be arranged.  

In einer weiteren Ausgestaltung, für die gesonderter Schutz beansprucht wird, wird eine magnetische Vorspannung eines Piezolagers als erfindungswesentlich beansprucht. Bei dieser Ausführungsvariante ist es nicht notwendig, die Trageigenschaften des piezo-elektrischen Lagers mittels zusätzlicher luftführender Spiralrillen zu verbessern, weil bei diesem Ausführungsbeispiel die Trageigenschaften durch eine magnetische Vorspannung verbessert werden.In a further embodiment, for which separate protection is claimed, becomes a magnetic bias of a piezo bearing essential to the invention claimed. In this variant, it is not necessary to Carrying properties of the piezoelectric bearing by means of additional improve air-guiding spiral grooves, because in this embodiment the Wearing properties can be improved by magnetic bias.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, an einer Seite des Lagers eine magnetische Vorspannung auf den sich drehenden Teil anzubringen, weil dann das gegenüberliegende Lager entfallen kann. Geht es bspw. um ein Axiallager, dann reicht es aus, den sich drehenden Teil an einer Seite auf diesem Axiallager zu lagern, während die gegenüberliegende Seite völlig frei ist. Um eine Begrenzung in Richtung auf den fehlenden Lagerteil zu gewährleisten, ist eben die magnetische Vorspannung vorgesehen, die dafür sorgt, daß anstatt des fehlenden axialen Lagerteils diese magnetische Vorspannung wirkt, so daß es ausreicht, den sich drehenden Teil nur an einer Seite axial zu lagern, während die andere Seite frei bleibt.In this embodiment, it is advantageous to have one on one side of the bearing to apply magnetic bias to the rotating part because then the opposite bearing can be omitted. For example, is it a thrust bearing, then it is sufficient to have the rotating part on one side on this thrust bearing to be stored while the opposite side is completely free. To one To ensure limitation in the direction of the missing bearing part is just the magnetic bias is provided, which ensures that instead of missing axial bearing part this magnetic bias acts so that it is sufficient to axially support the rotating part on one side only, while the other side remains free.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die magnetische Vorspannung allein beschränkt, denn in einer Unterkombination kann es vorgesehen sein, daß das Piezolager, welches durch die magnetische Vorspannung vorgespannt wird, noch zusätzliche luftführende Spiralrillen aufweist, die die Trageigenschaften dieses Lagers verbessern.Of course, the invention is not based on magnetic bias alone limited, because in a sub-combination it can be provided that the Piezo bearing, which is biased by the magnetic bias, still has additional air-guiding spiral grooves, which the wearing properties of this Improve camp.

Wichtiges Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung sind hochdrehende Spindellager für Miniaturmotoren bei Wechselplattenspeichern, wobei Umdrehungszahlen bis in den Bereich von 10.000 bis 50.000 Umdrehungen/Minute vorgesehen sind. Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung sind die Lager von optischen Scannern und zwar genauer für die sich drehende Laser-Ablenkungsoptik. Important areas of application of the present invention are high-revving Spindle bearings for miniature motors in removable disk storage, whereby Revolutions in the range from 10,000 to 50,000 Revolutions / minute are provided. Another important area of application of the present invention are the bearings of optical scanners more precisely for the rotating laser deflection optics.  

Ein weiteres wichtiges Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind sogenannte Linearführungen, bei denen Teile längs einer Ebene gegeneinander verschoben werden, wobei ebenfalls die vorgenannte Unterkombination erfindungswesentlich beansprucht wird, nämlich ein derartiges lineargeführtes Lager mit einer magnetischen Vorspannung so vorzuspannen, daß lediglich die Führung an einer Seite ausreicht, während die gegenüberliegende Seite frei und ungeführt bleibt.Another important application example of the present invention are So-called linear guides, in which parts against each other along a plane be shifted, whereby also the aforementioned sub-combination is claimed essential to the invention, namely such a linear guided Bearing with a magnetic preload so that only the Guidance on one side is sufficient while the opposite side is free and remains unguided.

Ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen kombinierten Lagers, bestehend aus einem Squeeze-Film-Lager und einer zusätzlichen Luftlagerkomponente besteht darin, daß man zunächst beim Anlauf eines derartigen kombinierten Lagers das piezo-elektrische Lager allein betreibt, d. h. während der Anlaufzeit von z. B. 0,5 bis 1 sec wird lediglich das piezo-elektrische Lager durch entsprechende Spannungszuführung angeregt, wodurch hierdurch die Anlaufzeit wesentlich verkürzt wird, weil das Lager praktisch schon mit Beginn des Anlaufes einen Luftspalt ausbildet und hierdurch besonders reibungsarm läuft. Hierdurch wird wesentliche Energie gespart, weil ein sehr reibungsarmer Anlauf gewährleistet ist und der Verschleiß des Lagers wird minimiert, weil die Lagerflächen, die zum Beginn des Anlaufes aufeinander ruhen mit Beginn der Erregung des piezo­ elektrischen Lagers sich voneinander abheben und dann das Lager mit voneinander getrennten Lagerschalen anläuft, ohne wesentliche Reibung zu verursachen.A method for operating such a combined bearing, consisting of a squeeze film bearing and an additional air bearing component in that the first when starting up such a combined warehouse operates piezo-electric bearings alone, d. H. during the start-up period of e.g. B. 0.5 up to 1 sec only the piezo-electric bearing is replaced by appropriate Power supply excited, which makes the start-up time essential is shortened because the warehouse is practically one from the start Forms air gap and thus runs particularly low friction. This will Significant energy saved because a very smooth start-up is guaranteed and the wear of the bearing is minimized because the bearing surfaces that are used for The start of the start rest on each other with the start of excitation of the piezo electrical bearing stand out from each other and then the bearing with separate bearing shells starts up without significant friction cause.

Damit wird also die Lebensdauer eines derartigen Lagers wesentlich verlängert. Wichtig ist nun, daß nach erfolgtem Anlauf dieses erfindungsgemässen Lagers, wobei nur das piezo-elektrische Lager wirksam ist, die elektrische Erregung des piezo-elektrischen Lagers abgeschaltet wird und daß dann die luftleitende Komponente dieses Lagers mit den erfindungsgemässen Spiralrillen wirksam wird. Nachdem das piezo-elektrische Lager abgeschaltet wurde wirkt nur noch das Luftlager, wobei die erfindungsgemässen Spiralrillen einen stabilen Luftfilm ausbilden, der das Luftlager für die gesamte weitere Laufzeit trägt, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Lagerschalen sich während des Betriebes berühren und beschädigen.The service life of such a bearing is thus significantly extended. It is now important that after this bearing according to the invention has started up, where only the piezo-electric bearing is effective, the electrical excitation of the Piezoelectric bearing is turned off and that then the air-guiding Component of this bearing with the spiral grooves according to the invention effective becomes. After the piezo-electric bearing has been switched off, it only works the air bearing, the spiral grooves according to the invention having a stable air film train the air bearing for the entire remaining term without the  There is a risk that the bearing shells touch and during operation to damage.

Damit wird insgesamt die Lebensdauer eines derartigen kombinierten Lagers gegenüber einem reinen Squeeze-Film-Lager wesentlich erhöht, denn bei einem Squeeze-Film-Lager besteht das Problem, daß während der gesamten Lebensdauer der piezo-elektrische Biegeschwinger eingeschaltet bleibt und es hierdurch aufgrund von Spannungsverformungen zu einer schnellen Beschädigung kommen kann.Overall, the life of such a combined bearing compared to a pure squeeze film camp, because one Squeeze film stock is a problem throughout Life of the piezoelectric flexural vibrator remains on and it stays there this results in a rapid due to stress deformation Damage can occur.

Dies wird bei dem erfindungsgemässen Verfahren vermieden, denn das piezo­ elektrische Lager wird vorzugsweise nur während der Anlaufphase verwendet, wobei während der übrigen Laufzeit allein das Luftlager verwendet wird.This is avoided in the method according to the invention because the piezo electrical bearings are preferably only used during the start-up phase, only the air bearing is used during the rest of the term.

Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Es kann auch vorgesehen sein, daß das Squeeze-Film-Lager mit seiner piezo-elektrischen Anregung über längere Zeit, d. h. also über die Anlaufzeit hinweg weiter in Betrieb gehalten wird. Derartige Betriebszustände gibt es z. B., wenn es erforderlich ist, das Lager besonders stabil auszubilden, z. B. in Notebooks, wo es auf besondere Stoßdämpfung ankommt.However, the invention is not limited to this. It can also be provided that the squeeze film bearing with its piezoelectric excitation long time, d. H. is kept in operation over the start-up period. Such operating conditions exist for. B. if necessary, the warehouse train particularly stable, e.g. B. in notebooks, where it is special Shock absorption arrives.

Es wäre dann zwar die Lebensdauer des Lagers vermindert, aber es wird ein besonders stabiler Luftfilm in diesem kombinierten Lager erzeugt, der es gestattet, daß die Lager eines derartigen Gerätes wesentlich höhere Stossbelastungen aushalten.It would reduce the life of the bearing, but it becomes a particularly stable air film in this combined bearing that creates it allows the bearings of such a device much higher Withstand shock loads.

Im Übrigen wird durch die Kombination eines erfindungsgemässen Lagers, bestehend aus einem piezo-elektrisch angeregten Lager und einem zusätzlichen Luftlager noch der weitere Vorteil erreicht, daß die Notlaufeigenschaften wesentlich verbessert sind. Liegt nämlich allein nur ein piezo-elektrisch angeregtes Lager vor, dann werden bei Wegfall der elektrischen Anregung die Lagerteile sofort beschädigt. Dies wird bei der Erfindung vermieden, denn hier läuft das Lager unbeschädigt weiter, wenn die piezo-elektrische Erregung wegfallen sollte, weil durch die erfindungsgemässe Kombination mit einem Luftlager (und zugeordneten Spiralrillen) das Luftlager stabil in Betrieb bleibt.Incidentally, by combining a bearing according to the invention, consisting of a piezo-electrically excited bearing and an additional one Air bearings still have the further advantage that the emergency running properties are significantly improved. There is only one piezo-electric excited bearing before, then when the electrical excitation ceases  Bearing parts damaged immediately. This is avoided in the invention, because here The bearing continues to run undamaged when the piezoelectric excitation should be omitted because of the combination according to the invention with a Air bearing (and associated spiral grooves) the air bearing remains stable in operation.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.The subject matter of the present invention does not only result from the subject of the individual claims, but also from the Combination of the individual claims. All in the Documentation, including the summary, disclosed disclosures and Features, in particular the spatial shown in the drawings Training are claimed as essential to the invention, insofar as they are individual or are new in combination with the prior art.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.In the following the invention is based on several ways of execution illustrative drawings explained in more detail. Here go from the drawings and its description further features and advantages of the invention Invention.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1a Ein Schnitt durch ein kombiniertes Axiallager, Fig. 1A is a sectional view of a combined axial bearing,

Fig. 1b Draufsicht auf das Axiallager nach Fig. 1a, FIG. 1b plan view of the thrust bearing of FIG. 1a,

Fig. 2a Schematisiert ein Schnitt durch ein Lager nach Fig. 1a mit Darstellung des Schwingungsverhaltens der Piezoscheibe, Fig. 2a schematically, a section through a bearing according to Fig. 1a showing the vibration behavior of the piezoelectric disk,

Fig. 2b Die Draufsicht auf die Piezoscheibe mit Darstellung der Schwingungsknoten, Fig. 2B shows the top view of the piezoelectric disc with representation of the vibration node,

Fig. 3a Die gleiche Darstellung wie Fig. 2a in einem höheren Schwingungsmodus, Fig. 3 is the same view as Fig. 2a in a higher mode of vibration,

Fig. 3b Die gleiche Darstellung wie Fig. 2b mit Darstellung des höheren Schwingungsmodus, FIG. 3b is the same view as Fig. 2b showing the higher mode of vibration,

Fig. 4 Die Draufsicht auf eine gegenüber Fig. 1b abgewandelte Aus­ führungsform mit einer anderen Form der Spiralrillen, Fig. 4 shows the top view of a comparison with FIG. 1b modified from guide die having a different shape of the spiral grooves,

Fig. 5 Eine Vier-Quadrantendarstellung einer Draufsicht auf ein kombiniertes Piezolager nach Fig. 1b mit 4 verschiedenen Darstellungen der Anordnung unterschiedlicher Spiralrillen, Fig. 5 shows a four quadrant representation of a plan view of a combined piezo bearing according to Fig. 1b with 4 different views of the assembly of various spiral grooves,

Fig. 6a Ein gegenüber Fig. 1a abgewandeltes Ausführungsbeispiel, FIGS. 6 A comparison with FIG. 1a modified embodiment,

Fig. 6b: Ein gegenüber Fig. 1b abgewandeltes Ausführungsbeispiel, Fig. 6b: A comparison with FIG 1b modified embodiment.

Fig. 7a: Die Ausbildung der Knotenlinien bei einer Ausführung nach Fig. 6b, Fig. 7a: The formation of the nodal lines in an embodiment according to Figure 6b.

Fig. 7b Eine gegenüber Fig. 6b abgewandelte Ausführungsform mit ring­ förmig ausgebildeten Elektroden, FIG. 7B is a comparison with FIG. 6b modified embodiment with ring-shaped electrodes,

Fig. 8a Schematisiert ein Schnitt durch ein Radiallager nach der Erfindung, FIG. 8a schematically, a section through a radial bearing according to the invention,

Fig. 8b Die Draufsicht auf das Radiallager nach Fig. 8a, FIG. 8b, the top view of the journal bearing of FIG. 8a,

Fig. 8c Eine gegenüber Fig. 8a erweiterte Darstellung mit Angabe der Spiralrillen in diesem Radiallager, FIG. 8c A comparison with FIG. 8a extended display with indication of the spiral grooves in the radial bearing,

Fig. 9 Die Darstellung der Schwingungsknoten des Radiallagers nach Fig. 8a in einem ersten Schwingungsmodus, Fig. 9, the representation of the vibration nodes of the radial bearing of FIG. 8a in a first oscillation mode,

Fig. 10 Die Darstellung der Schwingungsmoden des Radiallagers nach Fig. 8a in einem zweiten Schwingungsmodus, Fig. 10 showing the vibration modes of the radial bearing of FIG. 8a, in a second mode of oscillation

Fig. 11a Eine gegenüber Fig. 8c abgewandelte Ausführungsform mit einem innenliegenden Rotor, FIG. 11A is a comparison with FIG. 8c modified embodiment with an inner rotor,

Fig. 11b Eine gegenüber Fig. 11a abgewandelte Ausführungsform mit einer abgewandelten Luftzuführung, FIG. 11B is a comparison with FIG. 11a modified embodiment with a modified air supply,

Fig. 12a Ein Schnitt durch ein Radiallager in einer Ausführung gemäss Fig. 8a mit segmentförmig angeordneten Elektroden am Innenumfang, FIG. 12A is a sectional view of a radial bearing in an embodiment according to FIG. 8a with segment electrodes arranged on the inner circumference,

Fig. 12b Ein Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 12a, FIG. 12B is a section through the representation of Fig. 12a

Fig. 12c Der Schwingungsmodus einer Ausführung nach Fig. 12a, Fig. 12c of the vibration mode of an embodiment according to FIG. 12a,

Fig. 12d Eine gegenüber Fig. 12a abgewandelte Ausführungsform mit ring­ förmig axial über die Länge verteilt angeordneten Elektroden, Fig. 12d A comparison with FIG. 12a modified embodiment with ring-shaped axially distributed over the length of arranged electrodes,

Fig. 13a Schematisiert ein Schnitt durch ein Rotorlager mit einem axialen Squeeze-Film-Lager und magnetischer Vorspannung, FIG. 13a schematically, a section through a rotor bearing with an axial squeeze-film bearings and magnetic bias,

Fig. 13b Eine gegenüber Fig. 13a leicht abgewandelte Ausführungsform in Draufsicht, FIG. 13B is a comparison with FIG. 13a slightly modified embodiment in plan view;

Fig. 14 Ein Schnitt durch ein radiales Rotorlager, Fig. 14 is a section through a radial rotor bearing,

Fig. 15 Ein Schnitt durch ein kombiniertes Radial- und Axiallager zur Lagerung eines Rotors mit magnetischer Vorspannung, Fig. 15 is a sectional view of a combined radial and axial bearing for supporting a rotor with magnetic bias,

Fig. 16 Die Anlaufkurven des Lagerdruckes über die Anlaufzeit hinweg gezeichnet. Fig. 16 The start-up curves of the bearing pressure drawn over the start-up time.

In den Fig. 1a und 1b ist in einer ersten Ausführungsform eine Lagerhälfte eines kombinierten Luft-Piezolagers dargestellt, wobei das Piezolager in axialer Ausführungsform allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet wird. Es besteht im wesentlichen aus kreisförmigen Elektroden 2, die auf einem piezo­ keramischem Werkstück 1a angebracht sind. Das keramische Werkstück ist hier als Vollscheibe ausgebildet, wobei jeweils eine kreisförmige Elektrode 2 auf der Vorderseite und der Rückseite dieser Kreisscheibe 1a angeordnet ist. Auf dieser piezo-keramischen Kreisscheibe mit den vorder- und rückseitig angeordneten Elektroden 2 ist eine weitere Kreisscheibe 3 befestigt, z. B. durch Kleben, Schweißen, Pressen oder durch andere mechanische Verbindungsmittel. Werden nun die Elektroden 2 auf der Vorder- und Rückseite der keramischen Kreisscheibe 1a mit einer Wechselspannung angeregt, dann gerät diese piezo­ keramische Kreisscheibe in Schwingungen und führt Biegeschwingungen aus, wobei die Anregung bevorzugt in Resonanzfrequenz mit der Kreisscheibe 1a erfolgt. Hierdurch schwingt die darauf befestigte Kreisscheibe 3 ebenfalls, wobei die Oberfläche dieser Kreisscheibe 3 die eine Lagerfläche eines nicht näher dargestellten Lagers bildet.In FIGS. 1a and 1b show a half-bearing is a combined air-piezo bearing illustrated in a first embodiment in which the piezo bearing is generally referred to in the axial embodiment with reference numeral 1. It consists essentially of circular electrodes 2 , which are attached to a piezo-ceramic workpiece 1 a. The ceramic workpiece is formed here as a solid disc, wherein in each case a circular electrode 2 on the front and back of this circular disc 1 is arranged a. On this piezo-ceramic circular disc with the front and rear electrodes 2 , another circular disc 3 is attached, for. B. by gluing, welding, pressing or by other mechanical connecting means. If the electrodes 2 on the front and back of the ceramic circular disk 1 a are excited with an alternating voltage, then this piezo ceramic circular disk vibrates and executes bending vibrations, the excitation preferably taking place at the resonant frequency with the circular disk 1 a. As a result, the circular disk 3 fastened thereon also swings, the surface of this circular disk 3 forming the one bearing surface of a bearing (not shown in more detail).

Die Fig. 1b zeigt, daß auf der Oberseite der Kreisscheibe, die z. B. aus Kunststoff, Metall oder einem anderen Material sein kann, Luftführungsrillen, in diesem Fall Spiralrillen 15 eingearbeitet sind, die im wesentlichen mikrofein sind. Die Tiefe einer derartigen Spiralrille 15 beträgt etwa einige Mikrometer, wobei später noch erläutert werden wird, daß die Formgebung und die Länge sowie die Ausrichtung der Spiralrillen 15 in weiten Grenzen variieren kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Spiralrille 15 etwa vom Außenumfang 20 der Kreisscheibe 3 spiralig nach innen bis zu einem angedeuteten zentrischen Bereich 17. Bei Drehung des gegenüberliegenden Rotors auf der Lagerfläche wird dadurch, vom Außenumfang 20 ausgehend, ein Luftstrom in Pfeilrichtung 16 erzeugt, so daß die Luft in den Spiralrillen 15 sich radial einwärts in Richtung auf den Bereich 17 zubewegt. Aufgrund der radial einwärts gerichteten Spiralrillen bildet sich somit im mittleren Bereich 17 ein Bereich erhöhten Drucks aus, so daß das Lager in diesem Bereich besonders tragfähig ist und besonders hohe Belastungen aufnehmen kann. Fig. 1b shows that on the top of the circular disc, the z. B. plastic, metal or other material, air guide grooves, in this case spiral grooves 15 are incorporated, which are essentially microfine. The depth of such a spiral groove 15 is approximately a few micrometers, and it will be explained later that the shape and the length and the orientation of the spiral grooves 15 can vary within wide limits. In the exemplary embodiment shown, the spiral groove 15 extends spirally inward approximately from the outer circumference 20 of the circular disk 3 to an indicated central region 17 . When the opposite rotor rotates on the bearing surface, an air flow in the direction of arrow 16 is generated, starting from the outer circumference 20 , so that the air in the spiral grooves 15 moves radially inwards in the direction of the region 17 . Due to the radially inward spiral grooves, an area of increased pressure is thus formed in the central area 17 , so that the bearing in this area is particularly load-bearing and can absorb particularly high loads.

Die Fig. 2a und 2b zeigen, daß das piezo-elektrische Lager 1 in einem ersten Schwingungsmodus betrieben werden kann, wo erkennbar ist, daß die Kreisscheibe 3 um nicht näher dargestellte ortsfeste Tragelemente 10 schwingt, die auf zugeordneten Lagerstellen 5 (z. B. einer Lagerplatte) angeordnet sind. Die Kreisscheibe nimmt dabei wechselweise die schematisch angedeuteten Stellungen 3', 3" ein. Es ergibt sich nach Fig. 2b eine äußere umlaufende Knotenlinie 4, im Bereich derer die Kreisscheibe 3 ruht, während die Kreisscheibe im Mittenbereich schwingt. Dadurch ergibt sich zwischen dem sich drehenden Rotor 6 und der schwingenden Kreisscheibe 3 ein Luftspalt 18, der besonders hoch lasttragend ist, weil aufgrund der Resonanzschwingung der Tragscheibe der Luftraum im Luftspalt 18 rhythmisch komprimiert und dekomprimiert wird. Gleichzeitig erzeugen die Spiralrillen 15 auf der Kreisscheibe 3 ein zusätzliches Luftpolster und führen zu einer Verstärkung der Trageigenschaften insbesondere im Mittenbereich der Kreisscheibe 3. Selbst wenn also die Kreisscheibe 3 nicht mehr schwingt, reicht das in Drehung versetzte Lager mit den Spiralrillen 15 aus, daß der mittlere Bereich 17 allein das Lager trägt.The B. Fig. 2a and 2b show that the piezoelectric bearing 1 can be operated in a first vibration mode, where it is seen that the circular plate 3 not shown in detail, fixed supporting elements 10 vibrates the z on the associated bearing points 5 (. a bearing plate) are arranged. The circular disk alternately assumes the schematically indicated positions 3 ', 3 ". According to FIG. 2b, an outer circumferential knot line 4 results, in the area of which the circular disk 3 rests while the circular disk oscillates in the middle area. This results in between rotating rotor 6 and the oscillating circular plate 3, an air gap 18, which is particularly high load bearing is because rhythmically compressed due to the resonance vibration of the support disc of the air space in the air gap 18 and decompressed. at the same time generate the spiral grooves 15 on the circular plate 3, an additional air cushion and lead to a strengthening of the carrying properties, in particular in the central region of the circular disc 3. Even if the circular disc 3 no longer vibrates, the bearing set in rotation with the spiral grooves 15 is sufficient for the central region 17 to carry the bearing alone.

Die Fig. 3a und 3b zeigen einen anderen Schwingungsmodus der Kreisscheibe 3, die wiederum zwischen den Tragelementen 10 schwingt, wobei eine Schwingung zweiter Ordnung vorgesehen ist. Ebenfalls sind die Spiralrillen dargestellt, die in dem mittleren Bereich eine dementsprechende Erhöhung der Lagertragkraft bewirken. Aufgrund des Schwingungsmodus nach Fig. 3a werden also doppelte, konzentrische Knotenlinien bewirkt, wobei sich das Lager im Bereich dieser Knotenlinien 7 nicht bewegt, während ausserhalb dieser Knotenlinien stabile Schwingungen mit Komprimierung und Dekomprimierung des dazwischen liegenden Luftraumes bewirkt wird. FIGS. 3a and 3b show a different vibration mode of the circular plate 3, which in turn oscillates between the support elements 10, wherein a second-order vibration is provided. Also shown are the spiral grooves, which cause a corresponding increase in the bearing capacity in the central area. Because of the vibration mode according to FIG. 3a, double, concentric knot lines are thus effected, the bearing not moving in the area of these knot lines 7 , while stable vibrations with compression and decompression of the air space in between are effected outside these knot lines.

Die Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der luftleitenden Rillen, die in diesem Beispiel hakenförmig gebogen ausgebildet sind. Es handelt sich hierbei um die Rillen 15d, die sich etwa in der Form eines Fischgrätmusters radial vom Außenumfang 20 der Scheibe 3 ausgehend einwärts erstrecken, dann längs einer Umfangslinie (Bereich 23) gekrümmt sind und dort mit einer anderen Krümmung radial einwärts gerichtet weiterlaufen. Diese fischgrätartig angeordneten Rillen 15d haben den Vorteil, daß die Luft sowohl in Pfeilrichtung 21 vom Außenumfang her radial einwärts bis zum Bereich 23 angesaugt wird gleichzeitig aber über eine mittlere Ausnehmung 19 Luft angesaugt wird und gemäß Pfeilrichtung 22 radial auswärts in den Bereich 23 eingeleitet wird. Die beiden Luftströme in den Pfeilrichtungen 21, 22 treffen also im Bereich 23 zusammen und bilden dort einen konzentrischen sehr starke Lagerkräfte aufnehmenden Lagerbereich. FIG. 4 shows another embodiment of the air-guiding grooves, which in this example are curved in the shape of a hook. These are the grooves 15 d, which extend approximately in the shape of a herringbone pattern radially inwards from the outer circumference 20 of the disk 3 , are then curved along a circumferential line (region 23 ) and continue there with a different curvature directed radially inwards. These herringbone grooves 15 d have the advantage that the air is sucked in both radially inward in the direction of arrow 21 from the outer circumference to the region 23 but at the same time air is sucked in via a central recess 19 and is introduced radially outwards into the region 23 in accordance with the direction of the arrow 22 . The two air flows in the arrow directions 21 , 22 thus meet in the area 23 and form a concentric very strong bearing area there.

Die Fig. 5 zeigt in einer Vier-Quadrantendarstellung verschiedene Ausführungsbeispiele von unterschiedlichen Formgebungen von luftführenden Rillen 15a, 15b, 15c. FIG. 5 shows a four quadrant representation of various embodiments of different shapes of air-conducting grooves 15 a, 15 b, 15 c.

Im oberen rechten Quadranten ist dargestellt, daß die Rillen 15d fischgrätmusterartig angeordnet sein können, so wie dies die Fig. 4 zeigt und die dort näher erläutert wurde. Die fischgrätartig ausgebildeten Rillen 15d müssen sich nicht notwendigerweise im Bereich 23 treffen, sondern sie können dort auch versetzt zueinander auftreffen. Wichtig bei diesem Ausführungsbeispiel ist, daß die Luft sowohl radial auswärts von der Ausnehmung 19 in Pfeilrichtung 22 strömt, als auch vom Außenumfang her in Pfeilrichtung 21 radial einwärts gerichtet strömt.The upper right quadrant shows that the grooves 15 d can be arranged in a herringbone pattern, as shown in FIG. 4 and which was explained in more detail there. The herringbone-shaped grooves 15 d do not necessarily have to meet in the region 23 , but they can also meet there offset from one another. It is important in this exemplary embodiment that the air flows both radially outward from the recess 19 in the direction of arrow 22 and also flows radially inward in the direction of arrow 21 from the outer circumference.

Im linken oberen Quadranten von Fig. 5 ist dargestellt, daß sich derartige Spiralrillen 15b auch nur vom Außenumfang bis etwa zu Mitte erstrecken können, daß aber von der Mitte ausgehend nach innen zu der zentrischen Ausnehmung 19 keinerlei weitere Spiralrillen mehr vorhanden sind. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß in diesem mittleren, von Spiralrillen freien Bereich ein besonders hoher Lagerdruck aufgebaut wird, weil in diesem Bereich die Lagerluft zugeführt wird.In the upper left quadrant of FIG. 5 it is shown that such spiral grooves 15 b can also only extend from the outer circumference to approximately the middle, but that no further spiral grooves are present starting from the center towards the central recess 19 . This embodiment has the advantage that a particularly high bearing pressure is built up in this central region, free of spiral grooves, because the bearing air is supplied in this region.

Im linken, unteren Quadranten der Fig. 5 ist dargestellt, daß die Spiralrillen 15 von außen durchgehend nach innen verlaufen, so wie dies bereits schon in Zusammenhang mit Fig. 1b beschrieben wurde.In the lower left quadrant of FIG. 5 it is shown that the spiral grooves 15 run continuously inwards from the outside, as has already been described in connection with FIG. 1b.

Der rechte, untere Quadrant von Fig. 5 zeigt, daß es vorgesehen sein kann, direkt radial einwärts gerichtete und nächst der Ausnehmung 19 befindliche Spiralrillen 15c anzuordnen, so daß sich im Bereich frei von Spiralrillen - d. h. radial auswärts gesehen in Richtung zum Außenumfang - ein Bereich erhöhten Lagerdruckes ausbildet. . The lower right quadrant of Figure 5 shows that it can be provided directly radially inward and the recess nearest 19 spiral groove 15 located to arrange c, so that in the area free of spiral grooves - that is, radially outward as viewed in the direction of the outer periphery - forms an area of increased bearing pressure.

Die Fig. 6 bis 7 zeigen unterschiedliche Ausbildung von Elektrodenformen zur Biegeschwingungsanregung der Piezoscheibe 1a. Gemäss Fig. 6a ist die keramische Kreisscheibe 1a nicht als Vollscheibe ausgebildet, so wie dies Fig. 1a zeigt, sondern sie ist als Ringscheibe ausgebildet und weist eine mittlere Ausnehmung 13 auf. In Verbindung mit Fig. 6b ist dargestellt, daß die Elektroden auf dieser Ringscheibe sektorförmig angeordnet sein können, nämlich in Form von Elektrodensegmenten 12, die zwischen sich Zwischenbereiche 11 definieren, die nicht mit Elektroden besetzt sind. FIGS. 6 and 7 show different shapes of electrodes forming the bending vibration excitation of the piezo disc 1 a. According to FIG. 6 a, the ceramic circular disk 1 a is not designed as a solid disk, as shown in FIG. 1 a, but is designed as an annular disk and has a central recess 13 . In connection with FIG. 6b it is shown that the electrodes on this ring disk can be arranged in a sector-like manner, namely in the form of electrode segments 12 which define intermediate regions 11 between them which are not occupied by electrodes.

Die Fig. 7b zeigt, daß auch kreisringförmige Elektroden 12a, 12b vorhanden sein können, die zwischen sich Ringspalte 24 ausbilden, die nicht von Elektrodenflächen besetzt oder durchsetzt sind. Fig. 7b shows that even annular electrodes 12 a, 12 b can be present, which between them form annular gaps 24, which are occupied or not penetrated by the electrode surfaces.

Es ist im übrigen dargestellt, daß bei dieser Ausführungsform eine Ausnehmung 19 vorhanden sein kann oder auch nicht.It is also shown that a recess 19 may or may not be present in this embodiment.

Wichtig ist, daß bei allen oben beschriebenen Anordnungen - unabhängig von der Art und Ausbildung der Elektroden - die mit der Piezo-Kreisscheibe 1a verbundene Kreisscheibe 3 mit den erfindungsgemässen Spiralrillen bzw. Rillen 15a-15d versehen ist.It is important that in all the arrangements described above - irrespective of the type and configuration of the electrodes - the a with the piezo disc 1 a circular disc 3 connected with the novel spiral groove or grooves 15 is provided 15 d.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß diese Kreisscheibe 3 an Ihrer Lagerfläche 59 vollkommen durchgehend eben ausgebildet ist und daß die gegenüberliegende Lagerfläche, d. h. also die Lagerfläche am rotierenden Teil, die erfindungsgemässen Spiralrillen 15a-15b aufweisen.In another embodiment of the invention, it is provided that this circular disc is formed flat entirely through 3 in your bearing surface 59 and the opposite bearing surface, that is, the bearing surface on the rotating part, the inventive spiral grooves 15 a- have b 15th

Bei der Anordnung von Elektrodensegmenten 12 nach Fig. 6b ergeben sich dann Knotenlinien 14 gemäss Fig. 7a auf der Kreisscheibe 3.In the arrangement of electrode segments 12 according to FIG. 6b, node lines 14 according to FIG. 7a then result on the circular disk 3 .

Die Fig. 8 bis 12 zeigen nun Ausführungsbeispiele von Radiallagern, die sowohl in Alleinstellung als auch in Kombination mit den vorher beschriebenen Axiallagern nach den Fig. 1 bis 7 realisiert werden können. Figs. 8 to 12 now show embodiments of radial bearings, which can be realized both alone and in combination with the above-described thrust bearings of Figs. 1 to 7.

Fig. 8a zeigt allgemein ein piezo-elektrisch angeregtes Radiallager, das ein Piezorohr 25 umfasst, das aus einem keramischen Material oder aus einem Kunststoffmaterial besteht und innen- und außenseitig mit zugeordneten Elektroden 26 besetzt ist. Auf den Außenumfang dieses Piezorohres 25 ist ein Rohr 27 aufgesetzt, welches in seiner Funktion mit der vorher erwähnten Kreisscheibe 3 übereinstimmt. Es ist ein außenliegendes radiales Lager vorgesehen, d. h. die gesamte Lageranordnung wird von außen her von einer Rotorwand 28 eines sich drehenden Rotors 6 übergriffen, so daß der Lagerluftspalt 29 zwischen der Innenseite der Rotorwand 28 und der Außenseite des Rohres 27 erzeugt wird. Auf der Oberfläche des Rohres 27 sind wiederum Spiralrillen 9 vorgesehen, wobei es - wie vorhin schon angedeutet - gleichgültig ist, ob diese Spiralrillen am Außenumfang des Rohres 27 oder am Innenumfang der Rotorwand 28 angeordnet sind. Es können aber auch beide genannten Teile die genannten Spiralrillen 9 ausgebildet haben. Fig. 8a shows generally a piezo-electrically excited radial bearing comprising a piezo-tube 25, which consists of a ceramic material or of a plastic material and is internally and externally covered with associated electrodes 26. On the outer circumference of this piezo tube 25 , a tube 27 is placed, which corresponds in function to the aforementioned circular disk 3 . An external radial bearing is provided, ie the entire bearing arrangement is overlapped from the outside by a rotor wall 28 of a rotating rotor 6 , so that the bearing air gap 29 is generated between the inside of the rotor wall 28 and the outside of the tube 27 . Spiral grooves 9 are again provided on the surface of the tube 27 , it being irrelevant, as already indicated, whether these spiral grooves are arranged on the outer circumference of the tube 27 or on the inner circumference of the rotor wall 28 . However, both of the parts mentioned can also have the spiral grooves 9 mentioned.

Dieses radiale piezo-elektrisch angeregte Lager kann wiederum in zwei verschiedenen Schwingungsmodi arbeiten, wie es in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist. Hierbei ist schematisiert dargestellt, daß an einem mittleren Träger 31 radial auswärts gerichtete Schwingungsknoten 30 ausgebildet sind, auf denen das Rohr 27 stabil zwischen zwei Stellungen 27', 27" schwingt.This radial piezo-electrically excited bearing can in turn operate in two different vibration modes, as shown in FIGS. 9 and 10. It is shown schematically that on a central support 31 radially outward vibration nodes 30 are formed, on which the tube 27 oscillates stably between two positions 27 ', 27 ".

Wird der Schwinger in seinem zweiten Schwingungsmodus betrieben, dann wird eine doppelte Schwingung gemäss Fig. 10 erzeugt.If the oscillator is operated in its second oscillation mode, then a double oscillation according to FIG. 10 is generated.

Die Fig. 8c zeigt einen außenliegenden, sich drehenden Rotor 6, der mit seiner Rotorwandung 28 den einen Teil des Lagers bildet, während das feststehende Lager durch den Innenteil des Piezorohres 25 gebildet ist. Die Lagerluft wird in axialer Richtung in Pfeilrichtungen 34 und 35 von oben und unter her zugeführt und die Spiralrillen 9 führen diese Lagerluft zu einem stabilen mittleren, axialen Bereich auf der Länge dieses Piezorohres 25. Die Spiralrillen sind hierbei in die Materialwand 33 am Außenumfang des Rohres 27 eingearbeitet. Der mittlere Bereich wird also bei Position 37 markiert, wie es auch in Fig. 11a dargestellt ist. FIG. 8c shows an outer, rotating rotor 6, which forms one part of the bearing with its rotor wall 28, while the fixed bearing is formed by the inner part of the piezo tube 25. The bearing clearance is supplied in the axial direction in the direction of arrows 34 and 35 from above and below, and the spiral grooves 9 lead this bearing clearance to a stable, central, axial area along the length of this piezo tube 25 . The spiral grooves are incorporated into the material wall 33 on the outer circumference of the tube 27 . The middle area is thus marked at position 37 , as is also shown in FIG. 11a.

Fig. 11a zeigt eine innenliegende Anordnung eines sich drehenden Rotors 6, wobei das Piezorohr 25 mit außen- und innenliegenden Elektroden 26 versehen ist und auf den Außenumfang eines weiteren Rohres 27 aufgebracht ist, welches als Biegeschwinger wirkt. Am gezeigten Ausführungsbeispiel ist nun dargestellt, daß der Rotor 6 innerhalb des Rohres 27 läuft und an seinem Außenumfang mit den erfindungsgemässen Spiralrillen 9 besetzt ist, wobei sich die Spiralrillen gerade oder nur leicht gebogen vom Außenumfang des Rotors 6 aus in Richtung auf einen mittleren, zentrischen Bereich auf der Längsmittenachse des Rotors 6 zubewegen. Hierdurch wird ein mittlerer Bereich 8 geschaffen, der besonders stabil mit Lagerluft versorgt wird und der deshalb besonders überlegene Trageigenschaften aufweist. Fig. 11a shows an internal arrangement of a spinning rotor 6, wherein the piezoelectric tube is provided with external and internal electrodes 26 and 25 is applied to the outer periphery of a further tube 27 which acts as a flexural vibrator. The exemplary embodiment shown now shows that the rotor 6 runs within the tube 27 and is covered on its outer circumference with the spiral grooves 9 according to the invention, the spiral grooves being straight or only slightly curved from the outer circumference of the rotor 6 in the direction of a central, central one Move the area on the longitudinal center axis of the rotor 6 . This creates a central area 8 , which is supplied with storage air in a particularly stable manner and which therefore has particularly superior wearing properties.

In Fig. 11b ist eine andere Ausgestaltung dargestellt, bei der die Lagerluft für den Bereich 8 nicht aus dem Lagerluftspalt 29 selbst herangeführt wird, sondern über zusätzliche radiale Zuführbohrungen 49 herangeführt wird. Es ist lediglich schematisiert dargestellt, daß derartige radiale Zuführungsbohrungen 49 in einer außenliegenden Traghülse 48 vorhanden sein können. Diese Traghülse 48 kann aber auch entfallen und es kann nur noch das radiale Piezolager 50 vorhanden sein, wie es in Fig. 11b dargestellt ist. Über die Zuführbohrungen 49 wird die Luft in Pfeilrichtung 51 radial einwärtsgerichtet zugeführt, strömt in den Luftspalt 29 und verteilt sich dort in den Pfeilrichtungen 52, 53 nach oben und unten. Auf der rechten Seite von Fig. 11b ist schematisiert die Druckverteilung 54 dargestellt, wobei der maximale Lagerdruck in den Außenbereichen 56 erreicht wird und ein relativ geringer Druck im Mittenbereich 55 vorliegt.Another embodiment is shown in FIG. 11 b, in which the bearing air for the region 8 is not brought in from the bearing air gap 29 itself, but is brought in via additional radial feed bores 49 . It is only shown schematically that such radial feed bores 49 can be present in an external support sleeve 48 . This support sleeve 48 can, however, also be omitted and only the radial piezo bearing 50 can still be present, as is shown in FIG. 11b. The air is supplied in the direction of the arrow 51 in a radially inward direction via the supply bores 49 , flows into the air gap 29 and is distributed there in the direction of the arrows 52 , 53 upwards and downwards. The pressure distribution 54 is shown schematically on the right-hand side of FIG. 11b, the maximum bearing pressure being reached in the outer regions 56 and a relatively low pressure being present in the central region 55 .

Die Fig. 12 zeigen unterschiedliche mögliche Elektrodenanordnung an einem derartigen Radiallager.The Fig. 12 show different possible electrode assembly of such a radial bearing.

Es ist aus Fig. 12a in Verbindung mit 12b erkennbar, daß die Elektroden als Segmentelektroden 32 ausgebildet sein können, die segmentförmig am Innenumfang des Piezorohres 25 angeordnet sind. Am Außenumfang kann hingegen eine durchgehende, den vollen Mantelumfang umfassende Elektrode 26 angeordnet sein.It can be seen from FIG. 12a in connection with 12b that the electrodes can be designed as segment electrodes 32 , which are arranged in segments on the inner circumference of the piezo tube 25 . On the other hand, a continuous electrode 26 encompassing the full circumference of the jacket can be arranged on the outer circumference.

Abweichend von dieser Darstellung können gemäss Fig. 12d ringsumlaufende in sich geschlossenen Ringelektroden 38 vorhanden sein, die einen axialen Abstand zueinander aufweisen und die in axialer Richtung durch zugeordnete Ringspalte 39 voneinander getrennt sind. Auch hier kann die Gegenelektrode 26 wiederum voll umfänglich am Außenumfang des Rohres 25 angeordnet sein. Deviating from this illustration, according to FIG. 12d, there may be circumferential, closed ring electrodes 38 which are axially spaced from one another and which are separated from one another in the axial direction by associated ring gaps 39 . Again, the counterelectrode 26 can again be arranged on the entire circumference of the tube 25 .

Es ergibt sich bei der Anregung eines derartigen piezo-elektrischen Biegeschwingers eine Knotenverteilung gemäss Fig. 12c. D. h. von einem ortsfesten, stabilen Träger 31 ausgehend sind hierbei Schwingungsknoten 30 ausgebildet, auf denen das gesamte Rohr 27 stabil zwischen seinen Stellungen 27', 27" schwingt. Am Außenumfang dieses Rohres 27 ist dann die eine Lagerhälfte angeordnet, der ein Rotor mit seiner Lagerfläche gegenüberliegt. Hierbei können die oben beschriebenen Spiralrillen 9 entweder am Außenumfang des Rohres 27 angeordnet sein oder am Innenumfang des Rotors, wie nachstehend noch erläutert wird.When a piezoelectric bending vibrator of this type is excited, a node distribution according to FIG. 12c results. That is, Starting from a stationary, stable support 31 , oscillation nodes 30 are formed, on which the entire tube 27 oscillates stably between its positions 27 ', 27 ". On the outer circumference of this tube 27 , one half of the bearing is then arranged, which is opposed by a rotor with its bearing surface The spiral grooves 9 described above can either be arranged on the outer circumference of the tube 27 or on the inner circumference of the rotor, as will be explained below.

Fig. 13a zeigt als erstes Ausführungsbeispiel einen Rotor 6 der mittels eines axialen piezo-elektrischen/Luftlagers unter magnetischer Vorspannung gelagert ist, während er in radialer Richtung durch ein magnetisches Lager gehalten wird. Das radiale magnetische Lager besteht im wesentlichen aus gleichmässig am Umfang, gemäss Fig. 13b, verteilt angeordneten Polschuhen 42, die von jeweils einer Wicklung 43, 44 beaufschlagt sind. Der Rotor 6 ist hierbei permanent magnetisch. Er rotiert in Pfeilrichtung 41. Zur Ausbildung des Axiallagers dient das in den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen beschriebene Piezolager 1, welches wiederum eine Kreisscheibe 3 umfasst, die zusammen mit dem Rotor 6 einen Luftspalt 18 ausbildet, der den Rotor 6 in axialer Richtung trägt. Fig. 13a shows a first embodiment of a rotor 6 which is supported under pretension by means of a magnetic axial piezoelectric / air bearing, while it is held in the radial direction by a magnetic bearing. The radial magnetic bearing essentially consists of pole shoes 42 which are distributed uniformly around the circumference, as shown in FIG. 13b, and which are each acted upon by a winding 43 , 44 . The rotor 6 is permanently magnetic. It rotates in the direction of arrow 41 . The piezo bearing 1 described in the previously described exemplary embodiments is used to form the axial bearing, which in turn comprises a circular disk 3 which, together with the rotor 6, forms an air gap 18 which carries the rotor 6 in the axial direction.

In einer ersten Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß auf der Kreisscheibe 3 keine Rillen oder Spiralrillen ausgebildet sind, sondern daß dieses Lager ohne Spiralrillen arbeitet, weil durch einen Magneten 45 in axialer Richtung eine entsprechend magnetische Vorspannung gegeben ist. Damit besteht nämlich der Vorteil, daß ein weiteres, dem unteren Piezolager 1 gegenüberliegendes Lager in axialer Richtung entfallen kann, weil eben das Lager in axialer Richtung durch den Magneten 45 nach unten hin vorgespannt wird. Der Magnet 45 ruht auf einer ortsfesten Tragplatte 46, und die Kreisscheibe 3 lagert auf stabilen Bereichen 8, die sich etwa kreisringförmig erstrecken und an deren Auflagepunkten sich die Schwingungsknoten ausbilden.In a first embodiment it is provided that no grooves or spiral grooves are formed on the circular disk 3 , but that this bearing works without spiral grooves, because a corresponding magnetic bias is given in the axial direction by a magnet 45 . This is because there is the advantage that a further bearing opposite the lower piezo bearing 1 can be omitted in the axial direction because the bearing is biased downwards in the axial direction by the magnet 45 . The magnet 45 rests on a stationary support plate 46 , and the circular disk 3 is supported on stable areas 8 which extend approximately in a ring shape and at whose support points the vibration nodes are formed.

In einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Kreisscheibe 3 zusätzlich mit den weiter oben beschriebenen Spiralrillen versehen ist, so daß dieses Lager noch bessere Trageigenschaften erhält, denn es besteht nach dieser Ausführungsform aus einer Kombination eines piezo-elektrisch angeregten Lagers mit einem Luftlager mit Spiralrillen. Wie ausgeführt - wird die radiale Lagerkomponente durch ein magnetisches Lager bestehend aus den Polschuhen 42 und den Wicklungen 43, 44 gebildet.In another embodiment it is provided that the circular disc 3 is additionally provided with the spiral grooves described above, so that this bearing receives even better wearing properties, because according to this embodiment it consists of a combination of a piezo-electrically excited bearing with an air bearing with spiral grooves . As stated, the radial bearing component is formed by a magnetic bearing consisting of the pole shoes 42 and the windings 43 , 44 .

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 ist dargestellt, daß ein Radiallager ebenso ausgebildet sein kann, wie es anhand des vorher beschriebenen Axiallagers nach Fig. 13a dargestellt ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 14 it is shown that a radial bearing can be designed in the same way as it is shown with reference to the previously described axial bearing according to FIG. 13a.

Bei der Ausführung eines radialen Piezolagers 50 ist wiederum - entsprechend der vorstehenden Beschreibung - wichtig, daß das Rohr 27 im Luftspalt 29 stabil schwingt, wobei das Rohr durch die beschriebenen Tragelemente 8 stabil gehalten wird. Die Tragelemente 8 symbolisieren also die stabilen Führungsknoten für die Halterung dieses Rohres.When designing a radial piezo bearing 50, it is again important, as described above, that the tube 27 vibrates stably in the air gap 29 , the tube being held stable by the described support elements 8 . The support elements 8 thus symbolize the stable guide knot for holding this tube.

Die axiale Lagerkomponente wird durch zwei axial einander gegenüberliegende Polschuhe 42 gebildet, die mit entsprechenden Wicklungen 43, 44 versehen sind.The axial bearing component is formed by two pole shoes 42 lying axially opposite one another, which are provided with corresponding windings 43 , 44 .

Die Fig. 15 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel die Kombination eines radialen Piezolagers 50 mit einem axialen Piezolager 1, wie es anhand der vorstehenden Ausführungsbeispiele näher beschrieben wurde. Sowohl das axiale Piezolager 1 als auch das radiale Piezolager 50 können mit den vorher erwähnten Spiralrillen versehen sein. Die Spiralrillen können aber auch nur an einem der Lager angeordnet sein. Ebenso ist es unerheblich, ob die Spiralrillen nun am feststehenden Teil oder am umlaufenden Teil angeordnet sind. Ein Magnet 45 dient wiederum als zusätzliche axiale Lagervorspannung. Fig. 15 shows as a further embodiment, the combination of a radial bearing 50 having an axial piezo piezo bearing 1, as described with reference to the foregoing embodiments. Both the axial piezo bearing 1 and the radial piezo bearing 50 can be provided with the spiral grooves mentioned above. The spiral grooves can also be arranged on only one of the bearings. It is also irrelevant whether the spiral grooves are now arranged on the fixed part or on the circumferential part. A magnet 45 in turn serves as an additional axial bearing preload.

Ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Lagers sieht nun gemäss Fig. 16 vor, daß ausgehend von dem Anlaufpunkt 60 der Lagerdruck zunächst durch die piezo-elektrische Beaufschlagung des Lagers entsprechend der Tragkraftkurve 57 aufgebracht wird. Das heisst, der Lagerdruck, der auf der Ordinate aufgetragen ist, steigt im Kurvenast 57a von Position 60 ausgehend in Pfeilrichtung 61 an, wobei die Tragkraft des Lagers zunächst nur durch die piezo­ elektrische Lagerkomponente aufgebracht wird. Mit zunehmender Drehzahl, z. B. nach einer Anlaufzeit von 0,5 sec fängt auch das Luftlager ausgehend von Position 62 an zu wirken, wobei der Luftlagerdruck gemäss Kurvenast 58a ansteigt. Durch die Überlagerung beider Lagerkomponenten gemäss den Kurven 57a, 58a wird bereits schon im Anlaufbereich ein verbesserter und erhöhter Lagerdruck erreicht.A method for operating such a bearing now provides, as shown in FIG. 16, that starting from the starting point 60, the bearing pressure is first applied by the piezo-electric loading of the bearing in accordance with the load capacity curve 57 . This means that the bearing pressure, which is plotted on the ordinate, increases in the curve branch 57 a from position 60 in the direction of arrow 61 , the bearing capacity being initially applied only by the piezoelectric bearing component. With increasing speed, e.g. B. after a start-up time of 0.5 sec, the air bearing also begins to act starting from position 62 , the air bearing pressure increasing according to curve branch 58 a. By superimposing both bearing components according to curves 57 a, 58 a, an improved and increased bearing pressure is already achieved in the start-up area.

Sobald die Tragkraftkurve 57 des Piezolagers sein Maximum erreicht hat, ist auch die Tragkraftkurve 58 des Luftlagers soweit angestiegen, daß das piezo­ elektrische Lager abgeschaltet werden kann, wie dies der absteigende Ast 57b der Kurve 57 andeutet. Die Lagerkraft wird im weiteren allein durch das Luftlager aufgebracht. Das piezo-elektrische Lager wird also vorzugsweise nur zwischen den Positionen 60 und 63, d. h. im Anlaufbereich betrieben, während das Luftlager bzw. die Luftlagerkomponente ab Position 62 über die gesamte Einschaltdauer oder Laufdauer des Luftlagers betrieben wird.As soon as the supporting force curve 57 of the piezo bearing has reached its maximum, also the supporting force curve is increased as far as the air bearing 58, that the piezoelectric bearing can be turned off, as the descending branch 57 b of the curve 57 indicates. The bearing force is then applied solely by the air bearing. The piezoelectric bearing is therefore preferably only operated between positions 60 and 63 , ie in the start-up area, while the air bearing or the air bearing component is operated from position 62 over the entire on-time or running time of the air bearing.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß der Anlauf wesentlich reibungsärmer durchgeführt werden kann, weil im Anlauf von Position 60 bis 62 im wesentlichen die piezo-elektrische Lagerkomponente wirkt, während im Bereich außerhalb dieses Anlaufbereiches die Luftlagerkomponente wirkt.This results in the advantage that the start-up can be carried out with much less friction, because essentially the piezo-electric bearing component acts in the start-up from positions 60 to 62 , while the air bearing component acts in the area outside this start-up area.

Ein derartiges Lager hat überlegene Trageigenschaften, eine verlängerte Lebensdauer, bessere dynamische Stabilität, ein besseres Kippverhalten und eine verbesserte Steifigkeit und Dämpfung. Such a bearing has superior carrying properties, an extended one Lifetime, better dynamic stability, better tipping behavior and improved stiffness and damping.  

ZeichnungslegendeDrawing legend

11

Piezolager (axial)
Piezo bearing (axial)

22nd

kreisförmige Elektrode
circular electrode

33rd

Kreisscheibe Circular disc

33rd

', ',

33rd

"
"

44th

Knotenlinie
Knot line

55

Lagerstelle
Depository

66

Rotor
rotor

77

Knotenlinie
Knot line

88th

Bereich
Area

99

Spiralrille
Spiral groove

1010th

Tragelement
Support element

1111

Zwischenbereich
Intermediate area

1212th

Elektrodensegment Electrode segment

1212th

a, a,

1212th

b
b

1313

Ausnehmung
Recess

1414

Knotenlinie
Knot line

1515

Luftführungsrille a, b, c, d (Spiralrille)
Air guide groove a, b, c, d (spiral groove)

1616

Pfeilrichtung Arrow direction

1616

'
'

1717th

Bereich
Area

1818th

Luftspalt
Air gap

1919th

Ausnehmung
Recess

2020th

Außenumfang
Outer circumference

2121

Pfeilrichtung
Arrow direction

2222

Pfeilrichtung
Arrow direction

2323

Bereich
Area

2424th

Ringspalt
Annular gap

2525th

Piezorohr
Piezo tube

2626

Elektroden
Electrodes

2727

Rohr, Pipe,

2727

', ',

2727

"
"

2828

Rotorwand
Rotor wall

2929

Lagerluftspalt
Bearing air gap

3030th

Schwingungsknoten
Vibration node

3131

Träger
carrier

3232

Segmentelektrode
Segment electrode

3333

Materialwand
Material wall

3434

Pfeilrichtung
Arrow direction

3535

Pfeilrichtung
Arrow direction

3636

3737

Position
position

3838

Ringelektrode
Ring electrode

3939

Ringspalt
Annular gap

4040

. Magnetlager
. Magnetic bearings

4141

Pfeilrichtung
Arrow direction

4242

Polschuh
Pole piece

4343

Wicklung
Winding

4444

Wicklung
Winding

4545

Magnet
magnet

4646

Tragplatte
Support plate

4747

Ringspalt
Annular gap

4848

Traghülse
Support sleeve

4949

Zuführbohrung
Feed hole

5050

Piezolager (radial)
Piezo bearing (radial)

5151

Pfeilrichtung
Arrow direction

5252

Pfeilrichtung
Arrow direction

5353

Pfeilrichtung
Arrow direction

5454

Druckverteilung
Pressure distribution

5555

Mittenbereich
Middle area

5656

Außenbereich
Outdoor area

5757

Tragkraftkurve (Piezolager) Load curve (piezo bearing)

5757

a, a,

5757

b
b

5858

Tragkraftkurve (Luftlager) Load curve (air bearing)

5858

a, a,

5858

b
b

5959

Lagerfläche
storage area

6060

Anlaufpunkt
Contact point

6161

Pfeilrichtung
Arrow direction

6262

Position
position

6363

Position
position

Claims (16)

1. Lageranordnung, gekennzeichnet durch eine Kombination eines Squeeze- Film-Lagers mit einem Luftlager.1. Bearing arrangement, characterized by a combination of a squeeze film bearing with an air bearing. 2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lagerhälfte als Schwingungsfläche (3) ausgebildet ist, die von einem Schwingungsmechanismus angeregt wird, wobei sich zwischen den Lagerhälften ein Luftspalt (18) aus komprimierter Luft bildet, der die Lagerkräfte aufnimmt.2. Bearing arrangement according to claim 1, characterized in that a bearing half is designed as a vibrating surface ( 3 ) which is excited by an oscillation mechanism, an air gap ( 18 ) formed from compressed air between the bearing halves, which absorbs the bearing forces. 3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lauffläche mindestens einer Lagerhälfte Luftführungsrillen (15a-15d) vorgesehen sind, die einen zusätzlichen Druckaufbau im Luftspalt (18) bewirken.3. Bearing arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that on the tread at least one bearing half air guide grooves ( 15 a- 15 d) are provided, which cause an additional pressure build-up in the air gap ( 18 ). 4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungsrillen (15a-15d) als Spiralrillen ausgebildet sind.4. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the air guide grooves ( 15 a- 15 d) are designed as spiral grooves. 5. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungsrillen (15a-15d) als hakenförmige bzw. v-förmige Rillen ausgebildet sind.5. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the air guide grooves ( 15 a- 15 d) are designed as hook-shaped or V-shaped grooves. 6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungsrillen (15a-15d) an der feststehenden Lagerfläche ausgebildet sind.6. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the air guide grooves ( 15 a- 15 d) are formed on the fixed bearing surface. 7. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungsrillen (15a-15d) an der beweglichen Lagerfläche ausgebildet sind. 7. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the air guide grooves ( 15 a- 15 d) are formed on the movable bearing surface. 8. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Axiallager (1) ausgebildet ist.8. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is designed as an axial bearing ( 1 ). 9. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Radiallager (50) ausgebildet ist.9. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is designed as a radial bearing ( 50 ). 10. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Kombination eines Axiallagers mit einem Radiallager ausgebildet ist.10. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that they are designed as a combination of a thrust bearing with a radial bearing is. 11. Lageranordnung, gekennzeichnet durch ein Squeeze-Film-Lager mit magnetischer Vorspannung.11. Bearing arrangement, characterized by a squeeze film bearing magnetic bias. 12. Lageranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Vorspannung nur an einer Seite des sich drehenden Teils angeordnet ist.12. Bearing arrangement according to claim 11, characterized in that the magnetic bias only on one side of the rotating part is arranged. 13. Lageranordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lagerhälfte als Schwingungsfläche ausgebildet ist, die von einem Schwingungsmechanismus angeregt wird, wobei sich zwischen den Lagerhälften ein Luftspalt (18) aus komprimierter Luft bildet, der die Lagerkräfte aufnimmt.13. Bearing arrangement according to claim 11 or 12, characterized in that a bearing half is designed as an oscillating surface which is excited by an oscillation mechanism, an air gap ( 18 ) formed from compressed air between the bearing halves, which absorbs the bearing forces. 14. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lauffläche mindestens einer Lagerhälfte Luftführungsrillen (15a-15d) vorgesehen sind, die einen zusätzlichen Druckaufbau im Luftspalt (18) bewirken.14. Bearing arrangement according to one of claims 11 to 13, characterized in that at least one half of the bearing air guide grooves ( 15 a- 15 d) are provided on the tread, which cause an additional pressure build-up in the air gap ( 18 ). 15. Verfahren zum Betrieb der Lageranordnung gemäss den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anlauf des Lagers zunächst das Squeeze- Film-Lager durch entsprechende äußere Anregung wirksam wird und beim Erreichen einer vorgegebenen Anlaufdrehzahl das Luftlager wirksam wird.15. A method for operating the bearing arrangement according to claims 1 to 14, characterized in that when the camp starts up, the squeeze  Film camp takes effect through appropriate external stimulation and at The air bearing becomes effective when a predetermined starting speed is reached. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregung für das Squeeze-Film-Lager nach Erreichen der vorgegebenen Anlaufdrehzahl abgeschaltet wird.16. The method according to claim 15, characterized in that the excitation for the squeeze film bearing after reaching the specified starting speed is switched off.
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