DE8532326U1

DE8532326U1 - Mehrgleitflächenradiallager

Info

Publication number: DE8532326U1
Application number: DE19858532326
Authority: DE
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1985-11-15
Publication date: 1987-02-19

Description

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Beschreibung

Mehrgleitflachenradiallager

Die Erfindung betrifft ein Mehrgleitflachenradiallager gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Aus der DE-AS 10 07 123 ist ein Lager bekannt, dessen Lagersegmente untereinander durch anvulkanisierte Gummiteile verbunden sind. In der Beschreibung dieses Lagers wird darauf hingewiesen, daß die so zusammenvulkanisierten Lagerbuchsen entweder ein MehrgleitPlächenlager mit starrem Profil oder, wie bei sogenannten Kippsegmentlagern, ein Lager mit statisch einstellbarem Profil darstellen.

Die schwingungstechnische Behandlung von Rotoren und ihren Lagern wird im Rahmen der im Maschinenbau feststellbaren Entwicklungstendenz zu Einheiten mit größerer Leistung und höherer Drehzahl immer bedeutungsvoller. Das Schwingungsverhalten derartiger gleitgelagerter Rotoren ist im wesentlichen von der Masse des Rotors, der Masseverteilung, den Massenträgheitsmomenten und der Biegefestigkeit der Welle sowie von der Federung^- und Dämpfungseigenschaft der Lager besttmmt. Um einen sicheren Betrieb einer derartigen Maschine zu garantieren, sind unerwünschte Schwingungen auszuschalten. Dabei wird unterschieden zwischen zwangserregten Schwingungen, die beispielsweise als Folge einer Unwucht auftreten und selbsterregten Schwingungen, die beispielsweise von der inneren Dämofung der Welle oder Spaltströmungen in Rofcordichtungen

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und ähnlichem ausgehen. Obwohl die SchwingungsampUtuden der selbsterregten Schwingungen infolge der Dämpfungseigenschaften des Lagerschmierfilmes nicht unbegrenzt anwachsen, stellen sie infolge ihrer Größenordnung eine nachteilige Belastung des Rotors dar. Zur Vermeidung derartiger selbsterregter Schwingungen ist neben der entsprechenden Wahl der Lagerbauart auch die äußere Dämpfung des Lagers selbst von Bedeutung. So ist es &zgr;. B. allgemein bekannt, Lagerkörper in Kunststoffe von hoher Hysterese einzubetten, um so eine zusätzliche Dämpfung zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Mehrgleitflächenradiallager eine Bauart zu entwickeln, die innerhalb eines breiten Betriebsbereiches eine hohe Sicherheit gegen selbsterregte Schwingungen aufweist. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Mehrgleitflächenradiallagers wird aufgrund der elastisch nachgiebigen Durchbiegung der Lagersegmente und des Schmiermittelflüssigkeitsfilmes der sich in dem sichelförmigen Spalt zwischen dem Lagersegment und dem Gehäuse befindet, eine integrierte äußere Dämpfung geschaffen. Denn bei einer elastischen Durchbiegung des Lagersegmentes wird das in dem sichelförmigen Raum befindliche flüssige Schmiermittel herausgepreßt, wobei das Polster nur in axialer Richtung abgebaut werden kann, da aufgrund der Linienanlage der Segmente in dem Lagergehäuse gleichzeitig eine linienförmige Dichtstelle gebildet wird.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Bereich zwischen den Stirnflächen der Segmente und der gegenüberliegenden Fläche des Gehäuses als Drosselspalt ausgebildet ist. Durch die

so gebildeten, überwiegend in radialer Richtung verlaufenden Drosselspalte wird die Dämpfungswirkung weiter intensiviert.

Der so wirkende, äußere Quetsch dämpfer besteht physikalisch aus der Schmiermittelflüssigkeit als Arbeitskontinuum, einem dynamisch veränderlichen Quetschpolstervolumen und den dazugehörigen Drosselspalten.

Der hauptsächliche Drosselspalt wird durch die axiale Erstreckung des sichelförmigen Raumes selbst gebildet. Die in radialer Richtung sich erstreckenden Drosselspalte stellen gewissermaßen eine Vergrößerung der gesamten Drosselwirkung dar. Durch den so gebildeten Dämpfer kann den selbsterregten Schwingungen in wirkungsvoller Weise entgegengewirkt werden. In entsprechender Weise erfolgt bei der Entlastung der Lagersegmente ein Hineinströmen der Schmiermittelflüssigkeit in den sichelförmigen Raum.

Wettere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß die Lagersegmente aus homogenen oder schachtförmig angeordneten Werkstoffen bestehen. Mittels dieser Maßnahme kann aufgrund der jeweils vorherrschenden Kraftverhältnisse eine Anpassung der Lagerbelastung und der Verformung der Lagersegmente erreicht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Mehrgleitflächenradiallager und die

Fig. 2 einen entsprechenden Längsschnitt.

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Dae in der Fig. 1 dargestellte Lager mit integrierter äußerer Dämpfung zeigt eine Welle (1), die von mehreren Lagersegmenten (2) umgeben ist, wobei hier, der Übersichtlichkeit wegen, nur ein einziges Lagersegment eingezeichnet ist. Die Lagersegmente (2) liegen an der Innenseite des Gehäuses (3) mit einer linienförmigen Dichtkante (4) an. Die Welle (1) besitzt einen Radius (R.) und das Gehäuse (3) weist einen innenradius (R₀) auf. Die an der Innenseite des Gehäuses anliegenden Lagersegmente (2) weisen einen Außenradius (R₂₂) auf, der um die Differenz zwischen der jeweils zugehörigen Exzentrizität (e) und der Höhe (h_2g) des Quetschpolsters (5) größer als der Innenradius (R ) der Lagerkörperbohrung ist. Die Pfeile (6) symbolisieren hier die tangentiale Separation der einzelnen Lagersegmente (2) zueinander. Hierzu können die bekannten konstruktiven Lösungen Verwendung finden.

Für die erfindungsgemäße Dämpfungseigenschaft ist es unerheblich, welche Kontur die der Welle (1) zugekehrte Gleitfläche (7) des Lagersegmentes (2) aufweist. Für deren Form können alle bekannten Gleitflächenformen Anwendung finden. Die hier in Fig. 1 als Beispiel eingezeichnete Gleitflächenform weist eine symmetrische Kontur auf, deren Radius (Rp₁) um die Exzentrizität (e) und das kleinste Lagerspiel 0"I₁₂) größer als der Radius (R₁) der Welle ist. Entscheidend ist jedoch die Höhe (hga) ^des Quetschpolsters. Aufgrund der berechenbaren Lagerbelastung kann festgestellt werden, welche Kräfte jedes Lagersegment (2) aufzunehmen hat. Je nach den Verwendung findenden Materialien kann dann die Stärke der Lagersegmente j so gewählt werden, daß dann die maximal mögliche elastische

\ Durchbiegung gleich oder kleiner der Höhe (h ) des Quetsch-

j 23

] polsters (5) ist. Die Anzahl der einzelnen Lagersegmente Hegt

vorteilhafterweise zwischen drei und zwölf, je nach Größe des Lagers.

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Die Fig. 2 entspricht einem Längsschnitt H-II der Fig. 1 und zeigt zusätzlich die hier in radialer Richtung verlaufenden Drosselspalte (8). Entsprechend deren Spaltweite (hg) und der Länge (I) kann das jeweils gewünschte Drosselverhalten des Systems zusätzlich beeinflußt werden.

Claims

Schutzansprüche

1. Mehrgleitflächenradiallager, bestehend aus mehreren Gleitlagersegmenten, welche bei kreisförmiger Anordnung einen Lagerzapfen umgeben und innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind, die Lagersegmente einen Außendurchmesser aufweisen, der größer als der Innendurchmesser des umgebenden Gehäuses ist, wobei zwischen den Lagersegmenten und dem Gehäuse ein sichelförmiger Raum ausgebildet ist und die Lagersegmente mit ihren Außenkanten linienförmig an der Innenfläche des Gehäuses ar liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerseymenta (2) elastisch nachgiebig ausgebildet sind und bei größter Durchbiegung am Gehäuse (3) anliegen und daß der sichelförmige Raum (5) einen Dämpfungsraum bildet.

2. Mehrgleitflächenradiallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zwischen den Stirnflächen der Segmente (2) und der gegenüberliegenden Fläche des Gehäuses (3) als Drosselspalt (8) ausgebildet ist.

3. Mehrgleitflächenradiallager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagersegmente (2) aus homogenen Werkstoffen bestehen.

4. Mehrgleitflächenradiallager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagersegmente (2) aus schichtförmig angeordneten Werkstoffen bestehen.