HUT62685A - Plain bearing and self-aligning plain bearing - Google Patents

Description

A találmány tárgya siklócsapágyazás, amely egy tengelytés egy legalább egy csapágyperselyt tartalmazó csapágy házba beépíthető együtteséből áll, ahol a tengely egy hengeres felületű siklótartományt tartalmaz, és egy vele együttforgó, a siklótartományból meghatározott szög alatt kiálló legalább egy siklófelülettel rendelkező

siklótárcsával van ellátva. A találmány tárgyát képezik továbbá olyan siklócsapágyak is, amelyek egy hengeres siklótartománnyal és egy legalább egy a hengeres siklótartományból kifelé kiálló kúpos siklófelületű lépcsővel rendelkező tengely önbeálló csapágyazására alkalmasak egy ház belső hengeres furatában. A találmány tárgyát képező párnás típusú siklócsapágyazások és siklócsapágyak előnyösen műanyagból, felszerszámozott tömeggyártási technológiákkal állíthatók elő. Mintadarabjaik kiindulási előgyártmánya mindemellett egy vastagfalú csődarab vagy hengeres rúd, amelyből kialakítjuk a csapágy perselytestét, és ennek falában forgácsolással vagy más eljárással hornyokat, vájatokat vagy furatokat alakítunk ki, hogy ezáltal rugalmas radiális vagy axiális párnákat és a párnákhoz egy tartószerkezetet nyerünk, amely tartószerkezet hat elmozdulási szabadságfokkal (egyenes vonalú elmozdulás a +x, -x, +y, -y, +z és -z irányban, valamint elfordulás az x, y és z tengelyek körül) rendelkezik, és optimális feltételeket biztosít egy ék alakú hidrodinamikus rés kialakulásához.

A jelen találmány szerinti csapágyperselyek háromdimenziós kialakításúak, hogy az említett hat szabadságfokú alakváltozás jöhessen létre, biztosítandó a rés optimális kialakulását minden esetben. A találmány arra a felismerésre épül, hogy egy hidrodinamikus csapágypersely akkor működik a leghatékonyabban, ha a hidrodinamikus rés egyszerre több követelménynek tesz eleget. A résnek például ki kell terjednie a párna teljes felületére, a résnek mindenkor megfelelő vastagsággal kell rendelkeznie, olyan alakúnak kell lennie, hogy minimális legyen a folyadékszivárgás, a résnek kompenzálnia kell az egytengelyűségi hibát, hogy a csapágypersely geometriai tengelye mindig egy egyenesbe essék vagy párhuzamos legyen az ágyazandó tengely geometriai tengelyével, és a résnek már minél kisebb fordulatszámnál ki kell alakulnia, nehogy megsérüljön a rést létrehozó felület, ami általában olyankor szokott bekövetkezni, amikor a tengely kis fordulatszámnál közvetlenül érintkezik a párna • · · • ·♦ ····· ₄ *· ·· · ···

- 3 felületével. Axiális csapágyperselyeknél emellett az egyes csapágypárnákra jutó erőknek lehetőleg egyenlő nagyságúnak kell lenniük.

Ami a folyadékfilm vastagságát illeti, fontos szem előtt tartanunk, hogy az optimális vastagság függ a terheléstől. Nagy terhelésnél vastag folyadékfilm kívánatos, hogy megfelelően alátámassza a terhelést. Vastagabb filmnél azonban nagyobb a súrlódás és a teljesítményveszteség. Ezért a csapágyperselyeket lehetőleg úgy kell kialakítani, hogy a mindenkori terhelés biztonságos elviseléséhez szükséges minimális vastagságú film alakuljon ki rajtuk.

A csapágypersely tartószerkezete lehetőleg egy darabból készül és tartóelemekként konzolos csonkokat, gerendákat és/vagy membránokat tartalmaz, amelyek egy házhoz csatlakoznak, amely ház radiális csapágyperselyeknél gyakran magának a csapágyperselynek legkülső része, axiális csapágyperselyeknél pedig egy olyan ház, amelybe be van szerelve a csapágypersely.

Felismertük, hogy számos speciális alkalmazási esetben, így például nagy fordulatszámú alkalmazásoknál, az egész rendszer, tehát a tengely, a hidrodinamikus kenőfilm és a csapágypersely dinamikus rugalmasságát kell megvizsgálni és minősíteni. Az ilyen rendszereknek a véges elemek módszerével történő számítógépes analízise kimutatta, hogy az egész csapágyperselyt egyetlen rugalmas tagnak kell tekinteni, amely az üzemi terhelések hatására megváltoztatja alakját. Az alapszerkezet megfelelő kialakításával olyan rugalmasságú szerkezetet kaphatunk, mely stabil és kis súrlódásu üzemet tesz lehetővé széles üzemi tartományban. A vizsgálatok szerint a csapágypersely teljesítményjellemzőit számos tényező befolyásolja. Ezek közül a legfontosabb a párna és a tartóelemek alakja, mérete és helye, valamint azok anyagjellemzői (például rugalmassági modulusza, stb.), amelyeket a csapágyperselyben kialakított furatokkal, hornyokkal vagy bevágásokkal és vájatokkal lehet megszabni. Különösen fontos a tartóelemek alakja. Ha a rugalmas tartó• · · · ’ · · · · , *········» • · · ····· « ·* ·· · · · ·

- 4 elemeket hátulról is folyadék támasztja meg, akkor nagyfokú csillapítás jön létre, amely tovább növeli a rendszer stabilitását. Egyes esetekben e csillapítás helyettesítheti azt a folyadékfilmes szekunder csillapítást, mely akkor jön létre, ha olaj film van jelen a csapágytok és a ház között.

A tapasztalatok azt mutatják, hogy a szimulált üzemi feltételek alapján megtervezett csapágyperselyek tényleges üzemi körülmények között egyes esetekben nem működnek optimálisan. Ezért olyan csapágyperselyek kialakítására van szükség, amelyeket a tényleges üzemi feltételek érzékelése függvényében módosítani, befolyásolni lehet.

A találmány továbbá olyan hidrodinamikus csapágyperselyekre vonatkozik, amelyekben a tartószerkezet a csapágypersely tartószerkezetén belüli, valamint a tartószerkezet és a csapágypárna közötti térközökben egy vagy több piezoelektromos is elemet tartalmaz. Piezoelektromos elemeknek e módon történő elhelyezése lehetőséget nyújt a párna alakjának és irányának aktív szabályozására és módosítására, és ilymódon a tartószerkezet lehajlási jellemzőinek befolyásolására. Ez történhet például megfelelően elhelyezett piezoelektromos elemek áramellátásának precíz megváltoztatásával, hogy ezáltal megváltozzék a rés alakja vagy a párna felülete, hogy így minimalizálhassuk a súrlódást, maximalizálhassuk a teherbíróképességet és módosíthassuk a tartószerkezet merevségét vagy csillapítását, megszüntetendő a rezonanciát vagy a tengely támolygó mozgását, azaz optimalizálhassuk a csapágypersely teljesítményét a párna és a tartószerkezet mindenkori finom összehangolásával.

A jelen találmány egy további aspektusa szerint az egyes piezoelektromos elemek áramellátását egy központi vezérlő egységgel (CPU) szabályozhatjuk az érzékelt körülményeknek megfelelően, ilymódon optimalizálva a rés alakját. Pontosabban, a központi vezérlő egység (CPU) jeleket kaphat a fizikai jellemzőket, például a hőmérsékletet, a tengely és a párna közötti érintkezést, a zajt, a súrlódást észlelő érzékelőktől áramjelek formájában. A rést úgy _ · · · · ···· * · · · · ··· · · · ν ··· • ·· ····· · ·· ·· · ··· szabályozhatjuk, hogy maximális legyen a csapágy terhelhetősége, vagy minimális a csapágy teljesítményvesztesége, stb. A központi vezérlő egység (CPU) a bemenő jeleket feldolgozza, és szabályozza az egyes piezoelektromos elemekhez kimenő áramokat, ilymódon javítva a rés minőségét, vagy fenntartva a rés minőségét, ha az megfelelő tartományban van. Alternatív módon, a központi vezérlő egység (CPU) által a piezoelektromos elemekhez kiadott áram befolyásolható manuálisan bevitt utasításokkal is, speciális deformációk vagy lehajlások létrehozása céljából. Például beadhatjuk a merevséget megnövelni vagy a hátsó élet megemelni parancsot, és ekkor a központi vezérlő egység (CPU) a mindenkori kívánt eredmény elérését biztosító áramot ad ki a megfelelő piezoelektromos elemeknek.

Az ék alakú rés minőségét mechanikusan is változtathatjuk pl. szorítócsavarral vagy hidraulikus nyomóközeggel, fizikailag megváltoztatva ezzel a csapágypersely tartószerkezetének lehajlási jellemzőit. E két rendszer mindegyike szabályozható az érzékelt körülményektől függően elektronikus vagy manuális bemenőjelekkel. Piezoelektromos elemek tűnnek a legalkalmasabbnak a csapágypersely tulajdonságainak megváltoztatására.

Felismertük továbbá azt is, hogy a gáz vagy levegő kenésű párnás csapágyaknál vannak olyan esetek, amikor a terhelés vagy a fordulatszám meghaladja a gázfilm teherbíróképességét. Ebben az esetben folyadék halmazállapotú kenőanyagot kell bejuttatni a szűkülő résbe, anélkül hogy ehhez egy külön folyadéktartályra lenne szükség. A jelen találmány szerint olyan csapágyperselyek is kialakíthatók, amelyek megoldják a folyékony kenőanyaggal való időszakos ellátás problémáját is.

A találmány szerinti csapágyak speciális alkalmazási területét főként villamos motorok, ventillátorok, turbófeltöltők, belsőégésű motorok, felfogott vagy beépített hajómotorok és -kompresszorok alkotják. A vizsgálati fordulatszám nagyobb volt 300,000 ford/perc-nél. A bemetszések, _ * ·· · «· · * · · · · •·· · « · « ··· • ·· · · · · t » • * ·* · ···

- 6 hornyok és nyílások amellett, hogy lehetővé teszik, hogy a csapágypárna létrehozza a hidrodinamikus kenéshez szükséges szűkülő rést, lehetővé teszik magának a párnának a lehajlását és alakváltoztatását, például ellapulását. Ez többek között a csapágypersely excentricitásának változtatásával is növeli az üzemi teljesítményt.

A találmány szerinti csapágyperselyek fémből, színtereit fémből, műanyagból, kerámiából vagy kompozit anyagokból készülhetnek. Ha kis mennyiséget gyártunk a csapágyperselyekből, akkor a nyers darabokban forgácsolással, különösen marással és esztergálással célszerű kialakítani a nagyobb hornyokat és nyílásokat. A kisebb méretű hornyok vízsugaras forgácsolással, szikraforgácsolással vagy lézerforgácsolással alakíthatók ki, és így létrehozható az a teljes tervezési rugalmasság, amely lehetővé teszi a csapágypersely mindenkori kívánt tervezési jellemzőkre való behangolását. A behangolás tulajdonképpen a csapágypersely merevségét módosítja, aminek következtében megszüntethető a vibráció. Nagyobb mennyiségű, ugyanolyan típusú csapágypersely gyártása esetén a gyártás fröccsöntéssel, extrudálással, szintereléssel, kiolvadómintás öntéssel, vagy valamilyen más hasonló tömeggyártási technológiával történhet. Ha a csapágyperselyekből közepes mennyiségeket kell legyártani, akkor előnyös egy olyan új találmányunk szerinti gyártási eljárás alkalmazása, amely a forgácsolást és a kiolvadó mintás öntést kombinálja. A jelen találmány kiterjed könnyen sajtolható csapágyperselyekre is, amelyeknek nincsenek rejtett nyílásaik, amelyeket tehát egy egyszerű, két darabból álló szerszámmal lehet sajtolni. Általánosan megállapítható, hogy a jelen találmány szerinti csapágyperselyek ill. az ilyeneket tartalmazó csapágyak a hagyományos csapágyak előállítási költségének csupán törtrészét kitevő ráfordítással gyárthatók.

Szemben a korábbi, ismert párnás típusú csapágyperselyekkel, amelyek tartószerkezete tulajdonképpen a terhelés irányába volt állítva, a találmány szerint a tartószerkezet « 4 « « • « ·

44* elhelyezése olyan, hogy bizonyos határokon belül mindenkor egy megfelelő lehajlás jöjjön létre, elsősorban radiális csapágyperselyeknél lehetséges legyen a csapágypárna elmozdulása bármilyen irányban (azaz az említett hat szabadsági fokkal) , hogy kialakuljon a szűkülő rés, lehetővé váljék magának a párnának az alakváltozása (például ellapulása) a teljesítmény növelése érdekében, lehetővé váljék egy a stabilitást növelő membrános csillapító rendszer kialakítása, és lehetővé váljék a tengely vagy a megtámasztott rész egytengelyűségi hibájának kompenzálása, és axiális csapágyaknál is az egyenletes teherelosztás kialakítása a csapágypárnákon. E tulajdonságok mindegyike hozzájárul az optimális hidrodinamikus rés kialakításához.

Míg a furatok, hornyok, bemetszések vagy váj átok számos különböző módon elrendezhetők, addig az alakváltozásnak csak kétféle módja lehetséges. Ezek egyike a normál áthajlás, a másik pedig az elcsavarodás. Az áthajlás mértéke függ a tartószerkezet radiális irányú merevségétől. Maga a párna úgy készülhet, hogy egy bizonyos terhelés alatt áthajoljon, és ezáltal eltérő alak jöjjön létre. E célból belső bemetszések helyezhetők el a párna alatt, vagy pedig bevágásokat kell készíteni a párna szélei alatt. A bevágások mindkét esetben azt a célt szolgálják, hogy egy előre meghatározott alak alakuljon ki a terhelés hatására. Egyes membránszerű tagokat kenőfolyadékkal körülvéve, vagy hátulról megtámasztva égy csillapítóelem hozható be a szerkezetbe .

Hasonló bemetszések és bevágások használhatók radiális csapágyperselyekhez és axiális csapágyperselyekhez egyaránt. A bevágások és bemetszések elhelyezésének az a fő szempontja, hogy milyen alakváltozásokra van szükség az optimális teljesítményhez. Mivel azonban a radiális és az axiális csapágyperselyek eltérő funkciót látnak el, ezért lényegi különbség van a létrehozandó alakváltozások között. Ennek megfelelően a találmány szerinti radiális csapágyperselyek és axiális csapágyperselyek között az általános koncepcionális hasonlóság ellenére lényeges koncepcionális különbségek és szerkezeti eltérések is vannak.

A találmány szerinti csapágypersely olyan, általában több elemű párnát tartalmaz, mely változtathatja az alakját és elmozdulhat bármely irányban (az említett hat szabadságfokkal) . A csapágyperselynek lehet egy beépített csillapítórendszere, és a csapágyperselyt lehetőleg egydarabból célszerű elkészíteni. A találmány szerinti radiális csapágyperselyek igen csekély beépítési helyigénynek.

A találmány szerint az alátámasztandó tengely és a csapágypárna közötti szűk tűréseknek úgy lehet eleget tenni, ha a csapágyat úgy méretezzük, hogy ne legyen távolság a csapágypárna és a tengely megtámasztandó része között, miközben ugyanakkor úgy méretezzük a tartószerkezetet, hogy (radiális csapágypersely esetén) a csapágypersely radiális vagy (axiális csapágypersely esetén) annak axiális merevsége kisebb legyen az alátámasztó folyadékfilm merevségénél. Akár az egész párna, akár pedig annak egy része elődeformálható, hogy érintkezzék a tengellyel. Például nagyon rugalmas csapágyperselyeknél kívánatos lehet előcsavarni az egész csapágypárnát, hogy érintkezzék a tengellyel. Másrészt, bizonyos esetekben csak a csapágypárna hátsó élét célszerű előcsavarni, hogy csak az érintkezzék a tengellyel, és ilymódon létrejöjjön egy ék alakú hidrodinamikus rés. Ezért a jelen találmány szerinti csapágyperselyek olyan kialakításúak lehetnek, hogy szoros illesztés jöjjön létre a tengelyre való felszerelésükkor. Az egyik kialakításnál, amikor a csapágyperselyt felhúzzák a tengelyre, a csapágypárna tartószerkezete kismértékben lehajlik, hogy egy szűkülő rés jöjjön létre olymódon,hogy a csapágypersely felszerelt, álló helyzetében a csapágypárna hátsó éle érintkezzék csak a tengellyel. Ilyen esetben, amikor a csapágy olyan kialakítású, hogy egy álló helyzetben terhelt rés jön létre, akkor a tengely forgatásakor a párna eltávolodik a tengelytől a folyadékfilm merevsége miatt. Ez úgy történik, hogy a folyadékfilm behatol a résbe és folyadéknyomást hoz létre, aminek hatására elválik a párna a tengelytől. A viszonylag merev folyadék olymértékben hajlítja le a viszonylag rugalmas tartótagot tartalmazó tartószerkezetet, amíg annak kialakuló merevsége pontosan megegyezik a folyadékfilm merevségével. A folyadékfilm azonnali kialakulása megvédi a csapágypárnát az alacsony fordulatszámnál fenyegető sérüléstől, amikor is közvetlen érintkezés van a csapágypárna hátsó éle és a tengely között.

A fentebb említett típusú szoros illesztésű csapágyperselyek a megmunkálási tűrések sokkal nagyobb szabadságát teszik lehetővé. Például a szoros illesztés viszonylag nagymértékű (például 0,003-os, azaz 0,0076 mmnyi) megváltoztatásának nincs jelentősebb kihatása a hidrodinamikus résre. Ez különösen fontos a gázkenésű csapágyaknál, ahol a változó alakú csapágyperselyeknél rendkívül pontos megmunkálásra van szükség a helyes működéshez. A jelen találmány szerinti megoldás enyhíti a megmunkálási követelményeket.

Hasonlóan, a jelen találmány szerinti csapágyperselyek megtervezhetők úgy, hogy már állóhelyzetben létrejöjjön egy rés. Ez azt jelenti, hogy a jelen találmány szerinti axiális csapágyak kialakíthatók úgy, hogy a csapágypárnák annyira áthajoljanak, hogy a csapágypárna belső éle eltávolodjék a tengelytől, és annak kilépő éle közeledjék a tengelyhez. Ilyen elrendezésnél álló helyzetben a csapágypárna a tengely felé lejt radiális irányban. Továbbá a csapágypárna a tengely felé lejt a belépő él és a kilépő él között. Ilymódon álló helyzetben megközelítőleg optimális alakú rés hozható létre, és a tengely forgásának megindulásakor a cspágypersely párnái azonnal eltávolodnak a tengelytől.

A találmány szerinti csapágyperselyeknél a párna elmozdulása a tengely felé irányítható, hogy a helyén tartsa a tengelyt és képes legyen kompenzálni a tengely egytengelyűségi hibáját, valamint a párnák közötti egyenlőtlen terheléseloszlást. Természetesen a jelen találmány alkalmazható bármely radiális, axiális vagy kombinált radiális10 és axiális csapágyra, és jellegét tekintve a csapágy elrendezésétől függően egy vagy két irányú lehet. Ez alatt az értendő, hogy ha a csapágypersely tartószerkezete szimmetrikus a csapágypárna középvonalára, akkor a csapágypersely kétirányú, azaz alkalmas mindkét irányban forgó tengelyek megtámasztására. Ha azonban a csapágypersely tartószerkezete nem szimmetrikus a csapágypárna középvonalára, akkor a csapágy eltérő módon hajlik át, ha a tengelyt az egyik irányban forgatjuk, ahhoz képest, mintha azt a másik irányba forgatnánk. A fő geometriai tengely radiális és axiális csapágyperselyeknél egyaránt a csapágy kialakítására szolgáló hengeres nyersdarab központi geometriai tengelye.

A találmány szerinti csapágyperselyek egy másik fontos tulajdonsága, hogy a csapágypárnák lehajlási alátámasztását úgy lehet kialakítani, hogy a csapágypersely visszatartsa a hidrodinamikus folyadékot, ezáltal megszűnjék a folyadékszivárgás problémája. A radiális csapágyperselyeknél a tartószerkezet úgy alakítható ki, hogy a terhelés alatt a csapágypárna áthajoljon, és egy folyadékvisszatartó zsebet hozzon létre. Ilyen alátámasztás általában akkor hozható létre, ha a primér alátámasztó rész a csapágypárna axiális éleinek közelében csatlakozik a csapágypárnához, és nincs közvetlenül alátámasztva a csapágypárna közepe, azaz a csapágypárna középen radiális irányban szabadon áthajolhat. Alternatívaként vagy kiegészítésképpen egy vagy több piezoelektromos elem helyezhető el a tartószerkezeten belül vagy a tartószerkezet és a párna között, hogy kényszeríteni lehessen a párnát egy folyadékvisszatartó zseb létrehozásához szükséges alakváltozásra.

Axiális csapágyperselyek esetében a párnákat úgy lehet alátámasztani, hogy azok terhelt állapotban lejtsenek a csapágypersely belső átmérője felé, és így megakadályozzák a centrifugális erő miatti kenőanyag szivárgást. Általában ez úgy érhető el, ha a párna alátámasztási felülete, ahol a primér alátámasztó szerkezet alátámasztja a csapágypárnát, közelebb van a csapágypersely külső átmérőjéhez, mint annak ·«··«· • ·· ····«

- 11 belső átmérőjéhez. Ha a primér alátámasztó szerkezet két vagy több radiálisán osztott tartóelemet tartalmaz, akkor a teljes tartószerkezetet úgy kell megtervezni, hogy a legnagyobb áthajlás a csapágypárna belső végénél legyen. Továbbá, ha a csapágypárnát több, radiális irányban osztott tartóelem támasztja alá, és a tertóelemek közötti rész nincs közvetlenül alátámasztva, akkor a párna úgy fog áthajolni, hogy egy konkáv, folyadékvisszatartó csatorna alakul ki. Itt szintén piezoelektromos elemek helyezhetők el a tartószerkezeten belül a hidrodinamikus rés létrehozására, vagy kialakulásának megkönnyítésére.

A találmány egy másik aspektusa szerint a találmány szerinti hidrodinamikus csapágyperselyek a forgó tengelyhez erősíthetők, hogy a házban lévő álló támasztó felülethez képest a tengellyel mozogjanak együtt. A forgó tengelyre való felszereléshez alkalmassá tett csapágyperselyek általános elrendezése hasonló az álló házba beszerelhető csapágyperselyekéhez, de radiális irányban fordított konstrukcióval. Természetesen vannak különbségek az alátámasztások fordított iránya miatt. A mozgó párnarészek alátámasztására egy radiális irányú belső tartószerkezet szolgál. E tartószerkezet támasztja alá a csapágypárnákat azok radiális irányú belső és külső alakváltozására alkalmasan annak érdekében, hogy egy hidrodinamikus rés jöjjön létre a ház sírna részéhez képest. Ezenkívül, mivel a csapágypersely a tengellyel forog együtt, centrifugális erő hat a csapágypárnákra, és azokat kifelé, a ház sírna felülete felé kényszeríti. Egy ilyen konstrukció általában kiválóan alkalmas kisterhelésü alkalmazásokhoz.

A jelen találmány olyan tömített csapágyakra is kiterjed, melyek egy vagy több találmányunk szerinti, a jelen leírásban vagy a feltaláló korábbi bejelentéseiben ismertetett hidrodinamikus csapágyperselyt tartalmaznak. A tömített csapágyak általában egy ház állórészt,egy ház forgórészt és egy ezek közötti tömítést tartalmaznak, amely utóbbi feladata a kenőfolyadék elszivárgásának meggátlása.

A ház forgórész a tengelyre van felszerelve, és a tengellyel együtt forog. A ház forgórésznek a tengelyre szerelése történhet bármely ismert módon, így például csapozással, menettel, ékeléssel, ragasztással, hegesztéssel, hőzsugorítással, vagy más hasonló módon. A ház állórész a házhoz van rögzítve. Az állórész a házhoz szintén bármilyen módon rögzíthető, például csapozással, ékeléssel, ragasztással, hegesztéssel, vagy bármely más hasonló módszerrel.

Általában a ház állórészt vagy a ház forgórészt (rendszerint az állórészt) két vagy több darabból alakítjuk ki. Ez megkönnyíti a csapágy összeszerelését, különösen, ha egynél több csapágyperselyt kell tömíteni a házon belül.

A tömítés bármely ismert fajtájú tömítés lehet, például 0-gyOrű, alaptömítés, ajakos tömítés, összenyomott tömítés, U-alakú tömítés, peremes vagy kalapos tömítés, Vgyürűs tömítés, O-gyűrűs tömítés, T-gyűrűs tömítés és karmantyús tömítés. A tömítés megválasztásánál egyrészről a jó tömítettséget, másfelől pedig a csekély súrlódás követelményét kell figyelembe venni.

A jelen találmány egy másik fontos vonatkozása, hogy ferrofluidos tömítés alakítható ki a ház állórész és a ház forgórész között. E célból a ház két részének egyikét, lehetőleg a ház állórészt egy állandó mágnessel, elektromágnessel vagy a tömítendő hézag környezetében mágneses mezőt létrehozó egyéb szerkezettel kell ellátni. A ferrofluid folyadék kitölti a ház belsejét, és egyben hidrodinamikus kenőfolyadékként is szolgál. A ferrofluid folyadék egy része befolyik a ház állórész és a ház forgórész közötti hézagba. A mágneses mező hatására a ferrofluid folyadék 0gyűrű alakot vesz fel, ezáltal teljesen kitölti a tömítendő hézagot és egy hermetikus gátat képez, amely megakadályozza, hogy elszivárogjon a házban lévő ferrofluid folyadék. E tömítés különös előnye, hogy szemben az elasztomerekkel vagy más egyéb szilárd tömítésekkel, nem kopik.

A tömítések, az álló házrész és a forgó házrész együttesen egy gyűrűszerű kamrát alkotnak. Egy vagy több hidrodinamikus , célszerűen a jelen leírásban ismertetett találmány szerinti csapágypersely helyezhető el a kamrában. A kamra hidrodinamikus folyadékkal van megtöltve. A hidrodinamikus csapágypersely egybe van építve, vagy hozzá van szerelve vagy a ház forgórészhez, vagy a ház állórészhez, hogy elforogjon a másik részhez képest. Egy sírna tartófelület található a másik részen, a csapágypárna szomszédságában. A csapágypersely úgy van kialakítva, hogy a tengely forgásakor egy ékalakú hidrodinamikus rés alakuljon ki a csapágypárnák és a támasztófelület között. ílymódon a tengely az ezen résben kialakuló folyadékfilmen fut.

Bármely típusú hidrodinamikus csapágypersely beszerelhető a kamrába. E csapágyperselyek lehetnek radiális csapágyperselyek, axiális csapágyperselyek, kombinált radiális és axiális csapágyakperselyek, vagy e három csapágypersely-típus bármely kombinációja. Sőt, különálló axiális párnákkal lehet helyettesíteni a jelen találmány szerinti axiális csapágyperselyeket. Az axiális párnák olyan típusúak lehetnek, mint amelyet a jelen feltaláló korábbi, 4,676,668. sz. US szabadalmának leírása ismertet. A házban elhelyezett különböző csapágyperselyeket axiális irányban szorosan egymás mellé kell szerelni, hogy megfelelő működésük biztosítva legyen.

A jelen találmány egy további aspektusa szerint a találmány szerinti tömített hidrodinamikus csapágyak modulrendszerű kialakításúak lehetnek, amikor is egy szabványos ház használható, és ebben helyezkedhetnek el a különböző követelmények kielégítéséhez szükséges, ugyancsak szabványos csapágyperselyek. E modulrendszer fő komponensei a ház, azaz a ház forgórész, a tömítés és a ház állórész, egy radiális, axiális és kombinált radiális és axiális csapágyperselyekből álló csapágyszerelvény, és megfelelő távtartók vagy rögzítőgyűrűk a csapágyakperselyek axiális irányban való összeszorításához, amire a jó működés végett van szükség. E modulrendszerű szerkezeti kialakítás lehetővé teszi szabvá« · · · · • · · · ·· · ···

- 14 nyosított alkatrészek használatát, és ezáltal sokkal gazdaságosabbá válik a hidrodinamikus csapágyperselyek gyártása. A modulrendszerű konstrukciós kivitel lehetőséget ad a gyártási költségek csökkentésére.

A találmány különösen előnyös és kedvező megoldást ad olyan alkalmazási területeken használható siklócsapágyak kialakítására, amelyeken eddig általában csak gördülőcsapágyakat alkalmaztak. Ehhez az egyik találmány szerinti intézkedés siklócsapágyak tömítetten tokozott, zárt csapágyházban való elrendezése. Kevésbé igényes, nem minden esetben optimális csapágyjellemzőket igénylő tömegszerú alkalmazási területeken egyetlen konkrét találmány szerinti önbeálló siklócsapágy-kivitellel az ott eddig alkalmazott gördülőcsapágyak teljes mértékben kiválthatók. Ez siklócsapágy fröccsöntéses technológiával egydarabból álló műanyag szerkezeti egységként állítható elő az ismert gördülőcsapágyak gyártási költségének csupán törtrészét kitevő ráfordítással. Emellett a siklócsapágy olyanra méretezhető, hogy kotyogásmentesen támassza meg a tengelyt, ezzel jobb tengelymegvezetést adva. A csapágypersely akár egybeöntött lehet a csapágyházzal, vagy abba beilleszthető kivitelű is lehet. Ilyen csapágyak alkalmazásával a szerelési időszükséglet drasztikusan lecsökkenthető, minthogy csupán egyetlen szerkezeti egységet képez, amely egyszerűen és pontosan a helyére bepattintható. A találmány szerinti siklócsapágyazás egy tengelyt tartalmaz, amelyen egy anyagában azonos vagy ráerősített siklótárcsa van. A siklótárcsa előnyösen kúpos kialakítású annak érdekében, hogy axiális és radiális terhelés felvételére egyaránt alkalmas legyen. A siklócsapágyazás tartalmaz továbbá egyenletes kerületi elosztásban elrendezett csapágypárnákat, amelyek megtámasztják a siklótárcsát. A csapágypárnák mindegyikében egy (előnyösen kúpos) horony van kialakítva, amelynak keresztmetszeti szelvénye előnyösen megfelel a siklótárcsa szelvényének azért, hogy (nem szükségszerűen a teljes felületre kiterjedő, de a szükséges terhelésfelvételt

- 15 biztosító) felületi érintkezés állhasson elő közöttük, és a horony be tudja fogadni a siklótárcsát. A horonyban futó siklótárcsa így egyaránt képes axiális és radiális irányú csapágyterhelés felvételére. A csapágypárnákat rendre egy befogott végeiken a ház furatában illeszkedő perselytestböl tengelypárhuzamos irányban konzolszerüen kinyúló tartóelemek hordozzák. Ezen tartóelemek kellően rugalmas kialakításúak ahhoz, hogy sugárirányban kihajolva kitérjenek a siklótárcsa útjából akkor, amikor azt a számára előirányzott horonyba helyére pattintjuk. A helyére pattintott siklótárcsa ferde siklófelületére a rugalmas tartóelemek végein ülő siklópárnák helyzetükbe rugalmasan visszatérve felfekszenek úgy, hogy az említett mindkét irányú csapágyterhelést felveszik.

A találmány szerinti önbeálló siklócsapágy emellett még a tengely hengeres siklótartományát sugárirányban megtámasztó további csapágypárnákkal is rendelkezhet. Ezeket ugyancsak hordhatják az előbbiekben ismertetettekhez hasonló kialakítású és elrendezésű konzolszerű rugalmas tartóelemek, de tartozhat hozzájuk egy olyan, több tartóelem vonulatát tartalmazó tartórendszer is, amely a mindenkori terhelésnek megfelelő optimális él alakú hidrodinamikus rés kialakulását eredményezi közöttük és a tengely siklótartománya között. A perselytest tarthat vagy tartalmazhat bármilyen olyan, fentebb már ismertetett tulajdonsággal rendelkező radiális, rugalmasan kitérni ill. deformálódni képes csapágyperselyt, amely kedvező kenési is futási jellemzőket eredményez.

A találmány szerinti siklócsapágyak összeszerelésekor a csapágyba bevezetjük a tengelyt. Amikor a hornyos axiál-radiál csapágypárnák végeibe felütközik a siklótárcsa kúpos siklófelülete, a tengely továbbnyomásával a kúpos felület sugárirányban szétnyomja, kifelé kitéríti a tartóelemek egyidejű rugalmas deformációja mellett a csapágypárnákat mindaddig, amíg a siklótárcsa a helyére pattan, azaz bepattan a csapágypárnák körbenfutó hornyába. A tengely • · •«» · ··· ··· • ·· ····· ·· ·· · ···

- 16 így mindig egyértelműen pontos helyzetbe kerül a csapágyhoz képest, az összeszerelés bármelyik szerkezeti részegység viszonylagos mozgatásával történhet.

A fentiekből nyilvánvaló, hogy kialakíthatók bármely házfuratba beépíthető komplett találmány szerinti tengelyes siklócsapágyak. A tengelynek van egy hengeres siklótartománya és legalább egy a hengeres siklótartományból kifelé kiálló kúpos siklófelületü lépcsője vagy tárcsája. A csapágy egy a hengeres házfuratba illeszkedő külső átmérőjű folytonos kerületi résszel kialakított perselytestet, ez utóbbiból legalább egyik tengelyirányból kiálló, egyenként egy a perselytesthez csatlakozó első véggel és egy ettől tengelyirányban mérve meghatározott távolságban elhelyezkedő második véggel rendelkező, a háztól és a tengelytől egyaránt térközzel elrendezett konzolszerű tartóelemet, valamint egyenként ez utóbbiak szabad második végei által hordott csapágypárnákat tartalmaz. A csapágypárnákban egy a tengely kúpos siklófelületének megfelelő alakú, a siklófelülettel rendelkező tengelyrész felvételére alkalmas körbenfutó horony van kiképezve, és a konzolszerű tartóelemek a csapágypárnáknak a tengely siklófelületes részére Lepattintással történő csatlakoztatását megengedő, sugárirányban kifelé rugalmasan kihajló szerkezeti elemekként vannak kialakítva.

Amennyiben indokolt, a találmány szerinti siklócsapágyazás csapágypárnákat alátámasztó ill. hordozó tartórendszere tartalmazhat további konzol-, gerenda- és/vagy membránszerű tartóelemeket is annak érdekében, hogy a csapágypárnák mindenkori kívánt terhelés alatti deformációja valósuljon meg. A csapágyazás beépíthető továbbá tömítetten zárt csapágyházas tokozásba is olymódon, hogy a csapágyház forgórészében képezünk ki egy siklótárcsát. A siklócsapágyazás tartalmazhat továbbá kenőanyaggal beitatott porózus tartományokat is, hogy azonnal kellő mennyiségű kenőanyag álljon rendelkezésre, de alternatív megoldásként a csapágy választott szerkezeti anyaga valamely önkenő tulajdonságú műanyag is lehet.

• · · ♦ ··*· • · · · ·

4·· · 4 4 · »·« • ·· ····« · ·· ·· 4 · · ·

- 17 A találmány kiterjed találmány szerinti csapágyperselyek gyártására is. Hogy melyik gyártási módszert választjuk, az attól függ, hogy mekkora mennyiségű csapágyperselyt akarunk legyártani, és milyen anyagból. Ha csupán kis mennyiségű csapágypersely gyártására van szükség, vagy ha csak teszteléshez és/vagy szerszámgyártáshoz szükséges prototípusokat akarunk készíteni, akkor a csapágyperselyeket célszerűen hengeralakú fém nyersdarabokból, például vastagfalu csőből vagy rúdból kiindulva forgácsolással legyártani. A radiális és/vagy homlokoldali furatokat vagy hornyokat, a radiális bemetszéseket vagy bevágásokat előnyös lehet számjegyvezérlésű szikraforgácsoló technikával, számjegyvezérlésű lézeres forgácsoló technikával, vagy számjegyvezérlésű vízsugaras forgácsolással kialakítani. Ha közepes mennyiségű csapágyperselyt kell legyártani, akkor a találmány szerinti csapágyperselyeket az ugyancsak találmányunk szerinti kiolvadómintás öntéssel célszerű legyártani.

Nagy mennyiségek esetén a találmány szerinti csapágyperselyeket többféle szerkezeti anyagból, így például műanyagból, kerámiából, szintereit fémekből és kompozit anyagokból gyárthatjuk le. Nagy mennyiségeknél gazdaságosan használható számos gyártási módszer, például a fröccsöntés, öntés, szinterelés, nyomásos öntés és extrudálás. A jelen találmány szerinti csapágyperselyek könnyen sajtolható formájúra alakíthatók ki.

Összefoglalva, a találmány olyan radiális, axiális és radiál-axiális hidraulikus csapágyperselyekre vonatkozik, amelyek a hagyományos csapágyperselyeknél lényegesen nagyobb teljesítményűek, és a hasonló tulajdonságú csapágyperselyek árának egy tört részéért gyárthatók. A találmány tárgyát képezik továbbá olyan tömített csapágyak, amelyek lehetővé teszik hidrodinamikus kenésű siklócsapágyak és találmány szerinti csapágyperselyek használatát az eddig szinte kizárólag gördülőcsapágyak számára fenntartott alkalmazási területeken is.

A találmány szerinti csapágyak és csapágyperselyek * ♦ · · • · · · • · · · · · · • · · « · · · ·· · · · ···

- 18 további részleteit kiviteli példákon a mellékelt rajz alapján ismertetjük. A rajzon az

IA. ábra egy modulrendszer elemként kialakított tömített csapágyházban elhelyezett radiális csapágypersely vázlatos metszete, az

IB. ábra az 1A.

metszeti rajza egy csapágypersellyel, az

IC. ábra az 1A.

ábra szerinti csapágy benne elhelyezett vázlatos axiális váz latos ábra szerinti csapágy metszeti rajza, benne elhelyezett axiális és radiális csapágyperselyekkel, az

ID. ábra az 1A. ábra szerinti csapágy vázlatos metszeti rajza, benne elhelyezett egy pár radiál-axiális csapágypersellyel, az

IE. ábra egy ferrofluid anyagú tömítéssel ellátott példaképpeni találmány szerinti csapágy metszetvázlata, a

2. ábra a találmány egy példaképpeni kiviteli alakjának megfelelő radiális csapágypersely egy kiemelt részlete, a

2A. ábra a 2. ábrán példaként szerepeltetett csapágypersely egyik párnájának kiemelt részletrajza, a

3. ábra a 2. ábrán látható párna előlnézetét mutatja a tartószerkezettel együtt, terhelt állapotban, a

4. ábra egy találmány szerinti radiális csapágypersely egy másik megvalósítási lehetőségének részlete, az

5. ábra a 4. ábra szerinti csapágypersely egyik párnájának kiemelt rajza, az

5A. ábra a 4. ábrán szereplő csapágypersely módosított formájának egy részletét tünteti fel perspektivikus ábrázolásban, az

5B. ábra a 4. ábrán látható csapágypersely módosított kiviteli alakjának perspektivikus képe, a

6. ábra a 4. ábrán látható csapágypersely végnézetét mutatja be, a

6A. ábra egy tömített házban elhelyezett 6. ábra ·»

szerinti csapágypersely metszete, a

7. ábra egy tartóelem elcsavarodásos áthajlását erősen felnagyítva bemutató vázlat, a

8. ábra egy párnánként két-két tartóelemet tartalmazó találmány szerinti radiális csapágypersely metszeti képe, a

9. ábra egy találmány szerinti csapágypersely egy párnájának tartószerkezet nélkül feltüntetett kiemelt részlete, amelyen látható, erősen felnagyítva a párna felületének helyi áthajlása, a

10. ábra a 8. ábra szerinti csapágypersely egy párnájának állását a tartószerkezettel együtt, terhelt állapotban feltüntető kiemelt részletvázlat, a

10A. ábra a 8. ábra szerinti csapágypersely egy párnájának kiemelt részlete, feltüntetve a párna felületének helyi áthajlását, erősen nagyítva, a

11A. és 11B. ábra a csapágypersely gyártásához szükséges nyersdarab metszeti képe a megmunkálás előtti állapotában bemutatva, a

12A. és 12B. ábra az esztergált nyersdarab metszeti képét mutatja be, a

13A. és 13B. ábra a tovább megmunkált nyersdarab metszetvázlatai, a

14A. és 14B. ábra egy másik nyersdarab metszeti képét mutatja be, a

14C. és 14D. ábra a 14A. és 14B. ábra szerinti nyersdarabból készített csapágypersely metszeti képe, a

15. ábra egy gerendaszerű tartóelemekkel megtámasztott csapágypárnákkal rendelkező axiális csapágypersely felülnézete, a

15A. ábra egy zárt csapágyházban elhelyezett 15. ábrán látható típusú két csapágypersely keresztmetszetét bemutató vázlat, a

16. ábra a 15. ábrán látható axiális csapágypersely oldalmetszete, a

17. ábra a 15. ábrán látható csapágypersely alul nézete, a

18. ábra a 15. ábrán szereplő axiális csapágypersely egy részletének perspektivikus képe, a

19. ábra egy a technika állását képező ismert axiális csapágypersely felülnézeti képe, a

20. ábra a 19. ábrán szereplő ismert axiális csapágypersely metszete, a

20A. ábra a 19. és 20. ábrán látható axiális csapágypersely egy szegmensének kiemelt vázlata, feltüntetve a csapágypárna felülete mentén kialakuló nyomáseloszlást, a

21. ábra egy találmány szerinti, két lábas alátámasztással rendelkező axiális csapágypersely felülnézete, a

22. ábra a 21. ábrán látható axiális csapágypersely oldalmetszete, a

23. ábra a 21. ábrán látható csapágypersely alulnézete, a

23A. ábra a 21. ábrán látható csapágypersely módosított változatának alulnézeti képe, a

24. ábra a 21. ábrán látható csapágypersely egy szegmensének perspektivikus képe, a

25. ábra egy találmány szerinti másik csapágypersely metszete, a

26. ábra egy találmány szerinti másik csapágypersely keresztmetszete, a

26A. ábra egy tömített csapágyházban elhelyezett

26. ábra szerinti csapágypersely metszetét bemutató vázlatrajz, a

27. ábra egy találmány szerinti másik csapágypersely oldalmetszete, a

28. ábra a 27. ábrán látható csapágypersely felülnézeti metszete, a

29. ábra egy találmány szerinti másik csapágypersely oldalnézeti metszete, a

29A. ábra egy találmány szerinti másik axiális csapágypersely metszetvázlata, a

29B. ábra a 29A. ábra szerinti csapágypersely egy másik metszetét mutatja be, a

29C. ábra egy tömített csapágyházban elhelyezett

29A. ábra szerinti csapágypersely metszetét mutatja be, a

30. ábra a 29. ábrán látható csapágypersely felülnézeti metszete, a

30A. ábra a 29A. ábrán látható csapágypersely felülnézete, a

30B. ábra a 29A. ábrán látható csapágypersely alulnézete, a

31. ábra egy találmány szerinti másik radiális csapágypersely oldalnézeti képe, a

31A. ábra a 31. ábrán illusztrált csapágypersely egy részének radiális metszete, a

31B. ábra egy tömített csapágyházban elhelyezett

31. ábra szerinti csapágypersely metszete, a

32. ábra egy találmány szerinti másik radiális csapágypersely oldalnézeti vázlata, a

32A. ábra a 32. ábra szerinti csapágypersely radiális metszete, a

32B. ábra a 32. ábrán látható csapágypersely perspektivikus képét mutatja, a

32C. ábra egy tömített csapágyházban elhelyezett

32. ábra szerinti csapágypersely metszetét mutatja be, a

33. ábra egy találmány szerinti másik radiális csapágypersely oldalnézete, a

33A. ábra a 33. ábra szerinti csapágypersely külső kerülete egy részének részletrajza, a

33B. ábra a 33. ábrán látható csapágypersely metszetét mutatja, a

33C. ábra a 33. ábrán látható csapágypersely egy másik metszetét mutatja be, a

33D. ábra egy tömített csapágyházban elhelyezett 33. ábra szerinti csapágypersely metszete, a

34. ábra egy találmány szerinti másik radiális csapágypersely oldalnézete, a

34A. ábra a 34. ábrán látható csapágypersely külső

kerületének egy részlete, a

34B. ábra a 34. ábrán látható csapágypersely metszetét mutatja be, a

34C. ábra a 34. ábrán látható csapágypersely egy másik metszetét mutatja, a

34D. ábra a 34. ábrán látható csapágypersely egy másik metszetét mutatja be, a

35. ábra egy találmány szerinti kombinált radiális és axiális csapágypersely oldalnézete, a

35A. ábra a 35. ábra szerinti csapágypersely egyik jellemző metszete, a

35B. ábra a 35. ábra szerinti csapágypersely egy másik metszete, a

36. ábra egy találmány szerinti másik kombinált radiális és exiális csapágypersely oldalnézeti képe, a

37. ábra a 36. ábra szerinti csapágypersely egy metszetét mutatja, feltüntetve a csapágypárnára ható erőket, a

37A. ábra egy tömített csapágyházban elhelyezett 37. ábra szerinti csapágypersely metszete, a

38A. ábra egy könnyen sajtolható találmány szerinti axiális csapágypersely felülnézeti képe, a

38B. ábra a 38A. ábra szerinti csapágypersely alulnézetéte, a

38C. ábra a 38A. ábra szerinti csapágypersely oldalnézeti metszetét mutatja, a

38D. ábra a 38A-38C. ábrákon szereplő csapágypersely módosított kiviteleinek alulnézetét bemutató vázlat, a

38E. ábra egy tömített csapágyházban elhelyezett 38A. ábra szerinti csapágypersely oldalnézeti metszete, a

39A. ábra egy találmány szerinti másik, könnyen sajtolható axiális csapágypersely felülnézete, a

39B. ábra a 39A. ábrán látható csapágypersely alulnézete, a

39C. ábra a 39A. és 39B. ábrákon látható csapágypersely metszetét mutatja, feltüntetve a csapágypárnák tartó4 >« ·»·· • ♦ 4 *« ··« · 4 · **·« • ·· 44444· • 4 4* 4· · « szerkezetét is, a

40. ábra egy találmány szerinti önkenő csapágypersely oldalnézeti vázlata, a

40A. ábra a 40. ábra szerinti csapágypersely metszete, a

41. ábra egy találmány szerinti önkenő kombinált radiális és axiális csapágypersely oldalnézeti képe, a

41A. ábra a 41. ábra szerinti csapágypersely metszetvázlata, a

42. ábra egy olyan tömített csapágy metszetét mutatja, amelyben az egyes csapágypárnák a csapágyház állórészéhez vannak erősítve, a

42A. ábra egy a 42. ábrán bejelölt sík mentén vett metszeti vázlat, a

43. ábra egy találmány szerinti kombinált radiális-axiális csapágypersely oldalnézeti képe, a

43A. ábra a 43. ábra szerinti csapágypersely egy oldalnézeti metszetét mutatja be, a

44. ábra egy a tengelyre felszerelhető és a tengelylyel együttforgó csapágypersely metszete, a

45. ábra egy másik, a tengelyre felszerelt csapágypersely metszetvázlata, a

46. ábra egy példaképpen! találmány szerinti önbeálló siklócsapágy részben metszett oldalnézete, a

46A. ábra a siklócsapágy 46. ábrán bejelölt végirányú nézete, a

46B. ábra a siklócsapágy 46. ábrán bejelölt végirányú résznézete, a

47. ábra a 46. ábra szerinti siklócsapágy robbantott távlati képe, bizonyos szerkezeti elemek elhagyásával, a

48. ábra egy találmány szerinti siklócsapágy csapágypárnáját és annak tartóelemét kiemelt részletként távlati képben feltüntető vázlat, a

48A. ábra egy másik csapágypárna-siklótárcsa kivitelt részben metszetben feltüntető kiemelt részletvázlat, a

49. ábra egy további példaképpen! találmány szerinti _ ·* ·· · ·»·· • · · · · *·· · · · · ··<

• · · ··«»· * ·· · · · ·«· siklócsapágyazás részben metszett oldalnézeti vázlata, míg a 49A. ábra a 49. ábra szerinti kiviteli alak ezen ábrán bejelölt végirányú nézete.

A találmány szerinti csapágyperselyek egyes előnyös és célszerű kiviteli alakjainak ismertetésénél az egyszerűség kedvéért bemutatjuk azt, hogy azok miként lennének származtathatók egy hengeres nyersdarabból, a nyersdarabba bemunkált hornyok, vájátok, furatok és egyéb nyílások kialakításával. Ez a csupán bemutatási okokból választott módszer esetenként célszerűen alkalmazható gyártási eljárásként is egy-egy prototípus csapágypersely elkészítéséhez. A hengeres nyersdarabra való hivatkozás azonban elsősorban csak a találmány könnyebb megértésének szándékával történik. Megjegyezzük, hogy bár a találmány szerinti csapágyperselyek nagyrésze valóban legyártható lenne egy hengeres nyersdarabból, azokat egyáltalán nem szükséges így gyártani. Valójában a csapágyperselyek számos különféle módon gyárthatók, amelyek közül néhány gyártási, előállítási eljárást az alábbiakban részletesen is ismertetünk.

Nézzük meg először a 2. ábrát. Az ábra egy radiális siklócsapágy egy kiemelt részletét mutatja be. A rajzon feltüntetett hornyok és vájatok úgy vannak kialakítva, hogy definiálni lehet egy 10 házat valamint a kerület mentén elosztva elhelyezett 12 csapágypárnákat, amelyek mindegyikét egy-egy a 10 házból, konzolszerű 14 tartóelemből és egy 16 befogásból álló tartószerkezet tartja. A tulajdonképpeni csapágyperselyt a 12 párnák egy a 3. ábrán feltüntetett 13A középátmérője definiálja. Ennek megfelelően, az ábrázolt csapágy egy radiális egyirányú csapágy, amely egy 5 tengely siklócsapágyazására csak annak egyik forgásirányában alkalmas. Az ábrán szereplő kialakításnál a csapágy az 5 tengelyt csak a nyíllal jelzett, az óramutató járásával ellentétes forgásirányban csapágyazza megfelelően. Ha a csapágypersely 12 csapágypárnái szimmetrikusak volnának radiális irányú ···· középvonalukra, akkor a csapágypersely az 5 tengelyt mindkét forgásiránya esetén csapágyazni tudná, azaz a csapágypersely kétirányú volna.

Mindegyik 12 csapágypárnának van egy 15 belépő éle és egy 17 kilépő éle. A 15 belépő él az az él, mely először találkozik egy az 5 tengely kerületén lévő ponttal az 5 tengely forgása során. A 17 kilépő él pedig az az él, amely később találkozik a forgó 5 tengelyen lévő ugyanazon kerületi ponttal. Ha az 5 tengely a helyes irányban forog, akkor egy kialakuló folyadékfilmen fut, amely a 12 csapágypárna 15 belépő élétől annak 17 kilépő éléig terjed. Optimális teljesítményt akkor kapunk, ha a 16 befogás a 12 csapágypárnát és ezáltal a terhelést a 12 csapágypárna ábra szerinti függőleges radiális középvonala és a 17 kilépő él közötti 16a pontban (3. ábra) támasztja alá, lehetőleg közelebb a középvonalhoz. A konzolszerü 14 tartóelem a terhelés alatt elfordul egy 14a pont körül, amely a 15 belépő él és a 17 kilépő él közötti szögtartományban helyezkedik el, és a 14 tartóelem át- ill. lehajlásának következtében a 17 kilépő él sugárirányban befelé mozdul el. Természetesen az alakváltozás mértéke többek között a 14 tartóelem alakjától és a csapágyperselyben lévő bemetszések vagy hornyok hosszától függ.

Noha a találmány ismertetése során általában külön tárgyaljuk a radiális csapágyperselyeket és az axiális csapágyperselyeket, mindkettőjükre érvényes a csapágypersely kialakításának néhány elve. igy például mindkét fajtájú csapágypersely egy ék alakú hidrodinamikus rés elvén működik. Továbbá a radiális csapágyperselyek és az axiális csapágyperselyek geometriai főtengelye egyaránt az elkészítésükhöz felhasználható hengeres nyersdarab szimmetriatengelye. A kerület mentén elosztva elhelyezkedő csapágypárnák középvonala az a radiálisán meghosszabbítandó egyenes, mely átmegy a csapágypárna geometriai középpontján és a csapágy geometriai főtengelyén. Ezért, ha egy axiális csapágypersely vagy egy radiális csapágypersely •*· · · * · ·..

• ·· ·····

- 26 - ........

csapágypárnái szimmetrikusak e középvonalra, akkor az adott csapágy kétirányú.

Lényeges különbségek is vannak azonban az axiális csapágyperselyek és a radiális csapágyperselyek között. A legfontosabb természetesen az, hogy a tengelynek melyik részét támasztják meg, és ennek megfelelően más a csapágypárna tartóelemeinek iránya és/vagy állása. Míg például egy radiális csapágypersely a tengely egy palásttartományát támasztja meg, addig egy axiális csapágypersely a tengely vállát vagy véglapját tartja. A többi eltérés ezen alapvető különbségből keletkezik, igy például a radiális csapágy esetében csak a terhelés irányában lévő párna vagy párnák veszik fel vagy támasztják alá a terhelést. Ezzel szemben egy axiális vagy támcsapágyperselynél az összes csapágypárna egyforma terhelést kap. A radiális csapágyperselyeknél általában egy ékalakú rés alakul ki a tengely átmérője és a csapágypersely átmérője közti különbség miatt. Ezzel szemben nincs ilyen beépített ékalakú rés az axiális csapágyaknál. Ezenkívül, míg a radiális csapágyperselyek a terhelés felvételén kívül a forgás stabilitását is szabályozzák, addig az axiális csapágyak csak a terhelést veszik fel. Ezért a radiális csapágyperselyek, különösen a hidrodinamikus radiális csapágyperselyek tervezése lényegesen komplikáltabb, mint az axiális csapágyperselyeké. Ennek részben az az oka, hogy a radiális csapágyperselyek radiális burkológörbéjének limitálási szüksége miatt különböző megkötéseket kell figyelembe venni. E különbségek miatt az axiális csapágyperselyek kialakítása természetesen némileg különbözik a radiális csapágyperselyekéől. Mindazonáltal a fentiekből világos, hogy az itt tárgyak elvek egy része egyaránt érvényes az axiális és a radiális csapágyperselyekre.

Az 1A-1D. ábrákon vázlatosan bemutatjuk a találmány szerinti szerkezetű tömített siklócsapágyat. Miként ezeken az ábrákon látható, egy tömített 1 csapágyház tartalmaz egy ház 2 állórészt, amely az 1 csapágyházhoz van erősítve, egy ház 3 forgórészt, amely az 5 tengelyhez kúpos csappal, « · · menettel, ékkel, hegesztéssel, ragasztással, zsugorkötéssel vagy más módon van együttforgóan hozzáerősitve, tartalmaz továbbá egy 7 tömítést, mely a 3 forgórész és a 2 állórész között tömít, hidrodinamikus 4 kenőanyagot, amely a tömített 1 csapágyházban helyezkedik el, és egy vagy több hidrodinamikus csapágyperselyt, melyek radiálisán és/vagy axiálisan megtámasztják a 3 forgórészt a 2 állórészhez képest.

Általában a 2 állórész és/vagy a 3 forgórész szétszerelhető. Rendszerint a 2 állórész van axiálisan osztva, vagy egy reszerelhető végfedele van, miként az az 1A-1D. ábrákon látható. Az 1 csapágyház szétszerelhetősége megkönnyíti a csapágy alkatrészeinek a tömített 1 csapágyházba való beszerelését. Miként az a rajzokból is látszik, egyes esetekben lehetetlen lenne összeszerelni a csapágyat, ha az 1 csapágyház nem lenne szétszedhető kialakítású. Esetenként kialakítható egymásba illesztett felekből álló kétrészes csapágyház is amint ezt a 6A. , 26A., 29C., 31B., 32C., 33D. és 37A. ábrák szerinti kivitelek jól illusztrálják..

Az 1A-1D. ábrák a hidrodinamikus csapágyperselyek különböző kombinációit ábrázolják egy szabványos 1 csapágyházban elhelyezve. A csapágyperselyek csupán vázlatosan vannak ábrázolva. TB jelöli az axiális csapágyperselyeket, RB a radiális csapágyperselyeket, és TR a kombinált radiális és axiális csapágyperselyeket. Miként ezen ábrákon látható, számos csapágypersely kombináció hozható létre a különböző igények kielégítésére. Jobban működik a csapágy, különösen annak axiális része, ha nincs axiális játék, kotyogás az 1 csapágyházon belül. Ezért távtartógyűrűk használhatók az axiális játék felvételére. Az ábrákon feltüntetett csapágyak tartalmaznak S távtartógyűrűket és C rögzitőgyűrűket a csapágyperselyek 1 csapágyházon belüli helyzettartására. A ház 2 állórész és 3 forgórész tartalmazhat még menetet, csapot vagy más ismert hasonló eszközt az alkatrészek rögzítésére. Az S távtartógyűrűk egyben axiális, radiális vagy kombinált axiál-radiális futógyűrűkként is szolgálhat-

nak, ha van egy olyan felületük, amelyen a párna siklani tud. Szabványos 1 csapágyház, szavványos hidrodinamikus axiális, radiális és kombinált radiális és axiális csapágyperselyek, továbbá ilyen rögzítőgyürük és távtartógyürük használata esetén különböző csapágy jellemzők valósíthatók meg. A távtartógyürük sima felülettel láthatók el, amelyen az axiális gyűrű siklani tud.

Természetesen a tömített csapágyház egy adott, speciális csapágyperselyhez is kialakítható. Ilyen esetben a csapágyházat úgy lehet méretezni, hogy optimálisan megtámassza a benne lévő csapágyperselyt. Ilyen esetekben tehát nincs szükség távtartógyürűkre és rögzítőgyúrGkre.

Különböző típusú tömítések használhatók a rajzokon szereplő 7 tömítéshez. A tömítések lehetnek bármely ismert fajtájúak, például ajakos tömítés, homloktömítés stb.

Egy találmány szerinti intézkedésként előnyösen alkalmazható 7 tömítésként valamely ismert ferrofluid tömítés. Ferrofluidos tömítés kialakítására az 1E. ábra mutat példát. Az elrendezésből látható, hogy a 7 tömítéshez hasonló szerkezetű tömítés használható minden olyan esetben, amikor a tömített 1 csapágyház hidrodinamikus folyadékkal van megtöltve.

Miként az 1E. ábrán látható, a ferrofluidos tömítést használó tömített csapágy szerkezete általában ugyanolyan, mint az itt tárgyalt többi tömített csapágyé. Tartalma? egy 2 állórészt, amely az 1 csapágyházhoz van rögzítve, egy 3 forgórészt, amely az 5 tengelyhez van erősítve, továbbá 4 kenőanyagot, általában hidrodinamikus folyadékot, amely a tömített házban helyezkedik el, egy 7 tömítést a csapágy mindkét axiális végén, és egy hidrodinamikus csapágyperselyt, jelen esetben radiális RB csapágyperselyt, amely ágyazó és erőátadó szerepet tölt be a 3 forgórész és a 2 állórész között. Megjegyezzük, hogy az 1E. ábrán a 4 kenőanyagként használt hidrodinamikus folyadék kitölti az RB radiális csapágypersely tartószerkezetében lévő tereket, és emiatt takarjja a csapágyperselyt.

A ferrofluidos tömítéshez ferrofluidnak kell behatolnia a tömítendő résbe, és mágneses mezőt kell létrehozni a tömítendő rés körül, hogy a ferrofluid pontosan helyezkedjék el. A mágneses mező például a 3 forgórészen vagy a 2 állórészen a rés közelében elhelyezett állandó vagy elektromágnessel hozható létre. Az ábrán látható elrendezésnél a mágnes a 2 állórész radiális irányban legbelső éleinél van elhelyezve. A mágnes N északi pólusa és S déli pólusa kis távolságra van egymástól elhelyezve, hogy a ferrofluid pozicionálására alkalmas mágneses mező jöjjön létre a tömítendő résnél. A találmány szerinti csapágy ezen, 1E. ábra szerinti kiviteli alakja esetében a tömített házban lévő 4 kenőanyag (hidrodinamikus folyadék) egy ferrofluid. Mivel a tömített ház ferrofluiddal van megtöltve, ezért a ferrofluidnak a résbe való behatolása könnyen megvalósítható. Miként az az 1E. ábrán látható, a hidrodinamikus ferrofluid folyadék egy kis része befolyik a résbe, és a mágneses mező hatására O-gyürü alakot vesz fel, teljesen kitöltve a rést.

A ferrofluid gyűrű a mágneses mező hatására egy hermetikus gátat képez, és lehetővé teszi a 3 forgórész szabad forgását a 2 állórészhez képest anélkül, hogy a házban lévő ferrofluid 4 kenőanyag elszivárogna.

Nyilvánvaló, hogy a fentebb ismertetett tömítés lényeges előnyökkel rendelkezik az érintkező, csúszó tömítésekhez, például az elasztomer anyagú tömítésekhez képest. Az egyik lényeges előny természetesen, hogy nincs kopás. Továbbá, mivel számos ferrofluid burkolattal ellátott mágneses részecskéinek hordozófolyadéka egyben szintetikus kenőanyag, a ferrofluid hidrodinamikus kenőfolyadékként is használható. Ennek köszönhetően számos alkalmazási esetben használhatók a ferrofluidos tömítésű csapágyak. E vonatkozásban újra megjegyezzük, hogy ferrofluidos tömítések használhatók a jelen leírásban ismertetett összes csapágyhoz .

Tulajdonképpen nincs szükség az 1 csapágyháznak az 1A-1D. ábrákon illusztrált különleges alakjára. Például, ha • · az 1 csapágyház csak egy radiális csapágyperselyt fog tartalmazni, akkor célszerűen radiális irányban elnyújtott téglalap keresztmetszetű kialakítású lehet. Általában az 1A-1D. ábrákon látható axiális házat akkor kell használni, ha a csapágyházban több csapágyperselyt, vagy egy csapágypersely-szerelvényt akarunk elhelyezni. Ha csak egy csapágyperselyt akarunk berakni a házba, akkor a ház keskenyebb lehet axiális irányban. Mint fentebb említettük, a ház szegmenseit ha szükséges, részekre oszthatjuk fel, hogy be lehessen szerelni a mindenkori kívánt csapágypersely konfigurációt. A 3 forgórész egyszerűen egy hengeres persely lehet, a 2 állórész pedig egy olyan hengeres alkatrész, melynek egy vagy több végfala van az 1A-1D. ábra szerint. A 2 állórésznek a szerelés lehetővé tétele miatt levehető végfala van. Másféle házszerkezetek is lehetségesek, például egy egymásba illesztett henger-elrendezésű ház látható a 6A. ábrán.

Alternatívaként, a 2 állórész egy hengeres persely és a 3 forgórész pedig egy olyan belső persely lehet, amelynek peremei vagy végfalai tömítve vannak a hengeres persely belső kerületén. Az is elképzelzető, hogy vagy a 2 állórésznek vagy a 3 forgórésznek van egy középen kinyúló pereme. Ez igen jól használható lenne axiális siklófelületként. Természetesen az axiális siklófelület távtartókkal támasztható meg, amely távtartókat hozzá lehet hegeszteni vagy csavarozni a 3 forgórész vagy a 2 állórész felületéhez.

Mint láthatjuk, sokféleképpen lehet létrehozni egy olyan tömített 1 csapágyházat, amely egy hengeres teret határol, és két részből áll, amelyek közül az egyik elforgatható a másikhoz képest olymódon, hogy lehetővé váljék egy vagy több hidrodinamikus csapágypersely beszerelése a hengeralakú térbe. Egy adott ház-elrendezés kiválasztása a házba beszerelendő csapágypersely típusától és a csapágy üzemi körülményeitől függ.

A hidrodinamikus folyadék kiválasztása az adott alkalmazási esettől függ. Mindenesetre az általános motor31 vagy orsóolaj, vagy bármely ismert transzmissziós folyadék megfelelő lehet a kívánt célra.

Adott csapágyperselyek kiválasztása szintén az alkalmazási esettől függ. Természetesen ismert hidrodinamikus csapágyperselyek is használhatók. A találmány szerinti csapágyperselyek azonban jobb eredményeket biztosítanak.

A 2., 2A. és 3. ábrán láthatjuk, hogy a 12 csapágypárna egy 13 ívelt homloklappal rendelkezik, amely tulajdonképpen megfelel a párna által (a folyadékfilm közvetítésével) alátámasztandó tengely sugarának, és mindegyik párnát axiális irányú és radiális irányú élek határolják. Az axiális irányú élek tartalmazzák a belépő és a kilépő élet. A 3. ábrán a konzolszerű 14 tartóelem látható terheletlen helyzetében (vastag vonal) és áthajlott, terhelt helyzetében (szaggatott vonal). A 8. ábrán látható tartószerkezetek hornyok és bemetszések segítségével vannak kialakítva. E hornyok vagy radiális bemetszések vastagsága általában 0,002 és 0,125, azaz 0,049 mm és 3,1 mm között van. Az áthajlás mértékét többek között a bemetszések hosszával lehet változtatni. Hosszabb bemetszések hosszabb nyomatékkart eredményeznek, miáltal nagyobb áthajlás jön létre. Rövidebb bemetszésekkel kevésbé rugalmas és nagyobb teherbíróképességű konzolszerü tartóelemeket kapunk. A bemetszés vagy a horony hosszának megválasztásánál ügyelnünk kell arra is, hogy ne alakuljon ki rezonancia. Ezenkívül elhelyezhetünk egy 100 piezoelektromos elemet vagy hasonló egyéb eszközt a csapágypersely alakváltozási jellemzőinek befolyásolása céljából a csapágypárna és a tartószerkezet közé (miként pl. az a 8. ábrán látható), vagy a tartószerkezeten belül. Ha piezoelektromos elemet használunk, akkor gondoskodnunk kell kábelekről, fémcsíkokról, vagy a piezoelektromos elem áramellátását biztosító egyéb eszközről is.

Ha a 14 tartóelem vége a 3. ábrán látható módon helyezkedik el, akkor a 16a pont körüli áthajlás hatására sugárirányban befelé mozdul el a 12 csapágypárna 17 kilépő éle, kifelé mozdul el a 15 belépő él, és kismértékben ella32 posodik a 12 csapágypárna, miként ezt a 9. ábra szaggatott vonala mutatja. Az áthajlás hatására a 12 csapágypárna 13 ívelt homloklapja és az 5 tengely külső felülete közötti rés, amelyben a folyadékfilm kialakul, ékalakúvá válik, és létrejön a jólismert hidrodinamikus hatás. A 17 kilépő él és az 5 tengely valamint a 15 belépő él és az 5 tengely közötti távolság ideális aránya 1:2 és 1:5 között van. Más szavakkal, a 15 belépő él és az 5 tengely közötti távolságnak

2...5-ször nagyobbnak kell lennie a 17 kilépő él és az 5 tengely közötti távolságnál. Hogy egy speciális alkalmazási esetnél létrejöjjön ez az ideális arány, ahhoz megfelelően kell megválasztanunk az áthajlást befolyásoló tényezőket, tehát a szerkezeti elemek számát, méretét, helyét, alakját és anyagje1lemzőit. E változók optimalizálására a számítógéppel végzett, véges elemek módszerével történő analízis bizonyult a leghatékonyabb eszköznek. Megjegyezzük, hogy az ideális ék alak a kívánt teljesítmény jellemzőktől függ. Például a maximális teherbíróképességhez szükséges ék alakja nem ugyanolyan, mint a minimális súrlódáshoz tartozó éké. A számítógépes analízis különösen hasznos a fentebb ismertetett csapágyperselyeknél, amelyek lehetővé teszik mind a hat irányú elmozdulást ( azaz hat szabadságfokúak).

Miközben e technikával kiváló eredményeket kaptunk, megfigyeltük, hogy a szimulált üzemi körülmények között optimális teljesítményre tervezett csapágyperselyek bizonyos esetekben nem viselkednek optimálisan a tényleges üzemi körülmények között. Ezen felismerés vezetett olyan találmány szerinti csapágyperselyek kialakításához, amelyek beszabályozhatok bizonyos érzékelt üzemi körülményekhez, kiküszöbölendő az esetleges üzemelési hibákat. A találmány szerinti csapágyperselyek konkrétan olyan szerkezeti elemeket tartalmazhatnak, melyek képesek befolyásolni, megváltoztatni az ék alakját, a párna felületét és/vagy a tartószerkezet alakváltozási jellemzőit. E szerkezeti elemeket egy központi vezérlő egység (CPU) szabályozhatja, amely jeleket kap az ék alakú rés minőségéről. Például, érzékelők érzékelhetik a fizikai jellemzőket, így a hőmérsékletet, a tengelynek a párnával való érintkezését, a nyomatékot, a zajt, a felvett teljesítményt, stb. Az érzékelőktől jövő jelek a CPU-hoz kerülnek, és ez azokat rendre összehasonlítja az optimális alakú ékhez tartozó állapottal. Ha lényeges eltérés van a ténylegesen érzékelt állapot és az optimális ék-alakhoz tartozó állapot között, akkor a CPU egy jelet továbbít az ék alakját, a párna felületét és/vagy a tartószerkezet alakváltozási jellemzőit megváltoztató eszközhöz, hogy állítsa be a rést az optimális ék alakra. Alternatívaként, vagy kiegészítésképpen, a CPU közvetlenül, manuálisan is vezérelhető, például MEREVSÉGET MEGNÖVELNI vagy KILÉPŐ ÉLET FELEMELNI parancsokkal. Ilyen parancs esetén a CPU végrehajtja a kívánt eredmény eléréséhez szükséges, előre betáplált programot.

Különböző eszközök használhatók az ék alakú rés minőségének megváltoztatására. Például megváltoztathatjuk a rés minőségét, ha hidraulikus folyadékot kényszerítünk a csillapítókamrákba (alább részletezve), hogy megváltozzék a csapágypersely tartószerkezetének csillapítási jellemzője. Alternatívaként, egy mechanikus menetes szorító is használható a tartószerkezet alakváltozási jellemzőinak megváltoztatására. Ezen eszközök bármelyike elektronikusan szabályozott lehet.

Noha számos eszköz használható a rés alakjának az érzékelt üzemi körülmények szerint történő megváltoztatására, jelenleg úgy gondoljuk, hogy a legjobb módszer az, ha égy vagy több piezoelektromos elemet helyezünk el a csapágypersely tartószerkezetén belül, vagy a tartószerkezet és a csapágypárna között lévő térközökbe. Ebben az esetben a piezoelektromos elemekkel szabályozhatjuk, vagy módosíthatjuk a csapágypárna alakját és irányát, és befolyásolhatjuk a tartószerkezet alakváltozási jellemzőit. Ugyanis közismert, hogy az elektromos áram hatására bizonyos kristályok és kerámia anyagok megnövelik méreteiket. Váltakozó fe• · · szültség hatására oszcillál a kristály vagy a kerámia anyag vastagsága. Ha azonban egyenáramot alkalmazunk, akkor a vastagság változás nem változik. Közismert tehát, hogy vannak olyan anyagok, amelyek megváltoztatják méreteiket elektromos feszültség hatására. Ilyen anyag például a kvarc, a Rochelle só (kálium, nátrium tartarád), a megfelelően polarizált bárium titanid, az ammónium dihidrogén foszfát, a közönséges cukor és egyes kerámiák. A piezoelektromos tulajdonságú anyagok közül egyik sem rendelkezik az összes kívánatos jellemzővel, így stabilitással, nagy reakcióval, hőmérséklettel és nedvességgel szembeni érzéketlenséggel és kívánt alakra formázhatósággal. A Rochelle sónál tapasztalható a legnagyobb rakció, de ezt védeni kell a nedvességtől és a levegőtől, és nem használható 45°C felett. A kvarc kétségkívül a legstabilabb, de kicsi a reakciója. Stabilitásának köszönhetően a kvarcot széleskörűen használják elektronikus oszcillátorok stabilizátoraként. A kvarcot gyakran vékony lemezre hasítják, és az egyes fázisokat ezüsttel vonják be elektródák hozzáerősítése céljából. A lemez vastagságát a kívánt elektromos frekvenciának megfelelő mechanikus rezonancia frekvenciához tartozó vastagságra köszörülik. Ezután a kristály beépíthető egy frekvencia szabályozó elektronikus áramkörbe.

Számos piezoelektromos anyag egyetlen kristályként létezik, ezzel szemben a bárium titanád polikristályos szerkezetű, ezért különböző alakúra és méretűre formálható. A piezoelektromos hatás nem jön létre addig, amíg az elemet polarizáló kezelésnek alá nem vetik.

A piezoelektromos elemek elhelyezhetők a találmány szerinti bármelyik hidrodinamikus csapágypersely térközeiben. Ez a kényelmes megoldás azonban csak akkor alkalmazható, ha megfelelő térköz áll rendelkezésre a tartószerkezet és a csapágypárna között, vagy a tartószerkezeten belül. Mivel az alábbiakban ismertetett csapágyperselyek különféle térközökkel rendelkeznek, és mivel a térköz tényleges mérete függ a csapágypersely méretétől, ezért többek között a • ·· használandó csapágypersely átmérőjétől függ, hogy milyen alakú csapágyperselyt használhatunk a piezoelektromos vezérléshez az alábbiakban ismertetett csapágyperselyek közül.

Egy viszonylag nagy csapágyperselyhez, amelynél a viszonylag nagyobbak, a 2., 8., 25., 31. és 37. ábrán szereplő csapágyperselyekhez hasonló konstrukciók használhatók. Ezzel szemben nagyon kis csapágyperselyeknél, amelyekben a térközök viszonylag sokkal kisebbek, a 32. vagy a 38. ábrán látható típusú csapágypersely a legmegfelelőbb. Tartsuk szem előtt, hogy ha a piezoelektromos elem mérete megközelíti magának a tartószerkezet elemeinek méretét, akkor viszonylag nagyobb hatást tud kifejteni a piezoelektromos elem a csapágypersely teljes szerkezetére. Normál körülmények között a piezoelektromos elemekkel csak kismértékben szükséges módosítani a csapágyperselyeket, mivel a csapágyperselyek már a piezoelektromos elem nélkül is majdnem optimálisan működnek. Ezért, ha a 32. ábra szerinti csapágypersely tartószerkezetében lévő térközt kitöltenénk egy piezoelektromos elemmel, akkor a csapágypersely jellege egy hidrodinamikus csapágyperselyről egy piezoelektronikusan szabályozott csapágyperselyre változna meg. Bizonyos esetekben ez kívánatos lehet.

Például a 2. és a 2A. ábrán látható csapágypersely 100 piezoelektromos elemeket tartalmazhat tartószerkezetén belül a tartószerkezet és a csapágypárnák között. Elektromos vezetékek (az ábrán nem láthatók) csatlakoznak mindegyik piezoelektromos elemhez. Az elektromos vezetékekhez menő áramerősséget egy szabályozórendszer vezérli. A szabályozórendszer tartalmaz egy központi egységet (CPU) , mely befolyásolja az összes piezoelektromos elemet a hidrodinamikus rés állapotát megfigyelő érzékelőktől kapott jelek alapján, vagy pedig manuális input jelek szerint.

A találmány szerinti csapágyperselyekben lévő 18 piezoelektromos elemek befolyásolására szolgáló szabályozórendszer például tartalmazhat egy CPU-t, amely input jeleket • · · · kap a hidrodinamikus rés minőségét megfigyelő különböző érzékelőktől. Például a CPU jeleket kaphat egy hőmérséklet érzékelőtől, egy zaj érzékelőtől, egy tengely és párna közötti érintkezés érzékelőtől, egy áramfogyasztás érzékelőtől, nyomaték érzékelőktől és/vagy nyúlás érzékelőktől. Az egyes érzékelőktől kapott jeleket a CPU összehasonlíthatja a csak olvasható (ROM) memóriában tárolt, a rés ideális állapotához tartozó értékekkel. A ROM memória akár több kívánatos rés-alakhoz, például a MAXIMÁLIS TEHERBiROKÉPESSÉG vagy a KIS SÚRLÓDÁS állapot rés-alakjához tartozó értéket is tárolhat. Ha a CPU azt állapítja meg, hogy az érzékelt állapot a megengedett tartományon kívül van, akkor diagnosztizáló analízissel megállapítja, hogy milyen korrekciós intézkedésre van szükség. Ennek eredményeként akkora áramot küld a piezoelektromos elemeknek, melynek hatására azok végrehajtják a szükséges változtatást.

A 8. ábrán látható csapágyperselyt felszerelhetjük 100 piezoelektromos elemekkel, melyek lehetővé teszik a hidrodinamikus rés finombeállítását. Itt is (az ábrán nem látható) vezetékek csatlakoznak az egyes piezoelektromos elemekhez, és a piezoelektromos elemekhez menő áramot a fentebb ismertetett típusú központi vezérlő egység (CPU) szabályozhatja.

A 25. ábrán látható csapágyperselynél 100 piezoelektromos elemeket helyezhetünk el a tartószerkezet és a 132 csapágypárna között, hogy befolyásolni tudjuk a 132 csapágypárna áthajlását. Ebben a példában a 100 piezoelektromos elemek mindegyik 132 csapágypárna ugyanazon pontján vannak elhelyezve, hogy a 100 piezoelektromos elemek egyetlen funkciót láthassanak el, azaz változtassák ill. beállítsák a 132 csapágypárnák lehajlását. Természetesen további 100 piezoelektromos elemeket is elhelyezhetünk más helyeken és más célra is. Itt is (az ábrán nem látható) vezetékek mennek a 100 piezoelektromos elemekhez, és a piezoelektromos elemekhez menő áramerősséget a fentebb ismertetett típusú központi vezérlő egység (CPU) szabályoz- 37 za.

A 31. ábrán látható csapágypersely 18 piezoelektromos elemeket tartalmazhat, amelyek lehetővé teszik az ék alakú rés beállítását az érzékelt üzemi körülmények szerint. Itt is vezetékek csatlakoznak a 18 piezoelektromos elemekhez és a 18 piezoelektromos elemekhez menő áramot egy szabályozórendszer szabályozza, amely a fentebb ismertetett típusú lehet. Megjegyezzük, hogy a piezoelektromos elemekhez menő áramot egy manuálisan működtetett elektromos vezérlő rendszerrel is lehet befolyásolni. Valószínűleg jobb eredmények érhetők el azonban, ha a szabályozást egy központi egységre bízzuk.

A 37. ábrán látható kombinált radiális és axiális csapágypersely 100 piezoelektromos elemet tartalmazhat a tartószerkezet és a csapágypárna közötti térközben elhelyezve. Elektromos vezetékek csatlakoznak a 100 piezoelektromos elemekhez, azok szelektív áramellátása céljából, hogy ílymódon meg lehessen változtatni a piezoelektromos elemek méretét, és ezáltal szabályozni lehessen a csapágypersely alakváltozási jellemzőit. A vezetékeken a piezoelektromos elemhez menő áramot célszerűen egy központi egységgel lehet szabályozni.

Hasonló módon, a találmány szerinti bármelyik csapágypersely tartalmazhat egy vagy több piezoelektromos elemet a csapágypersely alakváltozási jellemzőinek módosítása céljából.

A 4. és az 5. ábrán a találmány szerinti csapágypersely egy másik illusztris kiviteli példáját láthatjuk, amikor is a csapágypersely hornyokkal vagy bemetszésekkel és vájátokkal van ellátva, hogy ki lehessen alakítani egy 30 házat egy 32 csapágypárnával, melyet a 30 házból egy tartószerkezet támaszt meg, amely 34a, 34b részekből álló gerendaszerű 34 tartóelem, amely tulajdonképpen egy a 32 csapágypárnát hordó kéttámaszú egyenes tartó. Ezenkívül alámetszés is kiképezhető a 32 csapágypárna alatt úgy, hogy a 34 tartóelem csak egy viszonylag kisméretű 34ps ···· ♦ ·< · párna-alátámasztó felületen támassza alá a párnát. Az 5. ábrán láthatjuk, hogy a 34 tartóelem 34a és 34b részeit egy-egy 36a, 36a befogás tartja, amely konzolos támaszként tartja a 34 tartóelem két végét.

Miként az a 4. ábrából kitűnik, az 5. ábrán látható perspektivikus kép csak egy részét mutatja a 32 csapágypárnának. A teljes 32 csapágypárna az 5A. és 5B. ábrákon van illusztrálva, amelyek a 4. ábrán látható csapágypersely lehetséges módosításait mutatják. Miként a rajzokon látható, a 32 csapágypárna 34ps párna-alátámasztó felülete közelebb van a 37 kilépő élhez, mint a 35 belépő élhez. Ennél a konstrukciónál elcsavarodik a 34 tartóelem a 7. ábrán látható módon, és létrejön az ábrán látható alakváltozás. A rugalmasságot itt is a ház falában kialakított kis bemetszésekkel vagy hornyokkal alakíthatjuk ki. E bemetszések lehetővé teszik a 32 csapágypárna hat szabadságfokú elmozdulását (azaz a 32 csapágypárna elmozdulhat a +x, -x, +y, -y, +z és —z irányokban, valamint elfordulhat az x, y és z tengelyek körül), és úgy vannak kialakítva, hogy optimális alakú hidrodinamikus rés jöjjön létre. Ha a bemetszések vagy hornyok a 34a és 34b részek tartományai előtt végződnének, akkor a 32 csapágypárnát egy folytonos hengeres 34m membrán támasztaná alá, miként ez az 5A. ábrán látható. A 34m membrán egy folyadékos csillapító tagként működik, amely a 32 csapágypárnát támasztja alá. A bemetszések a 4. ábrán az A és B pontban végződnek. A 34m membrán rugalmassága a folyadék kenőanyaggal együtt lehetővé teszi a csillapítás változtatását és a 32 csapágypárnának a háztól való elkülönülését. A csillapításra egy olajpárna szolgál, amely igen jó csillapító tulajdonságokkal rendelkezk. Az 1-3. ábrákon látható csapágyperselyekhez hasonlóan, a 4-7. ábrákon látható csapágypersely sem szimmetrikus a 32 csapágypárna radiális középvonalára, és ezért ez is egy egyirányú csapágypersely. Ennek megfelelően a csapágyperselynek van egy 35 belépő éle, mely áthajlik kifelé, és egy 37 kilépő éle, mely felfelé hajlik át. Ezáltal szintén egy ék alakú rés jön • ·· · létre. Az ék alakú résnek itt is olyannak kell lennie, hogy a 37 kilépő él és a tengely, valamint a 35 belépő él és a tengely közötti távolságok aránya 1:2 és 1:5 között legyen. Ezenkívül a terhelés középpontjának, amelyet a 34ps párnaalátámasztó felület határoz meg a 34 tartóelemen, itt is a csapágypárnaradiális középvonala és a 37 kilépő él között kell lennie, lehetőleg közelebb a 32 csapágypárna radiális középvonalához.

Miként az az 5B. ábrán látható, a 34 tartóelem az 5. ábrán feltüntetett megoldásnál egyszerűbben is kialakítható, ha egyszerűen elkészítjük az A és B pontoktól kiinduló hornyokat vagy bemetszéseket.

A 6A. ábra a 6. ábrán látható csapágyperselyt egy tömített 1 csapágyházba behelyezve tünteti fel. Miként látható, a csapágypersely az 1 csapágyház 2 állórészéhez van erősítve valamilyen ismert módszerrel, például csapokkal, menettel, szorítógyűrükkel, hegesztéssel vagy ezek kombinációjával. A 32 csapágypárnák támasztják alá az 1 csapágyház 3 forgórészének siklófelületét. Az 1 csapágyház 3 forgórésze az 5 tengelyhez van erősítve csapokkal, menettel, zsugorkötéssel vagy más hasonló módon. A csapágyperselyt 4 kenőanyagként szolgáló hidrodinamikus folyadék veszi körül, és a 7 tömítések tömítik az 1 csapágyház 2 állórészét és 3 forgórészét egymáshoz képest. Mint fentebb említettük, az 1 csapágyház 2 állórésze az 5 tengely álló házának egy részét alkotja és ahhoz van hozzáerősítve, az 1 csapágyház 3 forgórésze pedig az 5 tengelyhez van erősítve, és az 5 tengely részeként működik. Ezért, ha az 5 tengely forog, akkor az 1 csapágyház 3 forgórésze is forog a 2 állórészhez és a hozzáerősített csapágyperselyhez képest. Ily módon az 5 tengelyt megtámasztja a csapágypersely az 1 csapágyház 3 forgórésze közvetítésével.

A 8. ábrán a találmány szerinti csapágypersely egy harmadik példaképpen! kiviteli alakját láthatjuk. Ennél a példánál belső hornyok vagy bemetszések szolgálnak egy tartóelem és ez utóbbit hordó tartószerkezet kialakítására.

····

A csapágypersely hornyokkal és vajatokkal vagy bemetszésekkel úgy van kialakítva, hogy létrejöjjön egy 40 csapágypárna, amelyet egy-egy 42 és 44 tartóelem hordoz. A 40 csapágypárna 40a és 40b részekkel csatlakozik a 42 és 44 tartóelemekhez, míg annak a házhoz csatlakoztatására 46 és 48 befogások szolgálnak. A csapágypersely itt is vékony hornyokat vagy bemetszéseket tartalmaz, amelyek a csapágypersely falában vannak kialakítva. A 40 csapágypárna felülete alatti 60 horony növeli a rugalmasságot, így terhelt állapotban a 40 csapágypárna egy szárnyszelvényhez hasonló alakot vesz fel, hogy behatoljon a kenőanyag. A 42, 44 tartóelemek révén biztosított kétpontos rugalmas alátámasztás következtében a párna egy rugózó membránként működik.

A 8. ábrán látható típusú csapágyperselyre példa egy kombinált radiális-axiális egység, amelyet majd a későbbiekben ismertetünk a 43. és a 43A. ábra kapcsán.

A 10A. ábra a 40 csapágypárna terhelés alatti alakváltozását mutatja be. Miként a rajzokon (túlozva) látható, a 40 csapágypárna úgy van kialakítva és alátámasztva, hogy terhelés hatására egy szárnyszelvény alakját veszi fel. A szárnyszelvény nagyon megjavítja a teljesítményt. Miként a rajzokon is látható, a 40 csapágypárna képes elmozdulni x, y és z irányban, valamint elfordulni az x, y és z tengelyek körül, azaz a 40 csapágypárna hat elmozdulási szabadságfokkal rendelkezik. Ez a szerkezeti kialakítás ugyancsak lehetővé teszi optimális alakú hidrodinamikus rés kialakulását.

A 9. ábrán egy 50 csapágypárna terhelés alatti alakváltozása látható, amikor is az 50 csapágypárna terhelés hatására ellapul. Ez az alakváltozás azonban egy nagyságrenddel kisebb, mint a tartószerkezetnek a 3. és a 10. ábrán látható alakváltozása. A végső eredmény egy a 3. és a

10. ábrán látható alak, de a homlokfelület görbülete egy kicsivel még laposabb.

A 31. és a 31A. ábra egy másik példát ad egy

- 41 találmány szerinti radiális csapágypersely kialakítására. A 31. és a 31A. ábrán látható csapágypersely szerkezete különbözik a korábban ismertetett radiális csapágyperselyek szerkezetétől, mert e csapágypersely kétirányú, azaz a csapágypersely az óramutatúó járásával megegyező és azzal ellentétes forgásnál is képes a tengely hatásos csapágyazására, miként ez a 31. ábrán jól látható. A csapágy azért kétirányú, mert a 632 csapágypárnák rendre szimmetrikusak radiális 606A középvonalukra, amely a csapágypersely 606 geometriai főtengelyén és a 632 csapágypárna geometriai középpontján átmenő egyenes. A korábban ismertetett radiális csapágyperselyekhez hasonlóan a 31. és 31A. ábrán látható csapágypersely több vékony radiális és kerületi horonnyal van kialakítva, hogy létrejöjjenek a kerület mentén egymástól elválasztott 632 csapágypárnák.

A 632 csapágypárnák tartószerkezete némileg hasonló a 8. ábrán látható radiális csapágypersely tartószerkezetéhez. Mindegyik 632 csapágypárnát egy-egy tartóelemes tartószerkezet támaszt alá rendre két 632ps párna alátámasztó felületen. A 632 csapágypárnákhoz az egyes 632ps párna alátámasztó felületen csatlakozó tartóelemvonulat szimmetrikus, és ennek köszönhetően kétirányú a csapágypersely. Az ismertetés egyszerűsítése érdekében csak a 632 csapágypárna egyik végénél lévő tartóelemvonulatot ismertetjük, mivel a 632 csapágypárna másik végét ugyanolyan tartóelenvonulat tartja. Tehát, miként a 31. ábrán látható, egy általában radiális irányban álló első 640 tartóelem csatlakozik a 632 csapágypárnához a annak 632ps párna alátámasztó felületénél. Egy második, általában kerületi irányú 642 tartóelem csatlakozik a 640 tartóelem radiális irányban külső végéhez. Egy harmadik, általában radiális 644 tartóelem megy tovább radiális irányban befelé a 642 tartóelemtől. Egy negyedik, általában kerületi irányú 646 tartóelem csatlakozik a 644 tartóelem radiális irányban legbelső részéhez. Egy ötödik, általában radiális irányú 648 tartóelem köti össze a 644 tartóelemet a tartószerkezet ház részével. Összefoglalva, a 31. ábrán látható csapágypersely mindegyik 632 csapágypárnáját összesen tíz tartóelem és a ház támasztja alá. Továbbá, az alábbiakban ismertetendő, radiális irányban kezdődő, majd kerületi irányban folytatódó hornyok alakíthatók ki a tartószerkezet házában, és így a tartószerkezet háza is statikailag gerendákként vagy membránokként kialakított tartóelemekként működik. Megjegyezzük, hogy a 8. ábrán látható csapágyperselyhez hasonlóan a csapágypárna felülete alatt kialakított horony vagy bemetszés tovább növeli a rugalmasságot, úgy hogy terhelés hatására a csapágypárna szárnyszelvény alakot vesz fel, megkönnyítendő a kenőanyag behatolását. Ilymódon a párna egy rugószerű membránként működik.

A 31A. ábra a 31. ábrán látható csapágypersely radiális metszetét mutatja be, amelyen látható a harmadik 644 tartóelem, a 632 csapágypárna és a ház.

A 31B. ábra egy 31. és 31A. ábra szerinti csapágyperselyt mutat be egy tömített csapágyházba beépítve. Miként az az ábrán látható, a csapágypersely külső kerülete hozzá van erősítve a ház 2 állőrészéhez. A 632 csapágypárnák megtámasztják a ház 3 forgórészének forgó felületét. A csapágyperselyt 4 kenőanyagként szolgáló hidrodinamikus folyadék veszi körül, és 7 tömítések tömítik a ház 2 állórészét és 3 forgórészét egymáshoz képest. Mint fentebb említettük, a ház 2 állórésze az 5 tengely házának egy részét képezi és ahhoz van rögzítve. A ház 3 forgórésze az 5 tengelyhez van rögzítve és az 5 tengely részeként funkcionál. Tehát ha forog az 5 tengely, akkor a ház 3 forgórésze forog a ház 2 állórészéhez és a csapágyperselyhez képest. Ilymódon a csapágypersely megtámasztja a forgótengelyt a ház forgórészén keresztül.

A 32., 32A. és 32B. ábra egy másik példát mutat a találmány szerinti radiális csapágypersely kialakíthatóságára. E csapágypersely konstrukciója abban különbözik a korábban ismertetett csapágyperselyek szerkezeti felépítésétől, hogy a tartószerkezet a hengeres nyersdarab··· ··· · bán kiképzett viszonylag nagyméretű hornyokkal és nyílásokkal van kialakítva. Ez a szerkezet könnyebben állítható a nyersdarab marásával, mint szikraforgácsolással vagy valamilyen más hasonló precíziós forgácsoló művelettel, amelyek inkább a fentebb ismertetett kiviteli alakok kisméretű hornyainak kialakításához gazdaságos eljárások. A 32. ábrán illusztrált csapágypersely előnye, hogy igen kis csapágypersely esetén könnyebb pontosan kialakítani a 32., 32A. és 32B. ábrán látható nagyobb hornyokat és nyílásokat, mint például a 2., 4. és 8. ábrán látható csapágyperselyek viszonylag kisebb nyílásait. Ezenkívül a nagy hornyok vagy nyílások általában könnyebben sajtolhatok vagy extrudálhatók.

A 32. ábrán látható 732 csapágypárnák szimmetrikusak a 706A középvonalakra nézve. Ezért a csapágypersely kétirányú. Ezenkívül, miként az a 32B. ábrán a legjobban látható, a csapágypersely folytonos szelvényű, nincsenek rajta rejtett nyílások. Ezért könnyen extrudálható és könnyen sajtolható. A tartószerkezet természetesen megváltoztatható a keresztmetszetben elhelyezett diszkontinuitásokkal, például a kerületből kiinduló radiális irányú hornyokkal vagy nem szimmetrikusan elhelyezett radiális irányú nyílásokkal, hogy megváltozzék a tartószerkezet és ezáltal megváltozzanak a teljesítmény jellemzők. A csapágypersely 706 geometriai főtengellyel rendelkezik.

Miként azt a 32. ábra mutatja, a csapágypersely tangenciális irányban osztott több 732 csapágypárnát tartalmaz. Mindegyik 732 csapágypárnát egy tartószerkezet támaszt alá, amely egy pár általában radiális irányú 740 tartóelemből áll, amelyek a 732 csapágypárnához annak alátámasztási felületénél csatlakoznak. Egy második, általában tangenciális irányú 742 tartóelem tartja a 740 tartóelemek mindegyikét. A 742 tartóelemek a házhoz vagy 744 befogásokhoz konzolosan csatlakoznak. E csapágyperselynél a 740 tartóelemek tekinthetők primér tartószerkezetnek, a 742 tartóelemek tekinthetők egy szekunder tartószerkezetnek, a

744 befogások pedig egy tercier tartószerkezetnek.

A 32. ábrán látható, második tartószerkezetként szolgáló 742 tartóelemek a tartószerkezet házában a kerületnél kiinduló axiális 750 hornyokkal vannak kialakítva. A kétirányú csapágypersely szimmetriájának megőrzése céljából e 750 hornyok a kerület mentén elosztva, a 732 csapágypárnák 706A középvonalainál vannak elhelyezve a 732 csapágypárnák tangenciális osztásával azonosan. Természetesen, a kerület mentén hasonló osztással rendelkező, radiális hornyok is kialakíthatók az előző csapágyperselyek bármelyikénél. Ilyen hornyok kialakíthatók a 31. és a 31A. ábrán szereplő csapágypersely kerületén is további konzolszerü alátámasztás létesítése érdekében.

A 32A. ábra a 32. ábrán szereplő csapágypersely egy részének radiális metszetét mutatja be. E metszeten a 732 csapágypárna és a primér tartószerkezetként szolgáló 740 tartóelem látható. A 32B. ábra a 32. ábrán szereplő csapágypersely perspektivikus képét mutatja. Megjegyezzük, hogy bár a csapágypersely kerületi és hengeres részei kissé szögletesre vannak rajzolva a görbület érzékeltetése céljából, e felületek görbülete a valóságban folyamatosan változik.

A 32C. ábra a 32., 32A. és 32B. ábrán látható csapágyperselyt ábrázolja egy tömített 1 csapágyházba beépített állapotban. Mint itt látható, a csapágypersely 740 tartóelemei a ház 2 állórészéhez vannak erősítve. A 732 csapágypárnák támasztják alá a ház 3 forgórészének siklófelületét. A csapágyat a 4 kenőanyagként hidrodinamikus folyadék veszi körül, és a 7 tömítések tömítik a ház 2 állórészét és 3 forgórészét egymáshoz képest. Mint fentebb említettük, a ház 2 állórésze az 5 tengely állóházának egy részeként szerepel és ahhoz van rögzítve, a ház 3 forgórésze pedig az 5 tengelyhez van rögzítve és az 5 tengely részeként funkcionál. Tehát ha az 5 tengely forog, akkor a ház 3 forgórésze elfordul a ház 2 állórészéhez és a hozzácsatlakoztatott csapágyperselyhez képest.

A 33. ábra egy találmány szerinti radiális csapágyperselyt ábrázol. A 32. ábrán látható csapágyperselyhez hasonlóan, a 33. ábrán szereplő csapágypersely is viszonylag nagy hornyokkal és furatokkal van kialakítva. A kerület mentén egyenletesen elhelyezett radiális irányú 835 hornyok alakítják ki a 832 csapágypárnákat. A 832 csapágypárnákat továbbá egy axiális irányú 834 és 835 hornyokból álló horonypár alakítja ki, amelyek legjobban a 33B. és 33C. ábrán láthatók. A tartószerkezet kialakításánál továbbá szerepet játszanak a kerület mentén egyenletesen elhelyezett 837 és 838 furatok. A rejtett 837, 838 furatok jelenléte miatt a 33. ábrán látható csapágypersely nem extrudálható és nem sajtolható egy egyszerű kétrészes szerszámmal, azaz nem könnyen sajtolható.

Miként az legjobban a 33A. ábrán látható, a hosszú 837 furatok metszik az axiális 836 hornyokat, és ílymódon jellegzetes tartószerkezet jön létre mindegyik 832 csapágypárnánál. A tartószerkezet tartalmaz még egy a hengeres nyersdarab palástjából kiinduló 839 hornyot is.

A 33-33C. ábrán látható, hogy a fentebb ismertetett hornyok és furatok egy olyan tartószerkezetet alakítanak ki a 832 csapágypárna számára, amely azt közvetlenül alátámasztó, azaz primér tartószerkezetként szolgáló 840 tartóelemből, két darab, tercier tartószerkezetként szolgáló folyamatos 882 tartóelemből, és a szekunder tartószerkezetként szolgáló, részben a 837 és 838 furatok útján kialakított, a 840 tartóelemet a folytonos 882 tartóelemhez csatlakoztató további tartóelemből áll.

Mivel a 33 - 33C. ábrán illusztrált csapágypersely tartószerkezete nem szimmetrikus a 832 csapágypárna 806A középvonalára (mely a 806 geometriai főtengelyből indul ki), ezért a csapágypersely egyirányú. Továbbá, hasonlóan a

32. ábrán látható csapágyperselyhez, e csapágypersely is kiválóan alkalmas kisméretű csapágyakhoz, mivel az ezen csapágyperselyt jellemző viszonylag nagy hornyok és furatok könnyebben legyárthatok.

A 33D. ábra a 33. és 33C. ábrán szereplő csapágyperselyt egy tömített 1 csapágyházba beépítetten ábrázolja. Miként az ábrán látható, a csapágypersely folytonos 882 tartóelemei hozzá vannak erősítve a ház 2 állórészéhez. A 832 csapágypárnák támasztják meg a ház 3 forgórészének siklófelületét. A csapágyperselyt 4 kenőanyagként hidrodinamikus folyadék veszi körül, és a 7 tömítések tömítik egymáshoz képest a ház 2 állőrészét és 3 forgórészét. Mint fentebb ismertettük, a ház 2 állórésze az 5 tengely házának részeként funkcionál és ahhoz van rögzítve, míg a ház 3 forgórésze a 5 tengelyhez van rögzítve, és annak részeként funkcionál. Ha tehát forog az 5 tengely, akkor a ház 3 forgórésze elfordul a ház 2 állórészéhez és a hozzá csatlakoztatott csapágyperselyhez képest. Ilymódon az 5 tengelyt forgása közben a ház 3 forgórészén keresztül tartja a csapágypersely.

A 34. és a 34A-34D. ábra egy további példaképpen! találmány szerinti csapágyperselyt mutat be. A 34. ábrán szereplő csapágypersely szerkezete hasonlít a 33. ábrán szereplőéhez annyiban, hogy a 932 csapágypárnák és azok tartószerkezetei itt is viszonylag nagy hornyokkal és furatokkal vannak kialakítva, miként ez a rajzból is jól látható. A 932 csapágypárnák tartószerkezete hasonló a 832 csapágypárnák tartószerkezetéhez. Pontosabban, míg a 932 csapágypárnák mindegyikének tartószerkezete egyforma, a tartószerkezet nem szimmetrikus az egyes 932 csapágypárnák vonatkozásában. Ezért a 34. ábrán szereplő csapágy egyirányú. Ezenkívül, mivel a tartószerkezet rejtett nyílásokat tartalmaz, a csapágy nem extrudálható, vagy nem sajtolható egy egyszerű kétdarabos szerszámmal.

Miként a rajzon jól látható, a csapágypersely tartószerkezete tartalmaz egy primér tartószerkezetet, amely egy pár gerendaszerű 940 tartóelemből áll, amelyek a 932 csapágypárnákhoz csatlakoznak, és amelyekben szimmetrikusan 942 nyílások vannak. Egy a csapágypersely külső kerületén kialakított nem túl mély tangenciális horony létrehoz egy tercier tartószerkezetet, amely egy pár folyamatos gerendaszerű 982 tartóelemből áll. Egy 960 tartóelem-vonulatot tartalmazó, a 940 tartóelemeknek a folyamatos 982 tartóelemekhez való csatlakoztatására szolgáló szekunder tartószerkezet is ki van alakítva több nagy, szimmetrikusan elhelyezett 944 furat, valamint kisebb, szimmetrikusan elhelyezett 946 furatok, és kisméretű, nem szimmetrikusan elhelyezett további 948 furatok révén. A nem szimmetrikusan elhelyezett 948 furatoknak köszönhetően a tartószerkezet rugalmasabb, és fokozottabban áthajlik a furatok felé.

Mint amint arra korábban már utaltunk, számos megoldás kínálkozik arra, hogy gördülőcsapágyzásokat a találmány szerinti siklócsapágyakkal váltsunk ki ill. azokat ilyenekkel helyettesítsük. Bizonyos alkalmazási területeken elegendőnek bizonyult, ha a meglévő gördülőcsapágyak helyére egyszerűen egy találmány szerinti siklócsapágyat építünk be. Más esetekben azonos eredmény eléréséhez a találmány szerinti siklócsapágyak valamely konkrét, tömítetten tokozott kiviteli alakját célszerű alkalmazni. Vannak azonban olyan egyszerű esetek is, amikor egyszerűen nincs szükség a találmány szerinti, tömítetten tokozott siklócsapágyak beépítéséhez fűződő csapágyjellemzőkre. Ehelyett a hangsúly az alkalmazott csapágy, mint gépelem lehető legegyszerűbb kivitelén és egyszerű beépíthetőségén, szerelhetőségén van. Az ilyen alkalmazási területek egy példáját az igen nagy mennyiségekben használt rendkívül olcsó, nagy fordulatszámú, de ugyanakkor csekély terhelésű cső- vagy axiálventillátorok képezik, amelyeket elterjedten használnak számítógépekben, valamint más, ez utóbbiak perifériáit képező irodagépekben. Becslések szerint évenként 110 milliót meghaladó darabszámban állítanak elő ilyen ventillátorokat. Ezek esetében, a nagy forgási sebesség és az alacsony terhelés miatt nincs szükség arra, hogy a siklócsapágyakban optimális ék alakú hidrodinamikus rés alakuljon ki. A siklófelületeket valójában önkenő tulajdonságú vagy hasonló kopásálló műanyag felületek képezik, és elfogadható az, ha a siklófelületek egyszerűen csúsznak egymáson. Ugyanakkor amiatt, hogy ilyen ventillátorokat heti százezres nagyságrendben állítanak elő, különös jelentőséggel bír azok egyszerű összeszerelhetősége. Belátható, hogy legkisebb gyártási vagy szerelési ráfordításcsökkenés is hatalmas költségmegtakarítással jár. A találmány szerinti siklócsapágyazások és önbeálló siklócsapágyak a legegyszerűbb gördülőcsapágyaknál is sokkal egyszerűbben szerelhetők. A gördülőcsapágyazások ugyanis általában legalább két csapágyból, valamint azokat a tengelyen helyzetrögzítő távtartó és rugós biztosítógyűrűkből állnak. Egyszerű felépítésük és szerelhetőségük miatt a találmány szerinti siklócsapágyazások bizonyos, az említettre is kiterjedő alkalmazási területeken felülmúlhatatlan előnnyel járnak, elsősorban ott, ahol az egyszerű gépi szerelhetőség különösen fontos szerepet játszik. Alkalmazásuk az említett területeken még adott esetben valamivel költségesebb előállítás esetén is olcsóbnak bizonyulhat a gördülőcsapágyak használatával szemben.

A találmány egyik jelentős célkitűzése értelmében olyan olcsó, egydarabból álló siklócsapágyakat ill. önbeálló siklócsapágyat alakítottunk ki, amely igen nagy darabszámban, előnyösen fröccsöntéssel vagy más sajtolásos, precíziós öntési eljárással állítható elő. A 46., 46A., 46B. és 47. ábra egy olyan példaképpeni találmány szerinti önbeálló siklócsapágyat tüntet fel, amely igen előnyösen gyártható pl. fröccsöntéssel. Anint az különösen a 46. és 47. ábrán jól érzékelhető, az önbeálló siklócsapágyazás egy 10 házba beilleszthető 70 csapágyban elforgathatóan ágyazott 5 tengelyt tartalmaz. A 70 csapágy természetesen képezhet a 10 házzal egyetlen, egydarabból álló szerkezeti egységet is, lehet egy abba beöntött alkatrész, vagy egyszerűen egy abba szereléskor szoros illesztéssel besajtolt egység. Az általában hengeres 5 tengelyen van egy hengerestől eltérő alakú 5R siklótárcsa, amely lehet a tengely anyagában integráns része, de lehet egy arra felerősített külön darab is. A rajzon bemutatott példaképpeni kiviteli alak esetében az 5R siklótárcsa egy kétoldalt kúpos palástú forgástestalakú szerkezeti elem.

A 70 csapágy tartalmaz egy összetartozó sor, a kerület mentén egymástól adott térközökkal egyenletesen elosztva elrendezett 75 csapágypárnát, egy második összetartozó sor ugyanilyen elrendezésű 72 csapágypárnát, valamint egy a 75, 72 csapágypáránákat hordozó tartóelemekkel rendelkező tartószerkezetet. A tartószerkezetnek egy folytonos gyűrűalakú 71 perselyteste van, amelyből egyik végeikkel e 71 perselytesthez csatlakozó, abból tengelypárhuzamos irányban konzolszerűen kiálló, a 71 perselytesthez csatlakozóval ellentétes szabad másik végeikkel rendre egy-egy 75 csapágypárnát, illetve egy-egy 72 csapágypárnát ugyanilyen módon konzolosan hordó hosszúkás 74 tartóelemek nyúlnak ki.

Amint az a 47. ábrán látható, az összetartozó első sor 75 csapágypárnába egy körbenfutó 75G horony van bemélyítve, amelynek keresztmetszeti szelvényalakja megegyezik az 5R siklótárcsa kúpos keresztmetszeti szelvényrészének alakjával. A 70 csapágy összeszerelt állapotában így az 5R siklótárcsa kúpos siklófelületei érintkeznek a 75 csapágypárnák 75G hornyának kúpos felületeivel. Ennek köszönhetően a 75 csapágypárnák az 5 tengelyre ható axiális és radiális csapágyterheléseket egyaránt felveszik az 5R siklótárcsa közvetítéséval. Emiatt ezen 75 csapágypárnákat radax csapágypárnáknak is nevezhetjük.

Fontos kihangsúlyozni azt, hogy az 5R siklótárcsának nem szükséges kitöltenie teljes terjedelmében a 75G hornyot. Kifejezetten előnyös, ha csupán a kúpos siklófelületek érintkeznek a 75G horony megfelelő felülettartományaival annak érdekében, hogy a terhelésátadás csak ezen felületeken át történjék. A fentebb és az igénypontokban használt megfelelő alakú kifejezés tehát akként értelmezendő, hogy csupán az egymásra felfekvő, egymáson csúszó kúpos felülettartományoknak kell egymásnak megfelelő alakúaknak lenniük.

A 72 csapágypárnák ezzel szemben sírna felületüek és úgy vannak kialakítva, hogy felületen érintkeznek az 5 tengely hengeres siklótartományával. A 72 csapágypárnák ennélfogva csak radiális terhelés felvételére alkalmasak, így azokat radiál párnáknak nevezhetjük.

A 70 csapágy 46. ábrán feltüntetett összeszerelt állapotában a 75 csapágypárnák együttese a fellépő radiális és axiális üzemi terheléseket egyaránt viseli a már említett módon. A 72 csapágypárnák együttese ugyanakkor csak radiális terhelésfelvevő funkció betöltésére alkalmas. Minden egyes 72 és 75 csapágypárna rugalmasan kitérő alátámasztású, minthogy azokat a konzolszerü 74 tartóelemek hordják. A rugalmasság elegendőnek tűnik lenni pl. a kisméretű, magas fordulatszámú ventillátorok esetében fellépő csekély terhelés elviseléséhez. A tartószerkezet természetesen a fentebb már részletesen ismertetett intézkedésekkel merevség ill. rugalmasság tekintetében széles tartományon belül befolyásolható annak érdekében, hogy nagyobb teherviselésű, adott esetben megnövelt rugalmasságú és optimális hidrodinamikai jellemzőkkel bíró legyen. A 71 perselytestben pl. kialakíthatók bevágások és hornyok, hogy az további rugalmas gerenda- vagy konzolszerű alátámasztást adjon a rajta nyugvó szerkezeti elemeknek. Amennyiben pl. a 71 perselytest sugárirányú flexibilitásának növelése lenne kívánatos, úgy annak külső palástfelületébe bemélyíthető lenne egy körbenfutó beszúrásszerű horony, amely a 71 perselytestet funkcionálisan egy fokozott sugárirányú rugalmasságú membránszerű tartóelemhez közelítené. Ezen túlmenően, a 72, 75 csapágypárnák a 48. ábrán látható szerkezeti megoldással külpontosán is elrendezhetők a konzolszerű 74 tartóelemek szabad végein, aminek eredményeként azok előírt mértékű terhelés alatti elcsavarodó áthajlása érhető el.

A 46., 46A., 46B. és 47. ábrán feltüntetett példaképpen! találmány szerinti siklócsapágyazás a hagyományos gördülőcsapágyak számos alkalmazási területen való kiváltására, helyettesítésére alkalmas rendkívül olcsó alternatív megoldást képvisel, minthogy a 70 csapágy egyetlen, egydarabból álló szerkezeti egységként fröccsöntéssel vagy más precíziós, nyomás alatti öntési eljárással előállítható. Ezen egydarabból álló egység egyaránt képes axiális és radiális csapágyterhelések felvételére amellett, hogy siklótulajdonságai is kiválóak lehetnek. Ezzel többszörös hagyományos csapágyazások kiváltására alkalmas. Egy további célszerűségi intézkedés értelmében a csapágy a 10 ház részeként is kialakítható akár annak anyagazonos, integráns egységeként, akár a 10 házba öntéssel befoglalt egységként.

A találmány egy ugyancsak fontos célkitűzését megvalósítva a siklócsapágyazás ill. az önbeálló siklócsapágy, amennyiben azt pl. a 47. ábrán bemutatott kialakítású 5R siklótárcsás 5 tengellyel képezzük ki, egyetlen műveleti lépésben azonos pontossággal szerelhető össze, ami által rendkívül költségkímélő megoldást képvisel. Ehhez csupán rá kell fűzni a 70 csapágyat az 5 tengelyre a 75 csapágypárnák felütközéséig az 5R siklótárcsára, majd az ezt követő azonos értelmű és irányú továbbmozgatás során a 75 csapágypárnákat annak kúpos siklófelülete a 74 tartóelemek rugalmas deformációja révén szétnyílásra kényszeríti mindaddig, amíg azok átpattannak az 5R siklótárcsa peremén, és az utóbbi pontosan helyére pattan be a 75G horonyba. Ehhez persze a konzolszerű 74 tartóelemek kielégítő rugalmasságának biztosítása elengedhetetlen követelmény. Fontos az is, hogy körülöttük kellően nagy szabad térköz legyen, amelyben a radiálisán kihajolva deformálódó 74 tartóelemek elférnek. További tervezési megfontolást igényel az, hogy az 5R siklótárcsa siklófelületének kúpszögét olyanra válasszuk meg, hogy az képes legyen a 75 siklópárnák ill. azok 74 tartóelemeinek kihajlító deformálására.

Amint azt korábban már említettük, a 70 csapágy képezheti a 10 ház anyagában integráns elemét, vagy lehet egy abba öntéssel befoglalt szerkezeti egység. Ilyenkor összeszereléshez célszerűen az 5 tengelyt mozgatjuk be a 70 • · csapágyba. Lényeges annak kihangsúlyozása, hogy a összeszereléshez csupán a 70 csapágy és az 5 tengely egymáshoz viszonyított tengelyirányú, egyenes vonalú relatív elmozgatására van szükség, függetlenül attól, hogy az elemek melyikét mozgatjuk.

A fentebb említett olcsó gyárthatóság és egyszerű összeszerelhetőség mellett a találmány szerinti önbeálló siklócsapágy még további igen lényeges előnyökkel is rendelkezik a gördülőcsapágyakhoz képest. A 74 tartóelemek rugalmas kialakításuknak köszönhetően a 72, 75 csapágypárnákat bizonyos nyomóerővel szorítja fel a velük érintkező siklófelületekre. Megfelelő méretezéssel olyan rugalmasságú tartóelemek alakíthatók ki, amelyek a végeiken hordott 72 ill. 75 csapágypárnák révén az 5 tengelyt abszolút kotyogásmentesen ágyazzák és pontos helyzetben tartják. Ilyen csapágyazás gördülőcsapágyakkal a gördülőelemek gyártási tűréseiből eredően csak igen nagy nehézségek árán valósítható meg. Ebből következik, hogy a tengely pozicionálása és futáspontossága tekintetében a találmány szerinti siklócsapágyak felülmúlják a gördülőcsapágyakat. Mint már fentebb utaltunk rá, a 46. ábrán látható 70 csapágy flexibilitása kisebb, mint a fentebb már részletesen taglalt és bemutatott egyes találmány szerinti csapágyperselyeké, hiszen itt a 75 csapágypárnákat rendre csupán egyetlen konzolszerű 74 tartóelem tartja. Mindemellett a 46. ábrán látható csapágykivitel igen megfelelőnek bizonyult kevésbé igényes, olcsó alkalmazási területekhez, amelyek nem igényelnek optimális csapágyjellemzőket. Amennyiben viszont ilyenek szüksége előtérbe kerülne, a 70 csapágy könnyen módosítható a már részletezett, a siklócsapágyak hidrodinamikai tulajdonságait javító értelemben befolyásoló intézkedésekkel. Ha azt a költségoldal megengedi, kialakíthatók tömítetten tokozott önbeálló siklócsapágyakként is, amelyekbe adott esetben beépíthetők a csapágyjellemzők manuális vagy szabályozott befolyásolására alkalmas alakváltoztató szerkezeti elemek is. Lényeges intézkedés lehet továbbá, ha a csapágy tartószerkezetének tereit, így különösen a bevágásokat, hornyokat, porózus szerkezetű műanyaggal töltjük ki, amelyet kenőanyaggal itathatunk át, mint ahogy azt fentebb a

40., 40A., 41. és 41A. ábra kapcsán már részletesen ismertettük. Hasonló előnyös hatás érhető el azzal, ha a csapágyat önkenő tulajdonságú műanyagból állítjuk elő.

A 48. ábrán kiemelt távlati részletábrázolásban egy némileg módosított 74 tartóelemen elrendezett 75 csapágypárnát mutatunk be. Ezen 74 tartóelem és 75 csapágypárna lényegét tekintve ugyan olyan, mint a 46., 46A., 46B. és 47. ábrán feltüntetettek. Itt azonban a 75 csapágypárna külpontosán ül a 74 tartóelem végén, azaz a 74 tartóelem közelebb van a 75 csapágypárna egyik széléhez mint a másikhoz. Amint azt korábban pl. a 3. és a 18. ábra ismertetése kapcsán már említettük, ilyen szerkezeti kialakítással elérhető, hogy a terhelés alatti deformáció egyirányú siklócsapágyat feltételezve ezzel az intézkedéssel tudatosan befolyásolt módon optimális ék alakú hidrodinamikus rés kialakulását eredményezze.

Meg kell jegyeznünk, hogy kúpos siklófelületű siklótárcsa kialakítása és alkalmazása annak összeszerelést megkönnyítő, összedugáskor a csapágypárnákat széthajlító hatása miatt is célszerű, ami mellett kétirányú terhelések felvételét is biztosítja. Ugyanakkor a találmány szerinti megoldásnak nem elengedhetetlen jellemzője kúppalást alakú siklófelületű siklótárcsa és ilyen horonyszelvényű csapágypárnák kialakítása és alkalmazása. A 48A. ábrán kiemelt részletábrázolásban egy a 46. ábra szerinti típusú önbeálló siklócsapágy olyan módosított kivitelét mutatjuk be, amely az 5 tengelyen kiképzett hengeres 5R siklótárcsát és ennek megfelelő hengeres alakú 75G hornyos 75 csapágypárnákat tartalmaz. Itt tehát az 5R siklótárcsának egy az 5 tengelyre merőleges síkú támasztó siklófelülete van. Ez veszi fel a tengelyirányú csapágyerőket, míg a radiális csapágyterhelést az 5R sillótárcs külső hengeres palástfelülete adja át a 75 csapágypárnákra. Jóllehet az ilyen szerkezeti kialakítással • · • · ·

sem kizárt kielégítő eredmény elérése, valószínűleg kevésbé jó, mint a kúppalástos ill. kúpos hornyos kiképzés. Egyrészt megbízható mindkét irányú kotyogásmentes axiális terhelésátadás feltehetően csak egymáshoz képest előfeszített horonyés tárcsafelületek révén lenne biztosított, másrészt itt nem jelentkezik a kúpos siklótárcsa már említett összeszerelést elősegítő hatása.

A 49. és 49A. ábrán a találmány szerinti önbeálló siklócsapágy egy további kiviteli változatát mutatjuk be. Ez alapjában véve hasonló a 46., 46A., 46B. és 47. ábrákon feltüntetetthez. Itt azonban a radiálisán támasztó 72 csapágypárnák és ezek konzolos, hosszú 74 tartóelemei helyett egy a 71 perselytestben kiképzett tartószerkezetes, rugalmasan alakváltoztató csapágyperselyt alkalmazunk. Emellett itt a 75 csapágypárnákat is eltérő kialakítású 73 tartóelemek hordják, amelyek azonosak az előzőekben ismertetett kiviteli változat 74 tartóelemeivel, azaz a 73 tartóelemek kerületi irányban külpontosán, a középtartományhoz képest eltoltan elhelyezve tartják ill, támasztják alá a 75 csapágypárnákat. Amint azt már említettük, az alátámasztási tartománynak a 75 csapágypárna kilépő éle felé történt eltolása azt eredményezi, hogy üzemi terhelés alatt a 75 csapágypárna belépő éle hidrodinamikus rést nyitva kismértékben elemelkedik az 5R siklótárcsa siklófelületétől.

A 49. ábra szerinti kiviteli alak 70 csapágya egy rugalmasan alakváltoztató kialakítású radiális csapágypersellyel rendelkezik, mint ahogy azt már említettük. A szerkezeti kialakítás lényegében azonos a 4-6. ábrákon feltüntetett és korábban már részletesen ismertetett kivitellel. A radiális csapágypersely itt a 71 perselytest anyagában integráns része. A radiális 32 csapágypárnák, azok 34 tartóelemei, valamint az utóbbiak 36, 36A befogásai azonosak és ugyanúgy működnek, mint a 4-6. ábra kapcsán már ismertetett kivitel azonos szerkezeti elemei. Látható, hogy a találmány szerinti önbeálló siklócsapágyazás 70 csapágya

V rugalmasan alakváltoztató hidrodinamikus csapágy is lehet.

Jóllehet a bemutatott példaképpen! kiviteli alak olyan tartószerkezetes hidrodinamikus csapágyperselyt tartalmaz, mint amilyet a 4-6. ábrák szerinti kivitel, belátható, hogy ettől eltérő hidrodinamikus csapáygperselyek is alkalmazhatók lennének. Amennyiben fröccsöntött vagy más sajtolásos precíziós öntési technológiával gyártandó csapágyakat kívánunk kialakítani, úgy a gyakorlatban más, könnyen fröccsönthető csapágypersely konstrukciók alkalmazása előnyösebb lehet. Emellett a kombinált radiális-axiális (radax) 75 csapágypárnák kívánt esetben még további járulékos tartóelemekkel is megtámaszthatók.

Függetlenül a szerkezeti felépítés eltéréseitől, ki kell emelnünk, hogy 49. és 49A. ábrán feltüntetett kiviteli alak ugyanazon gyárthatósági és összeszerelési előnyökkel rendelkezik, mint a 46. és 47. ábra szerinti kialakítás. Ugyanúgy, mint az előbb ismertetett kiviteli változat, ezen kiviteli alak is ellátható beépített, kívülről manuálisan vagy szabályozószerv útján befolyásolhatóan alakváltoztató elemekkel is, amelyek révén mindenkor optimális ék alakú hidrodinamikus rés alakítható ki, amennyiben ezt a többletráfordítást a termék rendeltetése indokolja és ára elbírja. A csapágy egy tömítetten tokozott csapágyházba beépített is lehet, amelynek ház forgórésze megfelelő siklótárcsát tartalmaz. A 70 csapágy még jobb csapágyjellemzők elérése érdekében állhat továbbá önkenő tulajdonságú műanyagból, vagy tartalmazhat kenőanyaggal átitatott porózus műanyaggal injektált tartományokat.

A 15-18. ábrák egy találmány szernti hidrodinamikus axiális csapágyperselyt ábrázolnak. Mint fentebb említettük, a találmány szerinti axiális csapágyperselyek több hasonlóságot mutatnak a találmány szerinti radiális csapágyperselyekkel. Például, a radiális csapágyperselyekhez hasonlóan, a találmány szerinti axiális csapágyperselyek geometriai főtengelye megegyezik a csapágy elkészítéséhez használt nyersdarab középtengelyével. Továbbá a csapá• · gypárnák radiális középvonala a geometriai főtengelytől sugárirányban kiindulva a párna geometriai középpontján megy keresztül. Ha az axiális csapágypersely szimmetrikus a csapágypárnák radiális középvonalára, akkor kétirányú a csapágypersely, ha a csapágypersely nem szimmetrikus a a párnák radiális középvonalaira, akkor egyirányú a csapágypersely. Eltérő funkciójuk miatt azonban az axiális csapágyperselyek kialakítása eltérő vonásokat is mutat. Például a 15-18. ábrákon látható axiális csapágypersely több egyforma 132 csapágypárnát tartalmaz. A 18. ábra feltünteti egy 132 csapágypárna kerületi CDL osztósugarát és RDL osztókörét. A 132 csapágypárnák felülete olyan síkban helyezkedik el, amely merőleges a csapágyazandó tengely geometriai főtengelyére és a csapágypersely geometriai főtengelyére. Természetesen, ha a párna felületei áthajolnak a terhelés hatására, vagy ha azt akarjuk, hogy a párna felülete kissé ferde legyen, hogy álló állapotban érintkezzék a tengellyel, akkor a 132 csapágypárnák felületei nincsenek teljesen egy síkban, hanem kissé ferde helyzetet foglalnak el a tengelyhez képest.

A találmány szerinti axiális csapágyperselyek kialakításánál a különösen fontos szempont a folyadékszivárgás megelőzése. E célkitűzés nagyrészt megvalósítható, ha olyan tartószerkezeteket irányozunk elő, amelyeknél terhelés hatására a csapágypárnák belső éle lefelé hajlik át (miként ez a 16. ábrán látható), a külső él pedig felfelé hajlik át ill. mozdul el. A jelen leírásban ismertetésre kerülő összes találmány szerinti axiális csapágypersely így van kialakítva. Például a 16. ábrán látható csapágyperselynél a 134 tartóelem a 132 csapágypárnához egy olyan helyzetű 134ps párna alátámasztó felülettel csatlakozik, amely közelebb van a 134 csapágypárna külső széléhez, mint annak belső széléhez. Ezáltal a 134ps párna alátámasztó felület radiális irányban kívülre esik a 18. ábrán látható RDL osztókörtől. Emiatt terhelés hatására a csapágypersely belső éle lefelé irányban hajlik át.

* · · · • · · • ·

Mint fentebb említettük, a csapágypárna alakját és/vagy alakváltozási jellemzőit meg lehet változtatni piezoelektromos elemekkel. Axiális csapágyperselyek esetén piezoelektromos elemeket haszálhatunk a csapágypárnák lefelé irányú áthajlásának befolyásolásához. Ha szükséges, a piezoelektromos elemek számára (az ábrán nem látható) tartót is kialakíthatunk a tartószerkezeten belül.

Üzem közben, amennyit áthajlik a csapágypárna belső éle, ugyanannyit mozdul el felfelé a csapágypárna külső éle. A csapágypárna áthajolt állapota lényegesen fékezi a kenőfolyadék veszteséget, amely egyébként létrejönne a kenőfolyadékra ható centrifugális erők miatt.

A hidrodinamikus folyadék elszivárgása még tovább csökkenthető, ha a csapágypárnát úgy támasztjuk alá, hogy terhelés közben a csapágypárna egy folyadékvisszatartó zsebbé deformálódjék. Ilyen alátámasztást általában úgy hozhatunk létre, hogy a csapágypárnát több, radiálisán vagy tangenciálisan osztott tartóelemmel támasztjuk alá, és az egyes tartóelemek közötti részek nincsenek közvetlenül alátámasztva, hogy a párna alátámasztatlan középső része fokozott mértékben áthajolhasson, és ezáltal egy folyadék visszatartó zsebszerű mélyedés alakulhasson ki. Az alábbiakban tárgyalandó 29. ábra egy olyan csapágyperselyre mutat példát, amelynél radiális térközökkel vannak elhelyezve tartóelemek. Nagyobb zseb alakul ki, ha a tartóelemek egymástól távolabb vannak. Hasonlóan, zsebszerű mélyedés alakítható ki bármelly radiális csapágyperselyben is, ha axiális vagy tangenciális irányban térközöket tartalmazó tartóelemekkel támasztjuk alá a csapágypárnát, és a tartóelemek között alátámasztatlan terület van. Piezoelektromos elemeket vagy más egyéb módszereket is felhasználhatunk a folyadékvisszatartó zsebek kialakításához.

Miként az a 15. és a 16. ábrán legjobban látható, mindegyik 132 csapágypárna 132b éle a teljes kerületen le van törve. A letörés célja a belépő és a kilépő folyadékveszteség csökkentése.

Mindegyik 132 csapágypárna egy primér tartószerkezettel van megtámasztva, amely az ábrázolt elrendezésnél egy gerendaszerű 134 tartóelemet tartalmaz, amely a 132 csapágypárnához a 134ps párna alátámasztó felületen csatlakozik. Mindegyik 134 tartóelemet egy szekunder tartórész tartja, például egy gerenda- vagy membránszerü 136 tartóelem. A 136 tartóelemet egy tercier tartórész hordozza, amely például egy pár gerendaszerű 138a, 138b tartóelemből állhat.

Ha 142 nyílásokat képezünk ki a gerenda- vagy membránszerű 136 tartóelemben, akkor az folyamatos membránszerű képződmény helyett egyedi 136 tartóelemekké alakul át. Természetesen, ha a 142 nyílásokat nem képezzük ki a membránszerü 136 tartóelemben, akkor az statikailag folytonos membránként viselkedik és működik. Alternatív megoldásként, a belső gerendaszerű 138a tartóelem helyett rövid csonkszerű 138a tartóelem is kialakítható, vagy az akár teljesen el is hagyható, hogy ezáltal létrejöjjön egy olyan tercier megtámasztás, amely a szekunder megtámasztást konzolosan hordozza. Végül, mivel a nyílások szimmetrikusan helyezkednek el a geometriai főtengelyhez képest, a csapágypersely is szimmetrikus a geometriai főtengelyre, és ezért kétirányú.

Miként a 15., 17. és 18. ábrán látható, a folytonos membránt egyedi tartóelemekre felosztó 142 nyílások köralakúak. Köralakú nyílások használata megkönnyíti a csapágypersely prototípusának gyártását, mivel köralakú nyílások könnyen kiképezhetek fúrással a csapágyperselyben. Ez igaz az itt ismertetett összes csapágypersely vonatkozásában. Ha ilyen köralakú 142 nyílásokat készítünk, akkor előnyös lehet, ha megnagyobbítjuk azokat a membránszerű 136 tartóelemen túlra egészen a 132 csapágypárnák alsó részéig, hogy gerendaszerű 134 tartóelemek alakuljanak ki. Ez az oka annak, hogy a 15. ábrán a 134ps párna alátámasztó felület metszete, és ennek megfelelően a 134 tartóelem oldalfalai is íveltek.

Bár a gerendaszerű tartóelemek alakját a könnyebb ···« • · · · • * · · ·«· · · · · ··· • · · ····· gyárthatóság követelményeinek megfelelően alakíthatjuk ki, az alak befolyásolja az egyes csapágyperselyek teljesítményét is. Ennek megfelelően elmondható, hogy bár az itt ismertetett csapágyperselyek speciális alakja, ideértve a

15-18. ábrákon látható axiális csapágyperselyeket is, elsősorban a prototípus legyártását megkönnyítendő lett megválasztva, ezen csapágyperselyek a tapasztalataink szerint egyben kiváló eredményeket adtak speciális alkalmazási esetekben is. Az alak bármely módosítása természetesen befolyásolja a csapágypersely teljesítmény-jellemzőit azáltal, hogy megváltoznak a csapágypárna tartóelemek hajlítási vagy csavarási, általában mechanikai szilárdsági jellemzői. Tehát a gerendaszerű, membránszerű tartóelemes csapágypárnák alakjának kialakításánál tekintettel kell lenni a könnyű gyárthatóságra, valamint a gerenda-, párna- vagy membránszerű tartóelemek alakjának a csapágypersely teljesítményére gyakorolt hatására is.

A 15A. ábra a 15-18. ábrákon látható típusú két csapágyperselyt ábrázol, amelyek egy tömített 1 csapágyházba vannak beépítve. Miként az ábrán látható, a csapágyperselyek gerendaszerű 138 tartóelemei az 1 csapágyház 2 állórészéhez vannak rögzítve. Az 1 csapágyház 3 forgórésze három axiális R siklótárcsát tartalmaz, amelyek az 1 csapágyház 3 forgórészével egy egységet alkotnak, vagy pedig ahhoz csapokkal, menettel, vagy más hasonló módon hozzá vannak erősítve. A 132 csapágypárnák feltámaszkodnak az R siklótárcsák ellenkező oldalaira. A csapágyperselyeket 4 kenőanyagként hidrodinamikus folyadék veszi körül, és a 7 tömítések tömítik egymáshoz képest az 1 csapágyház 2 állórészét és 3 forgórészét. Mint fentebb említettük, az 1 csapágyház 2 állórésze az 5 tengely álló házának egy részét alkotja és ahhoz van erősítve, míg az 1 csapágyház 3 forgórésze az 5 tengelyhez van rögzítve. Ilymódon, ha forog az 5 tengely, akkor az 1 csapágyház 3 forgórésze elforog annak 2 állórészéhez és a hozzá csatlakoztatott csapágyperselyekhez képest. Ezáltal a csapágyperselyek felveszik a • * ·**· * »··« ♦·· · 4 · · «·· • ·· · 4 · · · « tengelyre ható axiális terheléseket az R siklótárcsákon keresztül. Természetesen egyetlen axiális csapágypersely is elhelyezhető az 1 csapágyházban, ha csak az egyik irányból kell megtámasztani az 5 tengelyt.

Az axiális csapágypersely más lehetséges alakjaira mutatnak be kiviteli példákat a 21-30., valamint a 38. és

39. ábrák. Az ezeken feltüntetett csapágyperselyek és a 15-

18. ábrán látható csapágyperselyek között elsősorban az a különbség, hogy más a primér tartórész, a szekunder tartórész és a tercier tartórész kialakítása.

Egy ilyen eltérő csapágypersely kiviteli alakot mutat be a 21-24. ábra. A csapágypersely felülnézete a 21. ábrán látható, oldalnézeti metszetét a 22. ábra mutatja, a csapágypersely alulnézetét a 23. ábrán láthatjuk, míg a csapágypersely perspektivikus képe a 24. ábrán szerepel. A 21-24. ábrán látható csapágypersely hasonló a 15-18. ábrán láthatóhoz, két különbséggel. Először, a 21-24. ábrán látható csapágypersely egy szögben vagy ferdén álló 134A tartóelemet tartalmaz a 15. ábrán látható függőleges tartóelem helyett. Másodszor, a csapágypersely további 144 nyílásokat is tartalmaz, amelyek a 136 tartóelemben vannak kialakítva, és ilymódon ellipszis alakú nyílások jönnek létre a ferde vagy szögben álló 134 tartóelemben. Az ellipszis alakú nyílások a tartóelemet egy komplex kötés-párrá osztják fel, amelynek sajátos alakja a 24. ábrán szereplő perspektivikus képen látható. A 144 nyílások elhelyezése és ennek folytán a ferde vagy szögben álló 134A tartóelemeknek komplex kötés-párokká történt felosztása lényegesen megnöveli a 21-24. ábrán látható csapágypersely tartószerkezetének rugalmasságát a 15-18. ábrán látható csapágyperselyekéhez képest. Ennek következtében a 21-24. ábrán látható csapágypersely 132 csapágypárnái már kisebb terhelésnél is áthajlanak, és létrejön a kívánt és szükséges hidrodinamikus rés. Ebből az következik, hogy a 21-24. ábrán látható csapágypersely inkább kis terhelésekhez alkalmas, míg a 15-18. ábrán látható csapágypersely inkább nagyobb • * « « · ··« · « β · ··· * · · ·····

- 61 - ........

terhelésekhez. A ferde vagy szögben álló 134A tartóelemek továbbá a rajtuk esetleg elhelyezett további nyílásokkal megnövelik a csapágypárna függőleges irányú rugalmasságát, mivel a függőleges terhelés hatására létrejövő nyomaték áthajlítja a csapágypárnát a csapágypersely középpontja vagy belső átmérője felé, és ezáltal megszűnik a kenőfolyadék centrifugális erő miatti szivárgása.

A 23A. ábra a 21-24. ábrán látható csapágypersely alulnézetét mutatja be. Látható, hogy további, rugalmasság fokozó 146 nyílások vannak kialakítva a membrán- vagy gerendaszerű 136 tartóelemben. Miként az a 23A. ábrán látható, a 146 nyílások nem szimmetrikusak a csapágypersely szegmenseihez képest. E 146 nyílások nem-szimmetrikus elhelyezése folytán a csapágypárnák könnyebben áthajolnak az egyik irányba, mint a másikba. Más szavakkal, a csapágypárnák egyik irányban a tartószerkezetben elhelyezett nemszimmetrikus nyílásokkal meg vannak gyengítve. Természetesen ilyen nem-szimmetrikus nyílások kiképezhetek a találmány szerinti bármelyik csapágyperselyben, ha azokat hajlékonyabbá akarjuk tenni valamelyik kitüntetett irányban. Ha szükséges, akár úgy is kialakíthatunk nem-szimmetrikusan elhelyezett nyílásokat vagy furatokat, hogy csak egyes kiválasztott csapágypárnák legyenek rugalmasabbak.

A 25. ábra egy további példaképpeni találmány szerinti csapágypersely oldalnézeti metszetét mutatja be. Ennél a kialakításnál a 132 csapágypárnát egy párnatámasztó 134s tartócsonk támasztja meg, mely egy vízszintes gerendaszerű 134h tartóelemre támaszkodik, amelyet egy ferde 134i tartóelem tart. Más vonatkozásban a kialakítás hasonló az előzőekben ismertetett csapágyperselyek kialakításához. E kialakításnak köszönhetően a csapágypersely igen rugalmas egyik irányban, de rendkívül merev a másikban. Egy 100 piezoelektromos elem helyezhető el a vízszintes gerendaszerű 134h tartóelem és a csapágypárna között, miként az az ábrán jól látható.

Hasonló kialakítás látható a 26. ábrán. A 26. ábrán • · és a 25. ábrán szereplő csapágypersely között az a különbség, hogy a 26. ábrán látható csapágypárnának egy függőleges gerendaszerű 134v tartóeleme van a ferde 134i tartóelem helyett. Egyébként a csapágyperselyek hasonlóak. A

26. ábrán látható csapágyperselynél a ferde tartóelem hiánya nagyobb merevséget ad a csapágyperselynek függőleges irányban.

A 26A. ábra a 26. ábrán látható csapágyperselyt egy tömített 1 csapágyházba beszerelten tünteti fel. Miként az ábrán látható, a csapágypersely kerületén elhelyezett lábszerű tartóelemek az 1 csapágyház 2 állórészéhez vannak rögzítve. A csapágypárnák megtámasztják az 1 csapágyház 3 forgórészének siklófelületét. A csapágyperselyt 4 kenőanyagként hidrodinamikus folyadék veszi körül és a 7 tömítések tömítik egymáshoz képest az 1 csapágyház 2 állórészét és 3 forgórészét. Mint fentebb említettük, az 1 csapágyház 2 állórésze az álló tengelyházhoz van erősítve, míg az 1 csapágyház 3 forgórésze az 5 tengelyhez van erősítve és annak részeként funkcionál. Ilymódon, ha forog az 5 tengely, akkor az 1 csapágyház 3 forgórésze is forog annak 2 állórészéhez és a hozzácsatlakoztatott csapágyperselyhez képest. Ezáltal a csapágypersely axiálisan megtámasztja az 5 tengelyt az 1 csapágyház 3 forgórészén keresztül.

A 27-28. ábra egy ugyancsak találmány szerinti másik példaképpen! csapágyperselyt ábrázol.

Miként az a rajzon jól látható, ezen csapágypersely több 321-326 csapágypárnát tartalmaz, amelyeket a 28. ábrán szaggatott vonalakkal ábrázoltunk. A 321-326 csapágypárnák mindegyike egy-egy tartószerkezet 342 párna alátámasztó felületére támaszkodik. A tartószerkezet tartalmaz egy primér tartórészt, amely egy szekunder tartószerkezettel megtámasztott egy pár csonkakúpot tartalmaz. Ebben van egy osztott membránszerű 360 tartóelem, amelyet egy tercier tartórész támaszt meg, amely viszont egy pár tangenciális 382 tartóelemből áll. A tangenciális 380 és 382 tartóelemek hasonlóak a korábban ismertetett konst ···· ··« · rukciók tartóelemeihez. A membránszerü 360 tartóelem különbözik a korábban ismertetett kontrukcióknál szereplő membránszerü tartóelemtől, mivel itt a membránt egy a csonkakúpokat kialakító, a tartószerkezet aljába bemunkált horony radiális irányú részeket képező 360 tartóelemekre osztja fel. A belső csonkakúp meg van fordítva a többi csonkakúphoz képest úgy, hogy a csonkakúpok alkotói a 342 párna alátámasztó felületek feletti 350 pontban metszik egymást, és metszetük egy fordított V-hez hasonló. Mivel a csonkakúpok alkotói a csapágypárna felülete feletti 350 pontban metszik egymást, ezért a primér tartószerkezet a csapágypárnát egy a párna felülete feletti forgásponttal támasztja alá. Ez jó alakváltozást biztosít.

A csapágypárnát tartó 346 és 344 tartóelemek megdönthetők egymáshoz képest ugyanakkora szögben, megdönthetők egymáshoz képest különböző szögben, vagy megdönthetjük az egyik tartóelemet, a másikat pedig nem, vagy megdönthetjük mindkettőt ugyanabban az irányban. Természetesen a primér tartószerkezetben lévő tartóelemek döntési szögének mértéke kihat a csapágypersely alakváltozási jellemzőire.

A tartószerkezet mentén szimmetrikusan elhelyezett 420 nyílások vagy furatok a csonkakúpot vagy fordított Vszerkezetet a 344, 346 tartóelemekre osztják fel, és létrehozzák a csonkakúpokon a 342 párna alátámasztó felületeket, így például a 321 csapágypárnát a 342 párna alátámasztó felület tartja egy pár komplex 344 és 346 tartóelem segítségével, amelyek szöget zárnak be egymással, és egy komplex geometriai konfigurációjuk van, amelyet a csonkakúp részt metsző hengeralakú nyílások határoznak meg. Miként az legjobban a 27. ábrán látható, a 344 és 346 tartóelemek középvonalai a csapágypárna felülete fölött található 350 pontban metszik egymást, ilymódon megfelelő elforduló alátámasztást biztosítva a csapágypárnának. A 344 és 346 tartóelem a membránszerü 360 tartóelemre támaszkodik, amelyet a csonkakúpokat kialakító horony oszt fel egyedi tartóelemekre. A membránt a 380, 382 tartóelemek hordozzák.

_Λ τ ^{w w} · ··« • · * * ···· · ·· ·· · ···

Miként fentebb említettük, a 380, 382 tartóelemek és a membránszerú 360 tartóelem tangenciálisan osztott lehet, hogy individuális tartóelemek jöjjenek létre.

A tartószerkezet számos módosítása képzelhető el. Például módosítható a tartószerkezet alakváltozása, ha megváltoztatjuk a tartóelemek bezárt szögét, a lábakat definiáló nyílások helyét, bármelyik gerenda- vagy membránszerű tartóelem hosszát, vagy ezek bármelyikének vastagságát. E lehetőségek némelyikének illusztrálása céljából a 27. és a 28. ábra eltérő tartószerkezeteket ábrázol a 321-326 csapágypárnák mindegyike számára. E különböző tartószerekezetek az ábrán egyetlen csapágyperselyben vannak ábrázolva, illusztrálandó a találmány szerinti csapágypersely számos kialakítási lehetőségét. Normál esetben a 321-326 csapágypárnák mindegyikének hasonló, noha nem feltétlenül azonos tartószerkezete lenne, biztosítandó az egyenletes terheléseloszlást.

A 322 csapágypárna tartószerkezete abban különbözik a 321 csapágypárnáétól, hogy ennél van egy 422 nyílás a 346 tartóelemben, amely a 346 tartóelemet több 346a és 346b részre osztja fel. Ha a 422 nyíláséhoz hasonlóan a nyílás átmérője és helyzete olyan, hogy a tartóelem teljesen szeparált, akkor az két külön részre oszlik fel. Másrészről, ha a nyílás csak részben választja szét a tartóelemet (például a 423 nyílás), akkor a tartóelem alelemekre oszlik fel. Miként az a 27. ábrán látható, a 422 nyílás egy ellipszis alakú nyílást hoz létre a 346 tartóelem oldalában olymódon, hogy miként a 27. ábra mutatja, láthatóvá válik a radiális irányban külső 344 tartóelem. A konstrukciós kialakításnak köszönhetően a 322 csapágypárnát három szögben álló elem, a 344 tartóelem valamint a 346a és 346b részek tartják.

A 323 csapágypárnát négy szögben álló elem, konkrétan a 344a, 344b, 346a és 346b részek tartják. E szerkezet a 423 nyílással alakítható ki, amely érinti a 344 tartóelemet és a 346 tartóelemet is, és a csapágypárna 342 párna alátámasztó felületét két részre osztja.

• β · s ;··· ···. · • · · · ···. I ·· ·» · «··

Megjegyezzük, hogy az itt tárgyalt módosítások tekintetében a nyílások méretét aszerint kell megválasztanunk, hogy a 344 és 346 tartóelemeket valóban különálló részekre akarjuk-e felosztani. Egyes esetekben kívánatos lehet teljesen elválasztani a tartóelem részeket, amikoris nagyobb méretű nyílást kell alkalmazni. Más esetben, amely például a 323 csapágypárna tartószerkezeténél látható, kívánatos lehet megosztani a tartóelemet valahol annak oldalfala mentén. Megjegyezzük, hogy noha a rajzok csak egy nyílást tüntetnek fel a 344 és 346 tartóelemek tartószerkezetének megosztásához, a 28. ábrán látható 422-426 nyílásokhoz hasonló két vagy több nyílás is elhelyezhető, felosztandó a 344, 346 tartóelemeket három vagy több részre, vagy részben egymással még összefüggő alrészekre. Az alkalmazandó alátámasztás típusát mindig a kívánt teljesítmény jellemzők szerint kell megválasztanunk. Ha a tartóelemeket külön részekre vagy alrészekre osztjuk fel, akkor a tartószerkezet rugalmasabbá válik. Azt is megtehetjük, hogy csak az egyik irányba tesszük rugalmasabbá a tartószerkezetet, mint például ez a 322, 324 és 326 csapágypárnáknál látható, amikoris a csapágypárnák az előre meghatározott irányban fognak áthajolni.

A 324 csapágypárna tartószerkezete hasonló a 322 csapágypárnáéhoz azzal az eltéréssel, hogy a 424 nyílás a külső 344 tartóelemen található, és nem a belső 346 tartóelemen. így a 322 csapágypárnához hasonlóan a 324 csapágypárnát három szögben álló lábszerű tartóelem tartja.

A 325 csapágypárna tartószerkezete hasonló a 321 csapágypárnáéhoz, azzal az eltéréssel, hogy nem-szimmetrikus helyzetben egy 425 nyílás van elhelyezve a külső 380 tartóelemen és a membránszerü 360 tartóelemen. Ennek hatására a 325 csapágypárna áthajlik egy előre meghatározott irányba, azaz a 425 nyílás által létrehozott legnagyobb rugalmasság irányába.

A 326 csapágypárna tartószerkezete hasonló a 322 csapágypárnáéhoz azzal az eltéréssel, hogy a 426 nyílás, amely megosztja a 346 tartóelemet, nem-szimmetrikus módon van elhelyezve, hogy a 326 csapágypárna a nagyobb rugalmasság, tehát a kisebb, rugalmasabb tartóelem irányába hajoljon át.

Természetesen alkalmazhatók a 27. és 28. ábrán illusztrált tartószerkezetek kombinációi is a kívánt teljesítmény jellemzők megvalósításához.

A 29-30. ábra egy másik példaképpen! találmány szerinti csapágypersely kialakítási lehetőségét mutatja be. Miként a rajzokon látható, e csapágypersely több 521-526 csapágypárnát tartalmaz (ezek helyzetét a 30. ábrán szaggatott vonal jelzi). Az 521-526 csapágypárnák mindegyike egybe van építve egy tartószerkezettel. Általában a csapágypárnák tartószerkezete tartalmaz legalább egy primér tartószerkezetet, mely egy belső körbemenő 546 tartóelemből és egy külső körbemenő 544 tartóelemből áll, egy szekunder tartószerkezetet, mely egy belső körbemenő membránszerű 362 tartóelemből áll, és egy tercier tartórészt, mely egy külső körbemenő membránszerű 364 tartóelemből és egy belső körbemenő 382 tartóelemből, valamint egy külső körbemenő 380 tartóelemből áll. Miként az legjobban a 29. ábrán látható, a körbemenő 544, 546 tartóelemek egy mély körbemenő csatornával vannak kialakítva, amely a csapágypersely aljától a csapágypárnáig terjed. A tartóelemek számos 620 nyílással rendelkeznek, amelyek szimmetrikusan helyezkednek el a csapágypárna tartószerkezetében, és szomszédos gerendákra osztják fel az 544, 546 tartóelemeket. így például az 521 csapágypárnát az 544 és 546 tartóelemek gerendapárként tartják, melyeknek általában ívelt oldalfalaik vannak. Mint fentebb említettük, a tartószerkezet tartalmaz membránszerű 364, 362 tartóelemeket és kerületi 380, 382 tartóelemeket is.

A fentebb ismertetett tartószerkezet számos módosítása képzelhető el. így például a 29. és 30. ábrán az 521-526 csapágypárnák mindegyikéhez más és más tartószerkezetet rajzoltunk. A korábban ismertetett 27. és 28. ábrán

-ellátható kialakításhoz hasonlóan, e különböző tartószerkezeteket is egyetlen csapágyperselyben ábrázoltuk a találmány jobb szemléltetése céljából. Normál esetben az 521-526 csapágypárnák mindegyikének hasonló - noha nem feltétlenül azonos - tartószerkezete lenne, az egyforma teljesítményjellemzők biztosítása érdekében.

Az 522 csapágypárna tartószerkezete az 521 csapágypárnáétól a 622 nyílásban különbözik, mely a belső körbemenő 546 tartóelemen található és felosztja azt 546a és 546b részekre. E kialakításnak köszönhetően az 522 párnát három függőleges helyzetű elem, az 544 tartóelem, valamint 546a és 546b rész tartja.

Az 523 csapágypárnát négy függőleges helyzetű elem, az 544a, 544b, 546a és 546b részek tartják. E tartószerkezet úgy jött létre, hogy a 623 nyílással két részre osztottuk az 544 és 546 tartóelemeket. A módosítás folytán létrejött keskenyebb tartóelemeknek természetesen nagyobb a rugalmasságuk, mint az 522 és 521 párnák tartószerkezetének.

Az 524 párnát öt viszonylag vékony, függőlegesen álló tartóelem hordja. E szerkezet úgy jött létre, hogy a 624 nyílással felosztottuk a belső 546 tartóelemet két részre, míg a két 624 nyílással a külső 544 tartóelemet három részre osztottuk fel.

Az 525 csapágypárna tartószerkezete hasonló az 522 csapágypárnáéhoz azzal az eltéréssel, hogy a járulékos 635 nyílás felosztje nem-szimmetrikus módon a külső 544 tartóelemet két részre. A külső 544 tartóelem nem-szimmetrikus felosztása folytán a csapágypárna a nagyobb rugalmasság irányába fog áthajolni.

Az 526 csapágypárna tartószerkezete hasonló az 522 csapágypárnáéhoz azzal az eltéréssel, hogy a külső 544 tartóelem mégjobban fel van osztva, mint a belső 546 tartóelem. A 626 nyílás továbbá valamivel nagyobb, mint a 622 nyílás, és ezért egy horony alakult ki a belső 546 tartóelem felületén, amely valamivel rugalmasabbá teszi a belső 546 tartóelemet.

Természetesen a 29. és 30. ábrán szemléltetett tartószerkezet kialakítások bármilyen kombinációja alkalmazható a kívánt teljesítményjellemzők eléréséhez.

A 29A., 29B., 30A. és 30B. ábra egy axiális csapágyperselyt mutat be, amelynél az egyes 521A csapágypárnák tartószerkezete nagyon hasonló a 29. és 30. ábrán látható 521 csapágypárna tartószerkezetéhez. A csapágypersely szerkezete azonban más, mivel az 544A és 546A tartóelemek egymáshoz közelebb helyezkednek el, valamint alacsonyabbak is a 29. és 30. ábrán látható megfelelőjükhöz képest. Természetesen a rövidebb tartóelemek merevebbek mint a hosszabbak, és az egymáshoz közelebb elhelyezett tartóelemek kevésbé merevek mint az egymástól távolabb elhelyezettek. Ezenkívül az 544A tartóelem radiális irányban keskenyebb az 546A tartóelemnél, ezzel szemben a 29. és 30. ábrán látható csapágyperselynél az 544 és 546 tartóelemek egyforma vastagok. A vastagságbeli különbség kompenzálva van, mivel az 544A és 546A tartóelemek kerületének mértékét megszabó nagy 620 nyílás úgy van elhelyezve, hogy az 544A tartóelem lényegesen szélesebb legyen tangenciális irányban mint az 546A tartóelem. Végül megjegyezük, hogy a 620 nyílások lényegesen nagyobbak mint a 29. és 30. ábrán látható csapágypersely megfelelő 620 nyílásai. Természetesen a nagyobb nyílások növelik a tartószerkezet rugalmasságát.

A 29C. ábra a 29A. és a 29B. ábrán látható csapágyperselyt egy tömített 1 csapágyházba beépítve ábrázolja. Mint az ábrán látható, a csapágypersely 380A, 382A lábai az 1 csapágyház 2 állórészéhez vannak rögzítve. A 321A csapágypárnák tartják az 1 csapágyház 3 forgórészének siklófelületét. A csapágyat a 4 kenőanyagként hidrodinamikus folyadék veszi körül és a 7 tömítések tömítik egymáshoz képest az 1 csapágyház 2 állórészét és 3 forgórészét. Mint fentebb ismertettük, az 1 csapágyház 2 állórésze hozzá van erősítve az 5 tengely álló 10 házához, míg az 1 csapágyház 3 forgórésze az 5 tengelyhez, és annak részeként funkcionál.

Ha tehát forog az 5 tengely, akkor az 1 csapágyház 3 forgórésze is forog az 1 csapágyház 2 állórészéhez és a hozzáerősített csapágyperselyhez képest. Ily módon az 5 tengely axiális terhelését felveszi a csapágypersely az 1 csapágyház 3 forgórészén keresztül.

A 35-37. ábra egy találmány szerinti kombinált axiális és radiális hidrodinamikus csapágyperselyt mutat be. A 35. ábrán látható csapágypersely nagyon hasonlít a 34. ábrán láthatóhoz, és hasonló tételszámozást is használtunk. Miként a 37. ábrán látható oldalnézeti metszetből is kitűnik, a 36. és 37. ábrán szereplő csapágypersely hasonlít a

4. és a 14P. ábrán szemléltetett radiális csapágyperselyhez azzal az eltéréssel, hogy itt a 1032 csapágypárna és annak tartószerkezete - amely gerenda- és/vagy membránszerű 1034, 1036 és 1038 tartóelemeket tartalmaz - lényegesen nagyobb résekkel és hornyokkal van kialakítva. Azonban a radiálisaxiális csapágyperselyek abban különböznek a csak radiális csapágyperselyektől, hogy a 1032ps párna alátámasztó felület szöget zár be a 1006 geometriai főtengelyekhez képest. A csapágypárna ferde helyzete folytán a 35-37. ábrán látható csapágyperselyek képesek radiális és axiális terhelés felvételére is. Egy 100 piezoelektromos elem helyezhető el az ábrán látható módon, mellyel módosíthatjuk a csapágy alakváltozási jellemzőit.

Hogy a ferde 1032ps párna alátámasztó felület kellően meg tudja támasztani a tengelyt, ahhoz a tengelyt el kell látni egy siklótárcsával, melynek a csapágypárna és a tengely közötti szög kiegészítő szögét kell bezárnia a tengellyel. A csapágypersely axiális terhelése és radiális terhelése közötti arány a 1032ps párna alátámasztó felület által bezárt szögtől függ. Ha ez utóbbi a szöget alkot a 1006 geometriai főtengellyel, akkor a csapágypersely által felvett axiális terhelést a következő összefüggésből számíthatjuk ki:

Felvett axiális terhelés = teljes axiális terhelés x sin (a)

Hasonlóan, a csapágy által felvett radiális terhelést az alábbi összefüggésből határozhatjuk meg:

Felvett radiális terhelés = teljes radiális terhelés x cos (a)

A 36. és 37. ábrán látható csapágypersely tartószerkezete hasonló a 34. ábrán látható csapágyperselyéhez.

A 36. és a 37. ábrán látható csapágypersely tartószerkezete tartalmaz egy primér tartószerkezetet az osztott 1032 csapágypárnák számára, mely 1034 tartóelemekből áll, egy tercier tartószerkezetet, mely egy esetleg folytonos, körbemenő 1038 tartóelemekből álló gerendapárt tartalmaz. A szekunder tartószerkezet tartalmaz egy 1036 tartóelemekből álló membrán- vagy gerendaszerű tartóvonulatot, amely összeköti a 1034 tartóelemet egy 1038 tartóelemmel. Miként az a legjobban a 36. ábrán látható, az egyes 1032 csapágypárnák tartószerkezete nem szimmetrikus. Ennek megfelelően a 36. és a 37. ábrán látható csapágypersely egyirányú.

A 37A. ábrán a 37. ábrán szereplő csapágypersely látható egy tömített 1 csapágyházban. A fentebb ismertetettek szerint, a csapágypersely lábszerű 1038 tartóelemei rögzítve vannak az 1 csapágyház 2 állórészéhez. A 1032 csapágypárnák megtámasztják az 1 csapágyház 3 forgórészének ferde siklófelületét. A csapágyperselyt 4 kenőanyagként hidrodinamikus folyadék veszi körül és a 7 tömítések tömítik egymáshoz képest az 1 csapágyház 2 állórészét és 3 forgórészét. Mint fentebb ismertettük, az 1 csapágyház 2 állórésze az 5 tengely 10 házának állórészéhez van erősítve, és az 1 csapágyház 3 forgórésze az 5 tengelyhez van erősítve és annak részeként funkcionál. Ha tehát forog az 5 tengely, akkor az 1 csapágyház 3 forgórésze is forog az 1 csapágyház 2 állórészéhez és a hozzáerősített csapágyperselyhez képest. Ilymódon a csapágypersely felveszi az 5 tengely axiális és radiális terhelését a ferde ház-részen keresztül.

• · ·

Általában az itt ismertetett bármelyik általános csapágypersely szerkezet használható a 36. és 37. ábrán bemutatott típusú kombinált radiális-axiális csapágyperselyek kialakításához. Természetesen, ha azt akarjuk, hogy a csapágypersely felvegye a radiális és az axiális terhelést is, akkor a csapágypárna felületének 0 és 90° közötti szöget kell bezárnia a geometriai főtengellyel. Ezenkívül a radiális valamint az axiális terhelés felvételének szükségessége miatt némileg módosítani kell a csapágypárna tartószerkezetét is.

A kombinált radiális-axiális csapágypersely egy másik kiviteli alakját mutatja be a 43. és a 43A. ábra. Mint látható, itt a csapágypersely különálló alkatrészek összeszerelése útján van kialakítva. Általában egy ilyen típusú radiális-axiális csapágypersely egy olyan tartószerkezetet tartalmaz, melynek két axiális felülete, egy külső felülete és egy belső felülete van, és alkalmas egy házba való beszerelésre. Legalább egy RB radiális csapágy van beépítve, csatlakoztatva vagy egybeépítve a tartószerkezet belső kerületével, biztosítandó a tengely radiális megtámasztását. Számos, körben elhelyezett nyílás van kialakítva a tartószerkezet két axiális homlokfelületének legalább egyikén. E nyílásokban csapágypárnák helyezkednek el. Ez lesz a csapágypersely axiális futófelülete.

A 43. és a 43A. ábrán bemutatott speciális példánál a csapágynak a 8. ábrán bemutatott és fentebb már ismertetett két darab RB radiális csapágya van. Mint fentebb megjegyeztük, az e típusú csapágypersely kétirányú megtámasztást biztosít. Természetesen a jelen találmány szerinti bármelyik egyirányú vagy kétirányú hidrodinamikus csapágypersely használható. Mint láttuk, a radiális csapágyperselyek külön szerkezeti elemek, melyeket egy 110 ház tart befoglalva. A csapágyperselyek a 110 házzal egybeépítve vagy ahhoz rögzítve is kialakíthatók. Az axiális 112 csapágypárnák a 42. ábrán látható típusúak lehetnek. Tartalmaznak egy 114 párnát egy 116 primer tartószerkezetet, egy 118 szekun72 dér tartószerkezetet és egy 120 tercier tartószerkezetet. A 116 primér tartószerkezet ferde lábakból vagy egyetlen üreges kúp (pontosabban csonkakúp) alakú elemből állhat. Hasonlóan a 118 szekunder tartószerkezet és a 120 tercier tartószerkezet is egy darabból vagy különálló alkatrészekből állhat.

A találmány fontos szempontja forgácsolható csapágypersely alakok, azaz olyan alakú csapágyperselyek kialakítása, amelyeket forgácsolással lehet kimunkálni egy vastagfalú csőből vagy más hengeres rúdanyagból a szokásos forgácsoló technológiák segítségével. Az ilyen csapágyperselyekre az jellemző, hogy egy vastagfalú csőből vagy hasonló hengeres rúdból munkálják ki őket furatokkal, bemetszésekkel és hornyokkal. E csapágyperselyek előnye, hogy könnyen készíthetők prototípus darabok belőlük, és a prototípusok tesztelés után könnyen módosíthatók. Természetesen, ha a csapágyakat tömegesen kell gyártani, például sajtolással vagy öntéssel, akkor a más gyártási szempontok miatt eltérő alakokra lehet szükség. Fontos szem előtt tartanunk, hogy az alak megváltoztatása befolyásolja a csapágypersely teljesítményét.

Egy másik gyártási szempont a könnyen sajtolhatóság. Természetesen a jelen találmány szerinti csapágyperselyek nagy része sajtolható valamilyen sajtoló technológiával. Azonban csak egyes alakok fröccsönthetők kétrészes szerszámmal, azaz olyan szerszámmal, amelynek nincsenek betétei. A találmány szerinti csapágyperselyek másik előnye, hogy a csapágyperselyek könnyen sajtolható alakúra alakíthatók ki, azaz olyan alakokra hozhatók, amelyek fröccsönthetők egy egyszerű kétrészes szerszámmal. Az egyszerűen sajtolható alakra általában az jellemző, hogy nincsenek benne rejtett üregek, amelyek kialakításához betétekre lenne szükség a sajtoláshoz. Például, radiális csapágyak vonatkozásában a könnyen sajtolható alak azt jelenti, hogy nincsenek radiális irányú hornyok a belső és a külső átmérőn, és folyamatos az axiális irányú keresztmetszet.

• · · · • * 9 · 9 · · • · · ····* ·

- 73 - ........

Például a 32-, a 32A. és 32B. ábrán látható csapágypersely könnyen sajtolható.

Hasonlóan, a könnyen sajtolható axiális csapágyperselyeket az jellemzi, hogy egyetlen osztásvonallal sajtolhatok, tehát ha például csak felülről és alulról nézzük őket, akkor az összes felület látható.

A 38A-38C. ábra egy könnyen sajtolható axiális csapágyperselyt mutat be. A csapágypersely több, körben elhelyezett 132m csapágypárnát tartalmaz, és mindegyik 132m csapágypárnához egy tartószerkezetet. A tartószerkezet tartalmaz egy primér tartórészt, amely 134mb és 134ma tartóelemekből áll, egy szekunder tartórészt, mely a radiális 136m tartóelemből áll, és egy tercier tartórészt, mely a csonkszerü 138m tartóelem párból áll. Megjegyezzük, hogy a 38A-38C. ábrán a tartószerkezet méreteit kissé torzítottuk a jobb szemléltetés érdekében. Például, miként az a 38C. ábrán jól látható, a tangenciális 134ma és 134mb tartóelemek túl vastagra vannak ábrázolva. Az ilyen tartószerkezet nagyon merev megtámasztást biztosítana a 132m csapágypárnáknak, és a gyakorlatban nincs szükség ilyen merev megtámasztásra.

Természetesen különböző variánsai is lehetségesek a bemutatott könnyen sajtolható szerkezetnek. Például a 134ma vagy osztott tangenciális 134mb tartóelem szegmensek egyike vagy mindegyike kialakítható egy folyamatos tangenciális tartóelemként. Ezenkívül a szekunder tartórész tartalmazhat radiális tartóelemeket is az egyes 132m csapágypárnák között. A primér tartószerkezetet úgy is módosíthatjuk, hogy három vagy több tangenciális tartóelem szegmenst tartalmazzon, amelyek összekötik az egyes szomszédos csapágypárna párokat és/vagy különböző vastagságú tangenciális tartóelem szegmenseket. Továbbá a csonkszerű 138m tartóelem részeket elrendezhetjük a 136 tartóelemek radiális irányú élein a tangenciális végek helyett. Végül, összhangban a találmány alapgondolatával, a szerkezetet megváltoztathatjuk úgy is, hogy módosítjuk a tartószerkezet bármelyik elemének hosszát vagy vastagságát, hogy ezáltal megváltoztassuk a tartószer• ·· · ···· • · ♦ · · • · · · · · · ··· • · · ····· · kezet alakváltozási jellemzőit.

A tartószerkezet több lehetséges kialakításának bemutatása céljából a 38D. ábrán különböző tartószerkezeteket rajzoltunk a 321m-326m csapágypárnák mindegyikéhez. A 38D. ábra az egyes eltérő kialakításokat alulnézetből mutatja be. Az ábrán csak azért szerepelnek egyetlen csapágyperselyben a különböző tartószerkezetek, hogy jobban szemléltessük a találmány lényegét. Normál esetben mindegyik 321-326m csapágypárnának hasonló, noha nem szükségképpen egyforma tartószerkezete van az egyenletes terheléseloszlás biztosítása érdekében.

A 322m csapágypárna tartószerkezete különbözik a 321m csapágypárnáétól annyiban, hogy itt egy ovális alakú nyúlvány áll ki a csapágypárna felületének hátáról, hogy merev megtámasztást biztosítson a 321m csapágypárna külső tangenciális élének. E szerkezeti kialakításnak köszönhetően a 32lm csapágypárna külső kerületi tartománya különlegesen merev.

A 322m csapágypárna tartója hasonlít a 321m tartójához azzal a különbséggel, hogy egyetlen nagy nyúlvány helyett két kisebb 122m nyúlvány áll ki a csapágypersely fenekéből a csapágypárna külső tangenciális széle közelében. A 12Om nyúlványhoz hasonlóan, e két 122m nyúlvány is megnöveli a 322m csapágypárna külső szélének merevségét. Azonban ez a konstrukció lehetővé teszi, hogy a csapágypersely rugalmasan áthajoljon a két nyúlvány közötti alátámasztatlan tartományban.

A 323m csapágypárnát egy módosított tartószerkezet tartja, mely a folyamatos tangenciális 124ma tartóelemet tartalmazza primer tartószerkezetében. Hasonlóan, a 324m csapágypárna egy folytonos belső tangenciális 134b tartóelemet tartalmaz. E folytonos tartóelem növeli a csapágypersely tartószerkezetének merevségét.

A 325 csapágypárna tartószerkezete a belső 134mb tartóelemben kialakított nagyobb 142 nyílásokkal és a külső 134ma tartóelemben kiképzett kisebb 144 nyílásokkal van • · · · · · · • ·· ····· • · ·· · ···

- 74 kezet alakváltozási jellemzőit.

A tartószerkezet több lehetséges kialakításának bemutatása céljából a 38D. ábrán különböző tartószerkezeteket rajzoltunk a 321m-326m csapágypárnák mindegyikéhez. A 38D. ábra az egyes eltérő kialakításokat alulnézetből mutatja be. Az ábrán csak azért szerepelnek egyetlen csapágyperselyben a különböző tartószerkezetek, hogy jobban szemléltessük a találmány lényegét. Normál esetben mindegyik 321-326m csapágypárnának hasonló, noha nem szükségképpen egyforma tartószerkezete van az egyenletes terheléseloszlás biztosítása érdekében.

A 322m csapágypárna tartószerkezete különbözik a 321m csapágypárnáétól annyiban, hogy itt egy ovális alakú nyúlvány áll ki a csapágypárna felületének hátáról, hogy merev megtámasztást biztosítson a 321m csapágypárna külső tangenciális élének. E szerkezeti kialakításnak köszönhetően a 32lm csapágypárna külső kerületi tartománya különlegesen merev.

A 322m csapágypárna tartója hasonlít a 32lm tartójához azzal a különbséggel, hogy egyetlen nagy nyúlvány helyett két kisebb 122m nyúlvány áll ki a csapágypersely fenekéből a csapágypárna külső tangenciális széle közelében. A 12Om nyúlványhoz hasonlóan, e két 122m nyúlvány is megnöveli a 322m csapágypárna külső szélének merevségét. Azonban ez a konstrukció lehetővé teszi, hogy a csapágypersely rugalmasan áthajoljon a két nyúlvány közötti alátámasztatlan tartományban.

A 323m csapágypárnát egy módosított tartószerkezet tartja, mely a folyamatos tangenciális 124ma tartóelemet tartalmazza primér tartószerkezetében. Hasonlóan, a 324m csapágypárna egy folytonos belső tangenciális 134b tartóelemet tartalmaz. E folytonos tartóelem növeli a csapágypersely tartószerkezetének merevségét.

A 325 csapágypárna tartószerkezete a belső I34mb tartóelemben kialakított nagyobb 142 nyílásokkal és a külső 134ma tartóelemben kiképzett kisebb 144 nyílásokkal van • · • · · • · · · · •·· · ··· ··· • ·· ····· ·

- 75 - ........

módosítva. E nyílások alkalmazása növeli a tartóelemek rugalmasságát. Természetesen a nagyobb 142 nyílások jobban növelik a tartóelemek rugalmasságát, mint a kisebb 144 nyílások. E tartószerkezet tovább variálható még különböző méretű vagy különböző számú nyílásokkal annak érdekében, hogy a 325m csapágypárna előre meghatározott irányba ill tartományokban deformálódjon a terhelés alatt.

A 326m csapágypárnát egy módosított tartószerkezet hordja, amelynél a primér tartószerkezet egy membránként kialakított 134m tartóelemet tartalmaz gerendapár helyett. Az ábrázolt példánál az egyik membránszerű tartóelem el van látva egy 146 nyílással, hogy kívánt mértékben hajoljon át a 326m csapágypárna egy előre meghatározott irányba. Természetesen a 146m nyílás alkalmazása nem okvetlenül szükséges, és helyette akár több ilyen nyílás is alkalmazható.

Miként az ábrán látható, a sajtolható konstrukciójú csapágyperselyeknek nincsenek rejtett üregeik, amelyek bonyolult szerszámot és/vagy elmozdítható betétekkel rendelkező szerszámot tennének szükségessé. Mivel a csapágypersely felületének mindegyik felületrésze közvetlenül látható vagy a felülnézetet mutató 38A. ábrán, vagy pedig az alulnézetet mutató 38B. ábrán, ezért a csapágypersely könnyen sajtolható egy kétrészes szerszámmal. A szerszám egyik része a felülnézetet mutató 38A. ábrán közvetlenül látható felületeket alakítja ki. A szerszám másik része az alulnézetet mutató 38B. ábrán látható felületeket hozza létre. A 38A. és 38B. ábra mindegyikén látható élű felületek sajtolhatok akár az egyik, akár a másik szerszám-féllel. Az ábrázolt csapágyperselynél a könnyen sajtolhatóságot az biztosítja, hogy a szekunder és a tercier tartószerkezet részek tangenciálisan vannak elhelyezve a csapágypárnák közötti hézagokban. A 38D. ábrán látható módosítások nem változtatnak a csapágypersely könnyen sajtolhatóságán.

A 38E. ábra a 38A-38D. ábrán szereplő csapágyperselyt egy tömített 1 csapágyházba beszerelten tünteti fel. Miként itt látható, a csapágypersely rögzítve van az 1 • · · · • · · · · · · • · · · · · • * · · · ·

- 76 • · · csapágyház 2 állórészéhez. A 13 2m csapágypárnák hordják az 1 csapágyház 3 forgórészének siklófelületét. A csapágyperselyt 4 kenőanyagként hidrodinamikus folyadék veszi körül, és a 7 tömítések tömítik egymáshoz képest az 1 csapágyház 2 állórészét és 3 forgórészét. Mint fentebb ismertettük, az 1 csapágyház 2 állórésze az 5 tengely helytálló házához van erősítve, és az 1 csapágyház 3 forgórésze az 5 tengelyhez van erősítve és annak részeként funkcionál. Ha tehát forog az 5 tengely, akkor az 1 csapágyház 3 forgórésze is forog az 1 csapágyház 2 állórészéhez és a hozzá csatlakoztatott csapágyperselyhez képest. Ezáltal az 5 tengelyt terhelő axiális terheléseket felveszi a csapágypersely az 1 csapágyház 3 forgórészén keresztül.

A 38A-38D. ábrán bemutatott jól sajtolható axiális csapágyperselynek bonyolultabb változatai is lehetségesek. Például alkalmazható a csapágypersely szerkezetének fentebb megtárgyalt minden olyan módosítása, amely könnyen sajtolható. így a primér tartóelemek például folytonosak lehetnek. Tehát egy könnyen sajtolható csapágyperselynek nem szükséges feltétlenül egyszerű szerkezetűnek lennie. Bonyolultabb csapágypersely szerkezetre mutat be példát a 39A-39C. ábra.

Miként az a 39A-39C. ábrán látható, a csapágypersely több tangenciálisan osztott 232m csapágypárnát tartalmaz, melyeket egy tartószerkezet tart. A tartószerkezet szekunder és tercier tartószerkezet része hasonlít a 38. ábrán bemutatott csapágypersely tartószerkezetének megfelelő részeihez. Azonban a 39. ábrán látható csapágypersely abban különbözik a 38. ábrán láthatótól, hogy a 39. ábrán szereplő csapágyperselynél a primér tartórész több 234 komplex tartóelemet tartalmaz. Mindegyik csapágypárnát egy külső folytonos komplex tangenciális 234ma tartóelem hordozza. A párnákat ezenkívül több osztott tangenciális komplex 234mb tartóelem is támasztja. A folytonos 234ma tartóelem és a 234mb tartóelem szegmensek bonyolult alakja legjobban a 39C. ábrán látható, mely a komplex 234C tartóelemek szelvényalakját tünteti fel kissé vázlatosan. Működés közben a 234ma és • · · • · ····· · •· ·· · ···

234mb tartóelemek egy gerendavonulatként működnek. Mint látható, különböző bonyolult axiális csapágypersely szerkezetek alakíthatók ki anélkül, hogy le kellene mondani a csapágypersely könnyen sajtolhatóságáról. Természetesen mindegyik szerkezetnek mások az alakváltozási jellemzői, melyeket figyelembe kell venni az optomális ék alakú rés létrehozásához.

Egyes gáz-vagy légkenésű alakváltozó csapágyperselyeknél előfordulhatnak olyan esetek, amikor a terhelés vagy a fordulatszám túllépi a levegőfilm teherbíróképességét. Ilyen esetben egy folyadék típusú kenőanyagot kell bejuttatni a szűkülő résbe folyadéktartály vagy kenőanyag fürdő alkalmazása nélkül. A 40., 40A. , 41. és 41A. ábra egy ilyen példaképpen! találmány szerinti csapágypersely szerkezeteket mutat be. Ezen ábrákon egy újszerű önkenő áthajló párnájú csapágyperselyt látunk, a találmány egy másik fontos célkitűzésének megfelelően. A csapágypersely tulajdonképpen egy itt ismertetett típusú áthajló párnájú csapágypersely, amely úgy van módosítva, hogy különböző nyílásaiban kenésre szolgáló műanyagot lehessen elhelyezni.

A csapágyperselyben alkalmazott műanyag egy hagyományos önthető porózus műanyag, amely kenőfolyadékot tud abszorbeálni, ha behelyezik egy ilyen folyadékba. Egy ilyen műanyagot POREX márkanévvel forgalmaznak. Porózus műanyagok általában úgy alakíthatók ki különböző műanyagokból, hogy levegőt injektálnak a műanyagba, hogy ott pórusok képződjenek. A folyadék a lámpabélhez hasonlóan jut be a porózus műanyagba, és azt a műanyag megtartja.

Az önkenő, áthajló párnájú csapágypersely úgy készíthető, hogy veszünk egy fentebb ismertetett típusú áthajló párnájú radiális, axiális vagy kombinált radiális és axiális csapágyperselyt, és beöntjük vagy beinjektáljuk a hagyományos porózus műanyagot az alakváltozó tagok közötti és körüli terekbe. E kialakítás folytán üzemközben a tengely mozgásának és a lehajló tagok összenyomódásának hatására a kenőfolyadék kilép a porózus műanyagból és beszívódik az ék * * · · · · · • ♦ · · · ··* · « · · ··· • ·· ·····

- 78 - ........

alakú résbe. A folyadékkal kitöltött ék alakú rés nagymértékben növeli a csapágypersely terhelhetőségét és fordulatszám-határát. Miután a folyadék áthaladt a párna felülete felett, visszakerül a kilépő élnél a porózus műanyagba.

A jelen találmány egy fontos jellemzője a kompozit szerkezet, mely kombinálja a csapágypersely hagyományos anyagát a porózus műanyaggal. Ezen kompozitnak köszönhetően ki lehet használni mindkét anyag egyedülálló tulajdonságait. A hagyományos porózus műanyagok önmagukban nem nagyon alkalmasak szerkezeti anyagként áthajló párnáju csapágyperselyekhez, mivel a műanyagban lévő pórusok tulajdonképpen olyan apró üregek, amelyek meggátolják egy nagyon vékony folyadékfilm kialakulását. Másrészről a hagyományos műanyag vagy fém csapágypersely anyagok nem rendelkeznek pórusokkal és ezért nem tudnak abszorbeálni nagyobb mennyiségű kenőanyagot. Azonban e két anyagnak a fentebb ismertetett módon történő használatával egy önkenő hidrodinamikus csapágypersely hozható létre. Ezenkívül további előnyök is származnak a hagyományos csapágypersely anyagok és a kenőanyagot abszorbeáló porózus műanyagok kombinált használatából. Például a csapágypersely felületének áthajlása elősegíti a folyékony kenőanyag eljutását a belépő élhez. Továbbá a csapágypersely felületének csatornává vagy folyadék visszatartó zsebbé való alakulása elősegíti a folyadék megtartását.

A 40. és 41. ábra két példát mutat a jelen találmány szerinti áthajló párnáju önkenő csapágyperselyek kialakítására. E rajzok a korábban ismertetett csapágyperselyekhez hasonló csapágyperselyeket ábrázolnak, amelyek úgy vannak módosítva, hogy folyadék abszorbeáló porózus műanyagot tartalmaznak az áthajló tartóelemek közötti terekbe betöltve. Bizonyos tekintetben a csapágypersely egy váznak tekinthető, a porózus műanyag rész pedig egy folyadék viszszatartó és kiengedő szivacsnak.

A 40. és a 40A. ábra egy önkenő csapágyperselyt tüntet fel, amelynek fémszerkezete lényegében megegyezik a

32. és a 32A. ábrán szereplő csapágyperselyével. A 40. ábrán • «4 · ···· • · · · · ·· · · ··· ··· • · · ·*«·< «

Q ·*······ látható csapágypersely szerkezete azonban némileg módosított annak érdekében, hogy a porózus műanyag kitölthesse a tartószerkezeten belüli nyílásokat, amelyek összefüggő teret alkotnak a 732 csapágypárnák közötti terekkel. Természetesen a csapágypárnák alatti tereket is ki lehet tölteni porózus műanyaggal. Ha azonban nincs összeköttetés a porózus műanyag és a csapágypárna felülete között, akkor nincs értelme porózus műanyagot elhelyezni e térrészekben.

Hasonlóképpen a 41. és a 41A. ábra is egy olyan csapágyperselyt tüntet fel, amelynek szerkezete látszólag megegyezik a 36. és 37. ábrán szerepelt kombinált radiális és axiális csapágyperselyével. Azonban itt is porózus műanyag van injektálva a tartószerkezeten belüli és a párnák közötti terekbe. A porózus műanyag betöltése itt is olyan csapágyperselyt eredményez, amelynek megszakítás nélküli, folytonos belső palástja van. A 40. ábrán látható csapágyperselyhez hasonlóan azonban az anyagjellemzők nagymértékben változnak a belső átmérőre merőleges irányban.

A 40. ábrán látható csapágyperselyhez hasonlóan a 41. ábrán szereplő csapágypersely belső átmérője párnafelületeket, valamint tangenciálisan elhelyezett kenőanyag kibocsátó és elnyelő és megtartó részeket tartalmaz. Üzem közben a tengely mozgásának és a lehajló tagok összenyomódásának hatására a kenőfolyadék kilép a porózus műanyagból és a belépő élnél beszívódik a szűkülő résbe. A folyadékkal megtöltött rés nagymértékben növeli a csapágyperselyek terhelhetőségét és fordulatszám-határát.

Az áthajló párnájú önkenő csapágyperselyek gyártója három lépést hajt végre. Először elkészíti az alap csapágyperselyt, vagy a váz-részt standard csapágypersely anyagból. Másodszor injektálja a porózus műanyagot a csapágypersely szerkezetében lévő megfelelő terekbe. A kényelmesebb gyártás érdekében a műanyagot kenőanyag nélkül töltik be a csapágyperselybe. Végül a kívánt helyekre bejuttatott porózus műanyaggal ellátott csapágyperselyt megtöltik a folyékony kenőanyaggal. A műanyagnak a folyékony kenőanyaggal való

• ···· ·

• · ««« »»<· · rendes megtöltéséhez lámpabélként kell a műanyaggal felszívatni a kenőanyagot az egyik oldalról. Ha bemerítik a műanyagot a folyadékba, akkor nem töltődik meg a műanyag belső része. Ennek az az oka, hogy a pórusokból nem tud eltávozni a levegő az egyik oldalon. A 40. ábrán látható alap csapágypersely szerkezete egy a 36. ábrához hasonló kombinált radiális és axiális szerkezet. Azonban porózus műanyag tölti ki a tartószerkezeten belüli térrészeket. A porózus műanyag alkalmazása folytán egy kompozit csapágypersely jön létre, melynek ugrás nélküli belső átmérője van. Azonban a felületre merőleges irányban az alakváltozási jellemzők nagymértékben változnak. A standard csapágypersely anyagokból, így fémből vagy nem-porózus műanyagból készített alakváltoztató párnák át tudnak hajolni és létre tudnak hozni egy folyadékkal megtöltött szűkülő rést. Másrészt a porózus műanyag részek vissza tudják nyerni eredeti alakjukat a csapágypersely rugalmasságának köszönhetően. Természetesen a csapágypersely merevsége elsősorban a tartószerkezet alakjától függ, és csak kisebb mértékben a többi alakváltozási változótól, ideértve a hornyokkal és bemetszésekkel vagy bevágásokkal kialakított elemek anyagjellemzőit, számát, méretét és helyét is. A merevebb csapágyak nagyobb ön-korrigáló hajlammal rendelkeznek, de kevésbé képesek kompenzálni a tengely futáshibáját.

A vizsgálatok azt mutatták, hogy a találmány szerinti csapágyperselyek teljesítmény jellemzői drámai mértékben megjavultak, még a bejelentő korábbi, 4,496,251 1. számú US szabadalmának leírásában ismertetett szerkezetű csapágyperselyekhez képest is. Egy legutóbbi tesztnél a találmány szerinti radiális csapágyperselyeket használtak egy 2,31 mm radiális méretű tokozott radiális csapágyban. A csapágypárna belső lehajlása 0,0076 mm volt, ami kivételes stabilitásról és csapágyazási teljesítményről árulkodik. Egy hasonló elrendezésnél, mely a jelen bejelentő korábbi, 4,496,251 lajstromszámu US szabadalma szerinti szerkezeti kialakítással volt megoldva, radiális irányban 7,6 mm nagyságú térre volt szükség.

A hagyományos hidrodinamikus radiális csapágyperselyeknél egy folyadékfilm rést kell létrehozni a csapágypárna felülete és a tengely megtámasztandó része között. Ehhez rendkívül szigorú gyártási tűrésekre van szükség, ami hátrányosan befolyásolja a tömeggyártást.

A találmány szerinti csapágyperselyek kialakíthatók úgy, hogy ne legyen szükség szigorú gyártási tűrésekre. Megfelelő furatok, hornyok és bemetszések vagy bevágások segítségével kialakítható egy olyan csapágypersely, amely megfelel az összes megkívánt teljesítmény jellemzőnek. Az egyik ilyen jellemző a csapágypárna merevsége vagy rugójellemzője a terhelés irányában, azaz radiális irányban (radiális merevség) radiálcsapágyak esetében, és axiális irányban (axiális merevség) axiál-, tehát támcsapágyak esetében. A szakmában köztudott, hogy a tengely és a csapágypersely közötti folyadékfilm egy rugóként modellezhető, mivel kiszámítható a folyadékfilm radiális vagy axiális merevsége vagy rugójellemzője. Ez igaz mind az összenyomható, mind az összenyomhatatlan folyadékokra, de különösen hasznos a gáz-folyadék kenőanyagoknál. A folyadékfilm merevsége és a csapágypersely merevsége egymás ellen hat úgy, hogy ha a folyadékfilm merevsége vagy rugójellemzője nagyobb a csapágypersely merevségénél vagy rugóállandójánál, akkor a csapágypersely rugalmasan kitér a folyadékfilm merevségének (azaz radiális irányban a radiális csapágyperselyeknél és axiális irányban az axiális csapágyperselyeknél) olyan mértékig, amíg a folyadék és a csapágypersely merevsége egyensúlyba nem kerül. Ha tehát a radiális csapágypersely úgy van kialakítva, hogy a csapágypersely radiális merevsége kisebb a folyadékfilm radiális merevségénél, akkor nem szükséges pontos rést hagyni a tengely és a csapágypersely között, mert a folyadékfilm radiális merevsége automatikusan és azonnal - rögtön a tengely forgásának megindulásakor - létrehozza a radiális csapágypersely megfelelő mértékű radiális áthajlását. Azonnal kialakul az ék alakú rés, és »··* • * · · 4 ··· · · · · ·»4

444 · ···« 4 ·· ·· · ···

- 82 ennek következtében a védő folyadékfilm, amely megakadályozza a résképző csapágyfelület megsérülését, ami tipikusan az induló kis fordulatszámnál, a folyadékfilm kialakulása közben szokott létrejönni.

A csapágypersely radiális merevsége természetesen a tartószerkezet keresztmetszetétől vagy hajlító rugalmassági moduluszától függ elsősorban, amely a tartószerkezet alakjának is függvénye. A párna radiális merevsége tehát a csapágyperselyben kialakított hornyok vagy bemetszések hosszától függ. Ugyanez mondható el az axiális csapágyperselyekről azzal az eltéréssel természetesen, hogy a csapágypersely axiális merevsége kritikus. Ennek megfelelően, a jelen találmány szerinti csapágyperselyek használatával igen nagy teljesítmény jellemzők valósíthatók meg a hidrodinamikus csapágyperselyekre egyébként jellemző szigorú gyártási tűrések szüksége nélkül.

A találmány szerinti csapágyperselyek például úgy tervezhetők meg, hogy szoros illesztés legyen, amikor a csapágyperselyt felhúzzák a tengelyre. A csapágypárnák már a felhúzás során kismértékben áthajolnak és ezáltal szűkülő ék alakú rés alakul ki már a tengely álló helyzetében. A csapágypárna a kilépő élnél érintkezik a tengellyel. Hirtelen indításnál a folyadékfilm behatol az ék alakú résbe és folyadéknyomás alakul ki, amelynek hatására a párna azonnal elemelkedik a tengelytől. A találmány szerinti megoldások egy másik fontos jellemzője szerint tehát a találmány szerinti csapágyperselyeket úgy lehet megtervezni és méretezni, hogy a csapágypersely kilépő éle eleve érintkezzék a tengellyel annak nyugalmi állapotában.

A találmány szerinti axiális csapágyperselyeket szintén meg lehet úgy tervezni, hogy állóhelyzetben is terhelt ék alakú rés jöjjön létre. Az állóhelyzetben terhelt ék alakú rés létrehozásához a csapágypersely tartószerkezetét úgy kell kialakítani, hogy a csapágypárnák lejtsenek a tengely felé a csapágypárna belső tangenciális élétől a csapágypárna külső tangenciális éléig. Továbbá a tartószer83 kezetet úgy kell kialakítani, hogy a csapágypárna lejtsen a tengely felé a radiális belépő éltől a kilépő élig. Ily módon a nyugalmi helyzetben terhelt csapágypárnán is már megközelítőleg optimális ék alakú rés alakul ki. A párna lejt a tengely felé a külső tangenciális élnél úgy, hogy létrejöjjön a kívánt folyadék visszatartó tulajdonság. A tartószerkezet merevsége úgy választható meg, hogy a tengely forgásának megkezdődése után azonnal megfelelő rés legyen a párnák és a tengely között.

Alternatívaként a csapágypersely úgy is kialakítható, hogy a csapágypárna teljes felülete érintkezzék a tengellyel a tengely nyugalmi állapotában. A találmány ezen vonatkozása különösen fontos a csapágyperselyek tömeggyártásánál és a gáz-kenésü csapágyaknál, mert ezáltal csökkenthető a megmunkálási tűrések szigorúsága. Például 0,003, azaz mintegy 0,075 mm körüli illesztési tűrés elegendő esetünkben a rés kialakításánál szerepet játszó felületeknél, ezzel szemben a hagyományos gázkenésű csapágyperselyeknél 0,00000x, azaz mintegy három nagyságrenddel szigorúbb megmunkálási tűrésre van szükség, ami csak rendkívül bonyolult és költséges megmunkáló technológiákkal és berendezésekkel biztosítható.

A találmány egy másik célkitűzése szerint, a korábban ismertetett hidrodinamikus csapágyperselyek méretezési és konstrukciós irányelvei alapján kialakított hidrodinamikus radiális csapágyperselyek megkonstruálhatok úgy, hogy a forgó tengelyhez legyenek hozzáerősítve, és így a tengellyel együtt forogjanak a házban lévő álló tartófelülethez képest. A forgó tengelyre felszerelhető csapágyperselyek általános kialakítása hasonló a fentebb ismertetett általános csapágyperselyekéhez, de radiális irányban meg van fordítva a konstrukció. A tartószerkezet fordított irányultsága miatt természetesen különbségek vannak a szerkezeti kialakítás tekintetében is. Például a tengellyel együtt forgó csapágyperselyek siklópárnáit egy radiális irányban belső tartószerkezet tartja. A tartószer84 kezet úgy tartja a csapágypárnákat, hogy azok radiális irányban befelé elhajolhassanak, kifelé pedig létre tudják hozni az ék alakú hidrodinamikus rést a ház síma részénél. Amikor a csapágypersely forog a tengellyel együtt, centrifugális erő hat a csapágypárnákra és kifelé kényszeríti a csapágypárnákat a ház sírna felülete irányába.

Ilyen csapágyperselyre mutat be egy példát a 44. ábra. E csapágypersely tulajdonképpen radiális irányban megfordított változata a 4-6. ábrán látható csapágyperselynek. Egy 130 csapágypersely külső átmérőjén tangenciális 131 csapágypárnák helyezkednek el, amelyek két ok miatt is viszonylag vastagok. Először is a vastagság gátolja a 131 csapágypárna deformációját. Másodszor a vastagság növeli a 131 csapágypárnák tömegét, és ezáltal a tengely forgásakor nagyobb centrifugális erő húzza a 131 csapágypárnákat kifelé. A 131 csapágypárnák áthajlása folytán a csapágyperselyek úgy méretezhetők, hogy egy hézag legyen a háznál. Természetesen, ha szükséges, a 131 csapágypárnák vékonyabbak is lehetnek, hogy rugalmasabbak legyenek és/vagy kisebb legyen a centrifugális erő hatása.

A fenti megfontolások érvényesek a találmány szerinti minden olyan csapágyperselyre, amely a tengelyre szerelhető fel. Az ilyen típusú csapágyperselyek között a csapágypárnákat tartó tartószerkezetben lehet különbség. Általában a radiális csapágyperselyekhez korábban ismertetett bármelyik tartószerkezet adaptálható a 131 csapágypárnák tartószerkezeteként. Van azonban néhány eltérés is a tartószerkezet fordított iránya miatt. A 44. ábrán látható csapágyperselynél a 131 csapágypárnák egy 132 primér tartórészre támaszkodnak, amely több radiális irányú 132a tartóelemből, tangenciális irányú 132b tartóelemből és ugyancsak radiális 132c tartóelemből áll. A 132 primér tartószerkezet rész és a 131 csapágypárnák egy membránszerü 133 tartóelemre támaszkodnak, amely szekunder tartószerkezet részként funkcionál. Miként az ábrán látható, a membránszerü 133 tartóelem igen vékony (és ezáltal radiális irányban igen rugalmas), és a gerenda- vagy lábszerű 134 tartóelemek között helyezkedik el, amelyek tercier tartószerkezet részként szolgálnak. Ami a 44. ábrán látható csapágyperselyt illeti, a membránszerű 133 tartóelem több axiális irányú gerendaszerű tartóelemre osztható fel a membránban kialakítandó radiális bemetszésekkel. A 44. ábrán látható kialakításnál a gerenda- vagy lábszerű 134 tartóelemek folytonos köralakú tagok, és viszonylag merevek, úgy hogy a membránszerű vékony 133 tartóelem mintegy gumiasztalszérűén van a peremén befogva. A fentebb ismertetett többi csapágyperselynél a tartólábaknak eltérő konstrukciójuk lehet.

A 44. ábrán látható csapágypersely egyirányú megtámasztáshoz lett kialakítva. Ugyanis a 44. ábrán szereplő csapágypersely tartószerkezete csak akkor teszi lehetővé a csapágypárnák megfelelő áthajlását, ha a csapágypersely a feltüntetett irányba forog. Ilyen irányú forgásnál a belépő él (a tartószerkezettől távolabb levő él) befelé, a háztól elfelé hajlik át, míg a kilépő él kifelé, a ház felé hajlik át. Ezáltal egy ék alakú hidrodinamikus rés jön létre a csapágypárnák és a ház között.

A 45. ábra egy másik olyan csapágyperselyt mutat be példaképpen, amely a tengelyre szerelendő fel és azzal együtt forog. Ezen csapágypersely radiális irányban megfordított változata a 32. ábrán látható csapágyperselynek. A csapágypersely hasonló a 44. ábrán bemutatotthoz. A két konstrukció között főleg a tartószerkezet kialakításában van különbség. Például a 45. ábrán látható konstrukció axiális irányú 134 tartóelemeket vagy láb-szerű részeket tartalmaz a 44.ábra szerinti kiviteli alak csapágyperselyének folytonos kialakítású láb-szerű 134 tartóelemei helyett. Ezenkívül itt a primér tartószerkezet szimmetrikusan elhelyezett, szöget bezáró 132d és 132e tartóelemeket tartalmaz. A szimmetrikus kialakítás folytán e csapágypersely kétirányú. A csapágypersely könnyen sajtolható is, mivel nem tartalmaz rejtett nyílásokat.

Amikor a csapágypersely elforog a házhoz képest, deformálódik a tartószerkezet úgy, hogy egy ék alakú hidrodinamikus rés jön létre a csapágypárna és a ház között.

Hasonlóképpen a fentebb bemutatott csapágypersely szerkezetek bármelyike adaptálható tengellyel együtt forgó csapágyperselyhez. Általában csak meg kell fordítani a szerkezetet, ügyelve a fentebb ismertetett szempontokra.

A fentebb ismertetett találmány szerinti csapágyperselyek bármelyike vagy azok bármely kombinációja elhelyezhető egy fentebb már többször ismertetett tömített 1 csapágyházban. Normál esetben egy tokozott csapágy kialakításánál mindegyik csapágyperselynek van egy csapágyháza vagy a csapágyház álló részeihez rögzített alaprésze, és a csapágypárnák úgy helyezkednek el, hogy megtámasztanak egy a tengelyhez hozzáerősített felületet. Természetesen más típusú hidrodinamikus csapágyperselyek is elhelyezhetők a tömített csapágyházban. Például a 4,676,668 lajstromszámu US szabadalmi leírásban ismertetett csapágypárnák igen alkalmasak tömített csapágyházban való elhelyezésre.

A 42. ábra egy olyan konstrukciót mutat be, ahol az 1 csapágyház 2 állórésze egyedi 420 csapágypárnák tartószerkezeteként szolgál. A 420 csapágypárnák megtámasztják az 1 csapágyház 3 forgórészének sík felületét. Az 1 csapágyház 3 forgórésze itt is az 5 tengellyel együtt forog az 1 csapágyház 2 állórészéhez képest. ílymódon a 420 csapágypárnák felveszik az 5 tengelyre ható axiális terhelést az 1 csapágyház 3 forgórésze közvetítésével.

Ha csak kis mennyiségeket kell legyártani az itt ismertetett találmány szerinti csapágyperselyekből, akkor azokat szikraforgácsolással vagy lézerforgácsolással készíthetjük el . A rajzokon látható vastag vonalak az általában 0,50-1,52 mm vastag sugár vagy elektróda tényleges nyomvonalát mutatják. A szikra-forgácsolt résbe befolyó kenőanyag csillapító elemként szolgál, amely csökkenti a vibrációt és az instabilitást a rezonancia frekvenciáknál. A fentebb ismertetett szituációkban, ahol egy összefüggő köralakú membránt kell kialakítani, a csillapítás egy olajpárnával történhet, amely kiváló csillapító tulajdonságokkal rendelkezik. A csapágypersely megtervezésekor nagyon fontos szempont, hogy a tartószerkezet hossza és iránya olyan legyen, hogy a csapágypárna áthajoljon befelé, miként ez a 3. ábrán látszik. A csapágypárnáknak akár csak szögpercnyi áthajlása a terhelés irányában, miként ezt a 9. ábra mutatja, megváltoztatja az excentricitást és tovább javítja a csapágypersely teljesítményét. Megjegyezük, hogy Faires: Gépelemek tervezése c. szakkönyvben foglaltak szerint a csapágypersely középpontja és a tengely középpontja közötti távolságot nevezik a csapágypersely excentricitásának. E terminológiát jól ismerik, akik a csapágyperselyek tervezésével foglalkoznak. Az új megközelítéssel, amely lehetővé teszi a csapágypersely merevségének hangolását vagy módosítását egy adott alkalmazáshoz, optimális teljesítmény érhető el. A legújabb számítógépes analízis demonstrálta, hogy szinte bármely kívánt merevség vagy áthajlás megvalósítható.

Mint fentebb említettük, ha a találmány szerinti csapágyperselyekből csak prototípusokat vagy kis mennyiségeket kell legyártani, akkor a csapágyperselyeket célszerűen szikraforgácsolással, vagy lézerforgácsolással készíthetjük el. Az ilyen kis mennyiségeket, vagy prototípusokat általában fémből érdemes készíteni. Ha azonban egy adott csapágyperselyből nagyobb mennyiséget kell gyártani, akkor más gyártási módszerek gazdaságosak, például a fröccsöntés, öntés, szintereit nyomásos öntés és az extrudálás. E gyártási módszereknél gazdaságosabb műanyagot, kerámiát, fémporokat, vagy kompozit anyagokat használni a találmány szerinti csapágyperselyek kialakításához, ügy gondoljuk, hogy a fröccsöntés, öntés, színtereit fémek készítése, nyomásos öntés és az extrudálás eléggé ismert eljárások, és nem szükséges ezeket itt részletezni. Továbbá úgy gondoljuk, hogy egy csapágypersely prototípus elkészítése után a csapágypersely tömeggyártásához szükséges szerszám elkészítésének módszere is eléggé ismert a sajtolással vagy az öntéssel foglalkozó szakemberek számára. A jelen találmány szerinti csapágyperselyeknek csak bizonyos típusai alkalmasak az extrudálással történő sorozatgyártásra, mégpedig azok a csapágypersely-típusok, amelyek olyan tangenciális hornyokkal és radiális és tangenciális bemetszésekkel, bevágásokkal vannak kialakítva, amelyek axiális irányban a csapágypersely egész vastagságára kiterjednek. Másképpen kifejezve azok a csapágyperselyek, amelyeknek állandó vagy egyéb módon extrudálható keresztmetszete van.

A találmány egy további célkitűzése szerint kialakítottunk a találmány szerinti csapágyperselyek közepes sorozatnagyságú tömeggyártásához egy olyan új kiolvadómintás öntési eljárást, amely rendkívüli előnyökkel alkalmazható gazdaságosan közepes mennyiségek, például 5000-nél kevesebb csapágypersely gyártásához. A találmány szerinti kiolvadómintás öntési eljárás első lépése egy prototípus csapágypersely elkészítése. Mint fentebb ismertettük és alább részleteztük, a prototípus sokféleképpen elkészíthető, de a legcélszerűbb módszer, ha azt forgácsolással készítjük el nyers előgyártmányként egy vastagfalú csőből vagy hengeres rúdanyagból. Nagyobb csapágyperselyeknél a hengeres rudat szinte mindig forgácsoljuk, esztergálással kialakítva a homlokoldali és a tangenciális hornyokat, és fúrás és/vagy marás útján elkészítve az axiális és radiális furatokat. Kisebb hengeres rudak forgácsolásánál általában alkalmasabbak a vízsugárral való forgácsoló, lézer forgácsoló és szikra forgácsoló technikák. Azonban a hengeres rúd nyersdarabokban mindig esztergálással és marással alakítjuk ki a nagyobb hornyokat.

A prototípus csapágypersely elkészítése után célszerű a prototípust próbaüzemeltetésnek alávetni, hogy meggyőződjünk, hogy a csapágypersely az elképzelt módon működik-e. E tesztelés eredményeként esetleg módosítani kell a prototípust, hogy a kívánt eredményt kapjuk.

A jó prototípus elkészítése után el kell készítenünk • · a prototípus gumi öntőformáját. Ennek során a prototípust olvadt gumiba ágyazzuk, és hagyjuk megszilárdulni a gumit, hogy létrejöjjön a prototípus gumi öntőformája. Azután felhasítjuk a protoípus gumiházát és kivesszük a prototípust, hogy egy nyitott gumi öntőformát kapjunk.

A gumi öntőformával elkészítünk egy viasz öntvényt. Egy úgy történik, hogy olvadt viaszt öntünk a gumi öntőformába és hagyjuk megszilárdulni a viaszt, hogy létrejöjjön a csapágypersely viasz öntvénye.

A viasz öntvénnyel elkészítünk egy gipsz öntőformát. E lépés során a viasz öntvényt gipszbe ágyazzuk, és hagyjuk megszilárdulni a gipszet a viasz öntvény körül, hogy létrejöjjön egy gipsz öntőforma.

A gipsz öntőformát használjuk fel a csapágypersely elkészítéséhez. Olvadt csapágypersely anyagot, például bronzot öntünk a gipsz öntőformába, amely megolvasztja és kiszorítja a viasz öntvényt a formából. így a gipsz öntőforma megtelik az olvadt csapágyanyaggal, és az olvadt viasz eltávozik a gipsz öntőformából.

Az olvadt csapágyanyag megszilárdulása után eltávolítjuk a csapágypersely körül a gipsz öntőformát és kész a csapágypersely.

Mivel e gyártási módszernél feláldozzuk a viasz öntvényt, ezért azt kiolvadó mintás vagy feláldozó öntésnek nevezik.

Annak ellenére, hogy a kiolvadó mintás vagy feláldozó öntésnél fel kell áldozni egy viasz öntvényt, továbbá gumi és gipsz öntőformákat kell készíteni, az eljárás gazdaságosnak bizonyult közepes mennyiségeknél, tehát ha egy adott csapágyperselyből 5000-nél kevesebbet kell elkészíteni .

Mint fentebb említettük, a kiolvadó mintás öntési eljárás, és egyáltalán bármelyik előállítási eljárás első lépése egy prototípus csapágypersely elkészítése. A találmány egy másik célkitűzése szerint a találmány szerinti viszonylag bonyolult radiális és axiális csapágyperselyek r

i j egyszerű gyártási technikákkal gyárthatók. Hasonló technikák használhatók az axiális és a radiális csapágyperselyekhez.

A fentiek szem előtt tartásával úgy gondoljuk, hogy elegendő, ha ismertetjük csupán egyetlen prototípus radiális csapágypersely szikraforgácsolással és forgácsolással történő legyártását, ügy gondoljuk, hogy ennek leírásával érzékeltethetjük, milyen könnyen gyárthatók a találmány szerinti viszonylag komplex csapágypersely alakok.

Mindegyik csapágypersely gyártásánál egy hengeres nyersdarabból indulunk ki, melynek egy hengeres furata van a 11A. és 11B. ábrán látható módon. A nyersdarabot megesztergáljuk, kialakítandó egy radiális kenőfolyadék hornyot a 12A. és 12B. ábra szerint. Bizonyos alkalmazásoknál célszerű tovább esztergálni a nyersdarabot, homlokoldali hornyokat is kialakítva, amelyek célszerűen szimmetrikusan helyezkednek el a csapágypersely radiális homloklapjain a 13A. és a 13B. ábra szerint. Ilyen homlokhornyok alkalmazása esetén olyan csapágyperselyt kapunk, amelynél könnyen jön létre torziós alakváltozás. Bár a 13A. és 13B. ábrán látható horony hengeres, de lehetséges kúpos hornyokat is kialakítani a 14A. és 14B. ábra szerint. Mint alább látjuk majd, így olyan csapágyperselyt kapunk, amely jobb alakváltozási jellemzőkkel rendelkezik a tartóelemek ferde helyzete okán. Ebben az összefüggésben megjegyezzük, hogy a tartóelemeket, amelyek a 14A. ábrán láthatók, célszerű kúposra kialakítani úgy, hogy a kúpok geometriai tengelyei a megtámasztandó tengely középvonalánál találkozzanak. Ez rugalmasságot biztosít a megtámasztandó tengely középvonalánál, így a csapágypárnák alkalmazkodhatnak a tengely futáshibájához. Tulajdonképpen a tartógerendák kúpossága alkalmassá teszi a csapágyperselyt arra, hogy egy gömbcsuklóhoz hasonló módon működjék, a támasztóerőket egyetlen pontra koncentrálva, amely körül a tengely elbillenhet, korrigálandó az egytengelyűségi hibát. A 14A. ábrán látható nyilak jelzik az alakváltozás erővonalait.

A 14A. és a 12A. ábrán látható keresztmetszetű • · csapágyperselyek különösen jól tartják vissza a hidrodinamikus folyadékot. Ennek az az oka, hogy a csapágypárna megtámasztási helye a csapágypárna axiális vége közelében van, és a csapágypárna középső része nincs közvetlenül megtámasztva. E szerkezetnek köszönhetően a csapágypárna a terhelés hatására úgy deformálódik, hogy egy folyadékviszszatartó konkáv zseb jön létre, azaz a csapágypárna középső része kifelé hajlik. Ez nagymértékben csökkenti a folyadék szivárgást. Természetesen a zseb kialakulás mértéke függ a csapágypárna és a tartószerkezet egymáshoz viszonyított méreteitől. Nagyobb folyadék visszatartó zsebet úgy kapunk, ha vékonyabb csapágypárnát alkalmazunk, és a csapágypárnát egészen a szélén támasztjuk meg.

A hengeres nyersdarab megesztergálása után (lásd a 12A. és 12B. , a 13A. és 13B. vagy a 14A. és 14B. ábrát) radiális és/vagy tangenciális hornyokat vagy bemetszéseket kell kialakítani az esztergált nyersdarab radiális felületén, kialakítandó a csapágypárnákat, a tartóelemeket és a házat. A 14C. és 14D. ábra szemlélteti ezeket a hornyokat a 14A. és 14B. ábrán bemutatott esztergált nyersdarabban kialakítva. Kis mennyiségű csapágypersely vagy öntőformához használatos prototípus csapágyperselyek gyártásánál a bemetszéseket vagy bevágásokat lehetőleg szikraforgácsolással vagy lézerrel kell elkészíteni. A hengeres nyersdarabnak a 12A. és 12B., a 13A. és 13B. vagy a 14A. és 14B. ábrán látható alakra hozása hagyományos szerszámgépekkel, például esztergával történhet.

Noha a fentiek elsősorban a radiális csapágyperselyekre vonatkoznak, ugyanezek az elvek alkalmazhatók axiális csapágyperselyeknél is. Például a 15-18. ábrán látható axiális csapágyperselyt egy vastagfalu csődarabból alakíthatjuk ki forgácsolással, elkészítve a belső és külső hornyokat, a homlokoldalon lévő hornyokat, az axiális furatokat, a radiális bemetszéseket és él letöréseket, kialakítva a csapágypárnákat és a tartószerkezetet.

A jelen találmány szerinti csapágyperselyek telV

- 92 jesítményjellemzői a forgácsolt nyersdarabban elkészített furatokkal és bemetszésekkel vagy bevágásokkal kialakított csapágypárnák és tartóelemek alakjától, méretétől, helyétől és anyag jellemzőitől függenek.

Fentebb már megjegyeztük, hogy a találmány szerinti csapágyperselyek szerkezetét legkönnyebben forgácsoló eljárással történő előállíthatóságukra hivatkozva lehet megérteni. Nagyobb mennyiségeket ugyanakkor célszerű módon a találmány szerinti kiolvadó mintás öntéssel lehet legyártani, ha pedig a találmány szerinti csapágyperselyekből még nagyobb mennyiséget szükséges gyártani, akkor ez gazdaságosan felszerszámozott fröccsöntéssel, öntéssel, szintereléssel, sajtoló öntéssel, extrudálással vagy hasonló más hasonló tömeggyártási eljárással történhet.

Ha extrudálni akarunk nagyszámú csapágyperselyt egy csőszerű hengeres nyersdarabból, akkor a 12A. és 12B. ábrán látható radiális kenőfolyadék hornyokat elkészíthetjük a csőszerű hengeres nyersdarab hossza mentén az extrudálás előtt. Ha azonban a homlokoldalon szeretnénk hornyokat elhelyezni a csapágyperselyben, akkor ezeket egyenként kell kialakítani az egyes csapágyperselyeknek az extrudált és forgácsolt nyersdarabból való levágása után. Ezért az extrudálás lehet hogy nem a legcélszerűbb módszer olyan csapágyperselyek gyártásához, amelyeknél a homlokoldalon hornyok vannak elhelyezve a torziós rugalmasság növelése céljából.

Claims (23)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Siklócsapágyazás, amely egy tengely és egy legalább egy csapágyperselyt tartalmazó csapágy házba beépíthető együtteséből áll, ahol a tengely egy hengeres felületű siklótartományt tartalmaz, és egy vele együttforgó, a siklótartományból meghatározott szög alatt kiálló legalább egy siklófelülettel rendelkező siklótárcsával van ellátva, azzal jellemezve, hogy a csapágy legalább egy siklóperselye egyenként egy-egy legalább részben a siklótárcsa siklófelülete tengellyel bezárt szögének megfelelő szögállású tengelytámasztó homloklappal rendelkező csapágypárnákat, valamint egy a csapágypárnákat hordó és alátámasztó tartószerkezetet tartalmaz, a tartószerkezetnek egy külső palástjával a házba illeszkedő, rendre egy hosszirányban egymással ellentétes első véggel és második véggel kiképzett, a ház belső palástfelületétől és a tengelytől egyaránt térközzel elnyúló több konzolszerű tartóelemmel ellátott perselyteste van, ahol a konzolszerű tartóelemek első végei rendre egy-egy csapágypárnát tartanak, míg a második végek a perselytesthez csatlakoznak, és a konzolszerű tartóelemek a csapágypárnáknak a siklótárcsa siklófelületéhez bepattintással történő csatlakoztatását megengedő, sugárirányban kifelé rugalmasan kihajló szerkezeti elemekként vannak kialakítva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy a csapágy perselyteste egy tartóelemekkel hordott radiális csapágyperselyt is tart.
3. 3. Az 1.igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy a tengely siklótartományát radiálisán megtámasztó csapágypárnákat is tartalmaz.
4. 4. A 3. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy mindegyik csapágypárnának egy első véggel és egy második véggel rendelkező konzolszerű tartóeleme van.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy műanyag szerkezeti anyagú csapágyat tartalmaz.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy fröccsöntött csapágya van.
7. 7. Az 1. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy a csapágypárnák, a tartóelemek és a perselytest egyetlen egydarabból álló osztatlan szerkezeti egységet alkotnak.
8. 8. Az 1. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy minden csapágypárnának van két kerületi éle, és a konzolszerű tartóelem a másik élhez viszonyítva az egyik élhez közelebbi tartományban van elhelyezve.
9. 9. Az 1. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy a tartalmazott csapágy egy hidrodinamikus siklócsapágy, amelynek csapágypárnái a tengely forgása során fellépő súrlódás és nyomás révén közöttük és a tengely között ék alakú hidrodinamikus rés kialakulását megengedő tartószerkezettel vannak alátámasztva.
10. 10. Az 1. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy hengeres alakú siklótárcsát tartalmaz, amelynek a siklótartomány felületére merőleges legalább egy siklófelülete van.
11. 11. Az 1. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy egy a siklótartomány felületével hegyes szöget bezáró kúpalakú siklófelülettel kiképzett siklótárcsája van.
12. 12. Siklócsapágyazás, amely egy tengely és egy legalább egy csapágyperselyt tartalmazó csapágy házba beépíthető együtteséből áll, ahol a tengelyen egy hengeres felületű siklótartomány, valamint egy hengertől eltérő forgástest alakú legalább egy siklófelülettel rendelkező, a siklótartományból meghatározott szög alatt kiálló, meghatározott külső átmérőjű hengerestől eltérő alakú rész van kiképezve, azzal jellemzve, hogy a csapágy a kerület mentén elosztva elrendezett, a hengerestől eltérő alakú siklófelületet megtámasztó csapágypárnákat tartalmaz, amelyekben egy a tengely hengerestől eltérő alakú része alakjának megfelelő

    4 4 • · · a

    - 95 « · · 9 · ·♦· · « · · ··· * · · * · a · · a ♦ · a· · a · a alakú, az utóbbi elforogható felvételére alkalmas körbenfutó horony van kialakítva, aholis a csapágypárnákban kialakított horony fenékátmérője nagyobb, mint a tengely hengerestől eltérő alakú részének legnagyobb külső átmérője, és a csapágypárnákhoz egy tartószerkezet van hozzárendelve, amely egy folytonos gyűrűszerű perselytestből, valamint ebből konzolosan tengelyirányban kinyúló, rendre egy a perselytesthez csatlakozó első véggel és egy ettől tengelyirányban adott távolságban lévő, egy hozzátartozó csapágypárnát a perselytesthez képest konzolosan hordó második véggel rendelkező tartóelemekből áll, és a tartóelemek csapágypárnáknak a tengely hengerestől eltérő alakú részének a körbenfutó horonyba bepattintással történő, a siklópárnák és a tengely hengerestől eltérő alakú része kúpos siklófelülete közötti axiális és radiális irányú erőátadásra egyaránt alkalmas csatlakoztatását megengedő, sugárirányban kifelé rugalmasan kihajló szerkezeti elemekként vannak kialakítva.
13. 13. A 12. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy a csapágy folytonos gyűrűszerű perselyteste egy tartóelemekkel hordott radiális csapágyperselyt is tart.
14. 14. A 12. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy a csapágy a kerület mentén elosztva elrendezett, a tengely hengeres siklótartományát radiálisán megtámasztó csapágypárnákat tartalmaz, és a tartószerkezetnek a perselytestből tengelyirányban kinyúló a tengely siklótartományát radiálisán megtámasztó csapágypárnákat hordó tartóelemei is vannak.
15. 15. A 12. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy a csapágy egyetlen, egydarabból álló, műanyagból kialakított szerkezeti egység.
16. 16. A 12. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy minden csapágypárnának van egy kerületi belépő éle és egy kerületi kilépő éle, és a konzolszerű tartóelemek a csapágypárnákat rendre olyan tartományukban támasztják meg, amely közelebb van a kilépő élhez mint a belépő élhez.

    • ·* *
17. 17. A 12. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy a tartalmazott csapágy egy hidrodinamikus siklócsapágy, amelynek csapágypárnái a tengely forgása során fellépő súrlódás és nyomás révén közöttük és a tengely között ék alakú hidrodinamikus rés kialakulását megengedő tartószerkezettel vannak alátámasztva.
18. 18. A 12. igénypont szerinti siklócsapágyazás, azzal jellemezve, hogy a folytonos gyűrűszerű perselytest egy külső kerületébe bemélyített körbenfutó horonnyal van ellátva.
19. 19. Önbeálló siklócsapágy, amely egy hengeres siklótartománnyal és egy legalább egy a hengeres siklótartományból kifelé kiálló kúpos siklófelületű lépcsővel rendelkező tengely önbeálló csapágyazására alkalmas egy ház belső hengeres furatában, azzal jellemezve, hogy a csapágy egy a hengeres házfuratba illeszkedő külső átmérőjű folytonos kerületi résszel kialakított perselytestet, ez utóbbiból legalább egyik tengelyirányból kiálló, egyenként egy a perselytesthez csatlakozó első véggel és egy ettől tengelyirányban mérve meghatározott távolságban elhelyezkedő második véggel rendelkező, a háztól és a tengelytől egyaránt térközzel elrendezett konzolszerű tartóelemet, valamint egyenként ez utóbbiak szabad második végei által hordott csapágypárnákat tartalmaz, a csapágypárnákban egy a tengely kúpos siklófelületének megfelelő alakú, a siklófelülettel rendelkező tengelyrész felvételére alkalmas körbenfutó horony van kiképezve, és a konzolszerű tartóelemek a csapágypárnáknak a tengely siklófelületes részére bepattintással történő csatlakoztatását megengedő, sugárirányban kifelé rugalmasan kihajló szerkezeti elemekként vannak kialakítva.
20. 20. A 19. igénypont szerinti siklócsapágy, azzal jellemezve, hogy további, lényegében sírna felületű csapágypárnái is vannak, amelyek rendre a perselytestből tengelypárhuzamos irányban kinyúló további konzolszerű tartóelemek perselytesthez csatlakozóval ellentétes szabad végein vannak elrendezve.

    ····
21. 21. A 19. igénypont szerinti siklócsapágy, azzal jellemezve, hogy a további csapágypárnák a tengely forgása során fellépő súrlódás és nyomás révén közöttük és a tengely között ék alakú hidrodinamikus rés kialakulását megengedő tartószerkezettel vannak alátámasztva.
22. 22. A 19. igénypont szerinti siklócsapágy, azzal jellemezve, hogy a csapágy egyetlen, egydarabból álló, műanyagból kialakított szerkezeti egység.
23. 23. A 19. igénypont szerinti siklócsapágy, azzal jellemezve, hogy a csapágy perselyteste egy tartóelemekkel hordott radiális csapágyperselyt is tart.