DE2723170C2 - Folienlager - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Folienlager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei den bekannten Folienlagern dieser Art (DE-OS 61 226) ist ein erheblicher Nachteil darin zu sehen, daß die Folie nur eine beschränkte Steifigkeit aufweist und daß zwischen dem beweglichen und dem stationären Körper bei gewissen kritischen Laufgeschwiniligkeiten Schwingungen auftreten, die zu einem unruhigen und dadurch Verschleiß verursachenden Lagerlauf führen. Dünne Folien passen sich zwar gleichmäßiger an den abzustützenden Körper an, sind jedoch in geringerem Maße belastbar, wodurch beispielsweise die Welle eines Hochgeschwindigkeitslagers aus der geometrischen Mitte des sie tragenen Lagerstuhls herauswandert und sich Schwingungen einstellen, deren Amplitude bei bestimmten kritischen Drehzahlen ein Maximum erreicht. Um die dadurch verursachten Schwingbewegungen der Welle zu steuern, muß die Lagervorrichtung eine beträchtliche Dämpfungswirkung ausüben können. Die zu diesem Zweck bei dem bekannten Folienlager verwendeten Folienversteifungskörper sind jedoch zur Lösung des oben genannten Problems weniger geeignet, weil sie unter ho starker Last vollständig zusammengedrückt werden können.

Den gleichen Nachteil der kompletten Zusammendrückbarkeit der Folienstützkörper unter starker Last weist auch das aus der US-PS 38 09 443 bekannte _b5 Folienlager auf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, das Folienlager der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissenen Art bezüglich seiner Folienversteifungskörper so auszubilden, daß in schwingungstechnischer Hinsicht unkontrollierte Betriebszustände vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst

Die zu beiden Seiten des Folienversteifungskörpers vorgesehenen massiven Rippen mit den zwischen ihnen befindlichen Nuten werden auch unter starker Belastung nicht eingeebnet, und der Folienverst^ifungskörper seine Funktion langer bei, wobei darüber hinaus die zwischen den Rippen befindlichen Nuten in jedem Betriebszustand des Lagers zur Kühlung des Lagers verfügbar sind, indem sie den Strömungsmittelfluß über die Folie in Richtung des Nutenverlaufs hinweglenken.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine geschnittene Teilansicht eines Folienlagers mit Folienversteifungskörpern,

F i g. 2 eine Schnittansicht eines Versteifungskörpers und

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht des Versteifungskörpers von F i g. 2.

Das in Fig. 1 gezeigte Folienlager befindet sich in einem Betriebszustand bei dem uuter dem Einfluß entweder einer großen Belastung oder einer hohen Drehzahl oder einer Kombination beider ein durch Schwingung verursachtes Auslaufen der Welle 12 ein solches Ausmaß erreicht hat, daß die Folien 22 und die Foüenversteifungskörper 28 durch die rotierende Welle 12 gegen den Folientragring 16 gepreßt werden. In diesem Zustand kann eine Dämpfung weder durch die Biegewirkung der Folie 22 und des Folienversteifungskörpers 28 noch durch die sich aus der zwischen den Körpern stattfindenden Berührung ergebende Coulombsche Reibung erreicht werden. Wenn unter diesen Bedingungen ein Folienversteifungskörper bekannter Bauart verwendet würde, würde das Lager ausfallen.

Wird jedoch ein Folienversteifungskörper 28 der in den F i g. 2 und 3 dargestellten Art verwendet, dann wird ausreichend lange eine Dämpfung der Lagerschwingungen ermöglicht.

Der Folienversteifungskörper 28 besteht aus einer metallischen Folie, die so gebogen ist, daß sie an ihrem einen Ende einen Folienlagerungsteil 32 bildet. Dem Versteifungskörper wird durch Biegen eine bestimmte Krümmung erterJt, deren Radius kleiner ist als der Krümmungsradius des Folientragrings 16 der Welle 12, wodurch dem Lager eine Vorspannung erteilt wird. Die Krümmung sollte jedoch vorzugsweise sich nicht wesentlich von der Krümmung der Folien 22 unterscheiden.

Die konvexe untere Oberfläche des Folienversteifungskörpers 28 ist geätzt oder genutet, so daß abwechselnd mit einer flachen Oberseite versehene Rippen 34 und Nuten 36 vorhanden sind. Die obere Oberfläche ist ebenfalls miteinander abwechselnden Rippen 38 und Nuten 40 versehen. Die Nuten 36 und 40 dienen zur Kühlung des Lagers, indem sie den Strömungsmittelfluß über die Folie hinweglenken, und zwar längs deren Länge. Die Rippen 34 und 38 sind im allgemeinen mit flachen Oberseiten versehen, so daß die Folien leicht auf den Rippen verschoben werden können und auch die Wellenbildung in der Strömungsmittelfilmoberfläche auf ein Mindestmaß beschränkt wird.

Um eine elastische federähnliche Konstruktion zu erreichen, sind die Rippen 38 der oberen Oberflächen den Nuten 36 der unteren Oberfläche gegenüberliegend angeordnet, während die Nuten 40 der oberen Oberfläche den Rippen 34 der unteren Oberfläche gegenüberliegen. Obgleich die Nuten und Rippen durch fotochernisches Ätzen oder maschinelles Bearbeiten genau und preiswert hergestellt werden können, sind auch andere Verfahren anwendbar, so beispielsweise das Verbinden mehrerer schmaler Streifen mit den Folienoberflächcn.

Wird der Folienversteifungskörper 28 der hier beschriebenen Art eingesetzt, dann wird die Folie 22 gegen die Rippen 38 oben auf die Oberfläche des Stützkörpers gepreßt, während die Rippen 34 auf der unteren Oberfläche des Stützkörpers auf dsm Folientragring 16 ruhen. Wird dann der Druck durch die Strömungsmittelschicht zwischen der Welle 12 und der Folie 22 weiter vergrößert, so wird der Folienversteifungskörper veranlaßt, sich elastisch zusammenzupressen, so daß die Dämpfung und der Strömungsmittelfilmspalt ausrechterhalten werden und der Lagerbetrieb nicht gestört wird. Dieses Zusammenpressen des Foiienversteifungskörpers 28 erzeugt eine erheblich größere Federkraft als sie dem Versteifungskörper eigen ist, wenn er sich durch Biegen elastisch verformL Somit läßt sich mit dem Folienversteifungskörper der hier beschriebenen Art eine wirksame Dämpfung erzeugen, die dem Lager ermöglicht, sehr viel größere Lasten abzustützen, als dies der Fall wäre, wenn das Lager mit herkömmlichen Folienversteifungskörpern ausgerüstet wäre.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Folienlager mit einem ersten und einem zweiten Körper, die relativ zueinander drehbeweglich angeordnet sind, mit mehreren zwischen dem ersten und dem zweiten Körper angeordneten, sich überlappenden, elastischen Folien, deren freie Enden je einen der beiden Körper berühren, sowie mit einem an einem Ende jeder Folie angebrachten Lagerstab, der mit dem einen der beiden Körper in Eingriff steht, und mit einem ebenfalls mit diesem einen der beiden Körper in Eingriff stehenden Folienversteifungskörper, der jeder Folie zugeordnet ist, sie auf ihrer der Gleitfläche abgewandten Oberfläche an wenigstens einer Stelle berührt und selbst eine federnde Folie ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Folienversteifungskörper (28) mit auf seinen beiden Oberflächen gegeneinander versetzten, massiven, aufgesetzten, quer zur WeI-lendrehrichtung verlaufenden Rippen (34, 38) versehen ist

2. Foüeglager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Foüenversteifungskörper (28) und die Folie (22) in Richtung auf die Welle (12) gekrümmt sind und der Folienversteifungskörper einen Krümmungsradius aufweist, der kleiner ist als der Krümmungsradius der benachbarten Folie, sowie eine Länge hat, die annähernd der halben Länge der Folie entspricht.

3. Folienlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe (34, 38) der Folienversteifungskörper (28) eine abgeflachte Oberseite öjfweist.