DE2642192A1

DE2642192A1 - Lagerung

Info

Publication number: DE2642192A1
Application number: DE19762642192
Authority: DE
Inventors: Iwao Ueda
Original assignee: HAMANA IRON WORKS CO Ltd
Current assignee: HAMANA IRON WORKS CO Ltd
Priority date: 1975-12-23
Filing date: 1976-09-20
Publication date: 1977-06-30
Also published as: FR2336589B1; FR2336589A1; US4090742A; GB1564431A; IT1076478B

Description

PATΞKTANWALV E A. GRÜNECKER

OPt-INS

H. KINKELDEY

OR-tNG

W. STOGKMAIR

OH INS · A* (CAtTICHl

K. SCHUMANN

P. H. JAKOB

G. BEZOLD

Ο« HER NAT- DKt-CHEM

8 MÜNCHEN

. MAXJMILIANSTRASSK *3

20. Sept. 1976 P 10 814

HAHAKA IRON WORKS CO., LTD.

No. 3-3» Inoguchi-cho, Izumi-shi, Osaka, Japan

Lagerung

Die Erfindung bezieht ach auf eine Lagerung, die der Art nach eine Grenzschicht aus Druckluft aufweist„und die eine halbzylindrische Oberfläche aufweist, auf der eine rotierende Welle mit Hilfe von Druckluft getragen werden kann, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Lagerung für die Anwendung an einer Hauptwelle bei einer Drahtverwindungsinaschine.

Bislang wurden viele Arten von Lagern wie beispielsweise Kugellager als Lagerungen für Wellen verwendet. Allerdings verursachen die bekannten Lager im Fall einer hochtourigen Umdrehung einer Welle und einer erhöhten Antriebs·

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TBLEPON (οβΒ) aaaeea telex oe-aaaeo teleqbammc monapat telekopierer

leistung aufgrund der Reibung im Lagerabschnitt übermäßigen Lärm.

Ein Versuch, um den Lagerlärm auszuschließen, besteht darin, Gaslager zu verwenden, bei denen ein Druckgas (z.B. Luft) durch eine Bohrung, die in der Welle vorgesehen ist, zu einer Kreisströmung eingeleitet wird. Allerdings litten derartige Lager unter den Nachteilen eines komplizierten Aufbaus und hoher Herstellungskosten.

Es ist auch bekannt, ein Ringlager vorzusehen, das Druckgas verwendet, das durch die Ringoberfläche eingeblasen wird. Wird Gas durch ein oberes ringförmiges Teil eines Lagers eingeblasen, dann sollte auch Druckgas von unten her eingeblasen werden, um für eine Hauptwelle einen Gleichgewichtszustand zu erzielen. Ein Unterschied zwischen den von unten und von oben her auf die Hauptwelle ausgeübten Drücken führt zu einer komplizierten Konstruktion und Bauausführung einer Lagerung.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die obengenannten Unzulänglichkeiten, die man mit den bekannten Lagerungen erfahren hat, zu vermeiden.

Es ist dementsprechend ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine Lagerung der Art vorzusehen, die eine Grenzschicht aus Druckluft aufweist, die eine halbzylindrische Oberfläche bietet und die die Vorzüge einer Gas- oder Luftlagerung aufweist.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Druckluftlagerung vorzusehen, die eine halbzylinderförmige Oberfläche aufweist und den Schallpegel selbst während hochtouriger Rotation einer Hauptwelle vermindert.

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Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lagerung vorzusehen, die den Reibungsbeiwert in einem Lagerabschnitt auf ein Minimum absenkt und hierbei die Leistung eines Antriebsmotors, die zum Umlaufenlassen einer Welle erforderlich ist, selbst in dem Fall verringert, in dem Lagerungen mit großen Abmessungen verwendet werden.

Es ist ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lagerung vorzusehen, die frei ist von Wärmeerzeugung.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lagerung der beschriebenen Art vorzusehen, die die Funktionen eines Horizontallagers, eines Vertikallagers und eines (Quer-)Gleitlagers ausübt.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lagerung vorzusehen, die Funktionen ausführt, die für ein Radiallager und ein Spurlager erforderlich sind.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lagerung vorzusehen, die eine halbzylindrische Oberfläche vorsieht und bei der eine Welle zur Umdrehung von Luft getragen wird.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lagerung für die Verwendung bei einer Drahtverwindungsmaschine zum Abstützen deren Hauptwelle vorzusehen.

Ein weiterer Erfindungsgedanke liegt in einer Lagervorrichtung, die eine Grenzschicht aus Druckluft aufweist und ein eingekapseltes, kastenartiges Teil aufweist, das eine halbzylinderische Oberfläche mit einer halbkreisförmigen Formgebung in seinem Querschnitt aufweist. Das eingekapselte Teil weist mehrere kleine Löcher in der vorher

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genannten halbzylindrischen Oberfläche auf, die Löcher sind zur imaginären Mitte der obengenannten halbzylxndrxschen Oberfläche hin gerichtet, und ein Drucklufteinlaß ist in einer Wand des eingekapselten Teiles vorgesehen. Eine Grenzschicht aus Druckluft ist zwischen der halbzylxndrxschen Oberfläche und einer Außenoberfläche einer rotierenden Welle, die darauf angebracht ist, aufgrund des Einblasens von Luft zwischen diese Teile durch· mehrere kleine Löcher ausgebildet, die in der halbzylxndrxschen Oberfläche des eingekapselten Teiles begrenzt sind. Somit wird die rotierende Welle von der somit eingeleiteten Preßluft getragen, so daß die Welle in einem stabilen Zustand in Umdrehung versetzt werden kann, wobei die Umdrehungsmitte mit der gedachten Mitte der obengenannten, halbzylxndrxschen, gekrümmten Oberfläche zusammenfällt.

Es folgt eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer rohrartigen Drahtverwindungsmaschine, bei der eine erfindungsgemäße Lagerung in Anwendung ist;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Lagerung;

Fig. 3 ist ein Querschnitt längs Linie A-A in Fig. 2; Fig. 4 ist ein Querschnitt längs Linie B-B in Fig. 2;

Fig. 5 ist ein querverlaufender Schnitt einer erfindungsgemäßen Lagerung, die eine halbzylinderförmige Oberfläche aufweist, die mit einem polierten, rost freien Stahlblech ausgelegt ist;

Fig. 6 igt eine Seitenansicht der Lagerung in Fig. 5;

Fig. 7 ist eine Vorderansicht einer anderen erfindungsgemäßen Lagerung, bei der eine vertikale Welle von einer Verbindung zweier.zusammenwirkender Lagerungsteile mit halbzylindrischer Oberfläche getragen wird;

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Fig. 8 ist ein Querschnitt längs Linie A-A in Fig. 7; Fig. 9 ist eine Längsschnittdarstellung von Fig. 7; Fig. 10 ist eine Draufsicht, die den zusammenwirkenden Betriebszustand der obengenannten Lagerungsteile mit halbzylindrischer Oberfläche zeigt;

Fig. 11 ist eine querverlaufende Schnittdarstellurig des zusammenwirkenden Betriebszustandes der obenge-; nannten Lagerungsteile mit halbzylindrischer Oberfläche, bei denen eine Welle unter Verwendung von Druckluft gedreht wird;

Fig. 12 und 13

sind Vorderansichten, die Anwendungen von Lagerungen zeigen, die in Zusammenwirkung, d.h. im Verbundzustand verwendet sind, und Lagerungen, die in Einzelform verwendet sind; ;

Fig. 14 ist die Ansicht einer Ausführungsform, bei der in einer halbzyiindrischen Oberfläche ,eines erfindungsgemäßen Druckluftlagers Lufteinblaslöcher vorgesehen sind, so daß eine Welle gedreht wird, die von Druckluft getragen wird, die durch die obengenannten Löcher eingeblasen wird;

Fig. 15 ist ein Querschnitt-längs Linie A-A in Fig.-14; Fig. 16 ist ein Querschnitt längs Linie B-B in Fig. 14,

und ,

Fig. 17 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Art einer erfindungsgemäßen Lagerung, wobei ein Lagerteil herunterhängender Art verwendet wird, das eine halbzylindrische Oberfläche vorsieht.

Bevorzugte Äüsführungsbeispiele werden nun näher beschrieben; Fig. 1 zeigt eine rohrartige Drahtverwindungsmaschine, bei der am Lacjerabschnitt 8 eine Lagerung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet ist. Ein Beispiel einer derartigen Lagerung ist in Fig. 2 bis 4 gezeigt. Wie gezeigt, weist die

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Lagerung ein abgekapseltes kastenartiges Teil 2 auf, das eine halbzylindrische Oberfläche 9 aufweist, in der mehrere kleine Löcher 6 vorgesehen sind, die auf die imaginäre Mitte 0 der obengenannten halbzylindrischen Oberfläche hin gerichtet sind, sowie einen Drucklufteinlaß -1. Das kastenartige Teil 2 ist in horizontaler Richtung angebracht. Mit dem Bezugszeichen 3 ist ein oberer Deckel für einen Lagerabschnitt gezeigt, der einen geringfügig größeren Durchmesser als den Durchmesser D der halbzylindrischen Oberfläche 9 aufweist. Es sind auch Befestigungsschrauben 4 zur Verwendung mit dem oberen Deckel 3 gezeigt, sowie ein Lufteinlaß 10, der dazu eingerichtet ist, Luft von einem Luftkompres-* sor (nicht dargestellt) Zutritt zu gestatten.

Im Betrieb wird die rotierende Welle auf der halbzylindrischen Oberfläche 9 des kastenartigen Teiles angebracht. Wenn Luft unter Druck über einen Drucklufteinlaß 1 in das kastenartige Teil 2 eingeleitet ist, dann wird die Luft über mehrere kleine Löcher 6, die in der halbzylindrischen Oberfläche_# 9 vorgesehen sind, in die Richtung zur Mitte der Oberfläche 9 hin eingeblasen. Die Rotationswelle wird gegenüber der Oberfläche 9 aufgrund des Druckes der somit eingeblasenen Luft leicht angehoben oder zum Schwimmen gebracht. In anderen Worten, hier wird eine Grenzschicht aus Druckluft zwischen der halbzylindrischen Oberfläche 9 und der Außenoberflache der Rotationswelle gebildet. Die Rotationswelle wird von der obengenannten Grenzschicht aus Preßluft getragen. Es ist in diesem Fall vorgezogen, daß die Achse der Rotationswelle in Übereinklang mit der Mitte der halbzylindrischen Oberfläche 9 ist, die eine halbkreisförmige Gestalt in ihrem quergerichteten Schnitt aufweist. Prüfungsergebnisse zeigen, daß die Dicke einer Luftschicht, die die Rotationswelle trägt, 1/3000 bis 1/4000 des Durchmessers der Rotationswelle beträgt. Wenn somit ein Durchmesser D der Rotationswelle bekannt ist, dann kann der Durch

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messer D¹ der halbzylindrischen Oberfläche 9 in einer Weise bestimmt werden, um die Achse der Welle in Übereinstimmung mit der Mitte 0 der halbzylindrischen Oberfläche 9 zu bringen. Der Durchmesser D¹ kann derart in erfindungsgemäßer Weise bestimmt werden, und die Achse der Weile kann im wesentlichen in Übereinstimmung mit der imaginären Mitte der halbzylindrischen Oberfläche 9 gehalten werden."

Die vielen kleinen Löcher 6 sind in der halbzylindrischen Oberfläche in der Richtung zur Mitte der Oberfläche 9 hin vorgesehen, so daß der Druck, der sich aus einer Luft ergibt, die durch die kleinen Löcher 6 eingeblasen wird, in gleichförmiger Weise auf die Welle und gegen deren Achse gerichtet aufgebracht werden kann. Diese Bedingung ist überaus wirkungsvoll beim Halten der Achse der Rotationswelle in , einer stabilen Lage während deren Umdrehung. Die stabile Rotation der Rotationswelle steht in enger Abhängigkeit von der Lage, der kleinen Löcher 6 und von deren Anzahl. Gemäß eines bevorzugten Beispiels liegt der Durchmesser der Löcher im Bereich von 0,3 bis 0,8 mm. Zusätzlich weist das kastenartige Teil 2 eine derartige Ausbildung auf, daß es wie ein Luftspeicher wirken kann, so daß .es die Zufuhr von Luft in die Lagerung selbst dann gestattet, wenn die Luftzufuhr vom Kompressor unterbrochen ist.

Die halbzylindrische Oberfläche 9 der erfindungsgemäßen Lagerung sollte vorzugsweise in einem polierten Zustand gehal-' ten werden. Korrosion sollte verhindert werden, um die Oberfläche daran zu hindern, unregelmäßig oder rauh zu werden. Es ist allerdings schwierig, eine halbzylindrische Oberfläche einer Lagerung in dem Fall zu polieren, in dem der Durchmesser einer Welle über 500 mm liegt. Aus diesem Grunde wird ein rostfreies Stahlblech oder dergleichen, was der Korrosion Widerstand leisten kann, zum Erstellen der obengenannten glatten halbzylinderischen Oberfläche verwendet.

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Fig. 5 und 6 zeigen Lägerungen mit halbzylindrischen Oberflächen, die von einem rostfreien Stahlblech begrenzt werden. Näher gesagt, ein rostfreies Stahlblech 5, das poliert wurde, wird auf die rauhe, halbzylindrische Oberfläche eines kastenartigen Teils 2 aufgeheftet, die mittels einer Drehbank vorbereitet wurde. Das kastenartige Teil 2' weist eine halbzylinderförmige Oberfläche 9¹, kleine Löcher 6¹ und einen Drucklufteinlaß 1' auf und ergibt somit denselben ' Bau wie das kastenartige Teil 2. Dieses Verfahren ergibt eine halbzylindrische Oberfläche mit demselben Maß an Glattheit wie das einer Oberfläche, die einem Poliervorgang ausgesetzt war. Die kleinen Löcher sind nach dem Aufschichten des rostfreien Stahlblechs fertiggemacht oder hergestellt.

Es wird eine Ausführungsform beschrieben, bei der eine erfindungsgemäße Grenzschichtlagerung bei einer' Vertikallagerung angewandt wurde.

Wie in Fig. 7 bis 10 gezeigt, sind mehrere kleine Lufteinblaslöcher 17 in der halbzylindrischen Oberfläche 16 einer Wand 26 des kastenartigen Teils 19 in radialer Richtung einer Welle 20 vorgesehen, die mit der obengenannten halbzylindrischen Oberfläche 16 in Eingriff steht, während mehrere Tragelufteinblaslöcher in der oberen Wand,23 des kastenartigen Teiles vorgesehen sind, wobei die Wand in Eingriff mit einem Flansch 22 einer Welle 20 steht« Das kastenartige Teil 19 weist in der anderen Wand 24 einen

Drucklufteinlaß 18 auf» Zwei Druckluft-

lagerteile 27, die von'dem obengenannten kastenartigen Teil 19 gebildet sind, werden miteinander in Verbindung gebracht, um eine Vertikallagerung zu bilden.

Wenn von einem Kompressor (nicht dargestellt) Luft durch den Drucklufteinlaß 18 in das kastenartige Teil 19 eingeleitet wird, dann wird sie durch die Traglufteinblaslöcher 15 ein-

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• Al .

geblasen,und dann wird der Flansch 22 mittels eines Schubs aufgrund einer Grenzschicht aus Druckluft zwischen dem Flansch und der oberen Wand 23 angehoben oder zum Schwimmen gebracht. Der Flansch 22 und somit auch die Welle 2o werden in einem angehobenen oder schwimmenden Zustand getragen und sind somit drehbar. Zur gleichen Zeit wird Luft durch die Lufteinblaslocher 17 in radialer Richtung der Welle 2o eingeblasen und bildet somit eine Grenzschicht aus Druckluft zwischen der äußeren Oberfläche der Welle 20 und der halbzylindrischen Oberfläche 16 des kastenartigen Teiles. Die Welle 20 kann in einer stabilen Lage getragen werden und ist somit drehbar, wobei ihre Achse in Übereinstimmung mit der Mittellinie der halbzylindrischen Oberfläche 16 steht.

Die Welle 20 kann durch eine herkömmliche Antriebskraft oder durch eine Luftkraft gedreht werden. Fig'. 11 zeigt ein Beispiel, bei dem Abzweigrohre der Rohre 21, 21" durch das kastenartige Teil 19 stoßen, wobei Lufteinblaslocher 25, 25' von der zylindrischen Oberfläche 16 her geöffnet sind. Die Richtung der Lufteinblaslocher 25, 25! verläuft parallel zur imaginären, vertikalen Teilungsfläche der Welle 20. Wenn eines der Ventile an den Rohren 21, 21' geschlossen wird, während das andere Ventil geöffnet wird, um Luft hindurch einzuleiten, dann wird die Welle 20 aufgrund des Luftdrucks gedreht. Wenn die obengenannte Betriebsbedingung der Ventile umgekehrt wird, dann wird die Welle 20 in der umgekehrten Richtung gedreht. Ist für ' die Welle 20 die Fähigkeiten zwei Richtungen zu rotieren, nicht erforderlich, dann können die obengenannten Rohre weggelassen werden. Stattdessen sind Lufteinblaslocher 25 oder 25", die in Parallelrichtung mit der obengenannten imaginären vertikalen Teilungsebene der Welle ausgerichtet sind, unmittelbar in der obengenannten halbzylindrischen Wand 26 vorgesehen. · "

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- vtr-

Bei dem Vertikallager 27, das aus zwei einen Verbund bildenden kastenartigen Teilen 19 gebildet

ist, die mit Lufteinblaslöchern 17, Trageluftexnblaslöchern 19 und einem Drucklufteinlaß 18 versehen sind, kann die Welle 20 allein durch die Kraft der Luft gedreht und getragen werden, wenn Lufteinblaslöcher 25, 25' entweder in beiden oder in einem der kastenartigen Teile 19 vorgesehen sind.

Falls die Welle 20 von einer anderen Antriebswelle getrieben wird, kann eine Vertikallagerung verwendet werden, die aus einer Verbindung zweier Halbzylinder-Verbundlager . 27, 27 mit zwei halbzylindrischen Lagern 28, 28 gebildet ist, die denselben Bau aufweisen, wie das Einzellager 27 mit der Ausnahme, daß sie nicht entsprechende Tragelufteinblaslöcher 15 aufweisen. Fig. 12 und 13 zeigen Lagerungen des vorher .genannten Aufbaus.

Fig. 12 zeigt eine Vertikallagerung, die aus zwei Halbzylinder-Verbunddruckluftlagern 27, 27, einer Riemenscheibe 29, einer Riemenscheibe mit Motor 30, die mittels eines Riemens mit der Riemenscheibe 29 verbunden ist und halbzylindrischen Druckluftlagern 28,28 gebil det wird, die gestaffelt an der Außenoberfläche der Welle 20, jedoch zwischen Riemenscheibe 29 und Lagern 27, 27 angeordnet sind. Fig* 13 zeigt eine Vertikallagerung, die aus zwei Halbzylinder-Verbund-

lagern 27, 27, einer Riemenscheibe 29, die oberhalb hiervon angeordnet ist, einem Riemenscheibenmotor 30 und zwei Halbzylinderlagern 28, 28 gebildet wird, die parallel jeweils an den entgegengesetzten Seiten der Riemenscheibe 29 angeordnet sind. Die Halbzylinderlager 28, 28 sind an der einen Seite, aber parallel zueinander angeordnet und können eine

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Gegenkraft aufnehmen, die auf die Weile 20 von einer Antriebswelle 30 ausgeübt wird, wobei die Welle 20 in einer stabilen Lage gehalten wird.

Ein Winkel €>C , der von der Welle 20 und einer horizontalen Ebene gebildet ist, ist bei der erfindungsgemäßen Vertikallagerung nicht notwendigerweise auf 90° begrenzt, wie in Fig. 12 gezeigt, sondern kann auch ein spitzer Winkel o( ' sein, wie in Fig.13 gezeigt.

Die Vertikallagerung, die aus Halbzylinderlagerungen 28, 28 gebildet ist, kann in Wirkverbindung mit einer anderen Spurlagerart anstelle der Halbzylinderlager 27, 27, wie in der oben erwähnten Weise, verwendet werden. Zusätzlich können zwei Lager 28, 28 in gegenseitigem Eingriff, bzw. im Verbund verwendet werden, falls erforderlich,

Fig. 14 bis 16 zeigen eine andere Ausführungsform e"iner erfindungsgemäßen Lagerung, bei der Wellen von Luft gestützt und gedreht werden.

Lufteinblaslöcher 31 zur Verwendung beim Drehen einer Welle

36 sind parallel zur imaginären Längsteilungsebene der Welle ausgerichtet. Das Einblasen von Luft in der obengenannten Richtung kann die Welle 36 drehen. Die Lufteinblaslöcher 31 können an den Auslässen von Verzweigrohren eines Rohres

37 angeordnet werden, wobei die Rohre durch das Kastenteil

35 dringen und von der halbzylindrischen Oberfläche 32 her offen sind. Lufteinblaslöcher 31* können in der halbzylindrischen Oberfläche 32 an der Seite vorgesehen werden, die den Lufteinblaslochern 31 gegenüberliegt, so daß die Welle

36 in jeder Richtung gedreht werden kann, indem eines der Ventile an den Rohren 37, 37' geöffnet und das andere der Ventile geschlossen wird. Falls die Drehung der Welle 36

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in nur einer Richtung gewünscht ist, können die Lufteinblaslöcher 31 direkt in der halbzylindrischen Oberfläche 32 in paralleler Richtung mit der obengenannten imaginären Teilungsebene der Welle vorgesehen werden. In diesem Fall wird die Welle 36 von Luft zum Schwimmen gebracht oder angehoben, die durch einen Drucklufteinlaß 34 und dann durch die Löcher 33 zur Lageroberfläche eingeleitet ist, während die Welle 36 von Luft durch die Löcher 31 gedreht werden kann.

Die Welle 36 ist in schwimmender oder angehobener Stellung von der Druckluft durch die Lufteinblaslöcher gehalten, so daß aufgrund der Anwendung von Luftdruck in paralleler Richtung mit der obengenannten imaginären Teilungsebene die Welle leicht gedreht werden kann. Versuchsergebnisse haben bewiesen, daß die zwei Luftströmungsarten zur Anwendung beim Drehen und Anheben bzw. Schwimmenlassen der Welle einander jeweils nicht stören, und die Welle kann bei einer Hohen Drehzahl in stabiler Weise gedreht werden.

Falls zwei Halbzylinderlager miteinander verbunden sind, können die Lufteinblaslöcher zum Tragen der Welle in einer der Lager vorgesehen werden, während die Lufteinblaslöcher zum Drehen der Welle im anderen Lager vorgesehen werden können. ·

Statt der kastenartigen Anordnung können auch flexible Rohre mit Lüfteinblaslöchern beim Luftdrucklager verbunden werden, wobei Luft durch die Lufteinblaslöcher eingeleitet wird, um die Welle anzuheben oder schwimmen zu lassen, um diese in Achsrichtung der halbzylindrischen Oberfläche zu bewegen. Dies kann auf den Fall, in dem die Welle gedreht wird, ebenso angewendet werden.

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Fig. 17 zeigt ein herunterhängendes Luftdrucklager 39 mit einer halbzylindrischen Oberfläche. Hier ist ein Metallblech 40 vorgesehen, das eine vorgegebene Dicke mit mehreren Anschlüssen 43 aufweist, die hierin bis zu einer Tiefe der halben Dicke des Bleches vorgesehen sind. Mehrere kleine Löcher 42 sind derart vorgesehen, daß sie mit den Anschlüssen 43 innerhalb des Blechs 40 kontinuierlich verlaufen. Das Metallblech 40 wird auf einen Krümmungsradius gebogen, der ein wenig größer ist als der der Welle 41, um ein herunterhängendes Lager 39 vorzusehen. An der Stelle 44 sind flexible Rohre zum Einleiten von Luft in das Lager gezeigt. In diesem Fall sind ebenso die kleinen Löcher 42 in der Radialrichtung der Welle 41 ausgerichtet.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lagerung werden unten zum Vergleich mit herkömmlichen Rollentraglagerungen und dergleichen dargestellt.

1. Es tritt nur geringer oder gar kein Lärm auf, selbst im Fall hoher Drehgeschwindigkeit. Ein Beispiel ist gezeigt wie folgt: .

Kugel lager.tr agvorrichtung 9OdB Untere Rollentragvorrichtung 95dB .

Erfindungsgemäße Lagerung .4OdB

2. Der Reibungsbeiwert der erfindungsgemäßen Lagerung ist außerordentlich klein. Als Ergebnis hiervon kann.selbst im Fall einer groß bemessenen Lagerung die Leistung eines Antriebsmotors, die erforderlich ist, um eine vorgegebene Rotation zu erreichen, verringert werden. Die Werte des Reibungsbeiwerts sind zum Vergleich unten dargestellt:

Kugellagertragvorrichtung 0,01 bis 0,02 Untere Rollentragvorrichtung . 0,03 bis 0,05 Erfindungsgemäße Lagerung 0,001 bis 0,002

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3. Es wird keine Wärme im Lagerabschnitt erzeugt.

Kugellagertragvorrichtung Atmosphärentemperatur

+ 20° bis 30⁰C

Untere Rollentragvorrichtung AtmoSphärentemperatur

+ 10° bis 15°C

Erfindungsgemäße Lagerung gleich der Atmosphärentemperatur

4. Reparatur, Wartung und Schmierung ist nicht erforderlich.

5. Die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Lagerung betragen etwa die Hälfte der Kosten einer herkömmlichen Kugellagerung.

Obwohl die obenstehende Beschreibung Luft als Druckgas zum Bilden der Druckgrenzschicht und zum Drehen der Welle erwähnt, wird darauf hingewiesen, daß andere Gase in gleicher Weise geeignet sind. Zusätzlich kann, falls erforderlich, poröses Material anstelle der halbzylindrischen Wand des kastenartigen Teils verwendet werden, wobei auf die obengenannten vielen kleinen Löcher verzichtet wird.

Die Grenzschichtluftdrucklager, die gemäß der Erfindung im Verbundbetrieb verwendet werden, sind leicht zusammen- · zusetzen und zu trennen, wobei sie eine beträchtliche Erleichterung für Montage und Ausbau einer Welle bieten. Zusätzlich, wie in den Ausführungsbeispielen der Erfindung gezeigt, kann' die Lagervorrichtung eine Welle nicht nur tragen, sondern auch drehen, womit auf eine spezielle Antriebsquelle einer anderen Art verzichtet werden kann.

- Ansprüche -

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Le erse ι te

Claims

1/ Druckgaslagerung zum drehbaren Tragen einer Welle, g e k e η η ζ e i c h η e t dürelt ein kääteftartiges Teil (2, 2.·, 19, 35) mit halbzylindrischer Wand (9, 9 ', 16, 32 X/ Seitenwänden (23) und einer Bodenwand (24), die zusammen einen Innenraum begrenzen, wobei die halbzylindrische Wand mehrere kleine Löcher (6, 6', 15, 17, 33, 42) aufweist, die zur außerhalb des kastenartigen Teils befindlichen, gedachten Mitte (0, OV) der halbzylindrisehen Wand hin gerichtet sind,die sich außerhalb des kastenartigen Teils befindet, wobei ein Druckgaseinlaß (1,1', 18, 34) in den Seitenwänden oder der Bodenwand zum Einleiten von Gas unter Druck in den Innenraum vorgesehen ist, wobei eine Grenziage aus Druckluft zwischen der halbzylxridrischen Wand und der Außenfläche einer Rotationswelle (20, 36, 41), die zumindest teilweise von der halbzylindrischen Wand umrundet wird, aufgrund der Einleitung von Gas durch die kleinen Löcher gebildet wird, so daß die Rotationswelle vom Druckgas stabil getragen werden kann, wobei die Achse der Welle mit der gedachten Mitte der halbzylxndrischen Wändoberfläche zusammenfällt.

2. . Druckgaslagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der kleinen Löcher (6, 6', 15, 17,33. 42) im Bereich von 0,3 bis 0,8 mm liegt:

3.. Druckgaslagerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Grenzschicht aus Druckgas im Bereich von 1/3000 bis 1/4000 des Durchmessers D der Rotationswelle (20, 36, 41) liegt.

4» Druckgaslagerung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche der halbzylindrischen Wand (9, 9¹, 16, 32), die der Rotationswelle

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ORIGINAL INSPECTED

(20, 36, 41) zugewandt ist, ein rostfreies Stahlblech (7) mit kleinen Löchern (6¹) an Stellen aufgeheftet sind, die denen der kleinen Löcher (6, 15, 17, 33, 42) der halbzylindrischen Wand entsprechen.

5. Druckgaslagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner gekennzeichnet durch mindestens ein Gaseinblasloch (25, 25', 31, 31'), das in der halbzylindrischen Wand (9, 9^ff 16, 32) in paralleler Ausrichtung zur Bodenwand (24) des kastenartigen Teils (2, 2¹, 19, 35) zum Einblasen eines Gases in einer Richtung zum Drehen der Welle (20, 36, 41) vorgesehen ist. .

6. Druckgaslagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner gekennzeichnet durch mindestens ein Paar Gaseinblaslöcher (25, 25^f, 31_r 31'), die.in der halbzylindrischen Wand (9, 9', 16, 32) parallel zur Bodenwand (24) .und einander gegenüberliegend zum wahlweisen Einblasen eines Gases durch das eine oder das andere Einblasloch zur Welle (20, 36, 41) hin vorgesehen sind, um die Welle wahlweise in einer ersten bzw. zweiten Richtung zu drehen.

7. Druckgaslagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Ventile in Verbindung mit dem Paar der Lufteinblaslöcher (25, 25', 31, 31') vorgesehen sind, die einander entgegengesetzt angeordnet sind, wobei eines der Ventile geöffnet und das andere geschlossen wird und hierbei die Drehung der Welle (20, 36, 41) entweder in der ersten oder in der zweiten, umgekehrten Richtung bewirkt.

8. Druckgaslagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner gekennzeichnet durch einen halbzylindrischen Deckel (3), der in Eingriff mit der halbzylindrischen Wand (9,9*, 16, 32) des kastenartigen Teils (2, 2¹, 19, 35) angeordnet

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ist, wobei eine die Rotationswelle (20, 36, 41) völlig umgebende zylindrische Wand gebildet wird.

9. Druckgaslagerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des halbzylindrischen Deckels (3) ein wenig größer ist als der Durchmesser D' der halbzyiindrischen Wand (9, 9¹, 16, 32) «

10. Druckgaslagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner gekennzeichnet durch ein zweites kastenartiges Teil (19), das im wesentlichen gleich dem - · ~- ~~i= ersten kastenartigen Teil (2, 2¹, 35) ist und mit diesem .^_n ^. in-Eingriff steht, so daß die halbzylindrischen Wände (9, 9¹, 16, 32) von erstem und zweitem kastenartigem Teil eine zylindrische Wand bilden, die die Rotationswelle (20, 36, 41) völlig umgibt.

11. Druckgaslagerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet/daß die kastenartigen Teile (2, 2¹, 19, 35) und die Rotationswelle (20, 36, 41) in einer Richtung angeordnet sind, in der die Welle mehr vertikal als horizontal verläuft, wobei sie einen Flanschabschnitt (22) an einer Stelle gerade außerhalb der Lagerung aufweist, so daß ein Anschlag an einer der Seitenwände (23) eines jeden kastenartigen Teils gebildet wird, und wobei in den letztgenannten Seitenwänden kleine Löcher (15) eingebracht sind, um eine Grenzgasschicht zwischen Flansch und letztgenannten Seitenwänden zu bilden.

12. Druckgaslagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Luft ist.

13. Druckgaslagerung, gekennzeichnet durch folgende , Merkmale:

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ein Metallblech (40), das eine halbzylindrische Wand zur Verwendung beim Tragen· einer Welle (41) auf dieser aufweist, wobei diese mehrere kleine Lufteinblaslöcher (42) und Anschlüsse (43) aufweist, die konzentrisch hierzu angeordnet sind,

eine Gruppe flexibler Rohre (44), die jeweils mit den Anschlüssen verbunden sind, und

eine Einrichtung zum Einleiten von unter Druck stehendem Gas in die Rohre, wobei eine Grenzschicht aus Druckgas zwischen der Oberfläche der halbzylindrischen Wand und der Außenoberfläche der Welle gebildet wird, so daß diese auf stabile Weise mittels des Drucks der Luft getragen werden kann, die durch die kleinen Lufteinlaßlöcher eingeblasen wird, wobei die Achse der Rotationswelle mit der gedachten Mitte der halbzylindrischen Wand zusammenfällt.

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