DE2361226B2

DE2361226B2 - Hydrodynamisches Strömungsmittellager

Info

Publication number: DE2361226B2
Application number: DE2361226A
Authority: DE
Inventors: Johan A. Palos Verdes Estates Friedericy; Alexander Tarzana Silver
Original assignee: Garrett Corp
Current assignee: Garrett Corp
Priority date: 1972-12-13
Filing date: 1973-12-08
Publication date: 1980-01-10
Also published as: FR2330279A5; GB1447651A; IT1000305B; US3893733A; DE2361226A1; DE2361226C3

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisches Strömungsmittellager mit einem ersten und einem zweiten Lagerteil, die sich relativ zueinander bewegen und voneinander einen Abstand aufweisen, um einen Strömungsmilielkeil zwischen sich zu bilden, wobei mehrere elastische, einander überlappende Lagerfolien jeweils an ihrer» einen Ende mit dem einen Lagerteil verbunden sind und jeweils an ^:hrem anderen Ende gegen den zweiten Lagertei¹ anliegen und wobei an dem einen Lagerteil zwischen den Verb'ndungspunkten der Lagerfolien jeweils zusätzliche Versteifungselemente befestigt sind, die gegen die Lagerfolien anliegen.

Hydrodynamische Strömungsmittellager dieser Art sind bekannt (US-PS 36 35 534), wobei bei einer Ausführungsforr.i eines bekannten hydrodynamischen Strömungsmittellagers an dem die Lagerfolien tragenden einen Lagerteil zwischen den Verbindungspunkten dieser Lagerfolien jeweils zusätzliche Versteifungselt · mente in Form von Vorsprüngen vorgesehen sind, die an dem einen Lagerteil angeformt sind. Jede Lagerfolie liegt dabei zwischen ihren beiden Enden an wenigstens einem derartigen Vorsprung an.

Bei einem anderen bekannten hydrodynamischen Strömungsmittellager sind zwischen den Vorsprüngen an dem einen Lagerteil und den eigentlichen Lagerfolien zusätzliche, elastische Versteifungsfolien angeordnet, wobei die Lagerfolien an diesen Versteifungsfolien befestigt sind.

Bei einem weiterhin bekannten und als Axialdrucklager ausgebildeten hydrodynamischen Strömungsmittellager sind die Versteifungsfolien von mehreren übereinander angeordneten Scheiben aus elastischem Material gebildet, wobei zwischen diesen Scheiben und dem einen Lagerteil eine weitere Scheibe aus elastischem Materia! angeordnet ist, die in radialer Richtung gewellt bzw. nit in radialer Richtung verlaufenden Sicken versehen ist, so daß diese weitere Scheibe federnde Auflagepunkte für die als Versteifungsfolien dienenden Scheiben bildet. Anstelle einer derartigen gewellten Scheibe kann auch eine flache Scheibe verwendet werden, die an einer Oberflächenseite federnde Abstützelemente für die als Versteifungsfolien dienenden Scheiben trägt. An der dem zweiten Lagerteil benachbart liegenden und als Versteifungsfolie dienenden Scheibe sind die eigentlichen Lagerfolien befestigt, die kreissegmentartig ausgebildet sind. Durch die federnde Halterung der Lagerfolien mit Hilfe der Versteifungsfolien und/oder mit Hilfe der federnden Auflagen für diese Versteifungsfolie wird an sich bei den bekannten Strömungsmittellagern eine möglichst gute Anpassung der Lagerfolien an unterschiedlichste Bedingungen angestrebt. Die bekannten hydro iynamischen Strömungsmittellager haben jedoch den Nachteil, daß sie in ihrem Aufbau relativ aufwendig sind. Ein weiteres Problem besteht bei den bekannten hydrodynamischen Strömungsmittellagern darin, daß beispielsweise eine gelagerte Welle bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten dazu neigt, um die geometrische Achse des Lagers zu kreisen bzw. zu schwingen, was zu äußerst gefährlichen Situationen führen kann. Die bekannten hydrodynamischen Strömungsmittellager sind von ihrem Aufbau her nicht geeignet, eine derartige Schwingung unter Kontrolle zu halten oder aber ganz auszuschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrodynamisches Strömungsmittellager der eingangs geschilderten Art dahingehend zu verbessern, daß es diese Nachteile vermeidet und trotz einer einfachen Ausführung und Befestigung der Versteitungselemente für die Lagerfolien sowie trotz einer günstigen und glatten Anlage der Lagerfolien an dem zweiten Lagerteil eine ausreichende Dämpfung zur Unterdrükkung unerwünschter Schwingungen sicherstellt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein hydrodynamisches Strömungsmittellager der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die zusätzlichen ■Versteifungselemente federnde Folien sind, die jeweils an ihrem einen Ende mit dem einen Lagerteil verbunden sind und jeweils an ihrem anderen Ende gegen eine Lagerfolie anliegen.

Das erfindungsgemäße hydrodynamische Strömungsmittellager zeichnet sich durch einen besonders einfachen Aufbau aus, da bei ium die federnden Versteifungselemente ausschließlich von federnden Folien gebildet sind, die mit ihrem einen Ende relativ einfach an dem einen Lagerteil befestigt werden können. Zusätzliche Versteifungsfolien und federnde Auflageelemente für diese Versteifungsfolien sind somit bei dem erfindungsgemäßen Lager nicht erforderlich.

Da bei dem erfindungsgemäßen Strömungsmittellager die die Versteifungselemente bildenden federnden Folien mit einem Ende direkt an den Lagerfolien anliegen bzw. mit diesem Ende an den Lagerfolien gleiten, wenn diese beispielsweise beim Auftreten von Schwingungen im Lager zur Seite gedrückt werden, ei gibt sich bei dem erfindungsgemäßen Strömungsmittellager durch die Reibung zwischen den Lagerfolien und den als Versteifungselemente dienenden federnden Folien eine stark wirksame Dämpfung, die unerwünschten Schwingungsvorgängen entgegenwirkt. Gleichzeitig wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Strömungsmittellagers erreicht, daß sich die Lagerfolien insbesondere auch im Bereich zwischen der Anlagelinie der als Versteifungselemente dienenden Folie und ihrem freien Ende sehr gut an den zweiten Lagerteil anschmiegen können, wodurch sich eine günstige und glatte Anlage der Lagerfolien ergibt. Die Erfindung stellt somit trotz einfacher Ausbildung in mehrfacher Hinsicht eine optimale Lösung dar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
Fig. I einen Schnitt durch eine erste Ausführungs-

form des erfindungsgemäßen Strömungsmittellagers;

Fig.2 das Strömungsmittelager gemäß Fig. 1, jedoch zusammen mit der in diesem Lager gelagerten umlaufenden Welle;

Fig.3 in perspektivischer Darstellung eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strömungsmittellagers in Form eines konischen Lagers.

In den F i g. 1 und 2 ist mit 10 allgemein ein hydrodynamisciies Strömungsmittellager zur Lagerung einer rotierenden Welle 12 bezeichnet. Das Strömungsmittellager besteht aus einem Lageraufnahmering 14, der als Abstützung für einen konzentrisch zu diesem Ring angeordneten Trägerring 16 dient. Der Trägerring 16 ist mit axialen Schlitzen 18 versehen, die entlang der Achse des Lagers verlaufende Kanäle für Kühlluft t5 bilden und außerdem zum axialen Druckausgleich des Lagers dienen. Einer dieser Schlitze wirkt mit einem Stift 20 zusammen, um so ein relatives Verdrehen zwischen dem Lageraufnahmering 14 und dem Trägerring 16 zu vermeiden, wobei der Stift 20 sich durch den Lageraufnahmering 16 hindurch teilweise in den Schütz 18 hineinerstreckt und auf diese Weise den Vrägerring 16 im Lageraufnahmering 14 verriegelt.

An der Innenfläche des Trägerringes 16 sind mehrere Lagerfolien 22 befestigt, die jeweils mit einem Ende in axialen Schlitzen 24 am Trägerring 16 gehalten sind, und zwar unter Verwendung von in den Schlitzen 24 angeordneten Metallkeilen. Jeder Lagerfolie 22 benachbart, jedoch in Drehrichtung der Welle 12 gegenüber der Lagerfolie räumlich versetzt ist eine als Versteifungselement dienende federnde Folie 28 vorgesehen. Die Folien 28 sind in gleicher Weise wie die Lagerfolien 22 in axiale Schlitze 30 des Trägerringes 16 eingesetzt und dort durch Metallkörper 32 gehaltert.

In der F i g. 2 ist das Strömungsmittellager 10 gemäß F i g. 1 nochmals dargestellt, jedoch zusammen mit der im Lager angeordneten, umlaufenden Welle 12. Wie die F i g. 2 zeigt, liegen die Lagerfolien 22 verschiebbar auf den Folien 28 auf, wenn sich die Welle 12 im Lager befindet. Jede Folie 28 erhöht nicht nur die Gesamtsteifigkeit der entsprechenden Lagerfolien 22, sondern durch die Folien 28 wird gleichzeitig auch erreicht, daß sich die Lagerfolie 22 möglichst gleichmäßig bzw. günstig der Welle 12 anpassen.

Sollte die umlaufende Welle 12 beispielsweise aufgrund einer Unwucht beginnen, um die Achse des Strömungsmittellagers 10 zu kreisen bzw. eine Schwingungsbewegung in radialer Richtung des Lagers auszuführen, so reiben die Folien 28 an den Lagerfolien 22, wodurch eine Dämpfung dieser Schwingung erreicht wird bzw. ein derartiger Schwingungsvorgang von vorneherein unterbunden wird. Die Schwingungsenergie wird hierbei in Reibungswärme umgesetzt.

Während die F i g. 1 und 2 ein reines RadiaHager zeigen, ist in der Fig.3 ein Strömungsmittellager dargestellt, welches zur Lagerung eines konischen, rotierenden Körpers dient Bei dieser Ausführungsform ist ein Lagergehäuse bzw. eine Lagerschale UO vorgesehen, die eine konische öffnung besitzL Eine ebenfalls konisch ausgebildete Folienanordnung 112 ist so ausgeführt, daß sie in der öffnung Platz findet. Die Folienanordnung besteht aus den Lagerfolien 114 und den die zmätzlichen Versteifungselemente bildenden ledernden Folien 116. Jede Lagerfo!'·;. 114 ist mit einer eigenen Folie 116 versehen, welche bei 118 mit der Lagerfolie verbunden ist, um diese zu versteifen und bei oszillierender Krafteinwirkung bzw. bei einem unerwünschten Schwingen des rotierenden Körpers eine Dämpfung zu erzeugen. Das in der Fig.3 gezeigte Strömungsmittellager dient speziell zur Lagerung einer umlaufenden Welle 120, die ein konisch geformtes Ende 122 besitzt. Bei dieser Ausbildung kann ein einziges Lager sowohl eine radiale als auch eine axiale Lagerung der Welle 120 liefern.

Den beschriebenen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß jeweils zusätzlich zu den eigentlichen Lagerfolien 22 bzw. 114 zusätzliche, als Versteifungselemente dienende Folien 28 bzw. 116 vorgesehen sind, wodurch nicht nur die Steifigkeit sowie die Belastbarkeit der Lagerfolien vergrößert wird, vielmehr können für die eigentlichen Lagerfolien besonders dünne Folien verwendet werden, die eine gute Oberflächcnanp sssung bei gleichzeitiger ausreichender Halterung und Unterstützung des gelagerten Teils sicherstellen. Durch die Re.jung zwischen den Lagerfolien 22 bzw. 114 und den zusätzlichen Folien 28 bzw. 116 wird gleichzeitig auch eine Dämpfung von Schwingungen zwischen den Lagcrteilen erreicht.

Hierzu 2 Blait Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Hydrodynamisches Strömungsmittellager mit einem ersten und einem zweiten Lagerteil, die sich relativ zueinander bewegen und voneinander einen Abstand aufweisen, um einen Strömungsmittelkeil zwischen sich zu bilden, wobei mehrere elastische, einander überlappende Lagerfolien jeweils an ihrem einen Ende mit dem einen Lagerteil verbunden sind und jeweils an ihrem anderen Ende gegen den zweiten Lagerteil anliegen und wobei an dem einen Lagerteil zwischen den Verbindungspunkten der Lagerfolien jeweils zusätzliche Versteifungselemente befestigt sind, die gegen die Lagerfolien anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Versteifungselemente federnde Folien (28,116) sind, die jeweils an ihrem einen Ende mit dem einen Lagerteil (16, 110) verbunden sind und jeweils an ihrem anderen Ende gegen eine Lagerfolie (22,114) anliegen.