DE3001061A1 - GAS WAREHOUSE - Google Patents

GAS WAREHOUSE

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DE3001061A1
DE3001061A1 DE19803001061 DE3001061A DE3001061A1 DE 3001061 A1 DE3001061 A1 DE 3001061A1 DE 19803001061 DE19803001061 DE 19803001061 DE 3001061 A DE3001061 A DE 3001061A DE 3001061 A1 DE3001061 A1 DE 3001061A1
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radial
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Description

GEYER, HAGEMANN & PARTNERGEYER, HAGEMANN & PARTNER

PATENTANWÄLTE 3ΌΌ '06 !PATENT LAWYERS 3ΌΌ '06!

Destoufhcsstraßi» 60 · Postfach 400745 · 8000 München 40 -Telefon 089'30407Γ -Telex 5-216136 h,ij>e d ·7ol(>>;ranim hjgeyp.itent -Teleknpierer 089'JO4071Destoufhcsstraßi »60 · Postfach 400745 · 8000 Munich 40 -Telex 5-216136 h, ij> e d · 7ol (>>; ranim hjgeyp.itent -Teleknpierer 089'JO4071

u.Z.: Pat 129/3-79M München, den 12.01.1980u.z .: Pat 129 / 3-79M Munich, January 12th, 1980

Dr.G/2/heDr.G / 2 / he

NIPPON TELEGRAPH & TELEPHONE PUBLIC CORPORATIONNIPPON TELEGRAPH & TELEPHONE PUBLIC CORPORATION

Tokio / JapanTokyo / Japan

GASLAGERGAS STORAGE

Beanspruchte Prioritäten:Claimed priorities:

Land: Datum: Aktenzeichen:Country: Date: Case number:

Japan 13. Januar 1979 3202/1979 Japan 3. Juli 1979 91516/1979 (Gbm-Anmeldung)Japan January 13, 1979 3202/1979 Japan July 3, 1979 91516/1979 (GBM registration)

030029/0892030029/0892

GEYER, HACEMANN & PARTNERGEYER, HACEMANN & PARTNER

Destouc hesslr.iße 60 Postfach 400745 · 80(K) München 40 ■ Telefon 089/10407V -Telex 5-216136 Ιι,ΐβρ d ■ Telegramm hagi-ypdlfnt ·Telekopierer O89'3O4O71Destouc hesslr.iße 60 Postfach 400745 · 80 (K) Munich 40 ■ Telephone 089/1040 7V -Telex 5-216136 Ιι, ΐβρ d ■ Telegram hagi-ypdlfnt · Fax machine O89'3O4O71

-χ--χ-

Nippon Telegraph & Telephone München, denNippon Telegraph & Telephone Munich, the

Public Corporation .. - ^ -,^0n Public Corporation .. - ^ -, ^ 0n

* 12. Januar 1980 * January 12, 1980

Tokio/JapanTokyo / Japan

u.Z.: Pat 129/3-79M Dr.G/2/heu.z .: Pat 129 / 3-79M Dr.G / 2 / he

GASLAGEKGASLAGEK

Die Erfindung bezieht sich auf Gaslager, insbesondere auf hydrostatische und sogenannte "Hybrid"-Gaslager, bei denen der hydrostatische und der hydrodynamische Effekt genutzt werden und bei denen zur Abstützung einer rotierbaren Welle (Radiallager) oder zur Abstützung eines Stützteiles (Axiallager) Gas unter Druck aus einer Druckgasquelle jeweils einem Lagerspalt zuführbar ist, der zwischen einer Lagerschale des Lagers und dem abzustützenden Teil (Welle, Stützteil) ausgebildet wird.The invention relates to gas bearings, in particular to hydrostatic and so-called "hybrid" gas bearings, in which the hydrostatic and the hydrodynamic effect are used and in which to support a rotatable shaft (radial bearing) or to support a support part (axial bearing) gas under pressure from a Pressurized gas source can each be fed to a bearing gap between a bearing shell of the bearing and the one to be supported Part (shaft, support part) is formed.

Solche Lager haben sich als unerläßlich erwiesen, wenn z.B. für Hochgeschwindigkeitsoperationen bei Großspeichern Drehkopf-AufZeichnungsgeräte eingesetzt werden. Der Einsatz dieser Drehkopf-Aufzeichner ist gegenüber dem von bekannten Festkopf-MagnetbandaufZeichnern vorteilhafter, weil ein Drehkopf-Aufzeichner mit viel höherer Aufzeichnungsdichte arbeiten kann und gleichzeitig auch die Abmessungen dieses Aufzeichnungsgerätes kleiner sind. Andererseits ist es bei Drehkopf-Aufzeichnern nachteilhaft, daß ihre Datenfluß-Rate gering und ihre sequentielle Zugriffszeit lang ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Rotationsgeschwindigkeit derzeit verfüg-Such bearings have proven to be indispensable, e.g. for high-speed operations in large storage facilities Rotary head recording devices are used. The use of this rotary head recorder is opposite that of known fixed head magnetic tape recorders more advantageous, because a rotary head recorder with much higher Recording density can work and at the same time too the dimensions of this recorder are smaller. On the other hand, it is disadvantageous in rotary head recorders that their data flow rate is low and their sequential access time is long. The reason for this lies that the speed of rotation is currently available

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barer Drehköpfe bei 5600 Umdrehungen pro Minute (U/min) liegt und auch die Kopfabtastgeschwindigkeit gering ist, z.B. 25,4 m/s. Ein Anheben der Rotationsgeschwindigkeit auf etwa 15000 U/min und der Kopfabtastgeschwindigkeit
auf etwa 50 m/s könnte eine Lösung dieser Probleme
bringen. Andererseits hat sich gezeigt, daß ein Anheben der Geschwindigkeit über 10000 ü/min unter Einsatz herkömmlicher Kugellager wegen deren mangelnder Zuverlässigkeit bzw. Betriebssicherheit nicht möglich ist, weshalb es sich als grundsätzlich wichtig erwiesen hat, hierfür Luftlager einzusetzen.
ble rotary heads is 5600 revolutions per minute (rpm) and the head scanning speed is low, for example 25.4 m / s. Increasing the rotation speed to about 15,000 rpm and the head scanning speed
at around 50 m / s could be a solution to these problems
bring. On the other hand, it has been shown that increasing the speed above 10,000 rpm using conventional ball bearings is not possible because of their lack of reliability or operational safety, which is why it has proven to be fundamentally important to use air bearings for this purpose.

Drehkopf-AufZeichnungsgeräte, die mit Druckluft als
hydrostatische und/oder hydrodynamische Lager arbeiten, werden jetzt für Video-Bandaufnahmegeräte im Rundfunk-
Rotary head recorders that use compressed air as
hydrostatic and / or hydrodynamic bearings are now used for video tape recorders in broadcasting

und Fernsehbereich eingesetzt. Allerdings erfordert der Einsatz eines hydrostatischen Druckgaslagers die Verwendung eines Kolbenkompressors, so daß es schwierig ist, ein solches Gerät zum Einsatz bei der Computerperipherie anzupassen. Bei hydrodynamischen Druckgaslagern ergeben sich Schwierigkeiten daraus, daß die rotierbare Welleand television area. However, the use of a hydrostatic pressure gas bearing requires the use of a reciprocating compressor, so that it is difficult to use such a device in computer peripherals adapt. In hydrodynamic pressurized gas bearings, difficulties arise from the fact that the rotatable shaft

und die Lagerschale vor dem Anlauf des Lagers miteinander in Kontakt stehen: ein solches Lager weist dann nicht
die gewünschte Betriebssicherheit auf, wenn es in einem Drehkopf-Aufzeichner für elektronische Computer einge-
and the bearing shell are in contact with one another before the bearing starts up: such a bearing then does not have
the desired operational reliability when it is used in a rotary head recorder for electronic computers.

setzt wird, bei denen die Forderung besteht, daß sie
über viele Jahre hinweg ohne Wartung oder gar Rcpiraturen eins-i? zfahig sein müssen. Es hat sich daher als
wünschenswert erwiesen, sogenannte "Hybrid"-Gaslager
zu entwickeln, bei denen die abzustützende Welle durch
is set, which is required that they
for many years without maintenance or even repairs one-i? have to be tough. It has therefore proven to be
proved desirable, so-called "hybrid" gas storage
to develop in which the shaft to be supported by

hydrostatischen Druck in der Start- und Auslaufphase
des Lagers abgestützt wird, während bei der Rotation
die Abstützung durch hydrodynamischen Druck erfolgt.
Solche Lager können mit hoher Wirksamkeit unter Benutzung von Druckgas eines Druckes von etwa 0,08 kg/cm2 arbeiten, wobei das Druckgas von einem üblichen
hydrostatic pressure in the start and run-out phase
of the bearing is supported while rotating
the support is provided by hydrodynamic pressure.
Such bearings can work with high efficiency using pressurized gas of a pressure of about 0.08 kg / cm 2 , the pressurized gas of a conventional one

Gebläse bereitgestellt werden kann. Auf diese Weise istBlower can be provided. That way is

Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

es möglich, ein Hochgeschwindigkeits-Drehkopfaufzeichnungsgerät großer Einsatzsicherheit und hoher Betriebszuverlässigkeit bereitzustellen, bei dem auch in der An- und Bremsphase ein unmittelbarer .Körperkontakt zwischen Lagerschale und abzustützendem Teil vermieden ist.it possible to use a high speed rotary head recorder great operational safety and high operational reliability to provide direct body contact during the start-up and braking phase is avoided between the bearing shell and the part to be supported.

Bislang ist es für den Einsatz eines hydrostatischen Gaslagers des Typs mit Eigendrosseleffekt ("inhärente Drosselung") - wie bereits erwähnt - erforderlich, einen Kolbenkompressor einzusetzen, da die sogenannte "Lagerwirksamkeit11 (d.h. das Verhältnis zwischen dem im Lager verfügbaren Stützdruck für die Welle und dem Druck des zugeführten Druckgases) nur gering ist, d.h. höchstens etwa 50 % beträgt. Da weiterhin der optimale Wert für den Lagerspalt bzw. das Lagerspiel relativ groß ist, ergibt sich insgesamt eine nur geringe Lagersteifigkeit (Lagerwirksamkeit/Lagerspiel). Bei üblichen Lagern hat es sich somit als unmöglich erwiesen, das optimale Lagerspiel unter 10 μπι abzusenken, ohne daß gleichzeitig eine merkliche Abnahme der Lagerwirksamkeit auftrat. Aus diesem Grund war bisher für Lager dieses Typs nicht nur das Erzielen einer ausreichend großen Lagersteifigkeit nicht möglich, sondern auch ein ausreichendes Ausnützen des hydrodynamischen Effektes, der sich bei schmalem Lagerspiel und hoher Drehgeschwindigkeit einstellt und dessen wirksame Ausnutzung zum Einsatz eines solchen Lagers als Hybrid-Gaslager erforderlich wäre.So far, for the use of a hydrostatic gas bearing of the type with a self-throttling effect ("inherent throttling") - as already mentioned - it has been necessary to use a reciprocating compressor, since the so-called " bearing efficiency 11" (ie the ratio between the support pressure available in the bearing for the shaft and the pressure of the supplied compressed gas) is only low, ie at most about 50%. Since the optimal value for the bearing gap or the bearing clearance is still relatively large, the overall bearing rigidity is only low (bearing effectiveness / bearing clearance) It thus proved impossible to reduce the optimal bearing clearance below 10 μm without a noticeable decrease in bearing effectiveness at the same time. For this reason, not only was it not possible to achieve a sufficiently high bearing rigidity for bearings of this type, but also sufficient utilization the hydrodynamic effect, which occurs with narrow bearing play and sets high rotational speed and its effective utilization for the use of such a bearing as a hybrid gas bearing would be required.

Um hier zumindest eine gewisse Verbesserung gegenüber diesem Lagertyp zu schaffen, wurde als anderer Lagertyp ein Gaslager mit oberflächenbedingtem Drosseleffekt vorgeschlagen, bei dem das optimale Lagerspiel sich auf weniger als 10 μηι absenken läßt und bei dem ein Lagerdruck zum Abstützen der Lagerlast wirksam in einem Bereich vorhanden und verfügbar ist, der bis an die Lagerenden herangeht. Hierdurch ließ sich bei erhöhter Lager-In order to create at least a certain improvement compared to this type of bearing, it was used as a different type of bearing proposed a gas bearing with a surface-dependent throttle effect, in which the optimal bearing play can be reduced to less than 10 μm and in which a bearing pressure to support the bearing load is effectively present and available in an area that extends to the ends of the bearing approaches. In this way, with increased storage

Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.

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steifigkeit eine Lagerwirksamkeit erreichen, die im wesentlichen gleich der des anderen Lagertyps war. Allerdings zeigte sich, daß diese Gaslager mit einer Vielzahl axialer Längsnuten versehen werden mußten, die schwierig zu erstellen sind, überdies bewirken solche axialen Längsnuten eine Ungleichförmigkeit der Lageroberfläche in Richtung der Relativbewegung, was eine wirksame Ausnutzung des hydrodynamischen Effektes, der durch die Rotation der Welle erzielbar ist, verhindert, so daß dieser Lagertyp ebenfalls nicht als Hybrid-Gaslager einsetzbar ist.stiffness achieve a storage efficiency that was substantially equal to that of the other type of bearing. However, it turned out that these gas bearings had to be provided with a large number of axial longitudinal grooves are difficult to create, and they also have an effect axial longitudinal grooves a non-uniformity of the bearing surface in the direction of the relative movement, which is an effective use of the hydrodynamic effect caused by the rotation of the shaft can be achieved is prevented, so that this type of bearing cannot be used as a hybrid gas bearing either is.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Gasdrucklager mit hoher Lagerwirksamkeit und hoher Lagersteifigkeit zu schaffen, das leicht herstellbar, als Hybrid-Gaslager hoher Wirksamkeit einsetzbar und mit Druckgas relativ geringen Druckes betreibbar ist.Based on this, the invention is essentially based on the object of an improved gas pressure bearing with high To create bearing effectiveness and high bearing rigidity that is easy to manufacture as a hybrid gas bearing of high effectiveness can be used and operated with compressed gas of relatively low pressure.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Gaslager, bei dem zur Abstützung einer rotierbaren Welle Gasunterdruck aus einer Druckgasquelle einem Lagerspalt zwischen einer Lagerschale und der Welle zuführbar ist, dadurch gelöst, daß die Lagerschale mehrere in ihrer Umfangsrichtung verlaufende Ringnuten aufweist, die sich längs der gesamten inneren Lagerfläche erstrecken, axial zueinander versetzt und zum Lagerspalt hin offen sind, daß weiterhin eine Vielzahl von im Winkel zueinander versetzt angeordneten Luftzufuhrkanälen kleinen Durchmessers vorgesehen sind, die jeweils mit zugehörigen Ringnuten in Verbindung stehen, und daß ein Gasdurchlaß zur Verbindung der Gaszufuhrkanäle mit der Druckgasquelle vorgesehen ist.According to the invention, this object is achieved in a gas storage facility, in the case of the underpressure of gas from a pressurized gas source to support a rotatable shaft between a bearing gap a bearing shell and the shaft can be fed, achieved in that the bearing shell has several in its circumferential direction having extending annular grooves which extend along the entire inner bearing surface, axially to one another offset and are open to the bearing gap, that still a plurality of offset at an angle to each other arranged air supply ducts of small diameter are provided, each with associated annular grooves in Are connected, and that a gas passage is provided for connecting the gas supply channels to the pressurized gas source.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird ein Druckgaslager geschaffen, bei dem sowohl der hydrostatische, wie auch der hydrodynamische Effekt für die Abstützung desThe measure according to the invention creates a pressurized gas bearing created, in which both the hydrostatic and the hydrodynamic effect for supporting the

Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.

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Lagers wirksam ausgenutzt werden und das eine hohe Lagerwirksamkeit, eine große Lagersteifigkeit sowie eine leichte Herstellbarkeit aufweist. Erfindungsgemäß wird somit ein sehr wirksames Hybrid-Gaslager geschaffen, bei dem sowohl während der Anlaufphase, wie auch während der Auslaufphase des Lagers die abzustützende drehende Welle kontaktfrei innerhalb der Lagerbüchse läuft. Beim erfindungsgemäßen Gaslager ist der Einsatz von Gas, vorzugsweise Luft, relativ geringen Druckes möglich, die unschwer durch einen kleinen Rotationsverdichter bereitgestellt werden kann, der seinerseits über eine lange Einsatzzeit hinweg ohne Wartung, Nachschmierung o.a. auskommt, wodurch sich eine entsprechend lange wartungsfreie Einsatzzeit für das Lager ergibt. Die Abstützung der Welle bzw. des im Lagergehäuse laufenden Wellenbundes kann, wenn die Anlaufphase beendet ist, unter voller Ausnutzung des hydrodynamischen Effektes erfolgen, der durch die Hochgeschwindigkeitsrotation der Welle erzielbar ist. Das Lager nach der Erfindung weist einen einfachen Aufbau auf und kann mit einem besonders kleinen Lagerspiel von nur wenigen μΐη eingesetzt werden, was sich als ganz besonders großer Vorteil ergibt. Aufgrund dessen kann man das erfindungsgemäße Lager als ein besonders wenig aufwendiges hydrostatisches Gaslager mit großer Tragfähigkeit und hoher Steifigkeit ansehen. Überdies ist bei dem erfindungsgemäßen Lager die Lagerfläche so glatt, daß sich in wirksamer Weise ein hydrodynamischer Druck aufbauen kann, sobald die Welle rotiert. Durch die Erfindung wird somit ein kompakt aufgebautes und betriebssicheres Hybrid-Gaslager erreicht, bei dem in der Anlauf- und Auslaufphase ein Kontakt zwischen den relativ zueinander sich bewegenden Lagerteilen vollständig vermieden ist und das bei hohen Drehzahlen, z.B. in einem Bereich von 10000 bis 30000 U/min, als hydrodynamisches Lager wirksam ist, wobei Druckgas nur geringen Druckes von einem Rotationsverdichter ohne Notwendigkeit einer Nachschmierung während einer langen Zeitspanne eingesetztStorage can be used effectively and that a high storage efficiency, has great bearing rigidity and easy manufacturability. According to the invention thus created a very effective hybrid gas storage facility both during the start-up phase as well as during During the run-out phase of the bearing, the rotating shaft to be supported runs without contact within the bearing bush. At the Gas storage according to the invention, the use of gas, preferably air, relatively low pressure is possible Can easily be provided by a small rotary compressor, which in turn over a long Operating time without maintenance, relubrication, etc., which results in a correspondingly long maintenance-free Operating time for the warehouse results. The support of the shaft or the shaft collar running in the bearing housing can, when the start-up phase has ended, take full advantage of the hydrodynamic effect, which is achievable by the high speed rotation of the shaft. The camp according to the invention has a simple structure and can be used with a particularly small bearing clearance of only a few μΐη, what turns out to be a particularly great advantage. Because of this, the bearing according to the invention can be considered a special View less complex hydrostatic gas bearing with a large load capacity and high rigidity. Besides In the case of the bearing according to the invention, the bearing surface is so smooth that there is an effective hydrodynamic Pressure can build up as soon as the shaft rotates. The invention thus provides a compact and operationally reliable one Hybrid gas bearing achieved in which in the start-up and run-down phase a contact between the relative to each other moving bearing parts is completely avoided and that at high speeds, e.g. in one Range from 10,000 to 30,000 rpm, is effective as a hydrodynamic bearing, with pressurized gas of only low pressure used by a rotary compressor without the need for relubrication for a long period of time

Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.

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werden kann. Im Vergleich zu den vorbekannten hydrostatischen Gaslagern mit Eigendrosseleffekt (inhärente Drosselung) ist bei Einsatz des erfindungsgemäßen Lagers eine Verbesserung der Tragfähigkeit des Lagers von 30 bis 40 % und der Lagersteifigkeit auf das mehr als 5-fache möglich. Wählt man überdies die Anzahl der Luftzufuhrkanäle gering und setzt man ein kleines Lagerspiel ein, dann ist es möglich, die erforderliche Menge an Druckgas auf unter 1/10 der Menge, die bei vorbekannten Lagern erforderlich war, zu reduzieren. Die Erfindung ermöglicht die Schaffung eines Hybrid-Gaslagers hoher Wirksamkeit, wie dies bislang bei Verwendung üblicher hydrostatischer Gaslager nicht möglich war. Da sich die Ringnuten, die beim erfindungsgemäßen Lager eingesetzt werden, leicht herstellen und bearbeiten lassen, sind die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Lagers nur in einer Größenordnung, die der einfachster üblicher hydrostatischer Gaslager entspricht. Während beim erfindungsgemäßen Lager die erforderliche Menge an Druckgas im wesentlichen gleich der ist, wie sie bei einem hydrostatischen Gas lager mit oberflächenbedingtem Drosseleffekt benötigt wird, ist bei dem erfindungsgemäßen Lager demgegenüber die Lastaufnahmefähigkeit und die Lagersteif igkeit aber um mehr als 1,5-fach besser und die Bearbeitungs- bzw. Herstellungskosten sinken auf einen Bruchteil der Kosten dieser vorbekannten Lager ab.can be. Compared to the previously known hydrostatic gas bearings with a self-throttling effect (inherent Throttling) is when using the bearing according to the invention an improvement in bearing capacity of 30 up to 40% and the bearing stiffness more than 5 times possible. If you also choose the number of air supply channels low and if a small bearing clearance is used, then it is possible to use the required amount of pressurized gas to less than 1/10 of the amount in the case of previously known bearings was required to reduce. The invention enables the creation of a hybrid gas bearing of high efficiency, as was previously not possible when using conventional hydrostatic gas bearings. Since the ring grooves that are used in the camp according to the invention, easily can be manufactured and processed, the manufacturing costs of the bearing according to the invention are only of an order of magnitude which corresponds to the simplest common hydrostatic gas bearing. While the camp according to the invention the required amount of pressurized gas is essentially the same as it is in a hydrostatic gas bearing with surface-related Throttle effect is required, in contrast, is the load-bearing capacity in the bearing according to the invention and the bearing rigidity but more than 1.5 times better and the processing or manufacturing costs drop to a fraction of the cost of these previously known bearings.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gaslagers ist jede Ringnut von einem Ende des Lagers um einen Abstand entfernt angeordnet, der etwa 5 bis 15 % der gesamten Lagerlänge entspricht. Die Tiefe der Ringnuten beträgt vorzugsweise das 1,5- bis 6-fache des Lagerspieles. Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Gaszufuhrkanäle in Umfangsrichtung mit im wesentlichen gleichem Abstand voneinander versetzt angebracht sind. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gaslagers besteht auch-darin, daß eine Vielzahl von schräg zur Wellen-In an advantageous embodiment of the gas bearing according to the invention each annular groove is spaced from one end of the bearing a distance that is about 5 to 15% of the total Stock length corresponds. The depth of the ring grooves is preferably 1.5 to 6 times the bearing play. It is also advantageous if the gas supply ducts are spaced essentially the same distance from one another in the circumferential direction are offset. There is a further advantageous embodiment of the gas bearing according to the invention also-in the fact that a multitude of diagonally to the wave-

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achse verlaufende Nuten in Fischgrätmuster auf der Oberfläche des Wellenbundes angebracht sind, wodurch sich beim schnellen Drehen der Welle zusätzlich Gas (Luft) von außerhalb des Lagers in das Lager zur Unterstützung des hydrodynamischen Druckaufbaus dort einziehen läßt.Axial grooves are attached in a herringbone pattern on the surface of the shaft collar, creating When the shaft rotates rapidly, additional gas (air) from outside the bearing into the bearing to support the hydrodynamic pressure build-up can move in there.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gaslagers besteht auch darin, daß wenigstens eine die innere Lagerfläche in der Lagerschale in getrennte Einzelflächen aufteilende Ringnut vorgesehen ist, die mit einem radialen Auslaß in Verbindung steht, und daß weitere Ringnuten nahe der ersterwähnten, die Lagerfläche aufteilenden Ringnut mit einer Vielzahl von Gaszufuhrkanälen vorgesehen sind, wobei diese Gaszufuhrkanäle vom Inneren der Lagerschale heraus in die jeweils zugeordnete Ringnut hin einmünden. Diese Ausbildung ist dann von Vorteil, wenn die Länge der Lagerschale größer als die des Lagerdurchmessers ist oder wenn die Anzahl der DruckgasZuführungen groß ist, weil dann der Strömungswiderstand in axialer Richtung des Lagers auf einen Wert ansteigt, der im Vergleich zu dem Strömungswiderstand in Umfangsrichtung des Lagers nicht mehr vernachlässigt werden kann, wodurch dann der Gasdruck im Hochdruckbereich des Lagers ab- und im Niederdruckbereich des Lagers zunimmt (vgl. Darstellungen nach Fig. 11 der Zeichnung). Infolge dessen wird das Druckfluid bei solchen Verhältnissen im Hochdruckbereich des Lagers etwas in Umfangsrichtung umgelenkt und gelangt so in den Niederdruckbereich des Lagers, wodurch sich eine Druckverteilung ergibt, die für die Funktion des Lagers nicht vorteilhaft ist. Diese Probleme werden bei der vorstehend beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lagers verhindert, indem man durch die Aufteilung der Lager fläche in Einzel-Lagerflächen die jeweils wirksame Lagerlänge verkleinert, wodurch dann wieder besser die gewünschte Druckverteilung im Lager und dadurch eine Verbesserung der Lagerwirksamkeit eintritt. Dabei empfiehlt es sich,Another advantageous embodiment of the gas bearing according to the invention is that at least one the inner bearing surface is provided in the bearing shell in separate individual surfaces dividing the annular groove with a radial outlet is in communication, and that further annular grooves near the first-mentioned, dividing the bearing surface Annular groove with a plurality of gas supply channels are provided, these gas supply channels from the inside the bearing shell open out into the respectively assigned annular groove. This training is then an advantage if the length of the bearing shell is greater than that of the bearing diameter or if the number of compressed gas feeds is large because then the flow resistance in the axial direction of the bearing increases to a value which are no longer neglected in comparison to the flow resistance in the circumferential direction of the bearing can, whereby the gas pressure then decreases in the high pressure area of the bearing and increases in the low pressure area of the bearing (See. Representations according to FIG. 11 of the drawing). As a result, the pressurized fluid under such conditions is deflected somewhat in the circumferential direction in the high-pressure area of the bearing and thus enters the low-pressure area of the Camp, which results in a pressure distribution that is not advantageous for the function of the camp. These Problems arise with the advantageous embodiment of the bearing according to the invention described above prevented by dividing the storage area into individual storage areas, the effective storage length in each case reduced in size, which then improves the desired pressure distribution in the camp and thus improves it the storage effectiveness occurs. It is advisable to

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den axialen Abstand zwischen den Luftzufuhrkanälen innerhalb der einzelnen Flächen so auszuwählen, daß er einerLänge von 2/3 bis 1/2 der jeweiligen Lagerlänge entspricht. Wird er kleiner als die halbe wirksame Lagerlänge gewählt, dann kann hierdurch eine Verbesserung der Lagerwirksamkeit nicht mehr erreicht werden. Falls es gewünscht wird, die radiale Tragfähigkeit des Lagers durch eine Vergrößerung der Länge des Radiallagers anzuheben/ dann empfiehlt es sich/ die Oberfläche der Lagerschale in drei oder vier Einzelabschnitte durch Anordnung von zwei oder drei Teilungsnuten aufzuteilen. In diesem Fall würden dann vorteilhafterweise je Lagerabschnitt zwei Ringnuten mit zugeordneten Gaszufuhrkanälen zum Einblasen der Druckluft vorgesehen werden.to select the axial distance between the air supply ducts within the individual surfaces so that it corresponds to a length of 2/3 to 1/2 of the respective storage length. If it becomes smaller than half the effective bearing length selected, an improvement in storage efficiency can no longer be achieved as a result. if it what is desired is the radial load-bearing capacity of the bearing by increasing the length of the radial bearing / then it is recommended / the surface of the Split the bearing shell into three or four individual sections by arranging two or three dividing grooves. In this case, two annular grooves with associated gas supply channels would then advantageously be used for each bearing section for blowing in the compressed air.

Vorteilhafterweise werden bei einem erfindungsgemäßen Gaslager auch eine Vielzahl von Axialnuten vorgesehen, welche die Ringnuten miteinander verbinden und deren Tiefe kleiner als die der Ringnuten ausgeführt ist.Advantageously, in an inventive Gas bearings also provided a plurality of axial grooves which connect the annular grooves to one another and their Depth is made smaller than that of the annular grooves.

Ein anderes erfindungsgemäßes Gaslager geht aus von einem Gaslager, bei dem zur abstützenden Lagerung eines Stützteiles Gas unter Druck aus einer Druckgasquelle einem Lagerspalt zwischen einer in Form einer runden Platte ausgebildeten Lagerscheibe eines Axialdrucklagers und dem zu lagernden Stützteil zuführbar ist. Erfindungsgemäß wird hierbei die Lagerscheibe mit einer zentralen Öffnung und eine der beiden Lagerflächen (an der Lagerscheibe oder an dem Stützteil) mit mehreren konzentrisch angeordneten, zum Lagerspalt hin offenen Kreisnuten versehen, deren innerste in der Nähe der zentralen Öffnung und deren äußerste in der Nähe der äußeren Abgrenzung der Lagerscheibe angebracht ist. Weiterhin ist eine Vielzahl von in ümfangsrichtung der Kreisnut zueinander versetzt angeordneten Gaszufuhrkanälen kleinen DurchmessersAnother gas bearing according to the invention is based on a gas bearing, in which one is used for supporting storage Support part of gas under pressure from a pressurized gas source a bearing gap between a in the form of a round Plate formed bearing washer of a thrust bearing and the support part to be mounted can be fed. According to the invention the bearing disk with a central opening and one of the two bearing surfaces (on the bearing disk or on the support part) with several concentrically arranged circular grooves open towards the bearing gap, its innermost near the central opening and its outermost near the outer boundary the bearing washer is attached. Furthermore is a multitude of small diameter gas supply channels arranged offset from one another in the circumferential direction of the circular groove

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vorgesehen/ die jeweils mit einer zugeordneten Kreisnut in Verbindung stehen und über geeignete Gasleitungen (Gasdurchgänge in der Lagerschale) mit der Druckluftquelle verbunden sind. Es ist von Vorteil, wenn die innerste Kreisnut von der zentralen Öffnung und die äußerste Kreisnut vom Außenumfang der Lagerscheibe jeweils einen Abstand aufweisen, der etwa 5 bis 15 % der Größe des Lagerdurchmessers entspricht. Vorzugsweise beträgt die Tiefe der Kreisnuten etwa das 1,5- bis 6-fache des Wertes des Lagerspaltes. Besonders ausgeglichene Druckverhältnisse lassen sich in dem zur Lagerung herangezogenen Gasdruckpolster dadurch erzielen, daß die Gaszufuhrkanäle in Umfangsrichtung der Lagerscheibe mit im wesentlichen gleichem Abstand zueinander versetzt angebracht sind.provided / which are each connected to an associated circular groove and via suitable gas lines (Gas passages in the bearing shell) are connected to the compressed air source. It is an advantage if the innermost circular groove from the central opening and the outermost circular groove from the outer circumference of the bearing washer, respectively have a distance that corresponds to about 5 to 15% of the size of the bearing diameter. Preferably is the depth of the circular grooves about 1.5 to 6 times the value of the bearing gap. Particularly balanced Pressure conditions can be achieved in the gas pressure cushion used for storage in that the gas supply channels mounted offset from one another in the circumferential direction of the bearing disk at essentially the same distance are.

Diese Art des erfindungsgemäßen Lagers verwirklicht das Prinzip der Erfindung an einem Axialdrucklager.This type of bearing according to the invention accomplishes that Principle of the invention on a thrust bearing.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Gaslager geht aus von einem Gaslager, bei dem eine drehbare Welle zur Ausbildung axialer und radialer Lagerabstützflächen mit einem im Durchmesser verengten Abschnitt versehen ist, der zur Aufnahme einer von außen eingreifenden Lagerschale dient, wobei Gas unter Druck aus einer Druckgasquelle radial und axial verlaufenden Lagerspalten zugeführt wird, die jeweils zwischen den Lagerflächen der Lagerschale und den einzelnen Abstützflächen des im Durchmesser verengten Wellenbundes ausgebildet werden: dieses Gaslager ist ein gleichzeitig als Radial- und als Axial-Lager wirksames Gaslager. Erfindungsgemäß weist hierbei der als Radiallager ausgebildete Lagerteil zur radial wirksamen Lagerung eine radiale Lagerfläche auf sowie mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Ringnuten, die längs der ganzen inneren Umfangsflache der radialen Lagerfläche nahe den Lagerenden verlaufen und axial zueinander versetzt sowie zum radialen Lagerspalt hin offen sind, undAnother inventive gas bearing is based on a Gas bearing in which a rotatable shaft is used for training axial and radial bearing support surfaces is provided with a section narrowed in diameter, which is used for Receiving an externally engaging bearing shell is used, with gas under pressure from a pressurized gas source radially and axially extending bearing gaps is supplied, each between the bearing surfaces of the bearing shell and the individual support surfaces of the shaft collar narrowed in diameter are formed: this gas bearing is a at the same time effective as radial and axial bearings Gas storage. According to the invention, this has as a radial bearing trained bearing part for radially effective storage on a radial bearing surface and several in Circumferentially extending annular grooves along the entire inner circumferential surface of the radial bearing surface run near the bearing ends and axially offset from one another and are open to the radial bearing gap, and

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auch eine Vielzahl von im Winkel zueinander versetzt angeordneten Gaszufuhrkanälen kleinen Durchmessers für jede Ringnut, wobei die Gaszufuhrkanäle jeweils mit ihren zugehörigen Ringnuten in Verbindung stehen, und ferner auch noch einen Gasdurchlaß zur Verbindung der Gaszufuhrkanäle mit der Druckgasquelle. Erfindungsgemäß weist weiterhin bei diesem Lager der Lagerteil, der als Axiallager dient, axiale Lagerflächen mit jeweils mehreren, zum jeweiligen Axiallagerspalt hin offenen Kreisnuten, deren innerste nahe der radialen Lagerfläche und deren äußerste nahe dem nicht verengten radialen Außenumfang der rotierbaren Welle liegt, sowie eine Vielzahl von Gaszufuhrkanälen kleinen Durchmessers für die Kreisringnuten auf, wobei die Gaszufuhrkanäle jeweils mit der zugehörigen Kreisnut in Verbindung stehen, um diese mit dem Gasdurchlaß zu verbinden. Erfindungsgemäß sind gleichzeitig auch noch Verbindungsleitungen zwischen der radialen Lagerfläche und den axialen Lagerflächen vorgesehen, die über durch die Welle verlaufende Auslässe mit der Umgebung in Verbindung stehen. Die Erfindung wird bei diesem Lager in Form eines gleichzeitigen Axial- und Radiallagers verwirklicht.also a large number of offset from one another at an angle Small diameter gas supply channels for each annular groove, the gas supply channels each with their associated annular grooves are in communication, and also a gas passage for connecting the gas supply channels with the pressurized gas source. According to the invention, the bearing part, which is used as the axial bearing, also has in this bearing serves, axial bearing surfaces each with several circular grooves open to the respective axial bearing gap, its innermost near the radial bearing surface and its outermost near the non-narrowed radial outer circumference the rotatable shaft, as well as a large number of gas supply channels of small diameter for the annular grooves on, wherein the gas supply channels are each with the associated circular groove in connection to this with to connect the gas passage. According to the invention, connecting lines are also at the same time between the radial bearing surface and the axial bearing surfaces are provided, which are in communication with the environment via outlets running through the shaft. The invention is realized in this camp in the form of a simultaneous axial and radial bearing.

Vorteilhafterwexse werden bei einem solchen Gaslager aus den weiter vorne an anderer Stelle bereits genannten Gründen für den Fall, daß die Lagerlänge größer als der Lagerdurchmesser und/oder die Anzahl der Luftzufuhrkanäle sehr groß ist, wenigstens eine Ringnut vorgesehen, welche die innere Lagerfläche des Radiallagers in getrennte Lagerflachen aufteilt und mit einem radialen Auslaß verbunden ist; weiterhin sind zusätzliche umlaufende Ringnuten nahe dieser teilenden Nut angeordnet und noch eine Vielzahl von diesen weiteren umlaufenden Ringnuten zugeordneten und in die jeweils zugeordnete Ringnut mündenden Gaszufuhrkanälen vorgesehen.Such a gas storage facility is more advantageous for the reasons already mentioned earlier in another place in the event that the bearing length is greater than the Bearing diameter and / or the number of air supply channels is very large, at least one annular groove is provided which divides the inner bearing surface of the radial bearing into separate bearing surfaces and connected to a radial outlet is; furthermore, additional circumferential annular grooves are arranged near this dividing groove, and there are also a large number associated with these further circumferential annular grooves and opening into the respectively associated annular groove Gas supply channels provided.

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Ein weiteres Gaslager, das ebenso wie die anderen weiter oben beschriebenen Gaslager die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe löst, besteht in einem Gaslager, das als Radiallager ausgebildet ist und bei dem Gas unter Druck von einer Druckgasquelle aus in. einen Lagerspalt zwischen einer Lagerschale und einer rotierbaren Welle zu deren Abstützung bei Drehung einleitbar ist. Erfindungsgemäß wird hierbei die Lagerschale mit einer Vielzahl von, im Winkel zueinander versetzt angeordneten Gaszufuhrkanälen kleinen Durchmessers versehen, die zum Lagerspalt hin offen sind,(d.h. in den Lagerspalt münden) und sich nahe den beiden Enden des Lagers befinden; weiterhin ist eine Verbindung zur Zuleitung von Druckgas aus der Druckgasquelle an diese Gaszufuhrkanäle vorgesehen,und an der drehbaren Welle sind mehrere ringsumlaufende Ringnuten angebracht, die jeweils an Stellen, die den Mündungen der Gaszufuhrkanäle gegenüberliegen, auf der Welle vorgesehen und zum Lagerspalt hin offen sind.Another gas storage facility that continues as well as the others The gas bearing described above solves the problem underlying the invention, consists in a gas bearing that is designed as a radial bearing and in the case of the gas under pressure from a pressurized gas source into. A bearing gap can be introduced between a bearing shell and a rotatable shaft to support it during rotation. According to the invention the bearing shell is hereby arranged with a large number of offset from one another at an angle Provide gas supply channels of small diameter, which are open to the bearing gap, (i.e. open into the bearing gap) and are near the two ends of the camp; there is also a connection for the supply of pressurized gas provided from the compressed gas source to these gas supply channels, and on the rotatable shaft are several circumferential Annular grooves attached, each at points that are opposite the mouths of the gas supply channels, are provided on the shaft and are open to the bearing gap.

Ein weiteres, die Erfindung verwirklichendes Gaslager geht aus von einem Gaslager, das als Axiallager ausgebildet ist und bei dem aus einer Druckgasquelle Gas unter Druck in den Lagerspalt zwischen einer Lagerfläche und einem drehbaren Wellenbund zu dessen Lagerung einleitbar ist. Erfindungsgemäß weist dabei die drehbare Welle (vorzugsweise mit ihr einstückig ausgebildete) axiale Lagerplatten auf, die den beiden einander gegenüberliegenden axialen Abschlußflächen der Lagerschale gegenüberliegen, wobei jede der Lagerplatten mit mehreren konzentrisch angeordneten, zum Lagerspalt hin offenen Kreisnuten versehen ist, deren innerste nahe der inneren ümfangsflache des Lagers und deren äußere nahe dem Außenumfang der axialen Lagerplatte angebracht ist; fernerhin ist die Lagerschale mit mehreren konzentrisch angeordneten, axial jedoch nur kurz ausgebildeten Gaszufuhrkanälen versehen, die zum jeweiligen Lagerspalt hinAnother gas bearing embodying the invention is based on a gas bearing, which is designed as a thrust bearing and in which gas from a pressurized gas source is below Pressure can be introduced into the bearing gap between a bearing surface and a rotatable shaft collar to support it is. According to the invention, the rotatable shaft (preferably formed in one piece with it) has axial On bearing plates which are opposite the two opposite axial end surfaces of the bearing shell, each of the bearing plates having a plurality of concentrically arranged, open toward the bearing gap Circular grooves are provided, the innermost close to the inner circumferential surface of the bearing and the outer close to the outer circumference the axial bearing plate is attached; Furthermore, the bearing shell with several concentrically arranged, axially, however, provided only briefly formed gas supply channels, which towards the respective bearing gap

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offen sind, den konzentrischen Kreisnuten der Welle gegenüberliegen, im Winkel zueinander versetzt angeordnet und über eine Gasleitung mit der Druckgasquelle verbunden sind. Im Gegensatz zu den weiter oben beschriebenen erfindungsgemäßen Lagerformen, bei denen die Ringnuten stets auf der Lagerschale angebracht waren, wird bei diesem erfindungsgemäßen Gaslager die Anordnung der Ringnuten auf der in der Lagerschale zu lagernden Welle bzw. dem dort rotierenden Wellenbund vorgenommen.are open, opposite the concentric circular grooves of the shaft, arranged offset from one another at an angle and are connected to the pressurized gas source via a gas line. In contrast to those described above Bearing forms according to the invention in which the annular grooves are always attached to the bearing shell were, in this gas bearing according to the invention, the arrangement of the annular grooves on the in the bearing shell bearing shaft or the shaft collar rotating there.

Alle vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Lager lösen die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, wobei jeweils einfach aufgebaute, leicht und damit kostengünstig herstellbare, voll wirksame Hybrid-Gaslager geschaffen werden, die auch über lange Zeit hin betriebssicher eingesetzt werden können und bei denen Druckluft nur relativ geringen Druckes aus einem herkömmlichen Rotationsverdichter eingesetzt werden kann.All bearings according to the invention described above solve the problem on which the invention is based, each being simply constructed, light and therefore inexpensive manufacturable, fully effective hybrid gas bearings are created that are reliable over a long period of time can be used and where compressed air is only relatively low pressure from a conventional Rotary compressor can be used.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:In the following, the invention is explained in more detail in principle by way of example with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines Beispiels für ein hydrostatisches Gaslager mit Eigendrosseleffekt aus dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines Beispiels für ein hydrostatisches Gaslager mit oberflächenbedingtem Drosseleffekt aus dem Stand der Technik;
1 shows a partially sectioned perspective view of an example of a hydrostatic gas bearing with a self-throttling effect from the prior art;
2 shows a partially sectioned perspective view of an example of a hydrostatic gas bearing with a surface-dependent throttle effect from the prior art;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Lagerwirksamkeit vom Lagerspiel bei einem hydrostatischen Gaslager mit Eigendrosseleffekt aus dem Stand der Technik entsprechend Fig. 1;Fig. 3 is a graphical representation of the dependence of the bearing effectiveness on the bearing clearance in a hydrostatic gas bearing with self-throttling effect from the prior art according to FIG. 1;

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Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lagers;4 shows a longitudinal section through an exemplary embodiment a bearing according to the invention;

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Lager gemäß Fig. 4;FIG. 5 shows a cross section through the bearing according to FIG. 4;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Lagerwirksamkeit vom Lagerspiel bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, wobei die Tiefe der Ringnuten als Parameter für die verschiedenen Kurvenverläufe gewählt ist;6 shows a graphic representation of the dependency of the bearing efficiency on the bearing clearance in the exemplary embodiment according to FIG. 4, the depth of the annular grooves being selected as a parameter for the various curves;

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Lagerwirksamkeit vom Lagerspiel bei dem Beispiel nach Fig. 4, wobei für die verschiedenen Kurvenzüge das Verhältnis von Abstand der im Lagergehäuse vorgesehenen Speise-Endringnuten vom Ende der Lagerfläche zur gesamten Lagerlänge als Parameter gewählt ist;7 is a graph showing the dependency of the bearing efficiency on the bearing clearance in the example according to Fig. 4, the ratio of the distance in the bearing housing for the various curves provided feed end ring grooves from the end of the bearing surface to the entire bearing length as a parameter is chosen;

Fig. 8 eine graphische Darstellung der radialen Druckverteilung auf der Lageroberfläche, wobei für die verschiedenen Kurvenzüge die Tiefe der Ringnuten als Parameter herangezogen ist; Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagers; Fig. 8 is a graphic representation of the radial pressure distribution on the bearing surface, wherein for the various curves, the depth of the annular grooves is used as a parameter; 9 shows a longitudinal section through a second embodiment of a bearing according to the invention;

Fig.10a eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagers;10a shows a sectional view through a further embodiment a bearing according to the invention;

Fig.10b eine Draufsicht auf die untere Lagerplatte der Anordnung aus Fig. 10a;Fig.10b is a plan view of the lower bearing plate of the Arrangement from FIG. 10a;

Fig.11 eine Darstellung der Druckverteilungscharakteristik in axialer Richtung auf der Lagerinnenseite;11 shows a representation of the pressure distribution characteristic in the axial direction on the inside of the bearing;

Fig. 12 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagers; Fig.13 eine Querschnittsdarstellung (Teilschnitt) durch in einer Radialebene liegende Luftzufuhrkanäle des Radiallagers nach Fig. 12;12 shows a longitudinal section through a further embodiment of a bearing according to the invention; 13 shows a cross-sectional representation (partial section) through air supply ducts lying in a radial plane of the radial bearing according to FIG. 12;

Fig.14 eine Querschnittsdarstellung aus Fig. 12 mit einer Ansicht der Führungsfläche des Lagers; Fig.15 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagers, und14 shows a cross-sectional view from FIG. 12 with a View of the guide surface of the bearing; 15 shows a longitudinal section through a section of a further embodiment of a bearing according to the invention, and

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Pat 129/3-79MPat 129 / 3-79M

Fig. 16 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform für ein erfindungsgemäßes Lager.16 shows a longitudinal section through a further embodiment for a bearing according to the invention.

Im Interesse eines leichteren Verständnisses der Erfindung soll zunächst in den Fig. 1 und 2 jeweils ein Beispiel für ein Lager aus dem Stand der Technik gezeigt werden, wobei ein Beispiel für ein bekanntes Lager mit Eigendrosseleffekt (Fig. 1) und ein Beispiel für ein vorbekanntes Lager mit einem durch die Gestaltung der Lageroberfläche bedingten Drosseleffekt gezeigt werden.In the interest of a better understanding of the invention, an example should first be given in FIGS. 1 and 2 for a bearing from the prior art are shown, an example being a known bearing with a self-throttling effect (Fig. 1) and an example of a previously known bearing with a through the design of the bearing surface conditional throttle effect can be shown.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten hydrostatischen Gaslager 2 mit Eigendrosseleffekt ist eine Vielzahl von Luftzufuhrbohrungen 3 vorgesehen/ die zur Lagerfläche hin münden und in Umfangsrichtung sowie in axialer Richtung zueinander versetzt sind. Weiterhin ist ein gemeinsamer Luftzufuhrkanal 5 in Verbindung mit den Luftzufuhrbohrungen 3 vorgesehen, der mit Druckluft aus einem (in den Fig. nicht dargestellten) Kompressor beaufschlagt wird. Das Lager ist dafür bestimmt, eine Welle lagernd abzustützen. Die Öffnungen der Luftzufuhrbohrungen 3 können jeweils an der Stelle, wo sie der Welle 1 zugewendet sind, zur Ausbildung flacher Taschen etwas, vorzugsweise konisch, erweitert sein, wodurch ein Lager des Typs mit Mündungsdrosselung ausgebildet wird.In the hydrostatic gas bearing 2 with self-throttling effect shown in FIG. 1, there is a plurality of air supply bores 3 provided / which open towards the bearing surface and to each other in the circumferential direction and in the axial direction are offset. Furthermore, a common air supply channel 5 is in connection with the air supply bores 3 is provided, which is supplied with compressed air from a compressor (not shown in the figure) will. The bearing is designed to support a shaft in a bearing. The openings of the air supply holes 3 can each at the point where they face the shaft 1, something to form flat pockets, preferably conical, flared, thereby forming a throttling type bearing.

Obgleich Gaslager mit Eigendrosseleffekt bzw. mit Mündungsdrosselung ^einfach hergestellt und bearbeitet werden können, liegt der Wert für die "Lagerwirksamkeit" (Verhältnis des zur Abstützung des Lagers verfügbaren Druckes zu dem der zugeführten Druckluft) höchstens bei 50 %. Und überdies ist die "Lagersteifigkeit" gering, da das optimale Lagerspiel eines solchen Lagers relativ groß ist.Although gas bearings with self-throttling effect or with orifice throttling ^ can be easily manufactured and processed, the value for the "storage effectiveness" (ratio the pressure available to support the bearing compared to that of the compressed air supplied) at a maximum of 50%. and In addition, the "bearing rigidity" is low, since the optimal bearing clearance of such a bearing is relatively large.

Fig. 3 stellt den Verlauf der Lagerwirksamkeit über dem Lagerspiel der oben beschriebenen Lager dar. Ganz generell ist dabei erkennbar, daß das optimale Lagerspiel, bei demFig. 3 shows the course of the storage efficiency over the Bearing play of the bearings described above. In general, it can be seen that the optimal bearing play in which

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die Lagerwirksamkeit ihr Maximum erreicht, relativ groß ist, z.B. 20 bis 30 μπι oder darüber, und daß bei einem kleinen Lagerspiel von weniger als 10 μΐη die Tragfähigkeit des Lagers in starkem Maße abfällt. Der Wert für das optimale Lagerspiel kann erniedrigt werden, indem man den Durchmesser der Luftzufuhrbohrungen und deren Anzahl verkleinert, wodurch der Drosseleffekt (nämlich der Strömungswiderstand für das Gas) der Luftzufuhrbohrungen ansteigt. Mit bekannten Bearbeitungstechniken läßt sich allerdings nur ein minimaler Durchmesser der Luftzufuhrbohrungen von 0,08 bis 0,1 mm erzielen, so daß es sich als unmöglich erweist, das optimale Lagerspiel unter 10 um abzusenken, ohne an Lagerwirksamkeit zu verlieren, da die • Lagerwirksamkeit abfällt, wenn die Zahl der Luftzufuhrbohrungen unter 6 liegt. Aus diesem Grund hat es sich bei Lagern dieses Typs als unmöglich erwiesen, nicht nur in ausreichendem Maße die Lagersteifigkeit anzuheben, sondern auch zur Stützung des Wellenschaftes in vollem Maße den hydrodynamischen Effekt ausnützen zu können, der in einem schmalen Lagerspiel bei einer Hochgeschwindigkeitsrotation erzeugt wird.the storage efficiency reaches its maximum, relatively large is, e.g. 20 to 30 μπι or above, and that with a small bearing clearance of less than 10 μΐη the load capacity of the camp drops to a great extent. The value for the optimal bearing clearance can be reduced by the diameter of the air supply holes and their number is reduced, whereby the throttling effect (namely the Flow resistance for the gas) of the air supply holes increases. With known processing techniques can However, only achieve a minimum diameter of the air supply holes of 0.08 to 0.1 mm, so that it can proves impossible, the optimal bearing clearance below 10 µm without losing storage effectiveness, since the • storage effectiveness drops when the number of air supply holes is below 6. Because of this, it has proven impossible with bearings of this type, not just in to raise the bearing rigidity sufficiently, but also to fully support the shaft shaft To be able to take advantage of the hydrodynamic effect in a narrow bearing clearance in a high-speed rotation is produced.

Um zumindest teilweise die Nachteile der Lagertypen mit Eigendrosseleffekt und der mit Mündungsdrosselung eliminieren zu können, wurde die in Fig. 2 gezeigte Lagerart mit oberflächenbedingtem Drosseletfekt entwickelt, bei der das optimale Lagerspiel auf unter 10 um reduziert werden konnte und bei der der wirksame Lagerdruck zur Aufnahme der Lagerlast bis zu den Enden des Lagers verfügbar ist. Hierdurch konnte im wesentlichen dieselbe Lagerwirksamkeit wie bei den Lagern der vorher genannten Arten, gleichzeitig aber eine höhere Lagersteifigkeit erreicht werden. Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 wird bei einem Lager mit einem durch die Oberflächengestaltung bedingten Drosseleffekt eine Vielzahl von sich in Längsrichtung der Welle erstreckender und rings um den Wellenumfang verteilt angeordneter Nuten 4 auf derIn order to at least partially eliminate the disadvantages of the bearing types with self-throttling effect and those with orifice throttling to be able to, the bearing type shown in Fig. 2 with surface-related throttle defect was developed at which reduces the optimal bearing clearance to less than 10 and at which the effective bearing pressure to absorb the bearing load up to the ends of the bearing is available is. This allowed essentially the same storage effectiveness as the bearings mentioned above Species, but at the same time a higher bearing rigidity can be achieved. In the illustration according to FIG. 2, a bearing with a surface design conditional throttling effect a plurality of extending in the longitudinal direction of the shaft and around the circumference of the shaft arranged grooves 4 distributed on the

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Welle bzw. dem Wellenbund 11 angebracht, ausgenommen an den Stellen des Wellenbundes, die den beiden einander entgegengesetzt angeordneten Enden der Lagerfläche eines Lagers 2' gegenüberliegen. Da dieser Lagertyp mit einer Vielzahl von Längsnuten versehen werden muß, ist er schwierig herzustellen und zu bearbeiten. Zusätzlich wird der hydrodynamische Effekt, der durch die Rotation des Wellenbundes I1 erzeugt wird, nicht wirksam ausgenutzt. Insbesondere liegt kein kontinuierliches Lagerspiel in ümfangsrichtung vor, sondern es ist durch die Vielzahl der Längsnuten 4 aufgespalten und außerdem hat die Druckluft in dem Lager die Tendenz, durch diese Nuten nach außen zu entweichen, so daß der hydrodynamische Effekt wesentlich geringer ist als bei einem Lager, das nicht mit solchen Längsnuten versehen ist.Shaft or the shaft collar 1 1 attached, except at the points of the shaft collar which are opposite the two opposite ends of the bearing surface of a bearing 2 '. Since this type of bearing must be provided with a large number of longitudinal grooves, it is difficult to manufacture and machine. In addition, the hydrodynamic effect that is generated by the rotation of the shaft collar I 1 is not used effectively. In particular, there is no continuous bearing play in the circumferential direction, but it is split up by the large number of longitudinal grooves 4 and the compressed air in the bearing also has the tendency to escape through these grooves to the outside, so that the hydrodynamic effect is significantly less than with a bearing which is not provided with such longitudinal grooves.

Diesen bekannten Lagern soll die Erfindung nun anhand der weiteren Figuren gegenübergestellt werden.The invention will now be compared with these known bearings on the basis of the further figures.

In den Fig. 4 und 5 sind eine Welle 11, ein Lager 12 sowie schmale Rundnuten 13 gezeigt, die sich kreisförmig erstrecken und jeweils eine geschlossene Rundnut in der Lagerfläche ausbilden. Die Ringnuten 13 sind jeweils an Stellen angeordnet, die von den entsprechenden, einander gegenüberliegenden Lagerenden in einem Abstand L. entfernt sind, der seinerseits etwa 5 bis 15 % der Gesamtlänge L des Lagers ausmacht. Jede Nut weist eine Tiefe g einer Größe von etwa dem 1,5- bis 6-fachen des Lagerspieles auf. Weiterhin sind Luftzufuhrbohrungen 14 kleinen Durchmessers vorgesehen, die zu den Radialnuten hin offen und über eine Luftkammer 15 mit einer Preßluftquelle 16 verbunden sind. Die Anzahl der Luftzufuhrkanäle bzw. -öffnungen wird so ausgewählt, daß sie kleiner ist als die der bekannten Gaslager. Die Druckluft die von der Druckluftquelle 16 angeliefert wird, fließt in die engen Ringnuten 13 unter Zwischenschaltung der Luftkammer 15 und4 and 5, a shaft 11, a bearing 12 and narrow circular grooves 13 are shown, which extend in a circle and each form a closed circular groove in the bearing surface. The annular grooves 13 are each on Places arranged from the corresponding, opposite bearing ends at a distance L. away are, which in turn makes up about 5 to 15% of the total length L of the bearing. Each groove has a depth g one Size of about 1.5 to 6 times the bearing clearance. Furthermore, air supply bores 14 are of small diameter provided, which are open towards the radial grooves and connected to a compressed air source 16 via an air chamber 15 are. The number of air supply channels or openings is selected so that it is smaller than that of the known Gas storage. The compressed air supplied by the compressed air source 16 flows into the narrow annular grooves 13 with the interposition of the air chamber 15 and

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ZHZH

der Luftzufuhrkanäle 14. Die auf diese Weise zugeführte Druckluft fließt durch die Nuten 13 in die Umfangsrichtung des Lagers und dann durch das Lagerspiel nach außen. Vorteilhafterweise wird der Durchmesser der Luftzufuhrkanäle so klein wie möglich ausgeführt, z.B. kleiner als 0,1 mm, und ihre Anzahl zu drei oder vier gewählt. Bei der in Fig. 5 gezeigten Form werden drei Luftzufuhrkanäle 14 eingesetzt, die im Winkel zueinander mit im wesentlichen gleichen Winkelabständen angeordnet sind.
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of the air supply ducts 14. The compressed air supplied in this way flows through the grooves 13 in the circumferential direction of the bearing and then outwards through the bearing play. The diameter of the air supply ducts is advantageously made as small as possible, for example less than 0.1 mm, and their number is chosen to be three or four. In the form shown in FIG. 5, three air supply ducts 14 are used, which are arranged at an angle to one another at substantially the same angular intervals.
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Der optimale Betriebspunkt des hydrostatischen Lagers wird dann erreicht, wenn der Strömungswiderstand R. eines Durchgangs von der Luftkammer 15 zu der Lageroberfläche über die Luftzufuhrkanäle 14 und die engen Speisenuten gleich dem Strömungswiderstand R eines Durchgangs im Lagerspiel zwischen den seitlichen Kanten der Nuten und den Lagerenden wird. Der Strömungswiderstand R- ist umgekehrt proportional dem Quadrat des Durchmessers d der öffnungen der Luftzufuhrkanäle 14 und deren Anzahl, wogegen der Strömungswiderstand R„ umgekehrt proportional der dreifachen Potenz des Lagerspieles Cr (das in Fig. 5 zur Darstellung einer exzentrischen Lage des Wellenbundes 11 übertrieben stark gezeigt ist) und proportional der Ausströmlänge L. ist. Die Ausströmlänge L1, der Durchmesser d der Luftzufuhrkanäle 14 und deren Anzahl werden so klein wie möglich gewählt, um eine Bedingung R1 ^ R„ für ein kleineres Lagerspiel Cr zu erfüllen. Wie vorstehend beschrieben, wird erfindungsgemäß die Ausströmlänge L1 klein gewählt, um den Ausströmwiderstand zu begrenzen, und die Anzahl der Luftzufuhrkanäle 14 wird verkleinert, um den Widerstand gegen die Luftströmung zu erhöhen, wodurch der Einströmwiderstand (R.) und der Ausströmwiderstand (R„) zur Erzielung der optimalen Betriebsbedingung gleich groß werden.The optimum operating point of the hydrostatic bearing is reached when the flow resistance R. of a passage from the air chamber 15 to the bearing surface via the air supply channels 14 and the narrow feed grooves equals the flow resistance R of a passage in the bearing clearance between the lateral edges of the grooves and the bearing ends . The flow resistance R- is inversely proportional to the square of the diameter d of the openings of the air supply ducts 14 and their number, whereas the flow resistance R "is inversely proportional to the three-fold power of the bearing play Cr (which is exaggerated in FIG. 5 to show an eccentric position of the shaft collar 11 shown) and is proportional to the outflow length L. The outflow length L 1 , the diameter d of the air supply ducts 14 and their number are chosen to be as small as possible in order to meet a condition R 1 ^ R "for a smaller bearing clearance Cr. As described above, according to the invention the outflow length L 1 is selected to be small in order to limit the outflow resistance, and the number of air supply ducts 14 is reduced in order to increase the resistance to the air flow, whereby the inflow resistance (R.) and the outflow resistance (R " ) become the same size to achieve the optimal operating condition.

In den Fig. 6 und 7 ist der Verlauf der Lagerwirksamkeit und des Lagerspieles Cr für einen Durchmesser der Luft-In Figs. 6 and 7, the course of the bearing effectiveness and the bearing clearance Cr for a diameter of the air

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zufuhrkanäle von 0,1 mm für eine Anzahl von drei Luftzufuhrkanälen sowie für ein Verhältnis der Lagerlänge zum Lagerdurchmesser (L/D: vgl. Darstellungen aus Fig. 4) = 1 dargestellt. Im speziellen zeigt Fig. 6 den Verlauf der Lagerwirksamkeit über dem Lagerspiel für die Werte L1ZL = 0,05 und für einen Druck der zugeführten Druckluft von 1 kg/cm2, wobei die Nuttiefe g der Ringnuten 13 als Parameter für die verschiedenen Kurvenverläufe gewählt ist. Die optimale Tiefe für die Ringnuten 13 liegt bei etwa dem 4-fachen des Wertes für das Lagerspiel Cr, während das optimale Lagerspiel etwa 7 [im beträgt, bei welchem Wert eine Lagerwirksamkeit von etwa 0,7 erzielt werden kann. Selbst wenn die Tiefe der Ringnut 13 und das Lagefspiel leicht von ihren optimalen Werten unterschiedlich sind, nimmt die Lagerwirksamkeit noch immer nicht in einem merklichen Maße ab. Wenn das Verhältnis L/D auf Werte von 2/3 und 1/2 abgesenkt wird, dann steigt die maximale Lagerwirksamkeit auf 0,8 bzw. 0,85 an. In Abhängigkeit von dem Druck der zugeführten Druckluft schwankt das optimale Lagerspiel etwas, z.B. für Werte des Luftdrucks der zugeführten Druckluft von 5 kg/cm2und von 0,1 kg/cm2, liegt das optimale Lagerspiel bei ca;. 5 bzw. 9 μπι.supply channels of 0.1 mm for a number of three air supply channels as well as for a ratio of the bearing length to the bearing diameter (L / D: cf. representations from FIG. 4) = 1. In particular, FIG. 6 shows the course of the bearing effectiveness over the bearing play for the values L 1 ZL = 0.05 and for a pressure of the supplied compressed air of 1 kg / cm 2 , the groove depth g of the annular grooves 13 as a parameter for the various curves is chosen. The optimum depth of the annular grooves 13 is approximately 4 times the value of the bearing clearance Cr, while the optimum clearance is about 7 [in the value at which a bearing efficiency can be achieved of about 0.7. Even if the depth of the annular groove 13 and the position clearance are slightly different from their optimal values, the bearing efficiency still does not decrease to a noticeable extent. If the L / D ratio is lowered to values of 2/3 and 1/2, then the maximum storage efficiency increases to 0.8 and 0.85, respectively. Depending on the pressure of the compressed air supplied, the optimum bearing play fluctuates somewhat, e.g. for values of the air pressure of the compressed air supplied of 5 kg / cm 2 and 0.1 kg / cm 2 , the optimum bearing play is approx. 5 or 9 μπι.

In Fig. 7 ist der Kurvenverlauf der Abhängigkeit der Lagerwirksamkeit vom Lagerspiel Cr für den Fall eines Ausgangsdruckes von 0,1 kg/cm2 für die zugeführte Druckluft, für einen Durchmesser von 0,1 mm für die Luftzüfuhrkanäle und für das Verhältnis L,/L als Parameter wiedergegeben. Es kann festgehalten werden, daß eine Veränderung des Wertes des Verhältnisses L../L auch eine Veränderung der optimalen Tiefe für die Ringnuten bewirkt, um jeweils eine Maximierung des Wertes für die Lagerwirksamkeit zu erhalten. Aus Fig. 7 ist ersichtlieh, daß L1ZL kleiner als 0,1 gewählt werden sollte, um das Lagerspiel unter 10 Mikron abzusenken. Allerdings ist dabei zu beachten, daß der Wert von L^L, der diese7 shows the course of the curve of the dependence of the bearing effectiveness on the bearing clearance Cr for the case of an output pressure of 0.1 kg / cm 2 for the compressed air supplied, for a diameter of 0.1 mm for the air supply ducts and for the ratio L, / L shown as a parameter. It can be stated that a change in the value of the ratio L ../ L also causes a change in the optimum depth for the annular grooves in order to maximize the value for the bearing efficiency. From Fig. 7 it can be seen that L 1 ZL should be chosen to be less than 0.1 in order to reduce the bearing clearance below 10 microns. However, it should be noted that the value of L ^ L that this

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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Bedingung erfüllt, ansteigt, wenn der Ausgangsdruck der zugeführten Druckluft vergrößert und der Durchmesser der Luftzufuhrkanäle verkleinert wird.Condition met, increases when the output pressure of the supplied Compressed air is increased and the diameter of the air supply ducts is reduced.

Zum besseren Verständnis des Vorhandenseins einer optimalen Ringnuttiefe, bei der die Lagerwirksamkeit maximal ist, soll die Abhängigkeit der Umfangsdruckverteilung des Lagers von der Nutentiefe untersucht werden: in Fig. 8 ist zu diesem Zweck die Abhängigkeit des Druckes über dem Lagerschalenumfang (der als abgewickelter ümfangswinkelψ dargestellt ist), die durch die Exzentrizität des Wellenbundes 11 erzeugt wird, von der Tiefe g der ringsumlaufenden Ringnut 13 gezeigt, wobei die Breite der Ringnut zu 1 mm und die Anzahl der Luftzufuhrkanäle zu drei gewählt ist. In der Darstellung von Fig. 8 wird mit P der Ausgangsdruck des zugeführten Druckgases, mit MAXiCr die maximal auftretende Lagerspaltbreite (Lagerspiel bei Kp =0°) und mit MINiCr die minimal auftretende Lagerspaltbreite (min. Lagerspiel bei u> =180°) bezeichnet. Wie der Darstellung von Fig. 8 entnehmbar ist, nimmt für den Fall sehr großer Nutentiefen g der Kurzschlußeffekt (Aus-0 gleichseffekt) zwischen den Drücken im Bereich des Lagers, wo infolge der Exzentrizität ein großes Lagerspiel herrscht, und dem Lagerbereich, wo wegen der Exzentrizität ein engeres Lagerspiel auftritt, stark zu, d. h. die Druckdifferenz zwischen dem Winkelbereich -90°<^<90° und dem Bereich 90°< y? < 270° nimmt so stark ab, daß die Tragfähigkeit des Lagers absinkt. Aus diesem Grund gibt es einen optimalen Wert für die Nutentiefe g der Ringnuten, bei dem die Lagerwirksamkeit maximal ist.
Bezeichnet man das Lagerspiel (Lagerspaltbreite) mit Cr, den Lagerdurchmesser mit D, die Anzahl der Luftzufuhrkanäle mit n, die Weite der Ringnut mit b und den Abstand zwischen der dem zugehörigen Lagerende am nächsten liegenden Außenseite der Ringnut und diesem Lagerende mit L., dann läßt sich die optimale Nutentiefe g ungefähr durch folgende Gleichung ermitteln:
For a better understanding of the presence of an optimal Ringnuttiefe, wherein the bearing efficiency is at a maximum to the dependence of the circumferential pressure distribution of the bearing can be investigated by the groove depth: in Figure 8 is for this purpose, the dependence of the pressure on the bearing shell periphery (of as a developed ümfangswinkel ψ. is shown), which is generated by the eccentricity of the shaft collar 11, shown by the depth g of the circumferential annular groove 13, the width of the annular groove being 1 mm and the number of air supply channels being three. In the illustration of FIG. 8, P denotes the outlet pressure of the supplied compressed gas, MAXiCr denotes the maximum bearing gap width that occurs (bearing clearance at Kp = 0 °) and MINiCr denotes the minimum bearing gap width that occurs (min.bearing clearance at u> = 180 °). As can be seen from the illustration in FIG. 8, in the case of very large groove depths g, the short-circuiting effect (equalizing effect) between the pressures in the area of the bearing, where there is a large bearing clearance due to the eccentricity, and the bearing area, where due to the Eccentricity a tighter bearing play occurs, too, ie the pressure difference between the angular range -90 ° <^ <90 ° and the range 90 ° <y? <270 ° decreases so much that the load-bearing capacity of the bearing drops. For this reason, there is an optimal value for the groove depth g of the annular grooves at which the bearing efficiency is maximum.
The bearing clearance (bearing gap width) is designated with Cr, the bearing diameter with D, the number of air supply channels with n, the width of the ring groove with b and the distance between the outer side of the ring groove closest to the bearing end and this bearing end with L., then the optimal groove depth g can be determined approximately by the following equation:

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BAD ORIGINAL-ORIGINAL BATHROOM

a er [{(^-y2/ b^J - I].a er [{(^ -y 2 / b ^ J - I].

Hieraus läßt sich z.B. ein Verhältnis g/Cr SS 3 berechnen, wenn D = 28 mm, η = 3, b = 1 mm und L1 = 3 mm. Ganz allgemein bewegt sich der Wert für das Verhältnis g/Cr in einem Bereich von etwa 1,5 bis 6. Verlagert man die Luftzufuhrbohrungen und die Ringnuten noch weiter an die Lagerenden hin, dann nimmt die Lagerwirksamkeit zu und das optimale Lagerspiel noch ab. Wenn allerdings die Längen L. der Abströmung zu gering werden, dann würden Ungenauigkeiten bzw. Fehler in der Anordnung bzw. im Zusammenbau so starke Schwankungen in den Lagercharakteristiken ergeben, daß die Länge L1 wenigstens 1 mm betragen sollte. Daher sollten die Luftzufuhrkanäle 14 an solchen Stellen angebracht werden, die von den entsprechenden Lagerenden etwa 5 - 15 % der gesamten Lagerlänge entfernt sind.From this, for example, a ratio g / Cr SS 3 can be calculated if D = 28 mm, η = 3, b = 1 mm and L 1 = 3 mm. In general, the value for the ratio g / Cr is in a range from about 1.5 to 6. If the air supply bores and the annular grooves are shifted even further towards the bearing ends, the bearing efficiency increases and the optimal bearing clearance decreases. However, if the lengths of the outflow L. are too small, would inaccuracies or errors result in the arrangement or in the assembly so strong fluctuations in the storage characteristics in that the length L 1 should be at least mm. 1 Therefore, the air supply ducts 14 should be attached at such locations that are about 5-15% of the total bearing length away from the corresponding bearing ends.

Wählt man z.B. einen Durchmesser von 30 mm für den Wellenbund, eine effektive Lagerlänge von 5 0 mm und einen Druck für die zugeführte Luft von etwa 0,07 kg/cm2, dann ist es mit einem erfindungsgemäßen Lager möglich, bei einer rotierenden Welle eine Belastung von 700 g bereits durch optimale Gestaltung des Lagers aufzunehmen bzw. abzustützen. Setzt man ein Lager dieser Ausgestaltung für eine rotierende Drehkopf-Aufzeichnungsvorrichtung ein, dann läßt sich diese mit einem Gewicht von weniger als 500 g ausführen: hierdurch ergibt sich ein sehr kompaktes, trotzdem aber funktionstüchtiges und über lange Zeit einsetzbares Gaslager, bei dem sowohl in der Anlauf-, wie auch in der Auslauf-Phase eine kontaktfreie Lagerung der zueinander bewegten Lagerteile vermieden wird und das bei hoher Betriebsdrehzahl (etwa 10000 bis 30000 U/min.) als hydrodynamisches Lager wirkt, wobei man nur Druckgas relativ geringen Druckes benötigt, so daß ein herkömm-If one chooses, for example, a diameter of 30 mm for the shaft collar, an effective bearing length of 50 mm and a pressure for the supplied air of about 0.07 kg / cm 2 , then it is possible with a bearing according to the invention to produce a Load of 700 g to be absorbed or supported by the optimal design of the bearing. If a bearing of this design is used for a rotating rotary head recording device, then this can be carried out with a weight of less than 500 g: this results in a very compact, but nevertheless functional and long-term usable gas bearing, in which both the Start-up, as well as in the run-out phase, a contact-free storage of the mutually moving bearing parts is avoided and that acts as a hydrodynamic bearing at high operating speed (about 10,000 to 30,000 rpm), whereby only compressed gas of relatively low pressure is required, so that a conventional

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BADBATH

licher Rotationskompressor ohne Notwendigkeit einer Nachschmierung über lange Zeit eingesetzt werden kann.Licher rotary compressor can be used for a long time without the need for relubrication.

Fig. 9 zeigt einen Lageraufbau, der sich von dem aus den Fig. 4 und 5 dadurch unterscheidet, daß ein Wellenbund 11' mit einer Vielzahl von bekannten, in Fischgrätmuster angebrachten Nuten 17 geringer Tiefe eingesetzt ist. Druckluftlager mit solchen geneigten Nuten sind bekannt und werden für den Zweck eingesetzt, um zur Erzeugung eines hydrodynamischen Druckes für die Lagerung des Wellenbundes Außenluft in das Lager bei der Drehung mit hineinzuziehen. Bei herkömmlichen Lagern machte allerdings diese Ausbildung wegen der Berührung von Wellenbund und Lagerschale während der Anlauf- und Auslauf-Phase des Lagers eine Härtung der Lagerschalenoberfläche nötig, wofür z.B. keramische Stoffe eingesetzt werden. Hierdurch erhöhen sich jedoch nicht nur die Herstellungskosten für das Lager, sondern es sinkt auch dessen Einsetzbarkeit bzw. Einsatzdauer. Die in Fig. 9 allerdings dargestellte Ausgestaltung eines Druckgaslagers nach der Erfindung macht es möglich, eine Lagerung während der An- und Auslauf-Phase der Bewegung ohne Kontakt der zueinander bewegten Teile sicherzustellen, was durch intermittierenden Einsatz von Druckluft aus einer so kleinen und funktionssicheren Druckluftquelle wie z.B. einem Turbokompressor möglich ist.Fig. 9 shows a bearing structure that differs from the 4 and 5 differs in that a shaft collar 11 'with a plurality of known, herringbone patterns attached grooves 17 is used shallow depth. Compressed air bearings with such inclined grooves are known and are used for the purpose to generate a hydrodynamic pressure for the Storage of the shaft collar to draw outside air into the bearing during rotation. With conventional bearings made this training because of the contact between the shaft collar and bearing shell during the start-up and During the run-out phase of the bearing a hardening of the bearing shell surface is necessary, for which e.g. ceramic materials are used will. However, this not only increases the manufacturing costs for the bearing, but also decreases it also its usability and duration of use. The embodiment of a shown in Fig. 9, however Pressurized gas bearing according to the invention makes it possible to have storage during the start-up and run-down phase of the movement to ensure that there is no contact between the moving parts, which is achieved through the intermittent use of compressed air from such a small and functionally reliable compressed air source as e.g. a turbo compressor is possible.

In den Fig. 10a und 10b ist ein Axialdrucklager mit einer Lagerscheibe 22 dargestellt, die zur lagernden Aufnahme eines Stützteiles (d.h. eines abzustützenden Elementes) 21 vorgesehen und entsprechend angepaßt ist. Die Lagerscheibe 22 ist als eine kreisrunde Scheibe ausgeführt und mit einer zentralen öffnung 29 sowie mit zwei konzentrisch angeordneten Kreisnuten 23 und 24 versehen, deren eine (23) nahe der zentralen Öffnung 29 angebracht ist, während die andere (24) nahe der äußeren Peripherie der Lagerscheibe verläuft. Jede Nut ist mitIn Figs. 10a and 10b, a thrust bearing is with a bearing washer 22 is shown, which is used to mount a support part (i.e. a support part to be supported) Element) 21 is provided and adapted accordingly. The bearing disk 22 is designed as a circular disk and provided with a central opening 29 and with two concentrically arranged circular grooves 23 and 24, one of which (23) is attached near the central opening 29, while the other (24) is near the outer one The periphery of the bearing disk runs. Every groove is with

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

- si - ο π π 1π- si - ο π π 1π

%Za *5 U U I U % Za * 5 UUIU

einer Vielzahl von (in der dargestellten Ausführungsform: drei) in Umfangsrichtung der Nut voneinander versetzt angeordneten Gaszufuhrkanälen 25 versehen, die jeweils mit einer gemeinsamen, als Gasdurchgang ausgebildeten Gas-Rundkammer 26 in Verbindung stehen, die ihrerseits mit einer Druckgasquelle 27 verbunden ist. Das Druckgas wird aus dem Lager nach außen durch den Lagerspalt bzw. das Lagerspiel 28 und durch die zentrale öffnung 29 wieder abgegeben. Die Kreisnuten 23 und 2 4 können in derselben Weise wie in den vorstehend bereits beschriebenen Lagerbeispielen ausgeführt werden, mit der Einschränkung, daß die Werte für die Durchmesser der inneren und äußeren Ringnuten 23 und 24 in der weiter oben genannten Formel anstelle des Wertes D eingesetzt werden müssen.a variety of (in the illustrated embodiment: three) provided in the circumferential direction of the groove offset from each other gas supply channels 25 which are each connected to a common circular gas chamber 26 designed as a gas passage, which is in turn connected to a source of pressurized gas 27. The pressurized gas is from the camp to the outside through the Bearing gap or the bearing play 28 and released again through the central opening 29. The circular grooves 23 and 2 4 can be carried out in the same way as in the bearing examples already described above, with the restriction that the values for the diameters of the inner and outer annular grooves 23 and 24 in the next The above formula must be used instead of the value D.

Bei dem in den Fig. 4 und 5 gezeigten Lager ist die Lagerlänge L relativ klein und der Abstand zwischen den Ringnuten 13 an den beiden Lagerenden kleiner als der ümfangsabstand der Luftzufuhirkanäle 14 (d.h. eine entsprechende Kreisbogenlänge für einen Zentralwinkel von 120°). Bei dieser Anordnung ist die Variation des Druckverlaufes über die Lagerlänge gering, so daß die axiale Druckverteilung mit einem Ansteigen oder mit einer Abnähme des Lagerspieles sich so ändert, wie dies aus den trapezartigen Kurven A und A' in Fig. 11 ersichtlich ist. Dabei stellt A den axialen Druckverlauf im Hochdruckbereich des Lagers,' und A1 den Druckverlauf im Niederdruckbereich des Lagers dar. Die ebenfalls in Fig. 11 dargestellten, gestrichelt eingezeichneten Druckverläufe B und B1 ergeben sich für den Fall, der weiter oben bereits näher beschrieben ist und bei dem entweder die Lagerlänge größer als der Lagerdurchmesser oder eine relativ große Anzahl von Luftzufuhrkanälen vorhanden ist (Absenkung des Druckes im Hochdruckbereich des Lagers, Anstieg des Druckes im Niederdruckbereich des Lagers, wegen erhöhtem Strömungswiderstand inIn the bearing shown in FIGS. 4 and 5, the bearing length L is relatively small and the distance between the annular grooves 13 at the two bearing ends is smaller than the circumferential spacing of the air supply ducts 14 (ie a corresponding circular arc length for a central angle of 120 °). With this arrangement, the variation in the pressure curve over the length of the bearing is small, so that the axial pressure distribution changes with an increase or decrease in the bearing play, as can be seen from the trapezoidal curves A and A 'in FIG. A represents the axial pressure curve in the high pressure area of the bearing, and A 1 represents the pressure curve in the low pressure area of the bearing. The dashed pressure curves B and B 1 also shown in FIG. 11 result for the case already described in more detail above and in which either the bearing length is greater than the bearing diameter or there is a relatively large number of air supply ducts (lowering of the pressure in the high pressure area of the bearing, increase of the pressure in the low pressure area of the bearing due to increased flow resistance in

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axialer Richtung und dadurch erfolgender teilweiser radialer Umlenkung des Druckfluids aus dem Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich).axial direction and the resulting partial radial deflection of the pressure fluid from the high pressure area in the low pressure range).

Bei dem in Fig. 12 dargestellten, als Axial- und Radiallager ausgeführten Gaslager ist dieses Problem gelöst. Bei dem gezeigten Lager ist ein Radiallager relativ großer Lagerlänge mit einem Axialdrucklager, wie dies etwa im Prinzip aus den Fig. 10a und 10b entnehmbar ist, kombiniert. Bei den Darstellungen nach Fig. 12, 13 und 14 ist ein Lagerhauptkörper 32 des Lagers in einer Ringnut aufgenommen/ die von einem im Durchmesser verengten Abschnitt 31a einer Welle 31 und dessen vertikalen Seitenwänden 31b ausgebildet wird. Die Verbindungsstellen zwischen der radialen Lagerfläche 32a des Lagerhauptkörpers 32, die eine Erstreckung in Axialrichtung aufweist, und den beiden axialen Druckflächen 32b, deren jede sich in radialer Richtung erstreckt, sind schräg abgewinkelt und die abgewinkelten Abschnitte begrenzen an dieser Stelle im Kreis umlaufende Ringkanäle 34, die durch Gasauslaßkanäle 33, die für die rotierende Welle 31 vorgesehen sind, mit der das Lager umgebenden Atmosphäre verbunden sind. Die Ausbildung der beiden Ringkanäle 34 und des Gasauslaßkanales 33 verhindert, daß es zu Interferenzen zwischen dem Radiallager und dem Axiallager kommt.In the gas bearing shown in FIG. 12 and designed as an axial and radial bearing, this problem is solved. In the case of the bearing shown, a radial bearing is of a relatively large bearing length with a thrust bearing, as is the case in FIG Principle from FIGS. 10a and 10b can be taken, combined. In the illustrations according to FIGS. 12, 13 and 14, a main bearing body 32 of the bearing is received in an annular groove / that of a narrowed diameter portion 31a of a shaft 31 and its vertical side walls 31b is formed. The joints between the radial bearing surface 32a of the bearing main body 32, which has an extension in the axial direction, and the two axial pressure surfaces 32b, whose each extends in the radial direction, are angled obliquely and delimit the angled sections at this point in a circle circumferential annular channels 34 which through gas outlet channels 33 provided for the rotating shaft 31 with the atmosphere surrounding the bearing are connected. The formation of the two annular channels 34 and the gas outlet channel 33 prevents there is interference between the radial bearing and the thrust bearing.

In der Mitte der radialen Lagerfläche 32a ist eine Gasauslaß-Ringnut 35 vorgesehen, welche die radiale Lagerfläche 32a in zwei Einzelflächen aufteilt. Die Ringnut 35 steht in Verbindung mit der Außenseite des Lagers über einen radialen Auslaß 36 in der drehbaren Welle 31.. Nahe den Ringkanälen 34 und der teilenden Ringnut 35 sind weitere Ringnuten 37 vorgesehen, deren jede drei Gaszufuhrkanäle 39 kleinen Durchmessers aufweist, die in Umfangsrichtung der Ringnut voneinander gleichmäßig versetzt angeordnet sind und mit einem Gasdurchlaß 38 Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.In the center of the radial bearing surface 32a is an annular gas outlet groove 35 is provided, which divides the radial bearing surface 32a into two individual surfaces. The ring groove 35 is in communication with the outside of the bearing via a radial outlet 36 in the rotatable shaft 31 .. Near the annular channels 34 and the dividing annular groove 35, further annular grooves 37 are provided, each of which is three Has gas supply channels 39 of small diameter, the are arranged uniformly offset from one another in the circumferential direction of the annular groove and have a gas passage 38 Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.

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im Lagerhauptkörper 32 in Verbindung stehen. Jede axiale Lagerfläche 32b ist mit Kreisnuten 310 in der Nähe ihrer inneren und äußeren Begrenzungskanten versehen und jede Kreisnut 310 steht in Verbindung mit dem Gasdurchlaß 38 über drei Gaszufuhrkanäle 311, die in gleichmäßigem Abstand zueinander versetzt sind. Ein als Nippel ausgebildeter Gasdurchlaß 312 ist weiterhin dafür vorgesehen, um den Gasdurchlaß 38 mit der Druckluftquelle zu verbinden= Für eine Lagerkonstruktion, bei der der Gasauslaßkanal 33 geschlossen sein soll, kann auch eine Auslaßöffnung 313 in radialer Richtung (wie in Fig. 14 eingezeichnet) vorgesehen werden.are in communication in the main bearing body 32. Each axial bearing surface 32b is provided with circular grooves 310 in the Provided near their inner and outer boundary edges and each circular groove 310 is in communication with the gas passage 38 via three gas supply channels 311 which are evenly spaced apart from one another. A Gas passage 312 designed as a nipple is still there intended to connect the gas passage 38 to the compressed air source = for a bearing construction, in which the gas outlet channel 33 is to be closed, an outlet opening 313 can also be provided in the radial direction (as shown in Fig. 14) are provided.

Das Druckgas, das dem Nippel 312 zugeführt wird, wird von dort aus zu den Spalten zwischen der radialen Lagerfläche 32a und dem im Durchmesser verengten Abschnitt der Welle 31 sowie zwischen die axialen Lagerflächen 32b und die vertikalen Seitenwände 31b am verengten Abschnitt an der rotierenden Welle 31 über den Luftdurchlaß 38 und die Gaszufuhrkanäle 39 und 311 weitergeleitet, um den Lagerdruck zur Abstützung der Welle 31 aufzubauen.The pressurized gas supplied to the nipple 312 is from there to the gaps between the radial bearing surface 32a and the section which is narrowed in diameter of the shaft 31 and between the axial bearing surfaces 32b and the vertical side walls 31b at the narrowed portion on the rotating shaft 31 via the air passage 38 and the gas supply channels 39 and 311 forwarded to the Build up bearing pressure to support the shaft 31.

Bei der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform ist die radiale Oberfläche 32a durch die mit dem Auslaß 36 verbundene Ringnut 35 in zwei Einzelabschnitte aufgeteilt, wobei das Verhältnis des Lagerdurchmessers zur Lagerlänge im wesentlichen kleiner als 1, z.B. ca. 0,5 gewählt ist. Entsprechend der Ausgestaltung dieses Ausführungsbeispiels wird dabei die wirksame Lagerlänge durch die mittlere Ringnut verringert, wodurch sich eine Druckverteilung erzielen läßt, wie diese in den Kurven A und A1 in Fig. 11 dargestellt ist, um hierdurch die Lagerwirksamkeit zu verbessern. Im allgemeinen ist es dabei von Vorteil, den axialen Abstand der Gaszufuhrkanäle so zu wählen, daß er ungefähr 2/3 bis 1/2 der Lagerlänge ausmacht. Ein Abstand von weniger als 1/2 der Lagerlänge kann die Lagerwirksamkeit nicht ver-In the embodiment shown in FIG. 12, the radial surface 32a is divided into two individual sections by the annular groove 35 connected to the outlet 36, the ratio of the bearing diameter to the bearing length being selected to be essentially less than 1, for example approximately 0.5. According to the design of this embodiment, the effective bearing length is reduced by the central annular groove, whereby a pressure distribution can be achieved, as shown in curves A and A 1 in FIG. 11, in order to improve the bearing efficiency. In general, it is advantageous to choose the axial distance between the gas supply channels so that it is approximately 2/3 to 1/2 of the bearing length. A distance of less than 1/2 of the storage length cannot impair the storage effectiveness.

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bessern. Will man die Tragfähigkeit des Lagers durch Vergrößerung der Lagerlänge des Radiallagers anheben, dann kann man die radiale Lagerfläche auch in drei oder vier Einzelabschnitte durch Anordnung von zwei oder drei jeweils mit einem Auslaßkanal verbundenen Ringnuten aufteilen. In diesem Fall lassen sich z.B. für jeden Einzelabschnitt der Lagerfläche dann zwei Ringnuten mit verbundenen Luftzufuhrkanälen für die Zuleitung der Druckluft dorthin vorsehen.improve. If one wants to increase the bearing capacity of the warehouse by enlarging it raise the bearing length of the radial bearing, then the radial bearing surface can also be divided into three or four Individual sections by arranging two or three annular grooves each connected to an outlet channel split up. In this case, for example, for each individual section the bearing surface then has two ring grooves with connected air supply channels for the supply of compressed air provide there.

Während bei dem in Fig. 12 gezeigten Radiallager die radiale Lagerfläche durch die Ringnut 35 so aufgeteilt wurde, daß sich über einen relativ langen Bereich der Lagerlänge eine im wesentlichen gleichmäßige Druckverteilung erzielen läßt, ist bei einer anderen, in Fig.1 5 gezeigten Ausführungsform derselbe Zweck dadurch erreicht, daß die Ringnuten 37 über eine Vielzahl axialer Nuten 314 miteinander verbunden sind, wobei jede dieser axialen Nuten 314weniger tief als die Ringnuten 37 ausgeführt ist. In Fig. 15 wird mit 31' die rotierende Lawelle bezeichnet.Whereas in the radial bearing shown in FIG. 12, the radial bearing surface is so divided by the annular groove 35 became that over a relatively long range of the bearing length there was an essentially uniform pressure distribution can be achieved, the same purpose is achieved in another embodiment shown in FIG. that the annular grooves 37 are connected to one another via a plurality of axial grooves 314, each of these The axial grooves 314 are designed to be less deep than the annular grooves 37 is. In Fig. 15, 31 'is the rotating Lawelle designated.

Obwohl in den bislang dargestellten Ausführungsbeispielen die Ringnuten in der Lagerschale vorgesehen wurden, ist die Erfindung auf diese Anordnung der Ringnuten durchaus nicht beschränkt. Vielmehr lassen sich die erfindungsgemäßen Vorteile auch durch eine Anordnung der Ringnuten in der Welle erzielen, wie dies in Fig. 16 dargestellt ist: im einzelnen wird dort ein drehbarer Wellenbund 41 eingesetzt, der mit rings um seinen Außenumfang verlaufenden Ringnuten 42a versehen ist, während die Lagerfläche der Lagerschale mit Luftzufuhrkanälen 44a versehen ist, die den Ringnuten 43a gegenüberliegen. Eine Axiallager-Druckplatte 48, die an der Welle befestigt ist (vorzugsweise einstückig mit dieser ausgebildet ist), ist mit konzentrischen Ringnuten 43b wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10b versehen, und weiterhin sind Luftzufuhrkanäle 44b in den axialen LagerflächenAlthough in the embodiments shown so far, the annular grooves are provided in the bearing shell were, the invention is by no means limited to this arrangement of the annular grooves. Rather, let yourself achieve the advantages of the invention also by arranging the annular grooves in the shaft, like this is shown in Fig. 16: In detail there is a rotatable shaft collar 41 used with rings is provided around its outer circumference extending annular grooves 42a, while the bearing surface of the bearing shell is provided with air supply channels 44a, which the annular grooves 43a are opposite. A thrust bearing pressure plate 48 attached to the shaft (preferably integral with the this is formed), is provided with concentric annular grooves 43b as in the embodiment according to FIG. 10b, and furthermore are air supply channels 44b in the axial bearing surfaces

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der Lagerschale 42 so vorgesehen, daß sie den Ringnuten 43b gegenüberliegen. Die Luftzufuhrkanäle 44a und 44b stehen ihererseits mit einer Luftkammer 45 in Verbindung. Auf dem Wellenbund 41 sind weiterhin Ringnuten 46 angeordnet, die - wie weiter oben beschrieben wiederum als Teilnuten für die radiale Lagerfläche dienen. Ihnen zugeordnet sind Auslaßkanäle 47a im feststehenden Lagerkörper vorgesehen, die in die radiale Lagerfläche einmünden. Weiterhin sind in der Axiallager- ^O Druckplatte Auslaßkanäle 47b zum Verhindern einer unerwünschten Interferenz zwischen den Radial- und Axiallagern vorgesehen.the bearing shell 42 is provided so that they are opposite to the annular grooves 43b. The air supply channels 44a and 44b are in turn connected to an air chamber 45. There are still annular grooves on the shaft collar 41 46 arranged, which - as described above, in turn as partial grooves for the radial bearing surface to serve. Associated with them, outlet channels 47a are provided in the fixed bearing body, which in the radial Merge into storage area. Furthermore, outlet channels 47b are in the thrust bearing- ^ O pressure plate to prevent undesired Interference is provided between the radial and thrust bearings.

Beim Einsatz solcher Teilungsnuten, wie sie z.B. bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12 und Fig. 16 vorgesehen sind, wird über die Teilungsnuten 37 (Fig. 12) bzw. 43a (Fig. 16) Druckluft in den Lagerspalt eingelassen, die über den Lagerspalt hinweg mit der aus der jeweils anderen, am anderen Ende desselben Lagerab-Schnitts vorhandenen Ringnut austretenden Druckluft das Druckkissen innerhalb des Lagerspaltes für die betreffende Lager-Teilfläche ausbildet. Der durch.das Lagerspiel zwischen den Teilungsnuten 35 bzw. 46 und den ihnen benachbarten Luftzufuhr-Ringnuten 37 bzw. 4 3a ausgebildete Zwischenkanal stellt dabei eine Verbindung für aus dem Luftkissen austretende Luft zu den Auslässen 36 bzw. 47a und damit zur Außenseite des Lagers her, so daß auf diesem Weg wieder Luft aus dem Lager austreten kann.When using such dividing grooves as are provided, for example, in the exemplary embodiment according to FIGS. 12 and 16 are, compressed air is admitted into the bearing gap via the dividing grooves 37 (Fig. 12) or 43a (Fig. 16), the one across the bearing gap with that from the other, at the other end of the same bearing section existing annular groove exiting compressed air the pressure pad within the bearing gap for the relevant Storage area forms. The durch.das bearing play between the dividing grooves 35 and 46 and the air supply ring grooves 37 and 4 3a adjacent to them formed intermediate channel provides a connection for air emerging from the air cushion to the outlets 36 or 47a and thus to the outside of the bearing, so that on this way again air from the bearing can emerge.

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Pat129/3-79M O3oo29/O892Pat129 / 3-79M O3 oo29 / O892

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Claims (15)

GEYER, HAGEMANN & PARTNERGEYER, HAGEMANN & PARTNER Drstouchesstraße 60 · Postfach 400745 · 8000 München 40-Telefon 089/3040 7T Telex 5-2161)6 hagre! · Telegramm haf-eypalrnt Telekopierer 089/304071Drstouchesstraße 60 · Postfach 400745 · 8000 Munich 40-Telephone 089/3040 7T Telex 5-2161) 6 hagre! Telegram haf-eypalrnt fax machine 089/304071 -S--S- Nippon Telegraph & Telephone München, denNippon Telegraph & Telephone Munich, the Public CorporationPublic Corporation Tokio / Japan 12- Januar 1980Tokyo / Japan January 12, 1980 u.Z.: Pat 129/3-79M Dr.G/2/heu.z .: Pat 129 / 3-79M Dr.G / 2 / he PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS ( 1·ι Gaslager, bei dem zur Abstützung einer rotieroaren Welle Gas unter Druck aus einer Druckgasquelle einem Lagerspalt zwischen einer Lagerschale und der Welle zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (12) mehrere in ihrer ümfangsrichtung verlaufende Ringnuten (13) aufweist, die sich längs der gesamten inneren Lagerfläche erstrecken, ■ axial zueinander versetzt und zum Lagerspalt (Cr) hin offen sind,
daß eine Vielzahl von im Winkel zueinander versetzt angeordneten Gaszufuhrkanälen (14) kleinen Durchmessers vorgesehen sind, die jeweils mit zugehörigen Ringnuten (13) in Verbindung stehen,
(1 · ι gas bearing, in which, to support a rotating shaft, gas under pressure from a compressed gas source can be fed to a bearing gap between a bearing shell and the shaft, characterized in that the bearing shell (12) has a plurality of annular grooves (13) extending in its circumferential direction, which extend along the entire inner bearing surface, ■ are axially offset from one another and are open to the bearing gap (Cr),
that a plurality of small-diameter gas supply channels (14) arranged offset to one another at an angle are provided, each of which is connected to associated annular grooves (13),
und daß ein Gasdurchgang (15) zur Verbindung der Gaszufuhrkanäle (14) mit der Druckgasquelle (16) vorgesehen ist.and that a gas passage (15) for connecting the gas supply channels (14) is provided with the compressed gas source (16).
2. Gaslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ringnut von einem Ende des Lagers um einen Abstand (L1) von etwa 5 bis 15 % der gesamten Lagerlänge (L) entfernt angeordnet ist.2. Gas bearing according to claim 1, characterized in that each annular groove is arranged away from one end of the bearing by a distance (L 1 ) of about 5 to 15% of the total bearing length (L). 030029/0892 " 2 "030029/0892 " 2 " 3. Gaslager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (g) der Ringnuten (13) etwa das 1,5- bis 6-fache des Lagerspieles (Cr) beträgt.3. Gas bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the depth (g) of the annular grooves (13) is approximately that 1.5 to 6 times the bearing play (Cr). 4. Gaslager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszufuhrkanäle (14) in Umfangsrichtung mit im wesentlichen gleichem Abstand voneinander versetzt angebracht sind.4. Gas bearing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the gas supply channels (14) in Circumferential direction are attached offset from one another at substantially the same distance. 5. Gaslager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von schräg zur Wellenachse verlaufenden Nuten (17) in Fischgrätmuster auf der Oberfläche der Welle (11') angebracht sind.5. Gas storage according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that a plurality of oblique to the shaft axis extending grooves (17) in herringbone pattern are mounted on the surface of the shaft (11 '). 6. Gaslager, bei dem zur Abstützung eines Stützteiles Gas unter Druck aus einer Druckgasquelle einem Lagerspalt zwischen einer in Form einer kreisförmigen Platte ausgebildeten Lagerscheibe eines Axialdrucklagers und dem Stützteil zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerscheibe (22) mit einer zentralen Öffnung6. Gas bearing, in which a gas under pressure from a pressurized gas source to support a support part Bearing gap between a bearing disk of a thrust bearing in the form of a circular plate and can be fed to the support part, characterized in that the bearing washer (22) has a central opening (29) und eine Lagerfläche mit mehreren konzentrisch angeordneten, zum Lagerspalt (28) hin offenen Kreisnuten (23, 24) versehen ist, deren innerste (23) in der Nähe der zentralen Öffnung (29) und deren äußerste (24) in der Nähe des Außenumfanges der Lagerscheibe (22) angebracht ist, und daß eine Vielzahl von in Umfangsrichtung der Kreisnut (24) zueinander versetzt angeordneten Gaszufuhrkanälen (25) kleinen Durchmessers vorgesehen sind, die jeweils mit zugehörigen Kreisnuten (24) in Verbindung stehen und über Gasdurchgänge (26) mit der Druckluftquelle (27) verbunden sind.(29) and a bearing surface with several concentrically arranged circular grooves (23, 24) is provided, the innermost (23) in the vicinity of the central opening (29) and the outermost (24) in the vicinity of the Outer circumference of the bearing washer (22) is attached, and that a plurality of in the circumferential direction of the circular groove (24) offset from one another arranged gas supply channels (25) of small diameter are provided, which each are in communication with associated circular grooves (24) and with the compressed air source via gas passages (26) (27) are connected. 7. Gaslager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innerste Kreisnut (24) von der zentralen Öffnung7. Gas bearing according to claim 6, characterized in that the innermost circular groove (24) from the central opening (29) und die äußerste Kreisnut (24) vom Außenumfang der Lagerscheibe (22) jeweils einen Abstand von etwa 5 bis 15 % der Größe des Lagerdurchmessers aufweisen.(29) and the outermost circular groove (24) from the outer circumference of the bearing disk (22) each have a distance of about 5 to 15% of the size of the bearing diameter. Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.Nippon Telegraph & Telephone Public Corp. Tokio/Japan _ ο _Tokyo / Japan _ ο _ Pat 129/3-79M 030029/0892Pat 129 / 3-79M 030029/0892 8. Gaslager nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Kreisnuten (24) etwa das 1,5- bis 6-fache des Wertes des Lagerspaltes (28) beträgt .8. Gas bearing according to claim 6 or 7, characterized in that the depth of the circular grooves (24) is approximately that 1.5 to 6 times the value of the bearing gap (28). 9. Gaslager nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszufuhrkanäle (25) in Umfangsrichtung der Lagerscheibe (22) mit im wesentlichen gleichem Abstand zueinander versetzt angebracht sind.
10
9. Gas bearing according to one of claims 6 to 8, characterized in that the gas supply channels (25) are attached offset from one another in the circumferential direction of the bearing disc (22) with essentially the same distance.
10
10. Gaslager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Teilen der inneren Lagerfläche (32a) wenigstens eine Ringnut (35) vorgesehen ist, die mit einem radialen Auslaß (36) in Verbindung steht,10. Gas storage according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that at least one annular groove (35) is provided for dividing the inner bearing surface (32a) which is in communication with a radial outlet (36), und daß nahe dieser Teilungsnut (35) weitere Ringnuten (37) mit einer Vielzahl von in die jeweilige weitere Ringnut (37) mündenden Gaszufuhrkanälen (39) vorgesehen sind.and that near this dividing groove (35) further annular grooves (37) with a plurality of in the respective further annular groove (37) opening gas supply channels (39) are provided. 11. Gaslager nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder11. Gas storage according to one of claims 1 to 5 or 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von axialen Nuten (314) vorgesehen sind, welche die Ringnuten (13; 13'; 37) miteinander verbinden und deren Tiefe kleiner als die Tiefe der Ringnuten (13; 13'; 37) ausgeführt ist.10, characterized in that a plurality of axial Grooves (314) are provided which connect the annular grooves (13; 13 '; 37) to one another and their depth is smaller is designed as the depth of the annular grooves (13; 13 '; 37). 12. Gaslager, bei dem eine rotierbare Welle zur Ausbildung axialer und radialer Lagerabstützflächen mit einem im Durchmesser verengten Abschnitt versehen ist, in den eine Lagerschale eingreift, wobei Gas unter Druck aus einer Druckgasquelle Lagerspalten zugeführt wird, die jeweils zwischen den Lagerflächen der Lagerschale und den einzelnen Abstütζflächen des im Durchmesser verengten Wellenbundes ausgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, 12. Gas bearing in which a rotatable shaft for the formation of axial and radial bearing support surfaces with a section narrowed in diameter is provided in which a bearing shell engages, with gas under pressure from a pressurized gas source bearing gaps is supplied, each between the bearing surfaces of the bearing shell and the individual support surfaces of the diameter narrowed shaft collar, characterized in that Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.Nippon Telegraph & Telephone Public Corp. Tokio/Japan - 4 -Tokyo / Japan - 4 - Pat 129/3-79M Ö30Q23/0&92Pat 129 / 3-79M Ö30Q23 / 0 & 92 -A--A- daß das Radiallagerthat the radial bearing eine radiale Lagerfläche (32a), mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Ringnuten (37), die längs der ganzen inneren Umfangsfläche der radialen Lagerfläche (32a) nahe den Lagerenden verlaufen und axial zueinander versetzt sowie zum Radiallagerspalt hin offen sind, eine Vielzahl von im Winkel zueinander versetzt angeordneten Gaszufuhrkanälen (39) kleinen Durchmessers für jede Ringnut (37), wobei die Gaszufuhrkanäle (39) jeweils mit ihren zugehörigen Ringnuten (37) in Verbindung stehen, unda radial bearing surface (32a), several annular grooves running in the circumferential direction (37) along the entire inner peripheral surface of the radial bearing surface (32a) near the bearing ends run and axially offset from one another and are open to the radial bearing gap, a plurality of small-diameter gas supply channels (39) which are offset from one another at an angle for each annular groove (37), the gas supply channels (39) each with their associated annular grooves (37) related, and einen Gasdurchlaß (312, 38) zur Verbindung der Gaszufuhrkanäle (39) mit der Druckgasquelle aufweist,a gas passage (312, 38) for connecting the gas supply channels (39) with the pressurized gas source, daß das Axiallagerthat the thrust bearing axiale Lagerflächen (32b) mit jeweils mehreren, zum jeweiligen Axiallagerspalt hin offenen Kreisnuten (310), deren innerste nahe der radialen Lagerfläche (32a) und deren äußerste nahe dem nicht verengten radialen Außenumfang der rotierbaren Welle (31) liegt, sowieaxial bearing surfaces (32b) each with a plurality of circular grooves open towards the respective axial bearing gap (310), the innermost near the radial bearing surface (32a) and the outermost near the non-narrowed radial outer circumference of the rotatable shaft (31) lies, as well as eine Vielzahl von Gaszufuhrkanälen (311) kleinen Durchmessers für die Kreisnuten (310), die jeweils mit der zugehörigen Kreisnut (310) in Verbindung stehen, um diese mit dem Gasdurchlaß (312, 38) zu verbinden,
aufweist,
a plurality of gas supply channels (311) of small diameter for the circular grooves (310), each of which is in communication with the associated circular groove (310) in order to connect it to the gas passage (312, 38),
having,
und daß Verbindungsleitungen zwischen der radialen Lagerfläche (32a) und den axialen Lagerflächen (326) über Auslässe (33; 312), die durch die Welle (31) verlaufen, mit der Umgebung in Verbindung stehen.and that connecting lines between the radial bearing surface (32a) and the axial bearing surfaces (326) via outlets (33; 312), which extend through the shaft (31), are in communication with the environment.
13. Gaslager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ringnut (35) vorgesehen ist, welche die innere Lagerfläche (32a) des Radiallagers teilt und die mit einem radialen Auslaß (36) verbunden ist,13. Gas storage according to claim 12, characterized in that that at least one annular groove (35) is provided which divides the inner bearing surface (32a) of the radial bearing and which is connected to a radial outlet (36), Nippon Telegraph & Telephone Public Corp. _ 5 _Nippon Telegraph & Telephone Public Corp. _ 5 _ Tokio/Japan *^ΛΛΑΛίΛΛΛ«
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D —D - daß auch noch weitere umlaufende Ringnuten (37) nahe der teilenden Ringnut (35) angeordnet sind, und daß eine Vielzahl von diesen weiteren umlaufenden Ringnuten (37) zugeordneten, jeweils in die zugeordnete Ringnut (37) mündende Gaszufuhrkanälen (39) vorgesehen sind.that even further circumferential annular grooves (37) are arranged near the dividing annular groove (35), and that a plurality of these further circumferential annular grooves (37) assigned, each in the assigned Annular groove (37) opening gas supply channels (39) are provided.
14. Gaslager, das als Radiallager ausgebildet ist und bei dem Gas unter Druck von einer Druckgasquelle aus in einen radialen Lagerspalt zwischen einer Lagerschale und einer rotierbaren Welle zu deren Abstützung bei Drehung einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale mit einer Vielzahl von im Winkel zueinander versetzt angeordneten Gaszufuhrkanälen (44a) kleinen Durchmessers versehen ist, die zum Lagerspalt hin offen und nahe den beiden Enden des Lagers (42) angebracht sind,14. Gas bearing, which is designed as a radial bearing and with the gas under pressure from a pressurized gas source in a radial bearing gap between a bearing shell and a rotatable shaft to support it Rotation can be initiated, characterized in that the bearing shell with a plurality of at an angle to one another staggered arranged gas supply channels (44a) is provided of small diameter, which open to the bearing gap and are attached near both ends of the bearing (42), daß ein Gasdurchlaß (45) zum Anschluß der Gaszufuhrkanäle (44a) an der Druckluftquelle vorgesehen ist, und daß an der rotierbaren Welle (41) mehrere rings umlaufende Ringnuten (43a) angebracht sind, die jeweils an den Mündungen der Gaszufuhrkanäle (44a) gegenüberliegenden Stellen auf der Welle (41) vorgesehen und zum Lagerspalt hin offen sind.that a gas passage (45) for connecting the gas supply channels (44a) is provided on the compressed air source, and that on the rotatable shaft (41) several circumferential Annular grooves (43a) are attached, which are opposite at the mouths of the gas supply channels (44a) Places on the shaft (41) are provided and are open to the bearing gap. 15. Gaslager, das als Axiallager ausgebildet ist und bei dem aus einer Druckgasquelle Gas unter Druck in den Lagerspalt zwischen einer Lagerfläche und einem rotierbaren Wellenbund zur Dreh-Abstützung einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierbare Wellenbund (41) mit ihm einstückig ausgebildete axiale Lagerplatten (48) aufweist, die den beiden axialen Abschlußflächen der Lagerschale (42) gegenüberliegen, wobei jede der Lagerplatten (48) mit mehreren konzentrisch angeordneten, zum Lagerspalt hin offenen Kreisnuten (43b) versehen ist, deren innerste nahe der inneren Umfangsflache des Lagers (42) und deren äußere nahe dem Außen-15. Gas bearing, which is designed as a thrust bearing and in which gas under pressure from a pressurized gas source in the bearing gap between a bearing surface and a rotatable shaft collar for rotational support can be introduced is, characterized in that the rotatable shaft collar (41) is integrally formed with it axial bearing plates (48) which oppose the two axial end surfaces of the bearing shell (42), each of the bearing plates (48) with several concentrically arranged circular grooves (43b) open towards the bearing gap is provided, the innermost close to the inner peripheral surface of the bearing (42) and its outer close to the outer Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.Nippon Telegraph & Telephone Public Corp. Ä 030029/0892Ä 030029/0892 umfang der axialen Lagerplatte (48) angebracht ist, und daß die Lagerschale (42) mit mehreren konzentrisch angeordneten, axial nur kurzen Gaszufuhrkanälen (44b) versehen ist, die zum jeweiligen Lagerspalt hin offen sind, den konzentrischen Kreisnuten (43b) des Wellenbundes (41) gegenüberliegen, im Winkel zueinander versetzt angeordnet und über einen Gasdurchlaß (45) mit der Druckgasquelle verbunden sind.circumference of the axial bearing plate (48) is attached, and that the bearing shell (42) with several concentric arranged, axially only short gas supply channels (44b), which are open to the respective bearing gap are opposite to the concentric circular grooves (43b) of the shaft collar (41), offset from one another at an angle and are connected to the source of pressurized gas via a gas passage (45). Nippon Telegraph & Telephone Public Corp.Nippon Telegraph & Telephone Public Corp. Tokio/Japan - 7 -Tokyo / Japan - 7 - Pat 129/3-79M 030029/0892Pat 129 / 3-79M 030029/0892
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