DE3221277A1 - Device for facilitating the movement between two elements, in particular radial bearing or axial/thrust bearing - Google Patents
Device for facilitating the movement between two elements, in particular radial bearing or axial/thrust bearingInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die die Bewegung zwischen zwei Organen erleichtert, beispielsweise ein .Lager oder auch ein Drucklager, mit Stützschuhen, die um ein Trägerteil oszillierend angeordnet sind, das dem einstellbaren Druck eines Fluids ausgesetzt ist, welches auch als Schmie mittel zu dienen in der Lage ist*The invention relates to a device that controls the movement between two organs, for example a .Lager or a thrust bearing, with support shoes that are around a Carrier part are arranged to oscillate, which is exposed to the adjustable pressure of a fluid, which is also called Schmie medium is able to serve *
Bei bekannten Lagern oder -Drucklagern können die Stützschuhe nicht um einen einem einstellbaren Druck ausgesetzten Träger oszillieren. Es ist deswegen unerläßlich, bei den bekannten Lagern, sämtliche Stützschuhe auf die gleiche Ebene senkrecht zur Drehachse oder einen Zylinder von einemIn known bearings or thrust bearings, the support shoes cannot be exposed to an adjustable pressure Carrier oscillate. It is therefore essential, with the known bearings, that all the support shoes are on the same Plane perpendicular to the axis of rotation or a cylinder of one
Durchmesser einzustellen, der genau bezüglich der in Bewegung befindlichen Welle (Arbeitsspiel) eingestellt ist und dies zum Verstellen der Keile, was nur bei Stillstand der Maschine möglich ist. Im übrigen kann bei den bekannten Lagern, sobald die Dimensionen einmal festgelegt sind, allein als Parameter Art und Viskosität des Schmierfluids verwendet werden. Die schwierige Periode beim Anlauf eines Lagers eines bekannten Typs besteht im Anlauf der Welle, da ein praktisch direkter Kontakt zwischen der Welle und den Stützschuhen des Lagers besteht, solange der hydrodynamische Arbeitabereich nicht erreicht int.Set the diameter that is set precisely with respect to the moving shaft (working cycle) and this to adjust the wedges, which is only possible when the machine is at a standstill. Otherwise, with the known Storage, once the dimensions have been determined, solely as parameters type and viscosity of the lubricating fluid be used. The difficult period when starting a bearing of a known type is the starting of the shaft, since there is practically direct contact between the shaft and the bearing support shoes, as long as the hydrodynamic Work area not reached int.
Die obengenannten Schwierigkeiten sind ähnlich auch bei Drucklagern und anderen bekannten Lagerbauarten.The above difficulties are similar with thrust bearings and other known types of bearings.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zu schaffen, die die Bewegung zwischen zwei Organen erleichtert, insbesondere zwischen einem festen und einem beweglichen Organ, insbesondere Lager oder Drucklager. Hierzu zeichnet sich die Erfindung aus durch/einen um ein Trägerbauteil oszillierenden Stützschuh, welches in einem Zylinder unter der Wirkung eines ersten einstellbaren Drucks eines ersten Fluids beweglich ist, um den Stützschuh bezüglich des genannten beweglichen Organs zu positionieren. Ein zweites Fluid wird bei einem zweiten einstellbaren Druck dann zwischen den Stützschuh und das genannte bewegliche Organ eingeführt, um eine Schicht zwischen Schuh und dem beweglichen Organ zur Schaffung einer Trägerkraft hydrostatischer und/ oder hydrodynamischer Art des Schuhs zu bilden.The invention is based on the object to eliminate these disadvantages and to provide a device that the Movement between two organs facilitated, in particular between a fixed and a movable organ, in particular Bearings or thrust bearings. To this end, the invention is characterized by / an oscillating about a carrier component Support shoe, which is in a cylinder under the action of a first adjustable pressure of a first fluid is movable to position the support shoe with respect to said movable member. A second fluid is then inserted between the support shoe and said movable member at a second adjustable pressure, around a layer between the shoe and the movable organ to create a carrier force of hydrostatic and / or hydrodynamic type of shoe.
Bei der Vorrichtung nach der Erfindung kann es sich beim ersten Fluid um das gleiche wie beim zweiten Fluid handeln. Im übrigen können Einrichtungen vorgesehen sein, um diesen ersten Druck des ersten Fluids einzustellen und den zweiten Druck des zweiten Fluids als Funktion voneinander einzustellen. In the device according to the invention, the first fluid can be the same as the second fluid. In addition, devices can be provided to set this first pressure of the first fluid and the second Adjust the pressure of the second fluid as a function of each other.
Nach einer ersten Ausführungsform handelt es sich bei der Vorrichtung nach der Erfindung um ein Lager, das sich auszeichnet durch wenigstens zwei Systeme mit Stützschuhen, die oszillierend um eine Welle angeordnet sind, wobei jedes dieser Systeme einen Stützschuh umfaßt, dessen gegen die Welle gewendete Fläche mit wenigstens einer hydrostatischen Druckkammer versehen ist, die mit einer in der anderen Fläche des Stützschuhs ausgearbeiteten Kammer über Öffnungen verbunden ist, die den Stützschuh von der einen Fläche zur anderen durchsetzt, · wobei die Kammer mit einem Fluid unter Druck gespeist ist, welche über wenigstens einen Kanal einstellbar ist, der in einem Stützbauteil des Schuhs ausgespart ist, das mit einer Druckfluidquelle in Verbindung steht, die mittels eines Kanals einstellbar ist, der einen Käfig der Vorrichtung durchsetzt. Die zylindrische Fläche dieses Trägerbauteils arbeitet mit einer Innenseite des Stützschuhs zusammen und ermöglicht es, letzterem.um dieses Trägerbauteil zu oszillieren, das radial beweglich im Teil defl Käfigs, der die Punktion eines ZylinderB hat, unter Wirkung des Drucks des vorgenannten Fluids beweglich ist, wobei der-Druck dieses Fluids den Steifigkeitsgrad der Vorrichtung, beispielsweise eines, bestimmt. Dieses Lager kann einstellbare Einrichtungen zur Ableitung von Vibrationen (Dämpfung) umfassen, die am Eingang deH (oder jede«) daw Trrigerbauteil durchsetzenden Kanal.ο eingeführt sind.According to a first embodiment, the device according to the invention is a bearing which is distinguished by at least two systems with support shoes which are arranged in an oscillating manner around a shaft, each of which of these systems comprises a support shoe whose surface facing the shaft is provided with at least one hydrostatic surface Pressure chamber is provided, which communicates with a machined in the other surface of the support shoe chamber through openings is, which penetrates the support shoe from one surface to the other, · wherein the chamber with a fluid under Pressure is fed, which is adjustable via at least one channel which is recessed in a support component of the shoe is, which is in communication with a pressurized fluid source, which is adjustable by means of a channel, the one Cage of the device interspersed. The cylindrical surface of this support component works with an inside of the Support shoe together and enables the latter to oscillate around this carrier component, which is radially movable in the part defl cage, which has the puncture of a cylinderB, under Effect of the pressure of the aforementioned fluid is movable, the pressure of this fluid being the degree of rigidity of the Device, for example one, determined. This bearing can have adjustable devices for dissipating vibrations (Attenuation) include that at the input deH (or each «) daw Trriger component penetrating channel. O are inserted.
Nach einer anderen Aasführungsform handelt es sich bei der Vorrichtung nach der Erfindung ebenfalls um ein Lager. Hiernach ist jeder Stützschuh durch wenigstens ein zylindrischkugelförmiges Bauteil mit einer Kugelfläche getragen, die mit der im Stützschuh ausgesparten Kugelinnenseite zusammenwirkt; wenigstens ein den Käfig durchsetzender Speisekanal führt das bei einem einstellbaren Druck gelieferte Fluid über einen zweiten in diesen zylindrisch-kugeligen Bauteilen ausgesparten Kanal gegen eine Kammer, aus der das Fluid unter Druck über den Stützschuh durchsetzende Öffnungen gegen wenigstens eine hydrostatische Druckkammer geleitet wird, die sich auf der gegen die Welle gewendeten Seite des Stützschuhs befindet. Dieser zylindrisch-kugelige Bauteil kann sich radial in einem in den Käfig der Vorrichtung eingearbeiten Zylinder, beispielsweise einem Lager, verschieben. Dieses Lager kann ebenfalls einstellbare vibrationen abführende oder-dämpfende Einrichtungen umfassen, die am Eingang des das zylindrisch-kugelige Bauteil durchsetzenden Kanals eingeführt sind.According to another embodiment, the device according to the invention is also a bearing. According to this, each support shoe is supported by at least one cylindrically spherical component with a spherical surface, the interacts with the inside of the ball recessed in the support shoe; at least one feed channel penetrating the cage guides the fluid delivered at an adjustable pressure via a second fluid in these cylindrical-spherical components Recessed channel against a chamber from which the fluid under pressure passes through openings through the support shoe against at least one hydrostatic pressure chamber, which is on the side facing the shaft of the support shoe. This cylindrical-spherical component can be located radially in a cage of the device incorporated cylinder, for example a bearing, move. This bearing can also have adjustable vibrations include laxative or attenuating devices, which on Entrance of the cylindrical-spherical component penetrating channel are introduced.
Nach einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei der Vorrichtung nach der Erfindung ebenfalls um ein Lager, das sich auszeichnet durch wenigstens ein erstes System zum Speisen eines ersten Fluids unter einstellbarem Druck, das durch einen ersten Kanal tritt, welcher über den Käfig zu einer Kammer führt, in der schwingungsdämpfende Einrichtungen angeordnet sind. Diese Kammer bildet einen Zylinder und ermöglicht die Radialverschiebung wenigstens eines zylindrisch-kugeligen Bauteils, das mit dem Stützschuh zusammenwirkt, um ihn bezüglich der ',Velle zu positionieren. Jedes zylindrisch-kugelige Bauteil umfaßt einen zweiten zentralen Kanal, der dieses Bauteil durchsetzt und auf die kugelige Fläche leitet; wenigstens ein zweites SpeisesystemAccording to another embodiment, the device according to the invention is also a bearing, which is characterized by at least one first system for feeding a first fluid under adjustable pressure, which passes through a first channel, which leads over the cage to a chamber in which vibration damping devices are arranged. This chamber forms a cylinder and allows the radial displacement of at least one cylindrical-spherical component that cooperates with the support shoe to position it with respect to the 'Velle. Each cylindrical-spherical component comprises a second central channel which passes through this component and to which spherical surface conducts; at least a second feed system
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eines zweiten Fluids unter einstellbarem Druck ist vorgesehen und führt über eine Reihe von Kanälen gegen eine zylindferbildende Kammer für die Lagerung und Radialverschiebung eines zylindrisch-kugeligen Bauteils zum Speisen des Stützschuhs mit Schmierfluid über diese Kanäle und einen im Schuh angeordneten Radialkanal, der in eine Schmierverteilernut führt, die auf der Außenfläche des Schuhs angeordnet ist, um die im wesentlichen hydrodynamische Schmierung zwischen Stützschuh und Welle sicher-a second fluid under adjustable pressure is provided and passes through a series of channels against one cylinder-forming chamber for storage and radial displacement a cylindrical-spherical component for feeding the support shoe with lubricating fluid via these channels and a radial channel arranged in the shoe, which leads into a lubrication distribution groove on the outer surface of the shoe is arranged to ensure the essentially hydrodynamic lubrication between the support shoe and the shaft.
/en/ en
zustellen. Einstellbare Einrichtung zum Dämpfen der Vibrationen können am Eintritt in den das zylindrisch-kugelige Bauteil durchsetzenden Kanal vorgesehen sein.to deliver. Adjustable device for damping the vibrations can be at the entrance to the cylindrical-spherical Component penetrating channel be provided.
Nach dieser Ausführungsform kann es sich beim ersten und zweiten Fluid um ein und das gleiche Fluid handeln; der erste Druck und der zweite Druck können ein und der gleiche Druck sein.According to this embodiment, the first and second fluid can be one and the same fluid; the the first pressure and the second pressure can be one and the same pressure.
Nach einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Vorrichtung nach der Erfindung um ein Lager, das sich dadurch auszeichnet, daß die Speiseöffnungen der Druckkammer in Form eines Schlitzes ausgebildet sind, der gegen das Innere der Druckkammer gerichtet sein, kann, wobei der Schlitz mit einem Fluid unter Druck gespeist ist, der ausgehend von einer Ringverteilungskammer über die Kammer und wenigstens ein Kanal einstellbar ist, der wenigstens ein zylindrischkugelförmiges Bauteil durchsetzt und wobei in diesem 'Veg ein den Käfig durchsetzender Kanal vorgesehen ist; das unter einem einstellbaren Druck zugespeiste Fluid positioniert wenigstens einen aus zwei Teilen zusammengesetzten Stützschuh über eine kugelige Stützfläche, die Oszillationen um das zylindrisch-kugelige Bauteil ermöglicht.According to a further embodiment, it is the Device according to the invention to a bearing, which is characterized in that the feed openings of the pressure chamber are designed in the form of a slot which can be directed towards the interior of the pressure chamber, wherein the slot is fed with a fluid under pressure, starting from a ring distribution chamber via the chamber and at least a channel is adjustable, which passes through at least one cylindrical-spherical component and where in this' Veg a channel is provided through the cage; the fluid fed under an adjustable pressure is positioned at least one support shoe composed of two parts over a spherical support surface, the oscillations around the cylindrical-spherical component.
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Nach dieser Ausführungsform sind ebenfalls Vibrationsdämpfereinrichtungen am Eingang des das zylindrisch-kugelförmige Bauteil durchsetzenden Kanals eingesetzt.According to this embodiment, there are also vibration damping devices at the entrance of the cylindrical-spherical Component penetrating channel used.
Nach noch einer weiteren Ausführungsform handelt es sich um ein Drucklager, bei dem jeder Stützschuh zwei Teile umfaßt, die sich gegen ein zylindrisch-kugelförmiges Bauteil abstützen, um welche dieser Schuh oszillieren kann, wobei das Teil in Zylinder greift,* die in zwei halbkranzförmigen Ausbildungen untergebracht sind; das Fluid unter einem einstellbaren Druck wird gegen die Außenfläche des Stützschuhs über einen ersten Kanal, der die Kranzausbildung durchsetzt;einen zweiten Kanal (durchsetzt das zylindrischkugelförmige Baut ei]), eine Kammer und Öffnungen oder einen Schlitz zwischen den Teilen des.Stützschuhs, geleitet.According to yet another embodiment, it is a thrust bearing in which each support shoe is two parts comprises, which are supported against a cylindrical-spherical component around which this shoe can oscillate, wherein the part engages in cylinders * which are housed in two semicircular formations; the fluid under an adjustable Pressure is applied against the outer surface of the support shoe via a first channel that forms the rim penetrated; a second channel (penetrates the cylindrically spherical component), a chamber and openings or a Slit between the parts of the support shoe.
Auch hier sind einstellbare Einrichtungen zur Vibrationsdämpfung am Eingang des das zylindrisch-kugelförmige Bauteil durchsetzenden Kanals eingesetzt.Here, too, there are adjustable devices for damping vibrations at the entrance of the cylindrical-spherical component penetrating channel used.
Im allgemeinen können diese Vibrationsverteiler-Einrichtungen (Dämpfungseinrichtungen) in Form wenigstens einer dünnen elastischen Scheibe hergestellt sein, die mit Öffnungen versehen ist, die derart angeordnet sind, daß sie die Reibungskräfte beim Durchgang des Fluids unter Druck erhöhen.In general, these vibration distribution devices (damping devices) can be in the form of at least one be made thin elastic disc which is provided with openings which are arranged such that they increase the frictional forces in the passage of the fluid under pressure.
Somit umfaßt die Vorrichtung nach der Erfindung, bei der es um ein Radiallager oder ein Axiallager geht, oszillierende Schuhe, deren Schwingungsträger in der Lage sind, die Schuhe auf der Welle oder dem Bund unter der Wirkung des Drucks eines Fettungsfluids mit einer KraftThus, the device according to the invention comprises in which it is about a radial bearing or a thrust bearing, oscillating shoes whose vibration carriers are capable of are, the shoes on the shaft or waistband under the action of the pressure of a lubricating fluid with a force
zu positionieren, die' als Punktion des Pluiddrucks variabel ist. Somit wird eine Einstellung der Steifigkeit vom Radial-, lager oder Drucklager möglich; einstellbare Einrichtungen sind im übrigen vorgesehen, um auf die Dämpfungskräfte einzuwirken; selbstverständlich kann für jeden Stützschuh die Größe der Fluidspeisung selektiv gewählt werden.to position, which 'is variable as puncture of the positive pressure. Thus, an adjustment of the rigidity of the radial, bearing or thrust bearing possible; adjustable devices are also provided to act on the damping forces; of course, the size of the fluid supply can be selected selectively for each support shoe.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach der Erfindung, sei es nun ein Axiallager oder ein Drucklager, kann hydrostatisch und/oder hydrodynamisch mit der Möglichkeit einer Justierung der Steifigkeit und gewünschtenfalls der Dämpfung sein; im Falle eines Axiallagers oder eines hydrostatischen und hydrodynamischen Drucklagers sind die Abmessungen von Schuhen, hydrostatischen Kammern etc. als Punktion der nachgesuchten Punktion bestimmt.The operation of the device according to the invention is it is now a thrust bearing or a thrust bearing that can be hydrostatic and / or hydrodynamic with the possibility of a Adjustment of the stiffness and, if desired, the damping; in the case of a thrust bearing or a hydrostatic one and hydrodynamic thrust bearings are the dimensions of shoes, hydrostatic chambers etc. as the puncture of the sought Puncture determined.
In sämtlichen Fällen braucht die Einstellung der Durchmesserwelle - Schuhe (für ein Lager) beispielsweise nicht mit so großer Genauigkeit wie bei bekannten Lagern erfolgen, da die Stützschuhe die Möglichkeit haben, sich radial (axial im Falle eines Drucklagers) zu verschieben und um einen Träger oszillieren zu können.In all cases it is necessary to adjust the diameter shaft - Shoes (for a warehouse), for example, do not take place with as great an accuracy as in known bearings because the support shoes have the ability to move radially (axially in the case of a thrust bearing) and by one To be able to oscillate carrier.
■Die hydrostatischen und hydrodynamischen Axial- und Radiallager ermöglichen mit großer Sicherheit, auf übliche Fettungsfluide, die mehr oder weniger viskos sind, zu verzichten und leichts Schuhe wenigstens teilweise aus synthetischen ' Materialien herstellen zu können.■ The hydrostatic and hydrodynamic axial and radial bearings make it possible, with great certainty, to dispense with the usual lubricating fluids, which are more or less viscous and to be able to easily manufacture shoes at least partially from synthetic materials.
Bei diesen Vorrichtungen, Axiallagern und Drucklagern, nach der Erfindung ermöglicht die Verschiebung der um einen Träger nach Wunsch oszillierenden Bauteile, und zwar unter dem Druck eines Schmierfluids, jeden Stützschuh mit einerIn these devices, thrust bearings and thrust bearings, according to the invention allows the displacement of one Supports oscillating components as desired, under the pressure of a lubricating fluid, each support shoe with one
- ψ -, ./Ι1ι·. ■ ■ - ψ - , ./Ι1ι·. ■ ■
Kraft zu positionieren, die sich nach der Funktionsnot- jTo position force, which is after the functional j
wendigkeit der Vorrichtung einstellen läßt, und somit jmaneuverability of the device can be adjusted, and thus j
direkt mit dem gewünschten Spiel, ohne daß es notwendig ι wäre, vorher das Spiel miniziös einzustellen.directly to the game you want without it being necessary ι would be to set the game miniculously beforehand.
Die oszillierende Bewegung der beweglichen Fläche (Uelle oder Bund) wird von dem der Stützschuhe gefolgt, was das Spiel der l/iskositätskräfte nicht nur zwischen dem beweg- , liehen Teil und dem Stützschuh sondern auch zwischen den ! Trägern festlegt, um welche die Oszillationsbewegung der Stützschuhe und der Bauteile-folgt, die sie über die Bauteile "ad hoc" empfangen, um das Fluid, das sie durchsetzt, zu laminieren. Oarüberhinaus ermöglicht es die Veränderung des Speisedruckes, eine erhebliche Veränderung in der Steifigkeit einzuführen. Diese Druckveränderung kann auch gewünschtenfalls mit Pulsationen gesteuert werden.The oscillating movement of the movable surface (Uelle or Bund) is followed by that of the support shoes, which is the Play of the viscosity forces not only between the moving, borrowed part and the support shoe but also between the! The girders determine around which the oscillatory motion of the Support shoes and the components-follows them over the components Received "ad hoc" to laminate the fluid through which it passes. Moreover, it enables change of the feed pressure to introduce a significant change in stiffness. This pressure change can also if desired, controlled with pulsations.
Alle diese Verbesserungen ermöglichen es, bei Vorrichtungen nach der Erfindung mit großer Sicherheit Fluide geringer Viskosität (wie Uasser, Alkohol, verflüssigte Gase, Luft etc.) zu verwenden, da die hydrostatische/hydrodynamische Zuordnung ein Anlaufen auf einem "Fettungs-Kühlungsfluid-Kissen" ermöglicht . Man kann also Turbomaschinen mit einer sehr großen Stufenanzahl und einem einzigen Gehäuse konstruieren, indem man ein oder mehrere Dämpfungslager verwendet, die genau an der Uelle längs des Rotors angeordnet sind und über Fluide geschmiert sind, die kompa - · tibel sind mit dem komprimierten Fluid oder mit dem in Bewegung gesetzten Fluid, ohne daß es dann notwendig wäre, komplizierte Dichtungseinrichtungen vorzusehen.All of these improvements make it possible to use less fluids with devices according to the invention with great certainty Viscosity (such as water, alcohol, liquefied gases, air etc.) should be used because the hydrostatic / hydrodynamic Assignment of a tarnishing on a "lubricating cooling fluid cushion" enables. So you can have turbo machines with a very large number of stages and a single housing construct by adding one or more cushioning bearings used, which are arranged exactly on the Uelle along the rotor and are lubricated by fluids that compa - · are compatible with the compressed fluid or with the fluid set in motion, without it being necessary to provide complicated sealing devices.
Beispielsweise Ausführungsfonnen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden; diese zeigen inFor example, embodiments of the invention are now intended will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings; these show in
Figur 1a, 1b und 1c schematisch eine erste Ausführungsform eines Lagers (palier) ; einen Querschnitt; Längsschnitte durch Schuh und Lager souie eine Außenansicht des Stützschuhs;Figure 1a, 1b and 1c schematically a first embodiment of a bearing (palier); a cross section; Longitudinal sections through the shoe and bearing souie an external view of the support shoe;
die Figuren 2a, 2b und 2c schematisch eine zweite Ausführungsform eines Lagers; einen Querschnitt; Längsschnitte durch das Lager und eine Darstellung der Außenfläche des Stützschuhs;FIGS. 2a, 2b and 2c schematically show a second embodiment of a bearing; a cross section; Longitudinal sections through the bearing and a representation of the outer surface of the support shoe;
die Figuren 3a und 3b schematisch eine dritte Ausführungsform eines Lagers (palier); eines Querschnittes durch einen Stützschuh, Träger etc, souie eine Darstellung der Außenfläche des Stützschuhs;FIGS. 3a and 3b schematically show a third embodiment of a bearing (palier); of a cross section by a support shoe, carrier, etc., a representation of the outer surface of the support shoe;
die Figuren 4a und 4b schematisch eine üarte Ausführungsform eines Lagers, einen Querschnitt durch einen Stützschuh, Träger etc. und eine Ansicht auf die Außenfläche des Stützschuhs und dieFigures 4a and 4b schematically show a common embodiment of a bearing, a cross section through a Support shoe, carrier, etc. and a view of the outer surface of the support shoe and the
Figuren 5a und 5b schematisch die Ausführungsform eines Axiallagers und eines Radiallagers; Querschnitte und einen Schnitt durch einen Stützschuh, Träger etc.Figures 5a and 5b schematically the embodiment of a Thrust bearing and a radial bearing; Cross-sections and a section through a support shoe, carrier Etc.
Die Figuren 1a, 1b und 1c lassen ein Lager (Radiallager palier) erkennen, in dem fünf Stützsysteme mit oszillierenden Stützschuhen unter gleichen Entfernungen um eine Uelle (2)angeordnet sind. Nur drei Systeme sind in Fig. 1a dargestellt. In Figuren 1a und 1b sind drei Schnitte a - a, b - b und c-c angegeben. Jedes System mit oszillierendem Schuh besteht aus einem Stützschuh (1), dessen Außenfläche gegen die Uelle (2) gewendet ist.Figures 1a, 1b and 1c allow a bearing (radial bearing palier) recognize in the five support systems with oscillating support shoes at equal distances around a Uelle (2) are arranged. Only three systems are shown in Figure 1a. In Figures 1a and 1b are three cuts a - a, b - b and c-c indicated. Each system with an oscillating shoe consists of a support shoe (1), the outer surface of which is turned against the Uelle (2).
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Auf dieser Außenfläche des Stützschuhs (1) sind zusi hydrostatische Kammern (9, 9..) ausgearbeitet, die über Öffnungen (8) mit einer Kammer (7) verbunden sind, die in der Innenfläche des Schuhs (1) ausgespart ist. Der Durchmesser dieser Öffnungen ist relativ gering und offensichtlich eine Funktion des Durchmessers der Uelle (2), der Viskosität des Fettungsfluids, das gegen die Außenfläche des Stützschuhs über diese Öffnungen (8) geführt uird. Die allgemeine Gestalt der Innenfläche des Stützschuhs (1) ist hohl, derart, daß der Stützschuh (1) um ein zylindroparallelepipedförmiges Bauteil (3) oszillieren kann, dessen Außenfläche (3..) zylindrisch ist. Die Innenfläche des Bauteils (3) ist plan. Kanäle (6) durchsetzen das Bauteil (3) und verbinden die Kammer (7) mit den Fluidspeisekanälen (5), die in den Käfig (11) des Lagers gebohrt sind. Zwischen den Trägerbaute'ilen (3) der Stützschuhe (1) und des Käfigs (11) des Lagers kann man am Eingang in die Kanäle (6) Dämpfungseinrichtungen (in den Figuren 1a, 1b und 1c nicht dargestellt) zuischenschalten, die in Form von Scheiben und/oder gewellten und/oder perforierten Platten oder Kugeln etc. vorgesehen sein können, die aus Metall oder synthetischen Materialien, beispielsweise bestehen können. Die Anzahl der Scheiben, ihre Form, ihr Durchmesser und die Anordnung der Öffnungen können derart gewählt sein, daß einstellbare Dämpfungsparameter eingeführt werden.On this outer surface of the support shoe (1) are add hydrostatic chambers (9, 9 ..) worked out over Openings (8) are connected to a chamber (7) which is recessed in the inner surface of the shoe (1). Of the The diameter of these openings is relatively small and obvious a function of the diameter of the Uelle (2), the viscosity of the lubricating fluid that is against the outer surface of the support shoe through these openings (8) uird. The general shape of the inner surface of the support shoe (1) is hollow in such a way that the support shoe (1) oscillates around a cylindro-parallelepiped-shaped component (3) can, whose outer surface (3 ..) is cylindrical. The inner surface of the component (3) is flat. Channels (6) penetrate the component (3) and connect the chamber (7) with the fluid feed channels (5) drilled into the cage (11) of the bearing. Between the support components (3) of the support shoes (1) and the cage (11) of the bearing can be at the entrance to the channels (6) damping devices (in Figures 1a, 1b and 1c not shown) switch in the form of discs and / or corrugated and / or perforated plates or balls, etc. can be provided, which are made of Metal or synthetic materials, for example, can be made. The number of discs, their shape, you The diameter and the arrangement of the openings can be selected in such a way that adjustable damping parameters are introduced will.
Die Zufuhr eines Fluids unter Druck in die Kanäle (5) ermöglicht es, das Trägerbauteil (3) dem zylinderbildenden Käfig (11) und somit die Stützschuhe (1) zu bewegen oder zu verschieben. Auf diese Ueise kann man die Stützschuhe (1) bezüglich der Uelle (2) positionieren und damit bei Betrieb des Lagers auf seine Steifigkeit einwirken, indem man den Speisedruck des Fluids modifiziert,The supply of a fluid under pressure into the channels (5) makes it possible to move the carrier component (3), the cylinder-forming cage (11) and thus the support shoes (1) or to move. In this way you can position the support shoes (1) with respect to the Uelle (2) and thus affect its rigidity during operation of the bearing by modifying the feed pressure of the fluid,
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um Steifigkeitswerte zu erhalten, die mit der gewünschten Funktion kompatibel sind. Ein Teil des Fluids uird über die j<anäle (6), die Kammer (7) und die Öffnungen (8) gegen' die hydrostatischen Kammern (9, 9,.) geführt, die selbst von der hydrodynamischen Fläche (10) umschlossen sind. Vor und bei dem Anlauf der Maschine, d. h. wenn die Welle (2) ruht, uird eine Kammer (4) zwischen der Innenfläche des Bauteils (3) und dem Käfig (11) in dem Stützschuhsystem geschaffen, das im oberen Teil des Lagers untergebracht ist. Nach dem Anlauf der Maschine, d. h. wenn die Uelle (2) in Drehung versetzt ist,nimmt die Höhe des Raums (4) ab; ein Spiel erscheint zwischen Uelle und Schuhen, das im wesentlichen eine Funktion des Fluidspeisedruckes ist. Kammern (4) variabler Höhe werden dann in sämtlichen Stützschuhsystemen des Lagers*erzeugt, was den Aufbau eines Gleichgewichtszustands für jeden Schuh in jedem Betriebsaugenblick ermöglicht. Somit wird das Anlaufen erleichtert durch das Vorhandensein einer unter Druck stehenden Schmierfluidschicht, die vor dem Anlauf hergestellt wurde; eine extrem stabile und regelmäGige Schmiermittelschicht wird bei Betrieb der Maschine (d. h. bei der Drehung der Uelle 2) dank der Erstellung des Speisedrucks des Schmierfluids, der Möglichkeit einer Positionierung der Stützschuhe (1) und der Möglichkeit eines Schwingens um den Träger (3) sichergestellt.to get stiffness values that match the desired Function are compatible. Part of the fluid is transferred the channels (6), the chamber (7) and the openings (8) against ' the hydrostatic chambers (9, 9,.) out, which are themselves enclosed by the hydrodynamic surface (10). Before and during the start-up of the machine, d. H. when the wave (2) rests, uird a chamber (4) between the inner surface of the component (3) and the cage (11) created in the support shoe system, which is housed in the upper part of the bearing is. After the machine has started, i. H. when the Uelle (2) is set in rotation, the height of the space (4) decreases; a game appears between Uelle and shoes, which in the is essentially a function of the fluid feed pressure. Chambers (4) of variable height are then used in all support shoe systems of the bearing *, which enables a state of equilibrium to be established for every shoe at every operating moment. Start-up is thus made easier by the presence of a pressurized lubricating fluid layer, which was made before the start-up; becomes an extremely stable and regular layer of lubricant when the machine is running (i.e. when the Uelle 2 rotates) thanks to the creation of the supply pressure of the lubricating fluid, the possibility of positioning the support shoes (1) and the possibility of swinging around the carrier (3) ensured.
Für jeden der Stützschuhe ist die auf die Uelle (2) ausgeübte Kraft wenigstens gleich der (planen) Innenfläche der Bauteile (3), multipliziert mit dem in der Kammer (4) herrschenden Druck.For each of the support shoes, the force exerted on the Uelle (2) is at least equal to the (flat) inner surface of the components (3), multiplied by the pressure prevailing in the chamber (4).
Die Uelle (2) kann somit beim Anlaufen wie bei Rotation Kräften ausgesetzt sein, die man entweder gleichzeitig für sämtliche Stützschuhsysteme (l). der getrennt fürThe Uelle (2) can thus when starting up as when rotating Be exposed to forces that either apply to all support shoe systems (l) at the same time. which is separated for
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jedes Stützschuhsystem (1) variieren lassen kann. So sind Steifheit und Dämpfungsgrad des Lagers einstellbar.each support shoe system (1) can vary. So the stiffness and degree of damping of the bearing can be adjusted.
Wenigstens zuei Stützschuhsysteme (1) können auf dem Umfang der Uelle (2) in vorteilhaftester Ueise für den Betrieb des Lagers bzw. Radiallagers angeordnet sein. Die beiden Stützschuhsysteme (1) sind also nicht notwendigerweise diametral einander gegenüber angeordnet. Die Größe der Stützschuhe (1) ist eine Funktion der Positionierung der Stützschuhsysteme im Lager: So können in ein und dem gleichen Lager Stützschuhe (1) unterschiedlicher Größe verwendet werden.At least zuei support shoe systems (1) can on the Scope of the Uelle (2) in the most advantageous Ueise for the Operation of the bearing or radial bearing be arranged. The two support shoe systems (1) are therefore not necessary arranged diametrically opposite one another. The size of the support shoes (1) is a function of the positioning of the support shoe systems in the warehouse: Support shoes (1) of different types can be used in one and the same warehouse Size to be used.
Die Figuren 2a, 2b und 2c zeigen eine andere Ausführungsform eines Lagers' nach der Erfindung. Hier ist jeder Stützschuh (21) durch wenigstens ein zylindrisch-kugelförmiges Bauteil (23) von einer kugeligen (23,.) getragen, die mit einer Fläche (21-) einer Hohlkugel in der Innenfläche des Schuhs (21) zusammenläuft; hierdurch ist eine vollkommene Beweglichkeit (in den Grenzen der Dimensionierung der Bauelemente) für die Stützschuhe (21) gewährleistet .Figures 2a, 2b and 2c show another embodiment of a bearing 'according to the invention. Everyone is here Support shoe (21) carried by at least one cylindrical-spherical component (23) from a spherical (23,.), which converges with a surface (21-) of a hollow sphere in the inner surface of the shoe (21); this is a complete mobility (within the limits of the dimensioning of the components) for the support shoes (21) guaranteed .
Die Außenfläche des Stützschuhs (21) umfaßt wenigstens eine hydrostatische Kammer (29) , die von der hydrodynamischen Fläche (210) umgeben ist. 3ede hydrostatische Kammer (29) ist mit Fluid über Öffnungen (28) aus einer Kammer (27) gespeist. Der relativ kleine Durchmesser der Öffnungen (28) ist eine Funktion der Lagerabmessungen, der Viskosität des Fluids etc. Die Kammer (27) ist direkt mit einem Kanal (26) verbunden, der die zylindrischkugeligen Bauteile (23) durchsetzt. Das Schmierfluid wird an den Kanal (26) von einer Quelle einstellbaren Drucks über den Kanal (25) geliefert, der im Käfig (211)The outer surface of the support shoe (21) comprises at least one hydrostatic chamber (29), which from the hydrodynamic Area (210) is surrounded. 3ede hydrostatic chamber (29) is with fluid via openings (28) from a Chamber (27) fed. The relatively small diameter of the openings (28) is a function of the bearing dimensions, the viscosity of the fluid, etc. The chamber (27) is connected directly to a channel (26) which passes through the cylindrical, spherical components (23). The lubricating fluid is supplied to the channel (26) from a source of adjustable pressure via the channel (25) located in the cage (211)
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ausgespart ist. Jedes zylindrisch-kugelförmige Bauteil (23) ist ähnlich einem Kolben, der sich radial in einem Zylinder (22) verschieben kann, der in den Käfig (211) des Lagers gehöhlt ist; es ist mit wenigstens einer geeigneten Dichtungseinrichtung (212) versehen. Zur Erhöhung der Schuingungsdämpfungskräfte können geeignete Vorrichtungen (213) am Eingang in den Kanal (26) vorgesehen sein; diese Einrichtungen können beispielsweise durch wenigstens eine dünne elastische Scheibe mit Öffnungen gebildet sein, deren Durchmesser relativ klein sind und die derart angeordnet sind, daß man eine optimale Erhöhung der Reibungskräfte an den Schmierfluiddurchgängen für einen günstigen Betrieb des Lagers erhält.is recessed. Every cylindrical-spherical component (23) is similar to a piston that extends radially in a Can move cylinder (22) hollowed in the cage (211) of the bearing; it is appropriate with at least one Sealing device (212) is provided. To increase the shear damping forces, suitable Devices (213) are provided at the entrance to the channel (26); these facilities can for example be formed by at least one thin elastic disc with openings whose diameters are relatively small and which are arranged in such a way that there is an optimal increase in the frictional forces on the lubricating fluid passages for a cheap operation of the warehouse.
Die Oberfläche des Zylinders (22), multipliziert mit dem unter den Bauteilen (23) herrschenden Druck - unter Berücksichtigung der Reibungskräfte und anderer eventueller Druckverluste - ergibt die Ninimalkraft, die der Stützschuh (21) (indirekt) auf die Welle (2) ausübt. Eine besondere einstellbare Fluidspeisung jedes Kolbens (23) oder eine einzige einstellbare Speisung für sämtliche Kolben (23) kann verwendet werden, um Steifigkeit und die Dämpfung des Lagers zu beherrschen.The surface of the cylinder (22), multiplied by the pressure under the components (23) - taking into account the frictional forces and other possible pressure losses - gives the ninimal force that the support shoe (21) exerts (indirectly) on the shaft (2). A special adjustable fluid feed for each piston (23) or a single adjustable feed for all pistons (23) can be used to increase stiffness and to master the damping of the bearing.
Die Figuren 3a und 3b zeigen ein Lager (palier) nach der Erfindung, bei dem die Funktionen "einstellbare Speisung eines ersten Schmierfluids" und "Steuerung der Steifigkeit und Dämpfung des Lagers durch ein zweites Fluid unter einem einstellbaren Druck" getrennt sind. Beim ersten und beim zweiten Fluid kann es sich um ein und das gleiche Fluid handeln; der Druck des ersten Fluids und der Druck des zweiten Fluids können als Funktion voneinander einstellbar sein. Der Stützschuh (31) nach dieser Ausführungsform umfaßt nur eine hydrostatische Kammer sehrFigures 3a and 3b show a bearing (palier) of the invention, in which the functions "adjustable supply of a first lubricating fluid" and "control the rigidity and damping of the bearing are separated by a second fluid under an adjustable pressure ". The first and second fluids can be one and the same fluid; the pressure of the first fluid and the pressure of the second fluid can be adjustable as a function of one another. The support shoe (31) after this Embodiment includes only one hydrostatic chamber very much
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geringer Abmessungen und die vorzugsweise in Form einer Schmiermittelverteilernut (320) ausgeführt ist. Der größte Teil der Außenfläche des (Stütz)schuhs (31) besteht aus einem hydrodynamischen Teil (310). Wenigstens ein zylindrisch-kugelförmiges Bauteil (33) ist vorgesehen, das sich radial (und axial im Falle eines Drucklagers) in einem Zylinder (32), der in den Käfig (311) eingearbeitet ist, verschieben kann. Jedes Bauteil (33) ist mit wenigstens einer Dichtungseinrichtung (312) versehen. Die kugeligen Flächen (3I1) des Stützschuhs (31)small dimensions and which is preferably designed in the form of a lubricant distribution groove (320). Most of the outer surface of the (support) shoe (31) consists of a hydrodynamic part (310). At least one cylindrical-spherical component (33) is provided which can move radially (and axially in the case of a thrust bearing) in a cylinder (32) which is incorporated in the cage (311). Each component (33) is provided with at least one sealing device (312). The spherical surfaces (3I 1 ) of the support shoe (31)
und (33.,) des Bauteils (33)" wirken zusammen, um ein Verschwenken (frz: oscillation) des (Stütz)schuhs (31) zu ermöglichen. Zur Speisung des Lagers mit dem ersten Schmierfluid durchsetzt ein Kanal (314) den Käfig (311) des Lagers und mündet in eine Kammer (315), die mit einem Kanal (316) verbunden ist, der ein zylindrischkugelförmiges Bauteil (318) durchsetzt, das sich radial in einem Zylinder (321), der im Käfig (311) des Lagers ausgespart ist, verschiebt bzw. bewegt; ein Kanal (319), der den (Stütz)schuh (31) durchsetzt, führt das Schmierfluid unter Druck gegen die Schmiernut (320). Das zweite Fluid wird unter Druck gegen den Kanal (35) geführt und tritt durch Vibrationsableitende Einrichtungen (313) und wird gegen die Flächen (31.; 33-) über den Kanal (36) geleitet.and (33.,) of the component (33) "work together to a To enable pivoting (Frz: oscillation) of the (support) shoe (31). To feed the camp with the first Lubricating fluid passes through a channel (314) the cage (311) of the bearing and opens into a chamber (315), which with a channel (316) is connected, which passes through a cylindrical spherical component (318) which extends radially in a cylinder (321) in the cage (311) of the bearing is recessed, shifted or moved; a channel (319), which passes through the (support) shoe (31), carries the lubricating fluid under pressure against the lubrication groove (320). The second fluid is guided under pressure against the channel (35) and passes through vibration dissipating devices (313) and is against the surfaces (31 .; 33-) over the channel (36) headed.
Die Figuren 4a und 4b zeigen ein Lager (palier) nach der Erfindung, das ebenfalls wenigstens ein zylindrischkugelförmiges Bauteil (43) umfaßt, das sich radial (oder axial in einem Drucklager) in einem Zylinder (43) verschieben kann, der in den Käfig (411) des Lagers eingearbeitet ist, wobei wenigstens eine Dichtungsausbildung (412) vorgesehen ist. Das Fluid zum Einstellen von Steifigkeit, Dämpfung und Lagerschmierung wird über Kanäle (45, 46) in eine Kammer (47) geführt. Vibrations- oder Dämpfungsabführeinrichtungen (413) können am Eintritt in den Kanal (46) ausgeführt sein.Figures 4a and 4b show a bearing (palier) according to the invention, which also comprises at least one cylindrical-spherical component (43) which extends radially (or axially in a thrust bearing) in a cylinder (43) incorporated in the cage (411) of the bearing is, wherein at least one seal formation (412) is provided. The fluid for adjusting stiffness, Damping and bearing lubrication are fed into a chamber (47) via channels (45, 46). Vibration or damping discharge devices (413) can be designed at the entrance to the channel (46).
Das bei einstellbarem Druck gelieferte Fluid wird aus der Kammer (47) in eine Ringkammer (421) geleitet. Bei dieser Ausführungsform des Lagers sind die den Stützschuh bzw. das Segment (patin) durchsetzenden Speiseöffnungen zum Speisen der hydrostatischen Kammer bzw. Kammern ersetzt durch einen Schlitz (48), der aus einer Ringkammer (421) gespeist ist. Der Schlitz kann beispielsweise kreisförmige Gestalt, wie in den Figuren gezeigt, aufweisen. Der Schlitz ist gegen das Innere des oder der hydrostatischen Druckkammern gerichtet. Die den Stützschuh (422, 423) bildenden Bauteile belassen zwischen sich eine Ringkammer (421), die den Schlitz (48) speist.The fluid supplied at an adjustable pressure is passed from the chamber (47) into an annular chamber (421). at This embodiment of the bearing is the support shoe or the segment (patin) penetrating feed openings for feeding the hydrostatic chamber or Chambers replaced by a slot (48) which is fed from an annular chamber (421). The slot can for example circular shape as shown in the figures. The slot is against the inside of the or the hydrostatic pressure chambers directed. The components forming the support shoe (422, 423) are left between an annular chamber (421) which feeds the slot (48).
Die Figuren 5a und 5b zeigen ein erfindungsgemäG hergestelltes Drucklager. Die Speisung mit Fluid unter einstellbarem Druck erfolgt über den Kanal (55) in Richtung des Pfeiles (f). Zylindrisch-kugelförmige Bauteile (53) werden von Kanälen (56) durchsetzt und führen in eine Kammer (57). Einrichtungen (513) zum Abführen von Vibrationen (Dämpfung) können am Eintritt in den Kanal (56) vorgesehen sein. Das Fluid unter Druck wird aus der Kammer (57) über die Öffnungen (58) gegen die aktive Fläche des Stützschuhs geleitet, der durch zwei Bauteile (51.,, 5I2) gebildet ist und eine Schmierfluidschicht zwischen diese aktive Fläche und dem sich drehenden Organ (S) bildet. Die zylindrisch-kugelf örmigei Bauteile (53) können sich axial (in Richtung des Pfeiles f) in Zylindern (52) verschieben, die in den beiden Stützschuh tragenden Halbkränzen (511) des Drucklagers ausgearbeitet sind.Figures 5a and 5b show a manufactured according to the invention Thrust bearing. The supply of fluid under adjustable pressure takes place via the channel (55) in the direction of of the arrow (f). Cylindrical-spherical components (53) are penetrated by channels (56) and lead into a Chamber (57). Devices (513) for dissipating vibrations (damping) can be installed at the entrance to the channel (56) be provided. The fluid under pressure is from the chamber (57) via the openings (58) against the active Guided surface of the support shoe, which is formed by two components (51. ,, 5I2) and a lubricating fluid layer between this active surface and the rotating organ (S). The cylindrical-spherical components (53) can move axially (in the direction of arrow f) in cylinders (52) in the two support shoes bearing half-wreaths (511) of the thrust bearing worked out are.
Änderungen und Abänderungen liegen im Rahmen der Erfindung. So kann die Form der Stützbauteile zylindrischparallelepipedförmig, zylindrisch-kugelförmig etc. sein.Changes and modifications are within the scope of the invention. The shape of the support components can be cylindrical, parallelepiped, be cylindrical-spherical etc.
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Die Befestigung der Stützschuhe erfolgt derart, daß sie
um diese Trägerbauteile schuingen können. Die konvexen
oder konkaven Flächen, die die relative Oszillation von Stützschuh-Trägern ermöglichen, sind indifferent an dem
einen oder anderen der Bauteile ausgearbeitet bzu. ausgebildet. The support shoes are fastened in such a way that they can schuingen around these carrier components. The convex
or concave surfaces, which allow the relative oscillation of support shoe carriers, are indifferently worked out on one or the other of the components. educated.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |