DE69501783T2

DE69501783T2 - Fluidfilmlager

Info

Publication number: DE69501783T2
Application number: DE69501783T
Authority: DE
Inventors: James Martin; David Parkins
Original assignee: British Technology Group Ltd
Current assignee: BTG International Ltd
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1995-04-26
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2015-04-27
Also published as: GB9408485D0; JPH10500469A; US5772334A; EP0757759A1; EP0757759B1; WO1995029346A1; DE69501783D1

Description

Die Erfindung betrifft Fluidfilmlager und besonders hydrodynamische Lager.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bei der grundlegendsten Form von hydrodynamischem Lager ist ein Wellenzapfen drehbar relativ zu einem Gehäuse und mit einem kleinen radialen Zwischenraum dazwischen angebracht. Die Achsen von Wellenzapfen und Gehäuse sind um eine kleine Strecke versetzt, so daß der Wellenzapfen im Betrieb, wenn ein Schmiermittel bei verhältnismäßig geringem Druck durch eine geeignete Öffnung im Gehäuse eingebracht wird, eine Reibungskraft auf das Schmiermittel ausübt und es in den keilförmigen Teil des Raums zwischen den Oberflächen zieht, und ein konvergenter Film geformt wird. Die Wirkung der sich relativ bewegenden Oberflächen erzeugt in dem konvergenten Film eine Zone verhältnismäßig hohen Drucks, welche die Oberflächen auseinanderhält.
Das Bilden eines Schmiermittelfilms zufriedenstellender Dicke ist von einer Anzahl unterschiedlicher Bedingungen abhängig. Während des Betriebs eines derartigen Lagers beeinflussen Faktoren wie die Betriebsgeschwindigkeit und die Betriebslast die Schmierbedingungen und folglich die Leistungsfähigkeit des Lagers. Über die Lebensdauer des Lagers gesehen kann Abnutzung offensichtlich ebenfalls seine Leistungsfähigkeit beeinflussen.
Ein neuerer Ansatz für hydrodynamische Lager hatte die Bereitstellung von Segmentlagern zur Folge, worin die Lageroberfläche aus einer Vielzahl von auf dem Umfang mit Abstand angeordneten Segmenten geformt ist. Jedes Segment wird im Gehäuse für minimale Schwenkbewegung gestützt, und während des Betriebs kippen die Segmente derart, daß die infolge der Fluidfilmdrücke auf sie wirkenden Momente im Gleichgewicht sind.
Beispiele für diesen Typ von Lagerkonstruktion, bekannt als "Kippsegmentlager", werden in den Patentbeschreibungen US-A-4 714 357, US-A-4 490 054 und US-A-4 636 095 offenbart.
Obwohl Kippsegmentlager in einer großen Vielfalt unterschiedlicher Bereiche Anwendung finden, können sie, besonders bei hohen Drehgeschwindigkeiten und wenn sie Querbelastungen ausgesetzt sind, Nachteile zeigen. Bei hoher Geschwindigkeit und besonders unter den Bedingungen keine Last oder kleine Last können Schwingungen der rotierenden Welle signifikant sein. Außerdem können unter Querbelastungen beträchtliche Änderungen der Exzentrizität der Welle (der Verschiebung der Wellenachse gegenüber der des Gehäuses) auftreten. Diese beiden Effekte sind das Ergebnis der Tatsache, daß sich das Segmentlager durch das Schwenken der Kippsegmente an Schwingungen und Querbewegungen anpaßt, und es gibt, abgesehen von der Bereitstellung von Abstandhaltern, um die unbelastete Einstellung der Lagersegmente (manchmal bekannt als die "Vorspannung") zu verändern, was natürlich, zum Auseinandernehmen des Lagers, die Stillegung zur Folge hat, keine Möglichkeit zur Intervention, um die Arbeitsweise des Lagers zu kontrollieren. Außerdem ist die Belastbarkeit bei niedrigen Geschwindigkeiten, wie beispielsweise bei den Anlauf- und Auslaufgeschwindigkeiten, sehr gering, da der hydrodynamische Schmiermitteldruck im Fluidfilm niedrig ist.
Eine weitere Fluidfilmlageranordnung ist in GB-A-1 010 547 offenbart, in der eine mit Abstand auf dem Umfang angeordnete Reihe von eine Welle umgebenden Lagerelementen für begrenzte radiale Verschiebung gegen eine verbundene Reihe von Druckkammern angebracht ist. Es ist beabsichtigt, daß jegliche relativen Verschiebungen beim Vibrieren der Welle durch die Tatsache, daß jedes Element seine eigene Gleichgewichtsposition, wie durch das Gleichgewicht zwischen der durch seine assozuerte Druckkammer erzeugten Kraft und der entgegengesetzten, aus dem Fluidfilmdruck resultierenden Kraft bestimmt, finden kann, effektiv gedämpft werden. Diese Anordnung bietet kein Mittel zum tatsächlichen Kontrollieren der Bedingungen im Fluidfilm. Man kann sagen, daß der momentane Fluidfilmdruck so wirkt, daß er die momentane Position der Lagerelemente bestimmt.
Ein weiteres Lager und das Verfahren zu dessen Herstellung ist in GB-A-1 251 160 offenbart&sub1; bei dem eine Vielzahl von Lageroberflächen eine rotierende Welle stützen. Die Lageroberflächen können während des Zusammensetzens des Lagers radial bewegt und dann in einem Stutzring fixiert werden, um ihre Lagerposition einzustellen. Keine weitere Einstellung irgendeiner Art ist bei diesem Lager erlaubt oder denkbar.
Eine alternative Form eines hydrodynamischen Gleitlagers und eine besonders für Schmierung durch ein Gas wie beispielsweise Luft geeignete, ist als das Folienlager bekannt. In einem Folienlager sind eine Vielzahl von flexiblen Lagerfolien vorgespannt gegen die Welle angebracht, um so die Welle einzuwickeln und folglich die konvergenten Zonen zum Bereitstellen eines stützenden Hochdruckgasfilms zu erzeugen, der die Oberfläche der Welle von den durch die Folien bereitgestellten Oberflächen trennt.
Ein derartiges Lager ist in US-A-4 445 792 beschrieben, in dem die gemeinsame Vorspannung aller Folien entweder als einzelne Handlung oder kontinuierlich eingestellt werden kann, um, automatisch oder anderweitig, auf Lagerparameter zu reagieren und die Lagersteifheit zu verändern. Obwohl das in dieser US Patentbeschreibung beschriebene Lager eine nützliche Einstellung selbst während des Betriebs bietet, ist die mögliche Kontrolle über die präzisen Schmierbedingungen innerhalb des Fluidfilms sehr begrenzt, da sich die flexiblen Folien mechanisch anpassen, das heißt, selbst falls die Vorspannung verändert wird, ist die geringe Biegesteifigkeit einer Folie derart, daß die Form, die sie annimmt, durch das Gleichgewicht von Kräften auf die Folie bestimmt wird. Die Folienform hängt deshalb nicht einfach von der Vorspannung und der anfänglichen Geometrie und den Materialeigenschaften der Folie ab, sondern von der Fluidfilm-Druckverteilung. Die Änderungen der Fluidfilmdicke infolge der radialen Flexibilität der Folien in einem derartigen Lager sind von ähnlicher Größe oder sogar größer als die Dicke des Fluidfilms selbst.
In US-A-4 815 864 ist ein Spannungsfolienlager beschrieben, in dem die Spannung von jeder von drei Folien unabhängig einstellbar ist, um die Form des Fluidfilms zwischen den Oberflächen zu verändern. Auf diese Art und Weise kann die selektive Einstellung dazu verwendet werden, den Mittelpunkt der Rotation der Welle wie gewünscht aufrechtzuerhalten oder zu verschieben. Die Folien passen sich wiederum an. Die Form des Fluidfilms wird unter anderem durch Biegen der Folie bestimmt, und dies kann nicht durch Auswahl kontrolliert werden, sondern hängt von Bedingungen innerhalb des Lagers selbst ab, besonders vom Ölfilmdruck. Dies ist wie beim Lager von US-A-4 445 792 auf die Tatsache, daß die Einstellungmittels Einstellung einer im Betrieb auf den Fluidfilm wirkenden Kraft (d.h. die Vorspannung oder Folienspannung) erfolgt, zurückzuführen.
Ein weiterer Entwurf eines einstellbaren Segmentlagers ist in SU-A-174 042 offenbart, das ein ebenes Lager mit von Reitern, die mittels in einem äußeren Laufring befindlichen Einstellungs- und Befestigungsschrauben biegsam sind, geformten segmentierten Lageroberflächen beschreibt. Das Lager ist ein Abrieblager, wobei die Einstellvorrichtung ein Mittel zur Kompensation von Abnutzung bietet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Bei vielen Anwendungen wurde festgestellt, daß vorhandene hydrodynamische Lager nicht genügend Kontrolle über die Lagerleistungsfähigkeit in einem ausreichend breiten Bereich von Geschwindigkeits- und Lastbedingungen bieten, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lager bereitzustellen, in dem die Schmierbedingungen auf zufriedenstellendere Weise kontrolliert werden können.
Gemäß der Erfindung wird ein hydrodynamisches Lager mit einer Einrichtung zum Stützen eines rotierenden Teils des Lagers im Betrieb auf einem Film aus Schmierfluid bereitgestellt, wobei die Einrichtung eine Vielzahl von auf dem Umfang mit Abstand angeordneten Lagerelementen mit, Stützflächen für den rotierenden Teil definierenden, jeweiligen Lageroberflächen umfaßt, wobei wenigstens einige der Lagerelemente während des Betriebs einstellbar sind, um Schmierbedingungen im Fluidfilm zu variieren, worin die einstellbaren Lagerelemente von ausreichend hoher Steifheit sind, so daß die Position der gesamten Lageroberfläche eines Lagerelements im wesentlichen unabhängig von dem während des Betriebs auftretenden Druck in dem Fluidfilm ist.
Durch Bereitstellen der Lagerelemente der Erfindung, die während des Betriebs einstellbar sind, können die Schmierbedingungen wie gewünscht kontrolliert werden. Kern der Erfindung ist die Tatsache, daß die Lagerelemente, anders als bei bekannten einstellbaren Lagern&sub1; so entworfen sind&sub1; daß die Position der Lageroberfläche eines Elements im wesentlichen nur durch die Geometrie der Oberfläche, die tatsächlich steif ist, und den Grad an gewählter Einstellung bestimmt wird. Mit anderen Worten, jedes einstellbare Element ist, außer durch selektive Einstellung, die während des Betriebs des Lagers vorgenommen werden kann, unbeweglich. Eine derartige Positionseingabe für die Lageroberfläche eines Elements erlaubt vollständige Kontrolle über die Schmierbedingungen mit einer vorher nicht erreichbaren Präzision. Die Einstellung ist kontinuierlich veränderbar, was bedeutet&sub1; daß keine untere Grenze für die Schrittweite der Einstellung vorhanden ist. Anders als bei Folienlagern erfolgt die Einstellung mittels einer Positionseinstellung anstatt einer Krafteinstellung.
Für umfassende Kontrolle über die Bedingungen innerhalb des Lagers können die einstellbaren Elemente unabhängig voneinander einstellbar sein.
In einer bevorzugten Form der Erfindung wird jedes einstellbare Lagerelement effektiv um eine zu seiner Haupteinstellrichtung senkrechte Achse geschwenkt. Dies kann durch ein wirkliches mechanisches Scharnier erreicht werden, aber das einstellbare Lagerelement ist vorzugsweise integral mit einem Teil des Lagers, relativ zu dem die Position des Elements einstellbar ist, integral geformt, wobei die beiden durch einen dünneren Teil, der das Scharnier bildet, verbunden sind. Für weitere Einstellung kann gesorgt werden, indem man es so einrichtet, daß die Position des Scharniers während des Betriebs einstellbar ist.
Die Einstelleinrichtung für ein einstellbares Lagerelement umfaßt vorzugsweise eine Stütze, die so angeordnet ist, daß sie auf das Lagerelement wirkt, worin die Stützdimension in der Einstellrichtung selektiv verändert werden kann.
Falls geeignet, kann jede Stütze zwei oder mehr Stützelemente umfassen, die unabhängig voneinander einstellbar sind, um einen weiteren Grad an Kontrolle über die Position der Lageroberfläche des Lagerelements zu bieten. Diese Stützelemente können in Längsrichtung, auf dem Umfang oder radial mit Abstand voneinander angeordnet sein.
Eine Gewindestange mit einem verjüngten Teil, wobei der verjüngte Teil mit dem Lagerelement ineinandergreift, kann dazu eingesetzt werden, die Stütze bereitzustellen. In diesem Fall wird die Gewindestange im Lager verschraubt ineinandergreifend so angebracht, daß deren Rotation den verjüngten Teil vorschiebt und dadurch die Stützdimension ändert.
Alternativ kann die Stütze durch ein bewegliches keilförmiges Glied, das mit dem Lagerelement ineinandergreift, bereitgestellt werden.
Bei einer Form der Erfindung ist der rotierende Teil des Lagers ein Wellenzapfen, der für den Betrieb in einem festen äußeren Gehäuse angebracht ist, wobei die einstellbaren Lagerelemente an dem Gehäuse angebracht und relativ zu diesem einstellbar sind. Bei einer anderen Form der Erfindung ist die Anordnung umgekehrt, und der rotierende Teil des Lagers ist ein äußerer Läufer, der für den Betrieb um einen inneren Ständer herum angebracht ist, und die einstellbaren Lagerelemente sind auf dem inneren Ständer angebracht und relativ zu diesem einstellbar. Bei einer weiteren Form der Erfindung können die einstellbaren Lagerelemente, sei es daß der rotierende Teil ein Wellenzapfen oder ein äußerer Läufer ist, an dem rotierenden Teil angebracht und relativ zu diesem einstellbar sein.
Das hydrodynamische Lager umfaßt vorzugsweise wenigstens drei einstellbare Lagerelemente.
Die Lagerelemente können in einer radialen Richtung einstellbar sein. Zusätzlich kann wenigstens eines der einstellbaren Lagerelemente mit einer axialen Bewegungskomponente einstellbar sein, um Aufnahmevermögen für axialen Schub bereitzustellen. Die Erfindung kann auch auf ein Axiallager angewendet werden, in dem die Lagerelemente in einer axialen Richtung einstellbar sind, um eine quer verlaufende ebene Oberfläche des rotierenden Teils des Lagers zu stützen.
Das Lager ist vorzugsweise Teil einer rotierenden Maschine, und die Position der einstellbaren Lagerelemente wird durch Betriebsbedingungen der Maschine automatisch bestimmt. Zu diesem Zweck kann jedes einstellbare Lagerelement mit einem Lastsensor und/oder einem Verschiebungssensor ausgestattet sein.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und um zu zeigen, wie sie verwirklicht werden kann, wird nun, nur beispielsweise, auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen.
Figur 1 ist ein Querschnitt eines Lagers gemäß der Erfindung;
Figur 2a und 2b veranschaulichen, jeweils als Querschnitt und als Längsschnitt, eine Modifikation der Ausführungsform von Figur 1;
Figur 3a und 3b zeigen eine mögliche Form einer einstellbaren Stütze für ein Lagerelement;
Figur 4a und 4b zeigen ein Lager gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
Figur 5 veranschaulicht eine einstellbare Stützanordnung für ein Lagerelement;
Figur 6a und 6b zeigen eine modifizierte Form eines Lagerelements; und
Figur 7 zeigt die Erfindung angewandt auf ein Axial lager.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Figur 1 zeigt ein hydrodynamisches Lager mit einem festen äußeren Gehäuse 10 und einem drehbaren zentralen Wellenzapfen (nicht gezeigt). Das Lager besitzt eine Vielzahl (vier wie dargestellt) von Wellenzapfenstützelementen in der Form von Segmenten 20, die am äußeren Gehäuse 10 angebracht und mit Abstand auf dem Umfang angeordnet sind, um den Wellenzapfen zu umgeben. Jedes Segment ist mit einer inneren Lageroberfläche 22 von bogenförmigem Schnitt ausgestattet. Jedes Segment bildet einen integralen Teil einer gesamten Lagerkomponente 24, die sich zusätzlich durch einen fest am äußeren Gehäuse 10 fixierten Basisteil 25 auszeichnet. Das Segment und der Basisteil sind durch einen dünneren Teil 23 so verbunden, daß jedes Segment effektiv mittels des dünnen Teils 23 um eine zur Mittelachse 11 des Gehäuses 10 parallele Achse zum äußeren Gehäuse 10 geschwenkt wird.
Zusätzlich ist zwischen jedem Segment 20 und seinem Basisteil 25 eine einstellbare Stütze 26 bereitgestellt. Der genaue Ort der einstellbaren Stütze 26 auf der Rückseite des Segments (der von der Lageroberfläche 22 entfernten Seite) ist nicht von kritischer Bedeutung, so lange sie so angeordnet ist, daß ihre Einstellung die Lageroberfläche 22 durch Biegung am dünnen Teil 23 verschiebt, und die Lageroberfläche effektiv um die durch den dünnen Teil 23 bereitgestellte Achse schwenkt. In einem getesteten Prototyp war die Stütze an einer Position auf der Rückseite des Segments angeordnet, die dem maximalen Schmiermittelfilmdruck auf der Seite der Lageroberfläche des Segments entsprach - annähernd 2/3 der Bogenlänge vom Scharnier aus.
Die inneren Lageroberflächen 22 (Figur 1) sind auf Lagerteilen 21 der Segmente bereitgestellt, und diese Lagerteile können durch Gießen einer Schicht von Weißmetall auf die Oberfläche der Segmente und Abspanen der inneren Oberfläche auf die erforderliche Geometrie bereitgestellt werden. Im Betrieb definieren die inneren Lageroberflächen 22 der Segmente 20 deshalb zusammen mit der zylindrischen äußeren Oberfläche des drehbaren Wellenzapfens jeweilige Schmierbereiche, mittels derer der Wellenzapfen unter Fluiddruck für Rotation relativ zum äußeren Gehäuse 10 gestützt wird. Jede einstellbare Stütze 26 kann, ohne daß das Lager stillgelegt werden muß, und während der Wellenzapfen rotiert, d.h. während das Lager in Betrieb ist, unabhängig kontrollierbar eingestellt werden. Durch Einstellen einer Stütze 26 kann die Konvergenz des Fluidfilms zwischen der relevanten Lageroberfläche 22 und dem Wellenzapfen einge stellt werden, um so die Schmierbedingungen zu kontrollieren. Da die Segmente von sehr hoher Steifheit sind und die Stützen nicht verformbar sind, ist die Position der gesamten Lageroberfläche im wesentlichen unabhängig vom Fluiddruck im Fluidfilm, und dies erlaubt, anders als bei flexiblen Lagerelementen wie beispielsweise Folien, in einem bis jetzt nicht erreichbaren Ausmaß an Präzision Kontrolle über die Arbeitsweise des Lagers.
Zum Beispiel kann durch Bewegen eines oder mehrerer Segmente (wie beispielsweise zweier in einer gemeinsamen Richtung eingestellter, auf dem Durchmesser gegenüberliegender Segmente) die Mittelachse des rotierenden Wellenzapfens von der Mittelachse 11 des Gehäuses zu einer gewünschten Position versetzt werden. Alternativ oder zusätzlich zu dieser Kontrolle über die Exzentrizität des Wellenzapfens kann die gesamte Steifheit des Lagers durch Einstellen einiger oder aller Segmente in einer nach innen weisenden Richtung erhöht werden. Die Einstellung der Positionen der Segmente kann manuell oder ferngesteuert werden. Alternativ kann sie automatisch mittels eines Steuersystems gesteuert werden, das mit den Betriebsbedingungen zusammenhängende Signale liefert. Zum Beispiel können die Verschiebungen und/oder Beschleunigungen der einstellbaren Stützen 26 durch die Ausgabe einer Mikroprozessorsteuereinheit als Antwort auf Signale, die den Ort der Mittelachse des Wellenzapfens repräsentieren, bestimmt werden. Auf diese Art und Weise kann eine gewünschte Position der Drehachse unter allen Bedingungen, wie beispielsweise unter den Querbelastungen, denen die Welle einer Präzisionswerkzeugmaschine ausgesetzt sein kann, oder unter den Bedingungen der Bahnabweichungen der Achse des Wellenzapfens, die bei kritischen Drehgeschwindigkeiten auftreten können, aufrechterhalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Gesamtsteifheit des Lagers durch die Mikroprozessorsteuereinheit als Antwort auf Signale, die die Geschwindigkeit des Wellenzapfens repräsentieren, um die Steifheit in kritischen Bereichen (wie beispielsweise geringe Geschwindigkeit oder durch Resonanzbereiche) zu erhöhen, oder als Antwort auf Signale, die die gemessene Last repräsentieren (um die Instabilität zu vermeiden, die andernfalls bei sehr geringen oder Lastbedingungen von null, besonders bei hohen Geschwindigkeiten auftreten könnte), gesteuert werden.
Das in Figur 1 gezeigte Lager kann, wie in Figur 2a dargestellt, durch Verzichten auf den Basisteil 25 und integrales Formen jedes Segments mit dem Gehäuse 10 beträchtlich vereinfacht werden. In der Figur ist nur eines aus einer Vielzahl von Lagersegmenten 20 dargestellt. Es ist eine axiale Ölzuführung 30 gezeigt, die so angeordnet ist, daß sie die Einspritzung eines geeigneten Schmiermittels, wie beispielsweise VG32 Mineralöl, in das Innere des Gehäuses zwischen den Wellenzapfen und die Lageroberfläche 22 über eine Vielzahl von axial entlang der Vorderkante jedes konvergierenden Fluidfilmkeils getrennten Zuführungslöchern 31 erlaubt. Die Ölzuführungswege werden aus einem umgebenden gemeinsamen Ölkanal 32 gespeist. Weitere Öffnungen und Kanäle (nicht gezeigt) erlauben dem Öl, in den gemeinsamen Kanal zurückzukehren, sobald es die Zwischenräume verlassen hat. Es ist anzumerken, daß das Lager somit autonom sein kann, was bedeutet, daß es sein eigenes Schmiermittel umwälzt und so keine Versorgung von außen benötigt. Solche Zuführungsanordnungen für Schmiermittel sind an sich bekannt und ihr Aufbau ist selbst kein Teil der Erfindung.
Figur 2b zeigt dieselbe Anordnung im Längsschnitt, und es ist anzumerken, daß für jedes Lagersegment 20 zwei axial mit Abstand angeordnete einstellbare Stützen 26 bereitgestellt sind. Die durch die Verwendung der zwei Stützen gelieferte Steifheit erlaubt die Verwendung von Segmenten mit verringerter Dicke, und dies reduziert, zusammen mit dem durch das Weglassen der Basisteile 25 der Lagersegmente eingesparten Raum, den für einen Wellenzapfen gegebener Größe erforderlichen Gesamtdurchmesser des Lagers beträchtlich.
Durch Anlegen einer oszillierenden radialen Bewegung an die Segmente 20 über die einstellbaren Stützen 26 kann, wenn Öl vorhanden ist, der Wellenzapfen jedoch nicht rotiert, im Zwischenraum ein Ölfilm gebildet und darin Druck erzeugt werden. Der so erzeugte hydrodynamische Druck hält die Trennung zwischen dem Wellenzapfen und der Lageroberfläche 22 der Segmente aufrecht, wenn der Wellenzapfen nicht rotiert.
Bei der Ausführung der Erfindung kann jede Anzahl von Segmenten verwendet werden, aber die für eine vollständige Einstellung der Wellenzapfenachse nötige minimale Anzahl beträgt drei. Die einstellbaren Stützen 26 und/oder die Lagersegmente 20 können mit Lastsensoren und/oder Verschiebungssensoren ausgestattet werden, um eine Überwachung des Betriebs des Lagers zu erlauben, oder, wo geeignet, Eingangssignale für ein automatisches Lagersteuerungssystem zu liefern.
In einem getesteten Lagerprototyp wurden die folgenden Abmessungen und Materialien verwendet und es wurde festgestellt, daß sie auf zufriedenstellende Weise arbeiten:
Wellenzapfendurchmesser 47,6 mm
Axiale Länge des Segments 25,4 mm
Der Segmentlageroberfläche gegenüberliegender Winkel 40º (Bogenlänge 18 mm)
Max. getestete Verkippung des Segments 0,14º (entspricht radialer Bewegung von 0,045 mm an der Hinterkante)
Ölzuführungsanordnung 5 Düsen mit jeweils 0,5 mm Durchmesser
Materialien: Körper - Weichstahl Lageroberflächen - Weißmetall.
Es sind unterschiedliche Formen von einstellbaren Stützen 26 möglich, vorausgesetzt, die verwendete Vorrichtung erfüllt die gewünschte Funktion, nämlich eine nichtelastische Verschiebung der Lageroberfläche 22. Eine derartige Vorrichtung ist eine Welle mit einem verjüngten Teil, der mit dem Segment ineinandergreift, wobei die Welle verschraubt ineinandergreifend an einem geeigneten Teil (nicht gezeigt) des äußeren Gehäuses 10 angebracht ist und von außerhalb des Gehäuses zugänglich ist, so daß eine Drehung der Welle den verjüngten Teil in axialer Richtung vorschiebt (oder zurückzieht), und dadurch die auf das Segment wirkende radiale Stützdimension erhöht (oder vermindert), und folglich das Segment 20 gegenüber dem äußeren Gehäuse 10 verschiebt. Diese Vorrichtung erfüllt die gewünschte Funktion auf einfache und zuverlässige Art und Weise, da sie so angeordnet werden kann, daß sie ein Mittel zur Einstellung während des Betriebs (d.h. während der Lagerwellenzapfen rotiert) bietet, während sichergestellt wird, daß das Segment, sobald es eingestellt ist, starr in seiner Position fixiert ist.
Eine alternative einstellbare Stützanordnung, die eine zusammenwirkende Keilanordnung einsetzt, ist in Figur 3a gezeigt. Das Lagersegment 20 wird von einem keilförmigen Stützelement 26 gestützt, das selbst auf einer auf dem Lagergehäuse 10 bereitgestellten Rampenoberfläche 27 gestützt wird. Die Oberfläche 27 und die ergänzende Oberfläche des Stützelements 26 sind eben und wie gezeigt in einem Winkel θ zur axialen Richtung angeordnet. Das Stützelement 26 weist ebenfalls eine ebene Stützoberfläche 28 auf, um mit der rückseitigen Oberfläche des Segments 20 ineinanderzugreifen. Eine abgespante Vertiefung R, die wie gezeigt auf der Rückseite des Lagersegments eine Spur in Längsrichtung formt, bietet ein Mittel zum verläßlichen Anordnen des Stützelements 26. Figur 3b zeigt eine Schnittansicht der einstellbaren Stützanordnung. Die Einstellung erfolgt mittels einer in Kontakt mit dem Stützelement 26 stehenden Gewindeschraube 29. Eine Rotation der Schraube verschiebt das Stützelement in axialer Richtung gegenüber dem Gehäuse und bewegt dadurch die Stützoberfläche 28 in radialer Richtung und stellt folglich die Position der Lageroberfläche 22 des Segments ein.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 4a gezeigt, worin der drehbare Teil des Lagers ein äußerer Läufer (nicht gezeigt) ist und die Lagerelemente auf einem inneren festen Ständer 39 bereitgestellt sind. Der Ständer ist aus einem massiven zylindrischen Stück Metall geformt, das spanabhebend bearbeitet ist, um die Lagerbestandteile zu erzeugen. Figur 4b zeigt dasselbe Lager im Querschnitt entlang der Ebene B-B, um die Konstruktion zu veranschaulichen.
Das Lager weist eine Vielzahl (vier wie dargestellt) von Lagerelementen in der Form von Segmenten 40 auf, die durch Entfernen von geeignetem Material in einer annähernd U-förmigen Nut 41 durch eine geeignete Bearbeitungstechnik, um so Segments 40 integral mit dem Ständer 39 zu belassen, aus dem Ständerteil herausgearbeitet sind. Auf ähnliche Weise wie mit Bezug auf die Ausführungsform mit einem inneren rotierenden Wellenzapfen beschrieben, werden einstellbare Stützen 46 bereitgestellt, um die Position von Segmenten 40 zu kontrollieren. Diese einstellbaren Stützen nehmen die Form von Wellen mit verjüngten Stützteilen an und weisen in Längsrichtung verlaufende Gewindeteile auf, die nach Art einer Schraube mit dem Ständer 39 ineinandergreifen und an Enden 47 von außerhalb des Ständers einstellbar sind. Durch Drehen einer Welle wird der verjüngte Teil in axialer Richtung vorgeschoben, ändert so den Durchmesser der Welle an der Stützposition und verschiebt somit das Segment 40 radial. Ebenfalls gezeigt sind in Längsrichtung verlaufende flache Nuten 48, die an der Vorderkante jedes Segments herausgearbeitet sind, um Gänge zu definieren, in die mittels Ölzuführungswegen 49 und Öffnungen 50 Öl geliefert werden kann. Es ist anzumerken, daß sowohl der gesamte Ständer, einschließlich aller Lagerkomponenten außer den Einstellungswellen, als auch die Übertragungseinrichtung für Schmiermittel integral geformt sind. Eine derartige Konstruktion hat gegenüber einer Konstruktion, die das Zusammenfügen einer Anzahl unterschiedlicher Komponenten erfordert, viele Vorteile.
Obwohl für die Realisierung dieser Form der Erfindung nur ein Satz von Segmenten erforderlich ist, zeichnet sich der Ständer in Figur 4a durch zwei Sätze von Segmenten 40 und 40a aus, die axial voneinander getrennt sind. In der Mitte zwischen den zwei Sätzen von Segmenten befindet sich eine weitere Lageranordnung, nämlich ein hydrostatischer Lagerteil 60, bestehend aus vier mit Abstand auf dem Umfang angeordneten, annähernd rechtwinkligen flachen Vertiefungen 61. Der hydrostatische Lagerteil arbeitet auf bekannte Weise mit der Zuführungseinrichtung (nicht gezeigt) für unter Druck stehendes Schmiermittel, so daß der Wellenzapfen beim Anlaufen, und bis Geschwindigkeiten erreicht sind, bei denen der hydrodynamische Fluidfilm zwischen Segmenten 40/40a und dem Wellenzapfen geformt wird, ausreichend gestützt wird.
Das Lager arbeitet auf ähnliche Weise wie die Ausführungsform mit einem inneren rotierenden Wellenzapfen. Alle acht radial verschiebbaren Segmente 40/40a der beiden axial getrennten Sätze können während des Betriebs unabhängig einstellbar sein, so daß sowohl die Winkelausrichtung in einer axialen Richtung als auch die Exzentrizität der Drehachse des Läufers präzise kontrolliert werden können.
Die Querschnittsform der Segmente ist in Figur 4b gezeigt. Die Verschiebung der Segmente geschieht durch die begrenzte elastische Flexibilität des Materials. Das Material und die Geometrie sind jedoch so beschaffen, daß die Form und Position der Lageroberfläche eines Segments im wesentlichen unbeeinflußt von Änderungen der Fluidfilmbedingungen bleibt. Natürlich wird kein Material durch die Wirkungen von Druck auf seine Oberfläche vollständig undeformiert bleiben. Mit "im wesentlichen unbeeinflußt" ist gemeint, daß ein Segment steif genug ist, daß jede Positionsänderung eines Teils der Lageroberfläche im wesentlichen kleiner als die Dicke des Fluidfilms selbst ist, und diese Eigenschaft teilen alle Ausführungsformen der Erfindung. Ein Segment paßt sich deshalb nicht an die Schmierbedingungen an, wie es beispielsweise bei Folienlagern der Fall ist. Auf diese Weise erlauben die mechanischen Eigenschaften einem Segment, sich bei Betätigung einer Einstellungsstütze 46 zu biegen, und dadurch die Schmierbedingungen zwischen der Lageroberfläche und dem Wellenzapfen zu kontrollieren, während diese Schmierbedingungen ihrerseits das Segment selbst nicht biegen können. Dies erlaubt die erforderliche vollständige und genaue Kontrolle.
Zusätzlich kann die Querschnittsform eines Segments so entworfen sein, daß sie Beanspruchungen im Betrieb über das Segment ausgleicht, ohne die Form der in Betrieb befindlichen Lageroberfläche zu beeinflussen.
Bei einem getesteten Prototyp wurden die folgenden Abmessungen und Materialien verwendet:
Ständerdurchmesser 70 mm
Axiale Länge des Segments 25,4 mm
Der Segmentlageroberfläche gegenüberliegender Winkel 72º
Max. radiale Verschiebung (an der Hinterkante) des getesteten Segments 0,035 mm
Materialien: Läufer - Weichstahl mit Lageroberfläche aus Weißmetallbeschichtung Ständer - Weichstahl
Entwicklungsarbeit an einem Lager gemäß der Erfindung und an einem Computermodell hat gezeigt, daß nur sehr kleine Verschiebungen (Kippwinkel) erforderlich sind, um es an einen sehr großen Bereich von Betriebsbedingungen anzupassen. Die Segmente können so angeordnet und befestigt werden, daß sie mittels eines tatsächlichen mechanischen Scharniers um eine Kante schwenkbar sind. Da in einem derartigen Fall keine Materialbiegung an den Segmenten erforderlich ist, können sie aus einem Material mit theoretisch unendlicher Steifheit bestehen. Ein Nachteil einer derartigen Anordnung besteht in vergrößerter Komplexität, besonders da die Segmentverschiebung dann nicht elastisch ist und eine Einrichtung enthalten sein muß, um das Segment sicher zurückzubringen, wenn die radiale Stützdimension verringert wird.
Das Lager der vorliegenden Erfindung hat gegenüber herkömmlichen Fluidfilmlagern die folgenden Vorteile:
1. Der Ort der Mittelachse des rotierenden Glieds kann eingestellt werden (zum Beispiel um seine Position aufrechtzuerhalten), während das Lager in Betrieb ist, ohne die Rotation zu stoppen. Dies kann auf der Grundlage eines stationären Zustands (zum Beispiel für unterschiedliche Anwendungen einer einzelnen Maschine) oder als Antwort auf Verhalten durch ein Steuersystem geschehen.
2. Die statischen und dynamischen Eigenschaften (Exzentrizität des Mittelpunkts und Neigung der Mittelachse des rotierenden Glieds, Steifheit, Dämpfungskoeffizienten) können alle, während das Lager in Betrieb ist, ohne die Rotation zu stoppen, und falls gewünscht unter automatischer Steuerung, geändert werden.
3. Es ist möglich, die Effekte von Abnutzung zu kompensieren, und dadurch Eigenschaften während der Lebensdauer des Lagers aufrechtzuerhalten.
4. Das Lager bietet ein Mittel zur Vermeidung von Instabilität (durch Einstellen der Steifheit und der Dämpfung), besonders bei niedriger Last oder Last von null bei hoher Geschwindigkeit.
5. Lagerdichtungen müssen nicht die herkömmlich erforderlichen Toleranzen besitzen, da die Position des rotierenden Elements relativ zum Gehäuse/Ständer in viel engeren Grenzen aufrechterhalten werden kann.
6. Die Kontrolle über die Fluidfilmbedingungen kann den Temperaturanstieg des Schmiermittels im Betrieb verringern. Dieser und andere Faktoren erlauben den Betrieb bei höheren kritischen Geschwindigkeiten.
Es ist auch möglich, die einstellbaren Lagerelemente auf dem sich drehenden Teil des Lagers, sei es eine innere Welle oder ein äußerer Läufer, vorzusehen. Natürlich muß ein Mittel bereitgestellt werden, um das Lager während des Betriebs einzustellen, und diese Einrichtung kann entweder vollständig im rotierenden Teil selbst enthalten sein, oder kann Einrichtungen umfassen, um Signale zu einer im rotierenden Teil enthaltenen Steuereinheit zu leiten, um das Lager ferngesteuert einzustellen. Zum Beispiel kann eine Kommutatoreinrichtung im Lager enthalten sein, oder es kann eine Funkverbindung genutzt werden.
Zusätzlich zu der bei den obigen Ausführungsformen beschriebenen Kippform von Verschiebung, die wegen der Wirkung, die eine derartige Verschiebung auf die Erhöhung/ Verminderung der Konvergenz des keilförmigen Fluidfilms im Zwischenraum hat, bevorzugt wird, ist es möglich, die Lagerelemente im Betrieb in einer linearen radialen Richtung einzustellen, und so den Winkel zwischen den Lageroberflächen nicht zu verändern, sondern einfach die Trennung zwischen ihnen zu ändern. Dies kann als Alternative zu der Kippform von Verschiebung bereitgestellt werden, aber es wird bevorzugt, durch Bereitstellen von radialer Einstellung der Position des effektiven Scharniers des kippenden Lagerelements beide Formen von Verschiebung zu kombinieren. Auf diese Art und Weise können sowohl die Dicke als auch die Form des Fluidfilms gleichzeitig oder nacheinander variiert werden, um noch mehr Kontrolle über Schmierbedingungen im Zwischenraum zu bieten.
In Figur 5 ist ein alternativer Entwurf für ein Lagerelement dargestellt, der sich durch zwei einstellbare Stützen 56a und 56b für jedes Lagerelement 50 auszeichnet. Das Lagerelement ist wie gezeigt in der Querschnittsansicht s- förmig, so daß zwei effektive Scharnierteile 53a und 53b bereitgestellt werden, und die Einstellung um jeden Scharnierteil wird durch Betätigen der jeweiligen einstellbaren Stütze realisiert. Durch Einstellen der Stützen 56a und 56b können sowohl die radiale Verschiebung als auch der Kippwinkel der Lageroberfläche 52 über einen verhältnismäßig großen Bereich vollständig kontrolliert werden.
Zusätzlich zu der cben erwähnten Form der Einstellung ist es möglich, die einstellbaren Lagerelemente oder Segmente so anzuordnen, daß sie sich mit einer axialen Kippkomponente bewegen können. Mit anderen Worten, die Lageroberflächen der Segmente bleiben nicht parallel zur Mittelachse des Teils des Lagers, von dem sie gestützt werden. Auf diese Art und Weise kann eine axiale Komponente von Fluidfilmkraft ausgeübt werden, um ein kombiniertes Radial/Axiallager bereitzustellen. Die Aufnahmefähigkeit für axialen Schub kann zum Beispiel dazu eingesetzt werden, um Kräften auf einen Wellenzapfen in Längsrichtung zu widerstehen. Alternativ können mit einer axialen Komponente der Kippbewegung einstellbare Segmente dazu verwendet werden, einen axiale selbstzentrierende Schubwirkung für ein gegenüberliegendes Paar von Lagerelementen oder von Sätzen von Lagerelementen, wie den in Figur 4a gezeigten, bereitzustellen. Die Einstellung der Lagerelemente erfolgt weiterhin radial, aber das Kippen der Segmente kann um eine Achse stattfinden, die quer zu der Mittelachse des Teils des Lagers, auf dem sie gestützt werden, verläuft.
Ein Lagersegment 60 für diesen Zweck ist in Figur 6a und 6b dargestellt. Das Segment wird von zwei axial mit Abstand angeordneten, unabhängig zu betätigenden, einstellbaren Stützen 66 gestützt. Das Segment ist wie gezeigt so geformt, daß unterschiedliche Einstellung der Stützen 66 durch Torsionsauslenkung eine axiale Komponente der Einstellung ergibt, und so einen Grad an axialer Lagerfähigkeit liefert. Die Lagersegmente sind jedoch wiederum so konstruiert, daß ein Segment, sobald es in eine gewünschte Position bewegt ist, dort fixiert wird, bis eine nachfolgende Einstellung gewählt wird. Das Konzept kann in einem konischen Lager angewendet werden, in dem ein Abschnitt des Wellenzapfens die Form eines Kegelstumpfs hat und die Lagerelemente so angeordnet sind, daß sie einen Fluidfilm zwischen ihren Lageroberflächen und der Oberfläche des konischen Abschnitts des Wellenzapfens bereitstellen.
Die Erfindung kann auch auf die hydrodynamische Schmierung von Axiallagern angewendet werden, in denen eine Oberfläche des Axiallagers auf einen zum Beispiel am Wellenzapfen angebrachten Kragen wirkt. Axiallagern haftet traditionell das Problem an, daß die Genauigkeit, mit der die rechtwinklige Stellung der an den Fluidfilm angrenzenden Oberfläche des Kragens hergestellt und aufrechterhalten werden kann, von ähnlicher Größe wie die Fluidfilmdicke ist. Dies ist Fertigungstoleranzen und während des Betriebs auftretenden thermischen und elastischen Verformungen zuzuschreiben, und führt zu dem, was als "Taumelscheibenbewegung" bekannt ist.
Eine bekannte Form eines Fluidfilm-Axiallagers enthält eine Kippsegmentanordnung, in der einer der ebenen gleitenden Oberflächen in eine Anzahl von Segmenten unterteilt ist, von denen jedes frei eine Position in einem Winkel zu der gegenüberliegenden Oberfläche einnehmen kann, um sich der hydrodynamischen Druckverteilung anzupassen, d.h. je nach Geschwindigkeit und Belastung. Gemäß der Erfindung werden diese herkömmlichen Kippsegmentlagerelemente durch in der axialen Richtung einstellbare Lagerelemente ersetzt, die so entworfen und angebracht sind, daß sie außer durch selektive Einstellung unbeweglich sind, wobei die Einstellung während des Betriebs des Lagers vorgenommen werden kann. Wie beim Radiallager erlaubt Positionseingabe an die Lageroberfläche eines der Axiallagerelemente präzise Kontrolle über die Fluidfilmbedingungen und folglich über die Arbeitsweise des Lagers. Die Einstellung der Position der Lageroberflächen der jeweiligen Lagerelemente kann so eingerichtet werden, daß sie die sogenannte Taumelscheibenbewegung minimiert oder vermeidet, und so die Zuverlässigkeit des Lagers erhöht und die aufgenommene Leistung verringert. Zum Beispiel kann jedes Lagerelement mit einem Lastsensor ausgestattet werden, und das Lager kann mit automatischer Regelung ausgestattet werden, um jederzeit für eine gleiche Verteilung der Last unter allen Elementen zu sorgen. Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung der Erfindung dazu verwendet werden, eine Einstellbarkeit der axialen Position des Wellenzapfens zu bieten, und die axiale Steifheit und Dämpfung des Lagers zu verbessern.
Figur 7 zeigt eine auf ein Axiallager angewandte Ausführungsform der Erfindung, in der Lagersegmente 70 gegenüber den quer verlaufenden ebenen Oberflächen 80 einer Spurscheibe 81, die ein integraler Teil der Welle 82 ist, einstellbar sind. Die Figur zeigt in gegenüberliegenden Paaren angeordnete Lagersegmente 70, wobei die jeweiligen Segmente jedes Paars auf gegenüberliegenden Seiten des Kragens 81 liegen. Die Segmente sind mittels einstellbarer Stützen 76 einstellbar. In dieser Ausführungsform sind vier Paare von Lagersegmenten in gleichem Abstand auf dem Umfang des Lagers angeordnet, und ein zweites der Paare von Segmenten 70a erscheint in der Darstellung. Jedes Segment kann ähnliche Form wie die schematisch in Figur 6a und 6b dargestellten haben, ausgestattet mit einer ebenen Lageroberfläche. Für jedes Lagersegment kann eine dritte einstellbare Stütze bereitgestellt werden, um eine Einstellung der Position des effektiven Scharniers zu erlauben, so daß ein unabhängiges Einstellen der drei Stützen eine Anpassung an die oben beschriebene Taumelscheibenbewegung erlaubt.
Die einstellbaren Stützen 26, 46, 56, 66 und 76 können viele Formen annehmen, und die zwei bereits beschriebenen Formen (axial bewegliche verjüngte Welle und zusammenwirkende Keilanordnung) sind nur zwei mögliche Formen. Andere Möglichkeiten, die eine nichtelastische Positionseingabe erlauben, beinhalten einen Nocken, der zum Ändern der radialen oder axialen Stützdimension drehbar ist, ein piezoelektrisches Element, das so angeordnet ist, daß es als Antwort auf eine elektrische Ladung seine radiale oder axiale Abmessung undeformierbar ändert, und eine magnetostriktive Vorrichtung.
Die vorliegende Erfindung hat, wie einem Ingenieur offensichtlich sein wird, viele unterschiedliche Anwendungen. Zum Beispiel besteht ein mehr und mehr ansteigender Bedarf nach mehr Genauigkeit bei der Herstellung von Komponenten, und die Erfindung wird präzise Kontrolle beim Betrieb von bei derartiger Produktion verwendeten Werkzeugmaschinen erlauben. Das Lager der Erfindung kann insbesondere in Situationen eingesetzt werden, in denen bis jetzt, infolge der Erfordernis sehr genauer Positionierungsfähigkeit der Welle (wie bei Helikoptergetrieben), Rollenelementlager verwendet wurden. Ein bedeutender Vorteil entsteht aus der Tatsache, daß ein Fluidfilmlager eine weit größere minimale Öldicke mit sich bringt als ein Rollenelementlager, und so die Anfälligkeit der Lagerelemente gegenuber Beschädigung durch Fremdkörper verringert. Von den Erfindern durchgeführte Untersuchungen haben darauf hingedeutet, daß die minimale Filmdicke das 15-fache davon beträgt, was ein Rollenelementlager mit sich bringt.
Andere nicht einschränkende Anwendungen der Erfindung beinhalten Bearbeitungsmaschinen wie beispielsweise Druckrollen und Handhabungsförderer, Turbinen, Kompressoren, Pumpen, Flugzeug- und Schiffsmotoren, Getriebe und andere Komponenten. Die Erfindung ist insbesondere auch auf Maschinen anwendbar, bei denen es um große Geschwindigkeitsbereiche geht.
Eine Gaslagerversion kann in Umgebungen, in denen die Vermeidung von Verunreinigung durch Schmiermittel von großer Wichtigkeit ist, wie beispielsweise bei in der Lebensmittelindustrie verwendeten Maschinen, in Computerlaufwerksanwendungen und im Bereich der Gasturbinen, nützliche Anwendung finden.

Claims

1. Hydrodynamisches Lager mit Einrichtung zum Stützen eines rotierenden Teils des Lagers im Betrieb auf einem Film aus Schmierfluid, wobei die Einrichtung eine Vielzahl von auf dem Umfang mit Abstand angeordneten Lagerelementen (20, 40, 50, 60, 70, 70a) mit, Stützflächen für den rotierenden Teil definierenden, jeweiligen Lageroberflächen (22, 52), umfaßt, wobei wenigstens einige der Lagerelemente während des Betriebs einstellbar sind, um Schmierbedingungen im Fluidfilm zu variieren, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbaren Lagerelemente (20, 40, 50, 60, 70, 70a) von ausreichend hoher Steifheit sind, so daß die Position der gesamten Lageroberfläche (22, 52) eines Lagerelements im wesentlichen unabhängig von dem während des Betriebs auftretenden Druck in dem Fluidfilm ist.

2. Hydrodynamisches Lager nach Anspruch 1, worin die einstellbaren Elemente (20, 40, 50, 60, 70, 70a) unabhängig einstellbar sind.

3. Hydrodynamisches Lager nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin jedes einstellbare Lagerelement (20, 40, 50, 60, 70, 70a) effektiv um eine zu seiner Haupteinstellrichtung senkrechte Achse geschwenkt wird.

4. Hydrodynamisches Lager nach Anspruch 3, worin das einstellbare Lagerelement (20, 50, 60, 70, 70a) mit einem Teil des Lagers (25), relativ zu dem die Position des Elements einstellbar ist, integral geformt ist, wobei die zwei durch einen dünner gemachten Teil (23, 53a, 53b) verbunden sind, der die Scharniereinrichtung bildet.

5. Hydrodynamisches Lager nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, worin die Position des Scharniers während des Betriebs ein stellbar ist.

6. Hydrodynamisches Lager nach jedem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einstelleinrichtung für ein einstellbares Lagerelement (20, 40, 50, 60, 70, 70a) eine Stütze (26, 46, 56a, 56b, 66, 76) umfaßt, die so angeordnet ist, daß sie auf das Lagerelement wirkt, wobei die Stützdimension in der Einstellrichtung selektiv verändert werden kann.

7. Hydrodynamisches Lager nach Anspruch 6, worin jede Stütze (26, 46, 56a, 56b, 66, 76) zwei oder mehr Stützelemente (26) umfaßt, die unabhängig voneinander einstellbar sind.

8. Hydrodynamisches Lager nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, das eine Gewindestange mit einem verjüngten Teil umfaßt, wobei der verjüngte Teil mit dem Lagerelement ineinandergreift, um die Stütze bereitzustellen, und die Gewindestange im Lager verschraubt ineinandergreifend so angebracht wird, daß deren Rotation den verjüngten Teil vorschiebt und dadurch die Stützdimension ändert.

9. Hydrodynamisches Lager nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, das ein bewegliches keilförmiges Glied (26) umfaßt, das mit dem Lagerelement (20) ineinandergreift, um die Stütze bereitzustellen.

10. Hydrodynamisches Lager nach jedem der vorangehenden Ansprüche, worin der rotierende Teil ein Wellenzapfen ist, der für den Betrieb in einem festen äußeren Gehäuse (10) angebracht ist, und die einstellbaren Lagerelemente (20) an dem Gehäuse (10) angebracht und relativ zu diesem einstellbar sind.

11. Hydrodynamisches Lager nach jedem der Ansprüche 1 bis 9, worin der rotierende Teil ein äußerer Läufer ist, der für den Betrieb um einen inneren Ständer (39) herum angebracht ist, und die einstellbaren Lagerelemente (40) auf dem inneren Ständer (39) angebracht und relativ zu diesem einstellbar sind.

12. Hydrodynamisches Lager nach jedem der Ansprüche 1 bis 9, worin die einstellbaren Lagerelemente auf dem rotierenden Teil angebracht und relativ zu diesem einstellbar sind.

13. Hydrodynamisches Lager nach jedem der vorangehenden Ansprüche, das wenigstens drei einstellbare Lagerelemente (20, 40) umfaßt.

14. Hydrodynamisches Lager nach jedem der vorangehenden Ansprüche, worin die einstellbaren Lagerelemente (20, 40, 50, 60) in einer radialen Richtung einstellbar sind.

15. Hydrodynamisches Lager nach Anspruch 14, worin wenigstens eines der einstellbaren Lagerelemente mit einer axialen Bewegungskomponente einstellbar ist, um Aufnahmevermögen für axialen Schub bereitzustellen.

16. Hydrodynamisches Lager nach jedem der Ansprüche 1-13, worin das Lager ein Axiallager ist und die Lagerelemente (70, 70a) in einer axialen Richtung einstellbar sind, um eine quer verlaufende ebene Oberfläche (80) des rotierenden Teils (81) des Lagers zu stützen.

17. Hydrodynamisches Lager nach jedem der vorangehenden Ansprüche, worin das Lager Teil einer rotierenden Maschine ist und die Position der einstellbaren Lagerelemente durch Betriebsbedingungen der Maschine automatisch bestimmt wird.

18. Hydrodynamisches Lager nach jedem der vorangehenden Ansprüche, worin jedes einstellbare Lagerelement mit einem Lastsensor und/oder einem Wegsensor ausgestattet ist.

19. Rotierende Maschine, die wenigstens ein hydrodynamisches Lager nach jedem der vorangehenden Ansprüche enthält.