DE3909204C2 - - Google Patents
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- DE3909204C2 DE3909204C2 DE19893909204 DE3909204A DE3909204C2 DE 3909204 C2 DE3909204 C2 DE 3909204C2 DE 19893909204 DE19893909204 DE 19893909204 DE 3909204 A DE3909204 A DE 3909204A DE 3909204 C2 DE3909204 C2 DE 3909204C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0662—Details of hydrostatic bearings independent of fluid supply or direction of load
- F16C32/0666—Details of hydrostatic bearings independent of fluid supply or direction of load of bearing pads
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrostatisches Stützlager mit
den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen.
Ein derartiges Stützlager ist aus der DE 32 02 188 A1 bekannt.
Dieses bekannte Stützlager dient dem reibungsarmen Bewegen
großer Lasten mit kleiner Geschwindigkeit. Eine Begrenzung des
Drucks innerhalb des Lagers ist bei diesem bekannten Stützlager
nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße
Stützlager derart weiterzubilden, daß, insbesondere auch bei
höheren Gleitgeschwindigkeiten zwischen den zueinander gelagerten
Teilen, eine Begrenzung des Fließmitteldrucks in der
Aussparung des Stützlagers erreicht wird.
Diese Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Stützlager durch
die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Stützlager wird eine
Selbstregelung des Drucks in der Aussparung erreicht, da die
angegebene Veränderung der Lagerspaltform bei steigendem Druck
eine Verkleinerung der Aufnahme an Fließmittel in die Aussparung
und eine Vergrößerung der Leckage aus der Aussparung bewirkt,
bis ein Ausgleich des Fließmittelflusses und damit ein
Konstanthalten oder sogar eine Verminderung des Drucks in der
Aussparung erreicht ist.
In den Patentansprüchen 2 bis 4 sind Möglichkeiten angegeben,
wie die im Patentanspruch 1 angeführte unterschiedliche radiale
Steifigkeit des Ringkörpers ausgeführt werden kann.
Mit Hilfe der im Patentanspruch 5 angegebenen Merkmale kann
einer steigenden axialen Belastung und der damit verbundenden
axialen Verschiebung des Ringkörpers in die Aussparung hinein
durch einen steigenden, auf den Ringkörper in axial entgegengesetzter
Richtung wirkenden Fließmitteldruck entgegengewirkt
werden, indem die durch den Dichtring auf den Ringkörper ausgeübte
Radialkraft auf diesen ein Drehmoment ausübt, das eine
Geometrieveränderung des bei niedrigeren Drücken radial außen
breiteren Lagerspalts verhindert oder zumindest verzögert, so
daß auch bei höheren Drücken in der Aussparung die Aufnahme von
Fließmittel in die Aussparung ermöglicht und die Leckage von
Fließmittel aus der Aussparung verhindert oder zumindest erschwert
wird.
Im Patentanspruch 6 ist eine vorteilhafte Ausführungsform der
Maßnahme des Patentanspruchs 5 angegeben.
Die Ausführung des Patentanspruchs 7 sichert eine Druckhaltung
in der Aussparung bei Stillstand von Stützkörper und Gegenkörper
auch dann, wenn Ring- und Gegenkörper-Gleitfläche eine
größere Rauhigkeit aufweisen sollten.
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer in der
Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläu
tert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Stützlager bei
Normalbelastung mit einem in einer Ausnehmung
eines Ringkörpers angeordneten Dichtring im
Querschnitt,
Fig. 2 das Stützlager der Fig. 1 bei höherer Belastung
in einem Teilquerschnitt,
Fig. 3 ein Stützlager ähnlich Fig. 1 mit einem an einer
schrägen Endfläche des Ringkörpers anliegenden
Dichtring,
Fig. 4 das Stützlager der Fig. 3 bei höherer Belastung,
Fig. 5 den Ringkörper eines Stützlagers mit einer sich
radial erstreckenden Verbindungswand,
Fig. 6 die Anwendung der erfindungsgemäßen Stützlager
bei einer beiderseitigen Lagerung
eines eben ausgebildeten Gegenkörpers und
Fig. 7 die Anwendung der erfindungsgemäßen Stützlager
bei der Lagerung einer Welle.
Wie in Fig. 1 dargestellt, trägt ein Stützkörper 1 mit
Hilfe des Stützlagers 2 einen Gegenkörper 3, der gegenüber
dem Stützkörper 1 eben verschiebbar ist. Im Stützkörper 1
ist eine kreisförmige Aussparung 4 angeordnet, in die ein
Ringkörper 5 eingesetzt ist, wobei die Außenringfläche 6
des Ringkörpers 5 und die die Aussparung 4 radial begren
zende Ringfläche 7 des Stützkörpers 1 Führungsflächen für
den Ringkörper 5 bilden, so daß sich dieser axial in der
Aussparung 4 bewegen kann. Die Aussparung 4 ist gegenüber
dem durch die Ringflächen 6, 7 gebildeten Führungsspalt 8
durch einen Dichtring 9 abgedichtet, der in einer ring
förmigen Ausnehmung 10 im Ringkörper 5 in dessen an die
Bodenfläche 11 der Aussparung 4 angrenzenden radial äuße
ren Eckbereich angeordnet ist. Wie in Fig. 2 zu erkennen
ist, füllt der Dichtring 9 bei einer axialen Bewegung des
Ringkörpers 5 in Richtung auf die Bodenfläche 11 die Aus
nehmung 10 aus, wobei er unter Abstützung an der Ringflä
che 7 eine radial nach innen gerichtete Kraft auf den vom
Gegenkörper 3 entfernten Bereich des Ringkörpers 5 ausübt.
Eine ähnliche Wirkung wird, wie in den Fig. 3 und 4 dar
gestellt, durch die Anlage des Dichtringes 9 an der dem
Gegenkörper 3 abgewandten abgeschrägten Endfläche 12 des
Ringkörpers 5 erreicht, wobei die Abschrägung der Endfläche
12 so ausgebildet ist, daß der Abstand zwischen der End
fläche 12 und der Bodenfläche 11 der Aussparung von außen
nach innen abnimmt.
Die Aussparung 4 ist im Innern des Ringkörpers 5 mit einem
Fließmittel gefüllt, das üblicherweise eine Flüssigkeit,
insbesondere ein Öl ist, jedoch auch ein anderes fließfä
higes Material wie eine Paste oder ein Wachs sein kann.
Das Fließmittel bedeckt auch die dem Stützkörper 2 zuge
wandte Gleitfläche 13 des Gegenkörpers 3, wobei es auf
Dauer oder beispielsweise durch einfaches Aufspritzen bei
Bedarf aufgetragen sein kann.
Der Ringkörper 5 weist an seinem dem Gegenkörper 3 nahen
Bereich einen Bund 14 auf, der zwischen dem Gegenkörper 3
und dem Stützkörper 5 radial nach außen über die Ausspa
rung 4 hinausragt. Die dem Gegenkörper 3 zugewandte Gleit
fläche 15 des Stützkörpers 5, die weitgehend durch den
Bund 14 gebildet wird, bildet zusammen mit der Gleitfläche
13 des Gegenkörpers 3 einen mit Fließmittel gefüllten
Lagerspalt 16. Der in diesem herrschende Druck belastet
trotz seiner radial nach außen abnehmenden Größe den Bund
14 so stark, daß dieser vom Gegenkörper 3 weggebogen wird
und der Lagerspalt 16 einen sich nach außen öffnenden Keil
bildet. Bei einer Relativbewegung zwischen Stützkörper 5
und Gegenkörper 3 kann dadurch das auf der Gleitfläche 13
des Gegenkörpers 3 befindliche Fließmittel in den Lager
spalt 16 und von diesem in die Aussparung 4 gegen den in
diesem herrschenden höheren Druck gefördert werden, wäh
rend auf der anderen Seite ein Austreten von Fließmittel
aus der Aussparung 4 durch den sehr engen Spalt am Innen
rand des Stützlagers 1 verhindert wird, indem dieser Innen
rand das Fließmittel von der Gleitfläche 13 abstreift.
Der auf diese Weise in der Aussparung 4 steigende Druck
trägt den Gegenkörper 3 einerseits unmittelbar durch die
innerhalb des Ringkörpers 5 auf den Gegenkörper 3 ausge
übte Kraft und mittelbar durch die auf den Ringkörper 5
ausgeübte Axialkraft. Um den Druck in der Aussparung 4
begrenzen zu können, weist der Ringkörper 5 in seinem dem
Gegenkörper 3 nahen Bereich eine größere Steifigkeit auf
als in seinem vom Gegenkörper 3 entfernten Bereich. Diese
unterschiedliche Steifigkeit kann, wie in den Fig. 1 bis 4
dargestellt, durch eine größere radiale Dicke des Ring
körpers 5 infolge Schrägstellung von dessen Innenwand 17
im dem Gegenkörper 3 nahen Bereich als im vom Gegenkörper
3 entfernten Bereich erreicht werden. Die unterschiedliche
Steifigkeit kann jedoch auch durch eine sich radial er
streckende Verbindungswand 18 in dem Gegenkörper 3 nahen
Bereich dargestellt werden, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist.
Diese Form ist besonders günstig für in der Draufsicht
mehreckige Ringkörper 3. Die durch den Druck in der Aus
sparung auf den Ringkörper 3 ausgeübte Radialkraft bewirkt
eine Verdrillung des Ringkörpers 3, wie in Fig. 1 durch
den Pfeil 19 angedeutet. Dadurch wird der Außenrand des
Bundes 14 näher an die Gegenkörper-Gleitfläche 13 heran
gebracht, so daß weniger Fließmittel von außen in die Aus
sparung 4 gelangen kann. Bei Erreichen eines bestimmten
Druckes und der damit verbundenen Verdrillung befinden
sich die Mengen des aus- und eintretenden Fließmittels im
Gleichgewicht. Durch diese Selbstregulierung ist somit die
Einstellung eines bestimmten Druckes in der Aussparung 4
möglich. Die Höhe dieses Gleichgewichtsdruckes hängt vor
allem von der Geometrie des Ringkörpers 5 ab, insbesondere
von den Unterschieden in der radialen Dicke des Ringkör
pers 5 und der Höhe und Breite des Bundes 14.
Wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt, kann das erfindungs
gemäße Stützlager 2 auch für die mehrseitige Abstützung
eines Körpers Verwendung finden, so bei einer beidseitigen
Abstützung einer längsbeweglichen Platte (Fig. 6) oder bei
der allseitigen Abstützung einer Welle. In diesen Fällen
und im Falle hoher Anforderungen an die Lage des Gegen
körpers 3 ist eine Selbstregulierung der Lage des Stütz
lagers 2 erforderlich. Dazu dient die im Zusammenhang mit
den Fig. 1 bis 4 bereits beschriebene Anordnung des Dicht
ringes 9. Bei einem Absinken des Ringkörpers 5 in der Aus
sparung 4 wächst die von dem Dichtring 9 auf den Ringkörper
5 in dessen vom Gegenkörper 3 entfernten Bereich radial
nach innen ausgeübte Kraft, die der durch den Pfeil 19
dargestellten Verdrillung des Ringkörpers 5 entgegenwirkt.
Dadurch nimmt der Lagerspalt 16 erst bei höheren Drücken
in der Aussparung 4 eine Form an, die die Zu- und Abfuhr
von Fließmittel im Gleichgewicht hält, so daß ein höherer
Gleichgewichtsdruck in der Aussparung herrscht, der einem
weiteren Absinken des Ringkörpers entgegenwirkt.
Wie in Fig. 1 dargestellt, kann in die Gleitfläche 15 des
Ringkörpers 5 eine Ringnut 20 eingelassen sein, in der ein
Dichtring 21 eingesetzt ist. Mit dessen Hilfe kann auch
bei größeren Rauhigkeiten in den Gleitflächen 13 und 15
bei Stillstand von Stützkörper 1 und Gegenkörper 3 ein
Austreten von Fließmittel aus der Aussparung 4 verhindert
werden, so daß der Druck in ihr erhalten bleibt. Bei Be
wegung der Körper 3, 5 schwimmt der Dichtring 21 auf dem
Fließmittelfilm auf der Gleitfläche 13 auf, so daß ein
Fließmittelaustausch über den Lagerspalt 16, wie oben be
schrieben, stattfinden kann. Bei ausreichender Feinheit
der Gleitflächen 13 und 15 kann auf den Dichtring 21 ver
zichtet werden.
Claims (7)
1. Hydrostatisches Stützlager, bestehend aus einem Stützkörper
und einem Gegenkörper mit einer mit einem Fließmittel gefüllten
Aussparung im Stützkörper, in die ein durch Führungsflächen
gegenüber dem Stützkörper geführter Ringkörper eingesetzt ist,
der durch das unter Druck stehende Fließmittel in der Aussparung
in Richtung auf den Gegenkörper gedrückt wird und dessen
dem Gegenkörper zugewandte Ringgleitfläche zumindest zum
Teil durch einen einen Teil des Stützkörpers darstellenden
Bund, der ohne Abstützung am Stützkörper radial nach außen über
die Aussparung hinausragt, gebildet wird, zusammen mit der Gegenkörper-
Gleitfläche einen sich frei einstellenden Lagerspalt
bildet, mit einer den Austritt von Fließmittel aus der Aussparung
zwischen den Führungsflächen verhindernden Dichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ringkörper (5) derart ausgebildet ist, daß seine radiale Steifigkeit in der Ringgleitfläche (15) axial nahen Bereich größer ist als in der Ringgleitfläche (15) axial fernen Bereich und so unter dem Einfluß des Fließmitteldrucks in der Aussparung (4) eine verdrillte Form erhält, die bei steigendem Druck den radial äußeren Bereich des Lagerspalts (16) verkleinert und den radial inneren Bereich des Lagerspalts (16) vergrößert.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ringkörper (5) derart ausgebildet ist, daß seine radiale Steifigkeit in der Ringgleitfläche (15) axial nahen Bereich größer ist als in der Ringgleitfläche (15) axial fernen Bereich und so unter dem Einfluß des Fließmitteldrucks in der Aussparung (4) eine verdrillte Form erhält, die bei steigendem Druck den radial äußeren Bereich des Lagerspalts (16) verkleinert und den radial inneren Bereich des Lagerspalts (16) vergrößert.
2. Stützlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ringkörper (5) im der Ringgleitfläche (15) nahen Bereich
eine im Teilquerschnitt größere radiale Dicke aufweist
als im der Ringgleitfläche (15) fernen Bereich.
3. Stützlager nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenwand (17) des Ringkörpers (5) zur Ringgleitfläche
(15) hin radial nach innen geneigt ist.
4. Stützlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im der Ringgleitfläche (15) nahen Bereich sich eine radial
erstreckende Verbindungswand (18) im Ringkörper (5) eingezogen
ist.
5. Stützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung zwischen dem Ringkörper (5) und dem Gegenkörper
(3) aus einem Dichtring (9) besteht, der bei einer axialen
Belastung des Ringkörpers (5) eine radial nach innen gerichtete
Kraft auf dessen der Ringgleitfläche (15) fernen Bereich ausübt.
6. Stützlager nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich der Ringkörper (5) mit seiner der Ringgleitfläche (15)
abgewandten Endfläche (12) auf dem Dichtring (9) abstützt und
daß diese Endfläche (12) derart abgeschrägt ist, daß der Abstand
zwischen der Endfläche (12) und der Bodenfläche (11) der
Aussparung (4) von außen nach innen abnimmt.
7. Stützlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Ringnut (20) in der Ringgleitfläche (15) ein
Dichtring (21) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893909204 DE3909204A1 (de) | 1989-03-21 | 1989-03-21 | Hydrostatisches stuetzlager |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893909204 DE3909204A1 (de) | 1989-03-21 | 1989-03-21 | Hydrostatisches stuetzlager |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3909204A1 DE3909204A1 (de) | 1990-09-27 |
DE3909204C2 true DE3909204C2 (de) | 1991-11-28 |
Family
ID=6376830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893909204 Granted DE3909204A1 (de) | 1989-03-21 | 1989-03-21 | Hydrostatisches stuetzlager |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3909204A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002349569A (ja) | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Canon Inc | 静圧軸受装置及びそれを用いたステージ装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3799628A (en) * | 1972-06-21 | 1974-03-26 | Caterpillar Tractor Co | Hydrostatic button bearing with attitude control |
DE3202188A1 (de) * | 1982-01-25 | 1983-08-04 | Heinz Konrad Prof. Dr.-Ing. 7050 Waiblingen Müller | Gleitlager |
-
1989
- 1989-03-21 DE DE19893909204 patent/DE3909204A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3909204A1 (de) | 1990-09-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
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