PL168022B1

PL168022B1 - Hydrodynamic angular bearing of modular construction with multiple-deflection plates

Info

Publication number: PL168022B1
Application number: PL91297184A
Authority: PL
Inventors: Russell D Ide
Original assignee: Russell D Ide
Priority date: 1990-06-04
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1995-12-30
Also published as: PT97840A; ZA914235B; JPH05509379A; IL98282A0; CN1027096C; WO1991019112A1; AU8086891A; PL297184A1; CN1099105A; MX9403067A; AU5798694A; CN1058080A; US5125754A; CA2084518A1; US5441347A; EP0531422A1; AU670993B2; AU646368B2; EP0531422A4; IE911821A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest także łożysko o wielu trybach działania, które optymalnie działa w dwóch lub więcej wyraźnych zbiorach warunków roboczych, to jest trybach działania. Wykonuje się to za pomocą dwóch lub więcej typów płytek łożyskowych w nośniku. Na przykład, jeden zestaw płytek mógłby być przeznaczony do podparcia dużego obciążenia o małej prędkości, a drugi zestaw płytek mógłby być przeznaczony do podparcia małego obciążenia o dużej prędkości. Płytki każdego typu są równomiernie rozmieszczone wokół obwodu nośnika (rozmieszczone obwodowo). W jednej konstrukcji, płytki przeznaczone do podparcia małego obciążenia są nieco bliższe części wałowej podpieranej, tak aby przy małych obciążeniach tylko te płytki działały w celu podpierania wału. Przy większych obciążeniach płytki te są odginane od wału, a inna grupa płytek podpiera wał. Jednym sposobem osiągania takiego skutku jest umocowanie płytek małego obciążenia na elastycznej belce lub membranowej części podporowej nośnika, który ugina się przy większych obciążeniach. Alternatywnie, sama konstrukcja podporowa płytki może uginać się, tak jak to jest potrzebne. Tym sposobem łożysko może być zastosowane do podparcia wału w sposób optymalny przy dwóch, trzech lub więcej zbiorach warunków roboczych.

Przedmiotem wynalazku jest także konstrukcja łożyskowa, która może być aktywnie i dynamicznie regulowana.

Wynalazek odnosi się także do zastosowania tak zwanych inteligentych lub sprytnych materiałów w łożyskach, aby regulować aktywnie lub dynamicznie tworzenie klinu. Inteligentna konstrukcja łożyskowa łączy trzy typy elementów, przy czym każdy ma konkretną funkcję. Pierwszy element jest elementem konstrukcyjnym, stanowiącym rdzeń płytki łożyskowej. Element konstrukcyjny tworzy się z materiału konstrukcyjnego takiego, jak stal, brąz, aluminium, ceramika, tworzywa sztuczne lub lekkie materiały kompozytowe. Element ten tworzy ramę lub szkielet podpory łożyskowej. Drugi element jest elementem czujnikowym. Ten element tworzy -się z odpowiednio dobranego materiału, aby wykrywać i kontrolować zmiany oraz warunki, takie jak temperatura, ciśnienie, itp. które wskazują jakość klinu hydrodynamicznego. Materiały zdolne do wykonywania tych funkcji obejmują materiały piezoelektryczne, takie jak kwarc oraz niektóre polimery i TERFENOL. Trzeci element tak zwanego inteligentnego łożyska jest elementem siłownikowym. Element siłownikowy rozszerza się lub kurczy się albo zmienia swoją sztywność, aby optymalizować tworzenie klinu. Materiały zdolne do wykonywania tego obejmują materiały piezoelektryczne, płyny elektroreologiczne, które zmieniają lepkość w obecności płynów elektrycznych (takich, że mogą one szybko zmieniać się od płynów swobodnie płynących do ciała binghamowskiego, zależnie od siły pola elektrycznego, przez co zapewniają selektywną sztywność) oraz magnetostrykcyjne stopy ziem rzadkich, takie jak TERFENOL, które wytwarzają duże zmiany wymiarowe, gdy wystawione są na działanie pola magnetycznego.

Jak wyżej podano, inteligentne materiały, które mogą być stosowane, zawierają materiały piezoelektryczne i płyny elektroreologiczne. Innym takim materiałem jest mate12

168 022 riał elektrOceramiczny, który może wykrywać zmiany środowiskowe (takie, jak zmiany chemiczne i ciśnieniowe) oraz mogą poruszać się lub podlegać pewnej innej typowej zmianie fizycznej w odpowiedzi na wykrywane zmiany. Na przykład, przyrządy oparte na tytanianie cyrkonowym zostały tak opracowane, że są podatne podobnie jak guma przy reagowaniu na ciśnienie. Tym sposobem, wewnętrznie twardy przyrząd ceramiczny może raczej pochłaniać, niż odbijać drgania.

Innym użytecznym materiałem są tak zwiane metale o pamięci kształtu, to jest stopy, które zmieniają się odjednego kształtu do poprzedniego kształtu, kiedy są nagrzewane poza temperaturę zwianą temperaturą przemiany. Takie metale z pamięcią kształtu mogą być wykorzystywane w materiałach kompozytowych, takich że gdy temperatura zmienia się oraz uwięzione stopy próbują przywrócić swój wcześniejszy kształt, otaczający materiał kompozytowy przeciwstawia się tym wewnętrznym ruchom. Następnie, ten opór zmienia właściwości mechaniczne materiału kompozytowego, takie jak jego sztywność oraz częstotliwości, przy których może on drgać. Najlepiej i powszechnie znanym materiałem o pamięci kształtu jest stop tytanowo-niklowy, znany jako nitinol.

Konstrukcyjny element dynamicznych lub aktywnie regulowanych łożysk według wynalazku jest podobny do innych łożysk lub płytek łożyskowych, które są w tym opisie przedstawione. Elementy czujnikowe i siłownikowe są jednak wykonane w taki sposób, aby zezwalać na aktywne regulowanie ugięciowych cech i (lub) kształtu płytek łożyskowych, konstrukcji podporowej i (lub) konstrukcji nośnikowej. W jednym przykładzie, czujnik i element siłownikowy wykorzystuje się w układzie sprzężenia zwrotnego, przy czym fizyczne warunki wykrywane czujnikiem są wykorzystywane do sterowania siłownika. Na przykład, elementy czujnikowe i siłownikowe można konstruować z tak zwanych materiałów inteligentnych, takich jak materiał piezoelektryczny. Pierwszy materiał piezoelektryczny wykrywa ciśnienie i wytwarza sygnał, który doprowadza się do wzmacniacza sprzężenia zwrotnego. Wzmacniacz sprzężenia zwrotnego przetwarza impuls lub sygnał oraz wysyła sygnał napięciowy do siłownika i powoduje, że on rozszerza się lub kurczy. Podczas gdy siłownik rozszerza się lub kurczy, zmienia on wykrywany stan aż do chwili, kiedy osiąga się stan równowagi.

Łożyska według wynalazku mogą być wykonywane z dowolnego odpowiedniego materiału. Podstawowy wzgląd polega na tym, że podporowa konstrukcja musi raczej uginać się, niż odkształcać, aby umożliwiać właściwe tworzenie klinu. Tym sposobem, gdy można akceptować odkształcenie i może ono być czasami korzystne, ugięcie przede wszystkim polega na właściwym formowaniu klinu.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku na którym:

fig. 1A pokazuje boczny przekrój poprzeczny konstrukcji łożyska wzdłużnego, fig. 1B jest częściowym widokiem z góry konstrukcji łożyska na fig. 1A, fig. 1C jest rzutem perspektywicznym, częściowo odciętym, konstrukcji łożyska poprzecznego, fig. 1D jest częściowym bocznym widokiem łożyska typu przedstawionego na fig. 1C z wycięciem w przekroju poprzecznym, fig. 2 jest bocznym widokiem pierwszej płytki łożyska modułowego, fig. 3A jest przekrojem poprzecznym modułowej płytki łożyskowej, umocowanej w nośniku, fig. 3B jest przekrojem poprzecznym innej modułowej płytki łożyskowej, fig. 3Cjest rzutem perspektywicznym płytki łożyskowej o kształcie stożka ściętego lub kształtu ściętego, fig. 3D jest bocznym widokiem wkładki łożyskowej o kształcie stożka ściętego na fig. 3C z ukrytymi liniami przekroju poprzecznego, podanymi jako fantom, fig. 3E jest perspektywicznym rzutem innej płytki łożyskowej o kształcie stożka ściętego, fig. 3F jest przekrojem poprzecznym płytki łożyskowej o kształcie stożka ściętego na fig. 3E,

168 022 fig. 4A jest przekrojem poprzecznym cylindrycznej płytki łożyskowej, fig. 4B jest przekrojem poprzecznym innego przykładu cylindrycznej płytki łożyskowej, fig. 4C jest przekrojem poprzecznym płytki łożyskowej na fig. 4B wzdłuż linii, pokazanych na fig. 4B ukrytymi liniami, przedstawionymi fantomowo.

fig. 4D jest widokiem od dołu innej płytki łożyskowej z ukrytymi liniami, pokazanymi fantomowo, fig. 4E jest przekrojem poprzecznym cylindrycznej płytki łożyskowej na fig. 4D, fig. 5A jest przekrojem poprzecznym pustakowej rurowej płytki łożyskowej, fig. 5B jest widokiem od dołu płytki łożyskowej na fig. 5A z ukrytymi liniami, pokazanymi fantomowo, fig. 5C jest bocznym widokiem płytki łożyskowej na fig. 5A oraz 5B wzdłuż linii, pokazanych na fig. 5B, fig. 5D jest przekrojem poprzecznym innej pustakowej rurowej płytki łożyskowej, fig. 5E jest widokiem od spodu płytki łożyskowej na fig. 5D z ukrytymi liniami, pokazanymi fantomowo, fig. 6A jest widokiem od góry członu nośnikowego, mającego ustalające kołki, aby ustawić położenie płytek łożyskowych, fig. 6B jest przekrojem poprzecznym członu nośnikowego na fig. 6B wzdłuż linii, pokazanych na fig. 6A, fig. 6C jest widokiem z góry członu nośnikowego na fig. 6D, fig. 6D jest przekrojem poprzecznym innego członu nośnikowego, mającego ustalający występ, fig. 7 jest widokiem z góry, przedstawiającym układ płytek łożyskowych na nośniku, fig. 8 jest widokiem z góry innego układu płytki łożyskowej, fig. 9A jest widokiem z góry łożyska, które zawiera jednolitą konstrukcję płytki łożyskowej, umocowaną na'nośniku, fig. 9B jest bocznym przekrojem łożyska na fig. 9A, fig. 10A jest widokiem z góry łożyska, które zawiera ciągłą konstrukcję pierścienia łożyskowego, fig. 10B jest bocznym widokiem łożyska na fig. 10A, fig. 10C jest schematycznym widokiem konstrukcji na fig. 10A w stanie bez obciążenia, fig. 10D jest schematycznym widokiem konstrukcji na fig. 10A, ugiętej pod działaniem obciążenia, fig. 11Ajest bocznym widokiem modułowej konstrukcji podporowej płytki łożyskowej, fig. 11B jest bocznym widokiem innej modułowej konstrukcji podporowej płytki łożyskowej, fig. 12A jest szczegółem, bocznym rzutem modułowego złącza typu śrubowego, fig. 12B jest szczegółem, bocznym rzutem modułowego złącza typu wypustu blokującego, fig. 12Cjest widokiem z góry modułowego złącza typu wypustu blokującego na fig. 12B, fig. 12D jest bocznym przekrojem poprzecznym modułowej płytki łożyskowej ze złączem typu śrubowego, w którym płytka łożyskowa ma inny materiał uformowany na podstawie wykonanej z innego materiału, fig. 12E jest bocznym przekrojem poprzecznym konstrukcyjnego elementu podporowego modułowej płytki łożyskowej o kształcie stożka ściętego, fig. 12F jest bocznym widokiem częściowo wyciętym elementu modułowej płytki łożyskowej, w którym wkładka płytkowa jest oparta na płytce łożyskowej, fig. 13A jest bocznym przekrojem poprzecznym łożyska, które zawiera nośnik umocowany na belce oraz wiele płytek łożyskowych, fig. 13B jest widokiem od dołu jednej z płytek łożyskowych łożyska na fig. 13A, fig. 14A jest bocznym widokiem z częścią wyciętą łożyska, które zawiera nośnik umocowany na belce oraz wiele płytek łożyskowych o kształcie stożka ściętego,

168 022 fig. 14B jest rzutem perspektywicznym łożyska na fig. 14A, fig. 15A jest bocznym widokiem częściowo wyciętym łożyska, które zawiera nośnik umocowany na belce, podpierający wiele płytek łożyskowych, fig. 15B jest rzutem perspektywicznym łożyska na fig. 15A, fig. 16A jest widokiem z góry łożyska, które zawiera nośnik umocowany na belce, podpierający wiele płytek łożyskowych, fig. 16B jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 16A, fig. 17A jest przekrojem poprzecznym łożyska o wielu trybach działania, fig. 17B jest widokiem z góry łożyska o wielu trybach działania na fig. 17A, fig. 17C jest widokiem od dołu łożyska o wielu trybach działania na fig. 17A, fig. 18A jest przekrojem poprzecznym innego łożyska o wielu trybach działania, fig. 18B jest widokiem z góry łożyska na fig. 18A z ukrytymi kanałami płynowymi pokazanymi fantomowo, fig. 19A jest widokiem od góry szczegółu części nośnika, który zawiera ustalający występ z wbudowanymi przewodami elektrycznymi, fig. 19B jest perspektywicznym rzutem płytki łożyskowej z wbudowanymi przewodami elektrycznymi, które są przystosowane do zakładu w nośniku na fig. 19A, fig. 19C jest bocznym przekrojem poprzecznym tak zwanej inteligentnej płytki łożyskowej przeznaczonej do stosowania w modułowej płytce łożyskowej, fig. 19D jest częściowo wyciętym bocznym widokiem konstrukcji podporowej, mającej regulowaną sztywność według wynalazku, fig. 19E jest przekrojem poprzecznym nośnika, mającego regulowaną sztywność, fig. 19F jest bocznym widokiem, częściowo w przekroju płytki łożyskowej, mającej regulowaną sztywność, fig. 20A jest bocznym widokiem formy trapezowej modułowego łożyska poprzecznego, fig. 20B jest częściowym rzutem perspektywicznym płytki łożyskowej do stosowania w łożysku na fig. 20A, fig. 20C jest bocznym widokiem zmodyfikowanej płytki łożyskowej, fig. 20D jest bocznym widokiem innej płytki łożyskowej, fig. 21 jest widokiem od góry łożyska wzdłużnego mającego nośnik umocowany na belce o dwóch nogach, fig. 22 jest bocznym przekrojem poprzecznym łożyska wzdłużnego na fig. 21, fig. 23 jest widokiem od spodu łożyska na fig. 21.

fig. 23A jest widokiem od spodu zmodyfikowanej wersji łożyska na fig. 21, fig. 24 jest rzutem perspektywicznym segmentu łożyska na fig. 21, fig. 25 jest przekrojem poprzecznym innego łożyska, fig. 26 jest przekrojem poprzecznym innego łożyska, fig. 27 jest bocznym przekrojem innego łożyska, mającego konstrukcję nośnika umocowaną na belce, fig. 28 jest górnym przekrojem poprzecznym konstrukcji łożyskowej na fig. 27, fig. 29 jest bocznym przekrojem poprzecznym innej konstrukcji łożyskowej, mającej konstrukcję nośnika umocowanego na belce, fig.29Ajest przekrojem poprzecznym innej konstrukcji łożyska wzdłużnego, mającego nośnik umocowany na belce, fig. 29B jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 29A, fig. 30 jest górnym przekrojem poprzecznym łożyskowej konstrukcji na fig. 29, fig. 30A jest widokiem z góry łożyska na fig. 29A, fig. 30B jest widokiem od dołu łożyska na fig. 29A, fig. 31 jest bocznym widokiem innej konstrukcji trapezowej łożyska poprzecznego, fig. 31A jest promieniowym przekrojem poprzecznym części łożyska, przedstawionego na fig. 31, fig. 32 jest bocznym widokiem innej konstrukcji łożyska poprzecznego, fig. 32A jest promieniowym przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 32, fig. 33 jest bocznym widokiem innej konstrukcji trapezowej łożyska poprzecznego,

168 022 fig. 33A jest szczegółowym widokiem części zewnętrznego obrzeża łożyska na fig. 33, fig. 33B jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 33, fig. 33C jest innym przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 33, fig. 34 jest bocznym widokiem innego łożyska poprzecznego trapezowego, fig. 34A jest szczegółowym widokiem części zewnętrznego obrzeża łożyska na fig. 34, fig. 34B jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 34, fig. 34C jest innym przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 34, fig. 34D jest innym przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 34, fig. 35 jest bocznym widokiem łożyska, mającego kombinowany nośnik promieniowy i wzdłużny, fig. 35A jest przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 35, fig. 35B jest innym przekrojem poprzecznym łożyska na fig. 35.

Na figurach 1A-1D przedstawiono ogólne rozwiązania według wynalazku, a mianowicie łożyska hydrodynamiczne, wzdłużne lub poprzeczne, zawierające człon nośnikowy 10, mający wiele otworów, takich jak wiercone otwory w nim utworzone oraz wiele członów 20 płytek łożyskowych, umocowanych w tych otworach. Płytki łożyskowe mogą być rozmieszczone obwodowo w odstępach, tak jak pokazano na przykład na fig. 1B, 1C, 7-9, 16, 17B oraz 18B.

W całym następującym dalej omawianiu, należy pamiętać, że każda z przedstawionych tutaj płytek łożyskowych może być stosowana lub może być łatwo dostosowana do wykorzystywania zarówno w łożysku wzdłużnym, jak i w łożysku poprzecznym sposobem ogólnie przedstawionym na fig. 1A-1D. Wobec tego, mimo że niektóre przykłady konkretnie pokazują płytki łożyskowe zastosowane w konstrukcji łożyska wzdłużnego, płytki łożyskowe można także wykorzystywać w konstrukcji łożyska promieniowego lub poprzecznego. Tym sposobem łożyska poprzeczne mogą mieć elastyczne konstrukcje nośnikowe ukształtowane w bardzo podobny sposób, jak łożyska wzdłużne.

Tworzenie obwodowo rozmieszczonych otworów wierconych w pierścieniowym nośniku podobnym do krążka, takim jak przedstawiono na fig. 1A oraz 1B stanowi naturalnie proste zagadnienie. Z drugiej strony, tworzenie promieniowo ukierunkowanych cylindrycznych otworów wierconych w łożysku poprzecznym typu przedstawionego na fig. 1C oraz 1D staje się nieco bardziej problematyczne. Najprostszym sposobem wykonywania takich otworów wierconych jest wytwarzanie otworów promieniowo poprzez cały nośnik 10. W pewnych wypadkach, może nie być to pożądane. W takich wypadkach, dwuczęściowy nośnik, taki jak przedstawiono na fig. 1D może być odpowiednio zastosowany. Jak przedstawiono na fig. 1D, nośnik wykonuje się z dwóch walcowych członów - wewnętrznego członu walcowego 10A oraz zewnętrznego członu walcowego 10B. Wewnętrzny człon walcowy 10A tworzy się razem z wieloma promieniowo ukierunkowanymi otworami wierconymi, w których płytki łożyskowe 20 mogą być zakładane. Zewnętrzny człon walcowy 10B jest ciągły, tak aby podtrzymać lub podpierać płytki łożyskowe oraz tworzyć ciągłą powierzchnię zewnętrzną. Dwa człony walcowe 10A, 10B umocowuje się jeden do drugiego, tak aby działały, jako zespół. Należy stwierdzić, że fig. 1D obrazuje nową pustakową płytkę łożyskową 20 rurową z osobną wkładką płytkową PI. Niżej są one omawiane bardziej szczegółowo.

Na figurze 2 przedstawiono zmodyfikowaną konstrukcję płytki łożyskowej zgodnie z jednym aspektem według wynalazku. Płytka łożyskowa ogólnie zawiera część płytkową 23 oraz część podporową 27. Część płytkowa 23 zawiera powierzchnię płytkową 23s. Podporowa część 27 płytki łożyskowej 20 zawiera co najmniej pierwszą podporową część 271, drugą podporową część 272 oraz trzecią podporową część 273. Pierwsza podporowa część zawiera wiele skośnych nóg 271, zbiegających się ku punktowi nad powierzchnią płytkową i mających złożony kształt, utworzony z pustakowej sekcji o kształcie stożka ściętego lub kształcie ściętym, zewnętrznie wystająca druga podporowa część 272 oraz trzecia podporowa część 273 z nogami zaczepowymi. Ta płytka łożyskowa jest ogólnie podobna do płytki łożyskowej opisanej w opisie patentowym US 4 676 668. Płytka 20 na fig. 2 jest jednak utworzona w postaci gwintu 40 na swoim dolnym końcu. Jak niżej szczegółowo omawia się,

168 022 w^^(^onanie takiego gwintu zezwala płytce na to, aby mogła być zdejmowalnie umocowana wewnątrz nośnika, co jest korzystne w niektórych wypadkach.

Na figurach 3A-3F przedstawiono inne postacie konstrukcji płytki łożyskowej o kształcie stożka ściętego lub kształcie ściętym.

Na figurze 3A przedstawiono w przekroju płytkę łożyskową typu pokazanego na fig. 2, umocowaną w nośniku 10. Płytka łożyskowa zawiera płytkową część 23 oraz podporową część 27, podpierającą płytkową część, aby uginała się pod obciążeniem. W przykładzie ilustrowanym, podporowa część zawiera pierwszą podporową część 271, obejmującą wiele ukośnych belek lub ściągów, tworzonych z korpusu o kształcie stożka ściętego. Nogi lub belki są ustawione pod kątem do punktu, który znajduje się nad powierzchnią płytki. Podporowa część 27 ponadto zawiera drugą podporową część pierścieniowej membrany 272 oraz trzecią podporową część zaczepowej nogi 273. Łożyskowa płytka 20 jest zdejmowalnie umocowana w nośniku 10 gwintami 40, utworzonymi w dolnym końcu płytki łożyskowej. Podobnym sposobem, część 23 płytki łożyskowej jest zdejmowalnie umocowana do podporowej konstrukcji 27 gwintami 30, utworzonymi w górnej części konstrukcji podporowej 27.

Łożyskowa płytka na fig. 3B jest podobna do tej, która jest na fig. 3A z kilkoma wyjątkami. Po pierwsze, połączeniowy kołek 30, mający gwint, wykorzystuje się do utworzenia zdejmowalnego połączenia między częścią 23 płytki łożyskowej a podporową konstrukcję 27. Po drugie, druga i trzecia podporowe części 272 i 273 nie są elastyczne jedna względem drugiej, to jest są one uformowane, jako część jednolitej nogi zaczepowej.

Na figurze 3C oraz 3D przedstawiono inną postać płytki 20 o kształcie stożka ściętego. Płytka ta różni się od płytek na fig. 2,3A oraz 3B, a polega to na tym, że pierwsza podporowa część 271 jest ciągłym członem 271, pustakowym o kształcie stożka ściętego, a nie wieloma belkami lub ściągami utworzonymi z takiego członu. Ciągły kształt stożka ściętego, który tworzy pierwszą podporową część 271, zbiega się ku punktowi, umieszczonemu nad powierzchnią części płytkowej 23. Pierwsza podporowa część 271 o kształcie stożka ściętego jest także podpierana na pojedynczej części 273 nogi zaczepowej. Ciągła konstrukcja pierwszej podporowej części 271, jak również sztywna część 273 nogi zaczepowej sprawiają, że płytka łożyskowa jest znacznie bardziej sztywna, niż płytki łożyskowej na fig. 2, 3A oraz 3B. Taka sztywna płytka ogólnie ma zastosowanie do dużych obciążeń. Mimo że nie jest to konkretnie pokazane, to jednak trzeba uznać, że część 23 płytki łożyskowej mogłaby być wykonana albo jako scalona, albo jako osobna względem podporowej części 27. Noga zaczepowa lub trzecia podporowa część 273 może mieć także utworzoną na niej część połączeniową, taką jak gwint śrubowy.

Na fig. 3E oraz 3F przedstawiono inną płytkę łożyskową o kształcie stożka ściętego według wynalazku. Ta płytka łożyskowa jest podobna do tej, która jest przedstawiona na fig. 3C oraz 3D, z wyjątkiem tego, że zawiera drugą podporową część 272 o postaci ciągłej membrany. Jak niżej szczegółowo opisuje się, membrana może być dzielona na wiele belek za pomocą wykonania w niej otworów. Zastosowanie membrany lub innej drugiej podporowej części 272 daje zwiększoną elastyczność podporowej konstrukcji 27 (szczególnie w pionowym kierunku), przy czym płytka łożyskowa na fig. 3E oraz 3F staje się bardziej elastyczna niż ta, która jest przedstawiona na fig. 3C oraz 3D.

Należy stwierdzić, że każda z opisanych tutaj konfiguracji płytki łożyskowej, jeśli trzeba, może być zastosowana jako część systemu modułowego. Na przykład wykonuje się to za pomocą utworzenia części płytkowej i konstrukcji podporowej, jako osobnych połączeniowych kawałków i (lub) zastosowania zespołu, aby zdejmowalnie umocować podporową konstrukcję do nośnika.

Jak wyżej zaznaczono, jeden aspekt według wynalazku polega na modułowej konstrukcji łożysk. Konkretnie, odnośnie do jakichkolwiek opisywanych tutaj płytek łożyskowych, płytkowa część 23 może być tworzona osobno od podporowej części 27 i może mieć złącze, które współpracuje z komplementarnym złączem w podporowej części, aby zdejmowalnie lub niezdejmowalnie umocować płytkową część do podporowej części podczas produkcji, aby tworzyć płytkę łożyskową. W przykładzie wykonania, przedstawionym na fig. 3A, złącze

168 022 ma postać gwintu 30, wykonanego na górnym końcu podporowej części płytki. Komplementarny gwintowany otwór wiercony lub część do wprowadzenia śruby tworzy się w części 23 płytki. Tym sposobem płytkowa część 23 może być zdejmowalnie wkręcana na podporową część 27, aby tworzyć kompletną płytkę łożyskową. Naturalnie, każde znane komplementarne złącza mogą być wykorzystywane do połączenia płytkowej części do podporowej części. Faktycznie, niektóre płytki łożyskowe o kształcie trapezowym, takie jak te, które pokazano przykładowo na fig. 20A-E oraz fig. 31 i 32, mogą jedynie wykorzystywać nieobrotowe złącza, takie jak zatrzask na złączach; złącza typu śrubowego natomiast nie byłyby możliwe do akceptacji. Ponadto, płytka może być albo zdejmowalnie umocowana, to jest umocowana sposobem, który umożliwia powtarzane zdejmowanie i ponowne umocowanie normalnym sposobem, albo niezdejmowalnie umocowana do płytkowej części. Na przykład, płytkowa część może być zakładana z pasowaniem wtłaczanym na podporową część; płytkowa część może być krzywkowo zablokowana na podporowej części (niezdejmowalna); płytkowa część może być klinowana na podporowej części (zdejmowalna); płytkowa część może być zakładana z pasowaniem suwliwym na płytkową część (ogólnie niezdejmowalna). Gdy jest pożądana polimerowa lub gumowa płytkowa część, może ona być formowana lub inaczej kształtowana bezpośrednio na podporowej konstrukcji. Przykłady połączeń są przedstawione na fig. 12A-12F oraz są one niżej omówione.

Osobne tworzenie części płytkowej i części podporowej tworzy istotne korzyści w stosunku do poprzednio znanych jednolitych konstrukcji. Na przykład, różne płytkowe części mogą być kojarzone z dowolną szczególną częścią, tak aby standardowe płytkowe części i standardowe podporowe części mogły być łączone kombinacyjnie, przy czym tworzą one szeroki zakres różnych płytek łożyskowych, które są odpowiednie do stosowania w licznych zastosowaniach. Tym sposobem, dzięki wytworzeniu wstępnie określonej liczby X standardowych części płytek łożyskowych oraz wstępnie określonej liczby Y standardowych części podporowych, można wykonywać konstrukcje X razy Y odmian płytek łożyskowych. Zgodnie z tym, można otrzymywać zasadniczo każdą potrzebną dowolną cechę roboczą. Rozmaitość systemu modułowego może być dodatkowo zwiększona za pomocą zastosowania nośników, umocowanych na sprężystych belkach, co jest niżej omawiane.

Standardowe części płytkowe oraz części podporowe mogą być zmieniane według kształtu, materiału i rozmiaru, aby otrzymywać potrzebne cechy robocze. Na przykład, płytki mogą być kształtowane z materiałów polimerowych, metalu, materiału ceramicznego lub materiałów kompozytowych. Jak niżej szczegółowo omawia się, każda lub wszystkie z płytek, konstrukcji podporowej i nośnika mogą mieć konstrukcję tak zwaną inteligentną, to znaczy taką, że płytka przystosowuje się w odpowiedzi do aktualnych warunków oraz te elementy mogą również mieć konstrukcje dynamiczne, z możliwością aktywnego regulowania. Kształt płytek zwykłe jest dyktowany względami produkcyjnymi i roboczymi. Zwykle, kształty przedstawione na fig. 7-10 są wykorzystywane. Wytwarzanie dowolnego potrzebnego kształtu jest jednak łatwiejsze, kiedy płytki są formowane osobno. Na przykład, płytki mogą być wytłaczane lub formowane, nawet jeśli całe łożysko nie może być formowane.

Naturalnie, rozmiar płytki działa na jej elastyczność i zgodnie z tym na jej pracę. Ogólnie, jest korzystne posiadanie prawie ciągłej powierzchni łożyskowej. Wobec tego zwykle jest użyteczne, aby rozmiar płytek był taki, że jeśli łożysko jest zestawione, płytki są prawie zetknięte wzajemnie.

Zgodnie z innym aspektem według wynalazku, podporowa konstrukcja 27 płytki może także zawierać złącze 40 w jej dolnym końcu, aby zezwalać na to, że płytka łożyskowa 20 będzie zdejmowalnie umocowana do nośnika 10 za pośrednictwem komplementarnego złącza, utworzonego w tym nośniku. W przykładzie wykonania na fig. 3A, gwint tworzy się na zewnętrznym obrzeżu trzeciej podporowej części 273 oraz tworzy się komplementarne wiercone otwory gwintowane w nośniku. Dzięki tej konstrukcji, płytki łożyskowe można łatwo gwintować i wkręcać do nośnika 10, aby ułatwiać czynności montażowe. Ponadto, jeśli wystąpi uszkodzenie płytek łożyskowych, nośnik 10, który jest dużo bardziej masywny i kosztowny w kategoriach kosztu materiałów niż płytki łożyskowe może być odpowiednio

168 022 uratowany. Dotychczas płytki łożyskowe były zakładane z pasowaniem wtłaczanym na nośnik.

Naturalnie, można stosować dowolną znaną postać komplementarnych złączy, aby umocować płytki łożyskowe 20 do nośnika 10. Przykłady alternatywnych złączy są przedstawione na fig. 12(A)-12(C), a konstrukcja o kształcie trapezowym na fig. 20A i na następnych, przy czym są one niżej omawiane. Jak wyżej wspomniano, komplementarne złącza, które są selektywnie uwalniane, takie jak przedstawione połączenia gwintowane, mają jednak pewne zalety, między innymi przez to, że umożliwiają normalizowanie

Na figurach 4A-4E przedstawiono konstrukcje płytek łożyskowych, w których pierwsza podporowa część 371 jest zasadniczo członem typu, który jest pojedynczy walcowy lub stojakowy i zasadniczo sztywny. Aby uprościć ich opis, płytki łożyskowe są przedstawione, jako człony jednolite. Naturalnie, płytki mogą mieć osobne części płytkowe i części podporowe oraz mogą zawierać połączenia gwintowane lub inne środki, aby ułatwić ich umocowanie do nośnika. W przykładzie, przedstawionym na fig. 4A, druga podporowa część 372 jest membraną, dzieloną otworami 372o na belki oraz trzecia podporowa część 373 jest ciągłym pierścieniowym kołnierzem. Płytka łożyskowa zawiera także część 330 płytki łożyskowej, która może być uformowana integralnie (jak pokazano) lub odrębnie według stylu modułowego, wyżej opisanego. Konstrukcja ta jest prostsza, niż wyżej wspomniana konstrukcja z powodu stosunkowej prostoty pierwszej podporowej części. Pierwsza podporowa część 371 działa, jako podpora typu przegubu obrotowego. Aby zwiększyć skutek przegubu obrotowego, podcina się stojak i membranę za pomocą przedłużenia (na przykład za pomocą frezowania) otworów 372o poprzez membranę i częściowo poprzez stojak. Alternatywnie, albo dodatkowo stojak może być podcinany za pomocą tworzenia rowka w tym stojaku, tak jak przedstawiono na fig. 4C. Jak wyżej wspomniano, wykonanie otworów poprzez membranę 372 dzieli tę membranę na części belkowe. Niesymetryczny charakter podcięcia 371v powoduje, że stojak 371 (i wobec tego płytkowa część 330) wykonują ruchy wahadłowe wokół osi R, która przebiega poprzecznie względem głównej osi M płytek łożyskowych; główna oś jest określona, jako oś wzdłużna płytki łożyskowej, przy czym w wypadku płytki łożyskowej, założonej w otworze wierconym w nośniku, zwykle odpowiada to osi, która jest poprzeczna do płaszczyzny powierzchni płytki łożyskowej (bez obciążenia), oraz oś taka przechodzi poprzez środek wierconego otworu i geometryczny środek powierzchni płytki łożyskowej. Dzielenie ciągłe membrany 372 umożliwia wstępne ustawienie płytki łożyskowej w uprzednio określonym kierunku. Konkretnie, płytka łożyskowa może być wstępnie ustawiana w uprzednio określonym kierunku za pomocą wykonania niesymetrycznych otworów 372o w membranie lub drugiej podporowej części 372. Za każdym razem, kiedy za pomocą wykonania niesymetrycznych otworów lub innych cech konstrukcyjnych podporowa konstrukcja łożyska staje się bardziej elastyczna w jednym kierunku niż w drugim kierunku, to jest ona wstępnie ustawiana w kierunku większej elastyczności. Dzięki ilustrowanej konstrukcji, płytka łożyskowa 20 wykazuje tendencję do uginania łatwiej wokół osi R, niż wokół dowolnej innej osi, która jest poprzeczna względem R. Zarówno podcięcie, jak i niesymetryczne otwory wstępnie ustawiają tym sposobem płytkę łożyskową w uprzednio określonym kierunku. Aby zapewnić właściwe ustawienie położenia wstępnie ustawianych płytek w tym nośniku, można zastosować zespół ustalający typu, który niżej omawia się.

Na figurze 4B oraz 4C przedstawiono boczny widok w przekroju płytki łożyskowej, mającej konstrukcję podobną do tej, która jest konstrukcją płytki łożyskowej na fig. 4A, z wyjątkiem tego, że druga podporowa część 372 jest ciągłą membraną oraz podcięcie 371v jest wykonane za pomocą utworzenia rowka w stojaku 371. Jak wyżej stwierdzono, z powodu tego podcięcia 371v, łożysko ujawnia tendencję do ruchu wahadłowego wokół uprzednio określonej osi R. Niesymetryczne obciążenie membrany, które z tego wynika, powoduje, że płytkowa część 330 ugina się ku dołowi pod obciążeniem w kierunku wskazywanym strzałką D.

Naturalnie, wiele modyfikacji tej podporowej konstrukcji płytki jest możliwych. Na przykład, podporowa część 372 membrany może mieć otwory, aby zapewniać dodatkową

168 022 elastyczność w tej membranie; takie otwory mogą być wykonywane niesymetrycznie, aby wstępnie ustawiać płytkę łożyskową. Ponadto, ciągła, obrzeżna trzecia część podporowa 373 może być dzielona na wiele obwodowych części belkowych, aby tworzyć dodatkową elastyczność konstrukcji podporowej, wstępnie ustawiać konstrukcję podporową w uprzednio określonym kierunku oraz (lub) umożliwiać dokładne ustawienie położenia płytki, tak jak to jest niżej omawiane.

Na figurach 4D i 4E przedstawiono inną możliwą cylindryczną konstrukcję podporową płytki. Konstrukcja ta łączy konstrukcyjne cechy płytki łożyskowej na fig. 4A i płytki łożyskowej przedstawionej na fig. 4D i 4E. Konkretnie, pierwsza podporowa część 371 jest pionowo cięta dwoma rowkami lub szczelinami 371v oraz jest podcięta otworami 372o, które przechodzą skrośnie poprzez drugą podporową część 372. Jak widać wyraźnie na podstawie fig. 4D i fig. 4E, jedna ze szczelin 371v głębiej wcina się do stojaka 371 niż ta druga szczelina. Ten niesymetryczny układ szczelinowy powoduje, że płytka jest wstępnie ustawiana (to jest, ma ona tendencję do uginania) w kierunku do boku o głębszej szczelinie. W wyniku tej konstrukcji, pierwsza podporowa częśćjest wstępnie ustawiona tak, aby uginać się lub wykonywać ruchy wahadłowe wokół dwóch osi. Ponieważ wycięcie 371v oraz otwory są równoległe, osie te są także równoległe. Naturalnie, ukierunkowanie lub wymiary każdego z tych wycięć lub otworów, wykonanych w podporowej konstrukcji można zmienić w celu zmiany charakterystyki ugięcia podporowej części 37 płytki.

Na figurze 4D jest widok od dołu podporowej konstrukcji płytki łożyskowej na fig. 4E. Widok od dołu konstrukcji podporowej na fig. 4A jest zupełnie podobny, lecz nie zawiera fantomowych linii, pokazujących szczeliny 371v. Jak przedstawiono na fig. 4D, otwory 372o w membranie 372 są symetrycznie rozmieszczone, tak aby membrana była jednakowo wstępnie nastawiona. Oczywiście, membrana może mieć dodatkowe otwory, aby niesymetrycznie wstępnie nastawić konstrukcję podporową sposobem, który jest niżej opisywany w nawiązaniu do fig. 5B.

Stwierdza się, że cylindryczne konstrukcje płytki łożyskowej, przedstawione na fig. 4A-4E są przykładem cech konstrukcyjnych, które można projektować i nadać cylindrycznej płytce łożyskowej, aby osiągać potrzebne wyniki. Oczywiście jest wiele odmian i możliwych kombinacji tych cech konstrukcyjnych. Na przykład, w takiej konstrukcji, na fig. 4E, zawi terającej wiele szczelin wyciętych w pierwszej podporowej części 371 o kształcie stojakowym, szczeliny te mogą być ukośne jedna względem drugiej lub niewspółpłaszczyznowe, aby zmieniać charakterystykę ugięcia. Podobnie, otwory 372 utworzone w membranie, mogą przechodzić do pierwszej podporowej części, tak jak przedstawiono na fig. 4A oraz 4E, na każdą dowolną potrzebną wysokość lub mogą być formowane wyłącznie w drugiej podporowej części 372, aby zmieniać charakterystykę ugięcia. Dodatkowo, otwory można formować niesymetrycznie i można wykonywać dowolną liczbę otworów. Wreszcie, jak wyżej wspomniano, trzecia podporowa część 373 może być dzielona na belkowe segmenty lub inaczej modyfikowane, aby zmieniać jej charakterystykę ugięcia.

Koncepcyjnie, konstrukcja którejkolwiek z płytek łożyskowych według wynalazku opiera się na dodaniu i (lub) usunięciu materiału z wybranych miejsc konstrukcji podporowej, aby zmieniać charakterystykę ugięcia płytki łożyskowej. Tym sposobem, płytki łożyskowe mogą być pojmowane, jako kawałek kitu, od którego pobiera się lub do którego dodaje się materiał w wybranych miejscach, aby zwiększyć lub zmniejszyć sztywność konstrukcji podporowej i osiągnąć potrzebne ugięcie w warunkach projektowych. Jak niżej szczegółowo omawia się, nośnik może być także projektowany tym sposobem.

Na figurach 5A-5E przedstawiono konstrukcję płytki łożyskowej, mającej rurową podporową konstrukcję. Pierwsza taka konstrukcja jest przedstawiona na fig. 5A-5C. Konstrukcja ta jest ogólnie podobna do tej, którą przedstawiono na fig. 4A, a polega to na tym, że płytka łożyskowa zawiera płytkową część 330, druga podporowa część 372 zawiera człon membranowy (który może mieć otwory lub może ich nie mieć) oraz trzecia podporowa część 373 zawiera ciągły pierścieniowy kołnierz. Płytkowa podporowa konstrukcja na fig. 5A-5C różni się od tej, która jest na fig. 4A, a polega to na tym, że pierwsza podporowa część 371 ma środkowy otwór wiercony 371c, który jest w niej uformowany oraz jest taki, że

168 022 pierwsza podporowa częśćzostaje uformowana, jako pustakowy stojak cylindryczny rurowy. W przykładzie wykonania na fig. 5A, pierścieniowa ściana pustakowego stojaka jest stosunkowo gruba i zupełnie sztywna. Aby wytworzyć elastyczność w tej pierwszej podporowej części, wykonuje się otwory, wycięcia lub nacięcia w ścianie pierścieniowej. W przedstawionym przykładzie wykonania, osiąga się to przez przedłużenie otworów 372o, utworzonych w membranie 372 poprzez części ściany, tak aby podcinać część tej ściany tak, jak jest najlepiej przedstawione na fig. 5A. Z powodu tego podcięcia, pierwsza podporowa część ma tendencję ugięcia w kierunku tego podcięcia. Oczywiście, pierwsza podporowa część 371 mogłaby być wstępnie nastawiona innymi sposobami, takimi jak na przykład podcinanie ściany sposobem podobnym do tego, który przedstawiono na fig. 4E.

Na figurze 5C przedstawiono boczny widok łożyska na fig. 5A. Rzut ten jest dokonany wzdłuż linii osi R, wokół której pierwsza podporowa część ma tendencję do ugięcia.

Jak najlepiej przedstawiono na fig. 5b, membrana drugiej podporowej części 372 ma dodatkowe otwory 372p, które są rozmieszczone niesymetrycznie względem głównej osi płytki łożyskowej. Z powodu niesymetrycznego rozmieszczenia tych otworów, membrana i wobec tego druga podporowa część 372, jest bardziej elastyczna w tym kierunku. Zgodnie z tym, cała podporowa konstrukcja jest wstępnie nastawiona na ten kierunek większej elastyczności membrany, to jest na kierunek, w którym dodatkowe otwory 372p są odpowiednio rozmieszczone. Wykonanie dodatkowych otworów, takich jak przedstawione w miejscu 372p może posiadać dodatkową funkcję, aby wprowadzać ustalające kołki, formowane w członie nośnikowym, tak aby precyzyjnie ustawić położenie wstępnie nastawionej płytki wewnątrz członu nośnikowego, tak jak to jest niżej omówione.

Na figurze 5D i 5E przedstawiono zmodyfikowaną płytkę łożyskową rurową pustakową według wynalazku. Podobnie, jak płytka łożyskowa na fig. 5A, 5C, ta płytka łożyskowa zawiera pustakową rurową pierwszą część podporową 371, membranową drugą część podporową 372 oraz obwodową trzecią podporową 373. Płytka łożyskowa na fig. 5D-5E ma jednak dużo cieńszą pierwszą część podporową 371. Wobec tego część ta jest dużo bardziej elastyczna. Ponadto, otwory 372o, utworzone w tej membranie 372, całkowicie skrośnie przechodzą poprzez membranę 372 i dochodzą do płytkowej części 330. Zgodnie z tym, otwory 372 dzielą pierwszą część podporową 371 na wiele belek, utworzonych o kształcie rurowym. Dodatkowo do tego, w przedstawionym przykładzie wykonania, otwory 372o są wykonane niesymetrycznie, tak aby wstępnie nastawić pierwszą część podporową w kierunku, w którym są wykonane otwory 372o. Należy stwierdzić, że otwory 372o mogą być pominięte lub mogą mieć odmienny kształt, oraz że dodatkowe cechy konstrukcyjne, takie jak otwory i szczeliny, mogłyby być wykonywane aby zmienić charakterystykę ugięcia łożyska.

Na figurze również szkicowo przedstawiono charakterystykę ugięcia płytek łożyskowych, które są przedstawione na fig. 5D-5E. Konkretnie, kiedy siła zostaje doprowadzona w kierunku, wskazywanym strzałką F na fig. 5D, jeden koniec konstrukcji podporowej jest podnoszony ku górze dodatnim momentem (+M), a przeciwległy bok jest popychany ku dołowi ujemnym momentem (-M). To powoduje, że płytka ugina się w taki sposób, iż hydrodynamiczny klin tworzy się między powierzchnią płytkową a częścią wału, która jest podpierana.

Zmodyfikowana konstrukcja płytki łożyskowej jest przedstawiona na fig. 4A-4E oraz 5A-5E i może być utworzona z modułowych elementów sposobem, przedsawionym na fig. 2 i 3, a mianowicie za pomocą wykonania osobnej części płytki łożyskowej i części podporowej oraz komplementarnych złączy, aby zdejmowalnie umocować część płytkową do części podporowej i (lub) płytkę łożyskową w nośniku. Jest to jednak niekonieczne, zwłaszcza dla tych płytek łożyskowych, które mogą być łatwo wykonywane, jako płytki scalone.

Zgodnie z innym aspektem według wynalazku, część nośnikowa 10 łożyska może być wykonywana, tak aby tworzyć podporę uginającą się lub która może być uginana dla płytek łożyskowych 20. Zasadniczo, obejmuje to wykonanie cech konstrukcyjnych (belki, membrany i podobne) w konstrukcji nośnikowej, tak aby nośnik działał, jako podpora elastyczna.

168 022

Na figurze 13A przedstawiono stosunkowo prostą konstrukcję elastyczną 10 nośnika. Nośnik 10 tworzy się o postaci, która zawiera wewnętrzne i zewnętrzne rowki rozmieszczone promieniowo, tak aby dzielić nośnik na podporową sekcję 105 płytki, ciągłą, stosunkowo wąską pierwszą część podporową 106 oraz drugą część podporową 107. Druga część podporowa 107 w tym przykładzie wykonania jest po prostu spłaszczoną podstawą. Nośnik jest stosunkowo sztywny i nie tworzy żadnej elastyczności w pionowym kierunku. Tym niemniej, wykonanie promieniowo rozmieszczonych rowków zezwala na pewną elastyczność obrotową części podporowej 105 płytki. Na fig. 13A także przedstawiono zastosowanie ustalającego kołka 102, jak to jest niżej omówione, aby dokładnie ustawić położenie płytki łożyskowej 20.

Na figurze 13B przedstawiono widok od dołu płytki łożyskowej 20, opartej w łożysku na fig. 13A. Jak przedstawiono, trzecia część podporowa 373 płytki łożyskowej zawiera tulejową część 373S, którą można zakładać na ustalający kołek 102, aby dokładnie ustawić położenie płytki łożyskowej 20. Płytka łożyskowa 20 jest skądinąd podobna do płytek, przedstawionych na fig. 5A-5E. naturalnie, inne typy płytek łożyskowych mogą być zastosowane razem z typem nośnika, który przedstawiono na fig. 13A.

Na figurze 14A oraz 14B przedstawiono konstrukcję łożyskową, która zawiera stosunkowo elastyczny nośnik 10. Konkretnie, nośnik 10 zawiera podporową część 105 łożyska, umocowaną wspornikowo, która zawiera podporową powierzchnię 105a płytki oraz ciągłą obrzeżną belkę zewnętrzną 105b, która tworzy wspornikową podporę dla podporowej powierzchni 105a oraz dla obwodowej powierzchni 105c, promieniowo umieszczoną w kierunku do wewnątrz, przy czym jest ona umieszczona wspornikowo od pierwszej części podporowej 106. Pierwsza część podporowa 106 jest z kolei podparta na membranowej drugiej części podporowej 107, która opiera się na dwóch obwodowych nogach 108. Konstrukcja ta tworzy sprężystą podporę dla płytek łożyskowych 20 dzięki elastyczności drugiej części podporowej 107 oraz wspornikowej podpory i konstrukcji podporowej powierzchni 105 płytki.

Łożysko przedstawione na fig. 14A oraz 14B zawiera płytki łożyskowe 20 o kształcie stożka ściętego, ogólnie podobne do płytek, które opisano wyżej w nawiązaniu do fig. 3C i 3D. Na fig. 14A przedstawiono jednak możliwość zastosowania płytkowej części 23, składającego się z konstrukcyjnego członu podstawowego 232, mającego część z innego materiału, takiego jak utwardzona guma, materiał polimerowy lub innego syntetycznego materiału łożyskowego, z którego tworzy się nakładkę 231 odpowiednio uformowaną na niej. Oczywiście, można stosować dowolne płytki opisane w tym opisie razem z tym rodzajem nośnika.

Na figurze 15A i 15B przedstawiono inną elastyczną konstrukcję nośnika według wynalazku. W tym wypadku, pierwsza i druga część podporowa 106 i 107 są podobne do tych, które przedstawiono na fig. 13A. Podporowa część 105 płytki ma jednak podwójną konstrukcję wspornikową, która zawiera podporową powierzchnię 105a płytki, umocowaną na promieniowo wewnętrznej obwodowej belce 105b, która jest umocowana wspornikowo na obwodowej powierzchni 105c, która z kolei opiera się na obwodowej belce 105d, która jest wspornikowo umocowana na obwodowej powierzchni 105e. Konstrukcja ta daje dużą elastyczność w kierunku pionowym podporowej części płytki. Aby wytworzyć dodatkową elastyczność, druga podporowa część 107 może być umocowana na obwodowych belkach, tak jak to jest wykonywane dla łożyska na fig. 14A i 14B.

Płytki łożyskowe 20, umocowane na elastycznym nośniku przedstawionym na fig. 15 oraz 15B, są po prostu płaskimi płytkami o postaci monety. Te płytki można wykonywać z dowolnego materiału o wysokiej jakości, takiego jak węglik krzemu, brąz, stal lub materiały polimerowe. Ponadto, zgodnie z innym aspektem według wynalazku,, szczegółowo niżej omówionym, płytki 20 można wykonywać z tak zwanego inteligentnego lub sprytnego materiału, zdolnego do reagowania na wykrywane warunki eksploatacyjne. Oczywiście, można stosować dowolne z innych płytek łożyskowych według wynalazku razem z tym rodzajem nośnika, jeśli jest to potrzebne.

Na figurze 16A i 16B przedstawiono nośnikową konstrukcję umocowaną na belkach według wynalazku. Konstrukcja ta różni się od poprzednio opisywanych elastycznych

168 022 konstrukcji nośnikowych, a różnica ta polega na tym, że płytki łożyskowe 20 podpiera się na indywidualnych dyskretnych podporowych powierzchniach 105 płytek. Każda z tych płytkowych powierzchni podporowych 105 opiera się na podporowej konstrukcji, która zawiera pierwszą część podporową 106, drugą część podporową 107 oraz trzecią część podporową 108. W przedstawionym przykładzie wykonania, pierwsza część podporowa 106 jest pojedynczą pionowo ustawioną belką, druga część podporowa 107 jest membranowym członem oraz trzecia część podporowa 108 jestwykonana, jako dwie ciągłe obwodowe belki. Przedstawiono ponownie płytki o kształcie monety. Naturalnie, inne rodzaje płytek mogą być też stosowane.

Istnieje wiele możliwych układów dla konstrukcji podporowej, zwłaszcza kiedy płytki łożyskowe mają być umocowane na dyskretnych płytkowych powierzchniach podporowych. Przykłady innych kształtów nośnika łożyska wzdłużnego są przedstawione na fig. 21-30. Różnica między tymi łożyskami a konstrukcją łożyskową, przedstawioną na fig. 16A i 16B przede wszystkim polega na różnych konstrukcjach pierwszej części podporowej, drugiej części podporowej oraz trzeciej części podporowej. Przy omawianiu nośników umocowanych na belkach, niezależnie od tego czy jest to nośnik wzdłużny, promieniowy lub kombinowany wzdłużny i promieniowy, jest użyteczne pojmowanie nośnika, jako utworzonego z cylindrycznego półwyrobu, w którym za pomocą obróbki skrawającej wykonano wycięcia, rowki lub otwory wiercone, aby określić konstrukcję podporową. Oczywiście, nośniki można wykonywać za pomocą obróbki skrawaniem, lecz nie jest to konieczne; nośniki można formować, odlewać lub też kształtować innymi środkami.

Jeden taki inny kształt nośnika przedstawiono na fig. 21-24. Widok od góry tego łożyska przedstawiono na fig. 21; przekrój poprzeczny łożyska przedstawiono na fig. 22; widok od dołu łożyska przedstawiono na fig. 23 oraz perspektywiczny rzut łożyska przedstawiono na fig. 24. Nośnik 10 przedstawiono na fig. 21-24, przy czym jest podobny do łożyska na fig. 16A i 16B z dwoma istotnymi wyjątkami. Po pierwsze, łożysko na fig. 21-24 zawiera ukośny lub pochyły belkowy element podporowy 134A, zamiast pionowej belki podporowej, jak na fig. 16A. Po drugie, nośnik 10 zawiera dodatkowe otwory 144, które przechodzą skrośnie poprzez podporową belkę 136, aby tworzyć cylindryczny otwór poprzez pochyłą lub ukośną belkę 134 i tworzyć eliptyczne otwory w belce podporowej. Eliptyczne otwory dzielą belkę na jedną parę złożonych ściągów, przy czym kształt tych ściągów może być oceniany w nawiązaniu do rzutu perspektywicznego na fig. 24. Wykonanie otworów 144 i konsekwentny podział pochyłych lub ukośnych belek 134A na złożone ściągi znacznie zwiększa elastyczność podporowej konstrukcji nośnikowej płytek łożyskowych 20, przedstawionych na fig. 21-24, w porównaniu do łożysk, przedstawionych na fig. 16A oraz 16B. Tym sposobem podporowe powierzchnie 132 płytek dla łożysk na fig. 21-24 uginają się w odpowiedzi na działanie mniejszego obciążenia niż występuje to odnośnie do płytek 132 łożyska, przedstawionego na fig. 16A i 16B. Wynika z tego, że nośnik przedstawiony na fig. 21-24 jest bardziej odpowiedni do podparcia płytek łożyskowych dla małych obciążeń, natomiast łożysko przedstawione na fig. 16A i 16B jest bardziej odpowiednie do utrzymywania płytek łożyskowych dla większych obciążeń. Ponadto, zastosowanie ukośnych lub pochyłych belek podporowych, takich jak belka 134A, z otworami lub bez otworów, aby dzielić belkę na złożone ściągi, zwiększa elastyczność podporowej powierzchni płytki w pionowym kierunku, ponieważ pionowo zastosowane obciążenie tworzy moment, który ma tendencję do powodowania, aby belka uginała się ku środkowi lub ku wewnętrznej średnicy łożyska i przez to eliminuje odśrodkowy przeciek płynu smarującego.

Przedstawiona płytka łożyskowa 20 jest prostą łożyskową o postaci monety. Płytka 20 może być tworzona z węglika krzemu lub z pewnego innego łożyskowego o dużej jakości. Oczywiście, każda inna postać płytki łożyskowej, która została tutaj opisana, może być też zastosowana.

Na figurze 23A przedstawiono widok od dołu łożyska typu, który jest pokazany na fig. 21-24, lecz z wykonanymi dodatkowymi otworami 146 w membranie lub podporowej belce 136, aby zwiększyć elastyczność belki lub membrany 136 jeszcze bardziej. Jak przedstawiono na fig. 23A, otwory 146 są tworzone niesymetrycznie względem każdego podporowego

168 022 segmentu płytki. Wykonanie tych otworów w takim niesymetrycznym układzie pozwala uzyskać łożysko, w którym podpory płytkowe, i wobec tego płytki, mają tendencję ugięcia się łatwiej w jednym kierunku niż w innym kierunku. Innymi słowami, płytki łożyskowe są wstępnie nastawiane w jednym kierunku za pomocą wykonanych otworów niesymetrycznych w nośnikowej konstrukcji podporowej. Naturalnie, takie niesymetrycznie rozmieszczone otwory mogą być wykonane w dowolnej z konstrukcji łożyskowych według wynalazku, kiedy jest pożądane wstępne nastawienie płytek łożyskowych w jednym kierunku. Może być nawet korzystne takie wykonanie niesymetrycznie rozmieszczonych otworów lub dziur, że tylko wstępnie nastawia się wybrane płytki łożyskowe 20.

Na figurze 25 przedstawiono przekrój poprzeczny innego łożyska według wynalazku. Odpowiednio do tej konstrukcji, płytka łożyskowa 20 opiera się na płytkowej powierzchni podporowej 132, podpartej na elemencie 134S, który z kolei opiera się na poziomo ukierunkowanej części belkowej 134H, a ta następnie opiera się na odwrotnie nachylonej części belkowej 1341. Pod innymi względami, nośnikowa konstrukcja jest podobna do tej, która poprzednio została opisywana dla łożysk. Na zasadzie tej konstrukcji, nośnik 10 ma stosunkowo dużą elastyczność w jednym kierunku, lecz jest niezwykle sztywny w przeciwległym kierunku. Element piezoelektryczny 100 może być umieszczony między poziomą częścią belkową a płytką, tak jak przedstawiono, aby umożliwiać aktywną kontrolę nachylenia płytki. Pustakowa płytka łożyskowa 20 o kształcie stożka ściętego jest odpowiednio przedstawiana. Nośnik 10 jest jednak zdolny do podpierania innych postaci płytek łożyskowych typu, który tutaj opisano.

Podobna konstrukcja została przedstawiona na fig. 26. Różnica między nośnikiem łożyskowym 10, przedstawionym na fig. 26, a nośnikiem łożyskowym 10 na fig. 25 polega na tym, że nośnik 10 łożyska na fig. 26 wykorzystuje pionową część belkową 134V, zamiast odwrotnie pod kątem ustawioną część belkową 1341. Nośniki 10 są podobne pod wszystkimi innymi względami. Brak pochyłej belki w łożysku na fig. 26 stwarza tendencję do nadawania łożysku większej sztywności w kierunku pionowym. Z drugiej strony, płytka łożyskowa 20 typu membranowego, przedstawiona na fig. 26, jest bardziej elastyczna niż pustakowa stożkowa płytka łożyskowa 20 na fig. 25. Naturalnie, tak jak wszystkie inne konstrukcje nośnikowe tutaj opisywane, również inne postacie płytek łożyskowych mogą być stosowane.

Na figurach 27-28 przedstawiono inny przykład wykonania konstrukcji łożyskowej według wynalazku. Jak przedstawiono na rysunkach, łożysko to zawiera nośnik 10, mający wiele podpór 321-326 płytek łożyskowych (pokazanych fantomowo na fig. 28). Każda z podpór 321-326 płytek łożyskowych opiera się na podporowej powierzchni 342 nośnikowej konstrukcji podporowej. Nośnikowa konstrukcja podporowa zawiera pierwszą część podporową, złożoną z jednej pary sprzężonych brył ściętych, opartych na drugiej części podporowej, zawierającej dzieloną membranę obwodową 360, która opiera się na trzeciej części podporowej, zawierającej jedną parę obwodowych belek 382.

Obwodowe belki 380 i 382 są podobne do tych, które były poprzednio opisywane dla konstrukcji. Membrane 360 różni się od membrany w poprzednio opisywanych konstrukcjach, ponieważ membrana 360 jest promieniowo dzielona rowkami, uformowanymi w spodzie łożyskowej konstrukcji podporowej, która tworzy sprzężone bryły ścięte. Zewnętrzna bryła ścięta jest odwrócona względem zewnętrznej bryły ściętej i takim sposobem, że średnie środkowe linie brył ściętych zbiegają się w punkcie 350 nad płytkową podporową powierzchnią 342 oraz mają przekrój poprzeczny, który wydaje się podobny do odwróconej litery V. Ponieważ środkowe linie brył ściętych przecinają się w punkcie 350 nad podporową powierzchnią, pierwsza konstrukcja podporowa podpiera płytkę łożyskową, aby obracała się wokół punktu nad powierzchnią płytkową. Zapewnia to właściwe uginanie.

Belki 346 i 344, które podpierają płytkę łożyskową, mogą być ustawiane pod kątem jedna względem drugiej pod jednakowym kątem, mogą być nachylane jedna względem drugiej pod różnymi kątami, jedna belka może być pod kątem oraz jedna belka może być niepochylona, oraz może być pod kątem w tym samym kierunku. Oczywiście, różnica stopnia nachylenia kątowego belek w pierwszej konstrukcji podporowej wywierają swoje działanie na charakterystykę ugięcia łożyska.

168 022

Wiele otworów 420, symetrycznie rozmieszczonych wokół łożyskowej konstrukcji podporowej, dzieli sprzężone bryły ścięte lub konstrukcję o odwróconej litrze V na wiele podporowych belek 344,346 oraz dzielą one wierzchołek sprzężonych brył ściętych, tak aby określać płytkowe podporowe powierzchnie 342. Na przykład tym sposobem, płytkowa podpora 321 opiera się na płytkowej powierzchni podporowej 342 za pomocą jednej pary złożonych podporowych belek 344 i 346, które zbiegają się jedna względem drugiej i mają złożoną konfigurację geometryczną, wyznaczoną cylindrycznie umieszczonymi otworami, skrośnie przechodzącymi poprzez sekcję sprzężonych brył ściętych. Jak najlepiej przedstawiono na fig. 27, środkowe linie belek 344 i 346 przecinają się w punkcie 350 nad powierzchnię płytkową, aby zapewnić właściwą podporę obrotową. Indywidualne belki 344 i 346 są oparte na obrzeżnej membranie 350, dzielonej rowkiem, który wyznacza bryły ścięte. Membrana opiera się na obrzeżnych belkach 380,382. Jak wyżej omawiano, obrzeżne belki 380, 382 oraz obrzeżna membrana 360 mogą być obwodowo dzielone, aby wyznaczać indywidualne podpory belkowe.

Można wprowadzać liczne modyfikacje nośnikowej konstrukcji podporowej. Na przykład, ugięcie konstrukcji podporowej może być modyfikowane za pomocą zmiany kąta belek, zmiany umieszczenia otworów, które wyznaczają nogi, zmiany długości dowolnej z belek lub membran oraz zmiany szerokości lub grubości dowolnej z belek lub membran. Na fig. 27 i 28 przedstawia się pewną liczbę takich możliwości, przy czym obrazuje się odmienną podporową konstrukcję dla każdej z płytkowych podporowych powierzchni 321-326. Rozumie się, że te różne podporowe konstrukcje w jednym łożysku w celu ilustrowania wynalazku. W normalnym użytkowaniu, każda z podpór płytkowych 321-326 miałaby podobną konstrukcję podporową, lecz niekoniecznie identyczną, aby zapewnić jednolite działanie robocze.

Podporowa konstrukcja dla łożyskowej podpory płytkowej 322 różni się od tej, która dotyczy podpory płytkowej 321 ze względu na zastosowanie otworu 422, który przechodzi poprzez belkę 346, aby dzielić belkę 346 na wiele belek lub podbelek 346(a) oraz 346(b). Jeśli, podobnie jak dla otworu 422, średnica i położenie otworu są takie, że belka jest całkowicie oddzielona, to belka ta zostaje podzielona na osobne belki. Z drugiej strony, jeśli otwór tylko częściowo oddziela belkę (na przykład otwór 423), to belka dzieli się na podbelki. Jak pokazano na fig. 27, otwór 422 tworzy eliptyczny otwór w boku belki 346, przy czym jest on taki, że gdyby patrzy się na fig. 27 promieniowo zewnętrzna belka 344 może być widoczna. Na zasadzie tej konstrukcji, płytkowa podporowa 322 opiera się na trzech pochyłych ściągach lub belkach 344(A) oraz 346(B).

Podpora 323 płytki łożyskowej opiera się na czterech ukośnych belkach lub ściągach 344(a), 344(b), 346(a) oraz 346(b). Konstrukcję tę osiąga się za pomocą wykonania otworu 423, który przechodzi poprzez zarówno belkę 344, jak i belkę 346 oraz dzieli płytkową powierzchnię podporową 342 na dwie sekcje.

Stwierdza się, że odnośnie do wszystkich modyfikacji tutaj omówionych, rozmiar otworów trzeba wybierać na podstawie stopnia, według którego dzieli się belki 344 i 346 na osobne belki. W pewnych wypadkach, może być korzystne całkowite oddzielanie sekcji belkowych, przy czym w tym wypadku stosuje się większy otwór. W innych wypadkach, takich jak przedstawione odnośnie do podpory 323 płytki łożyskowej, korzystne jest dzielenie belki w pewnym punkcie wzdłuż bocznej ściany tej belki. Należy również podkreślić, że figury tylko pokazują wykonanie jednego otworu dla konstrukcji podporowej płytki łożyskowej, aby dzielić belki 344 i 346. Istnieje taka możliwość, że dwa lub więcej otworów, podobnych do tych, jak otwory 422-426 na fig. 28, można wykonać, tak aby dzielić belki 344, 346 na trzy lub więcej belek lub podbelek. Jak zawsze, określenie typu podpoiy, która ma być zastosowana, zależy od potrzebnej charakterystyki roboczej. Ogólnie, dzielenie belek na oddzielne belki lub podbelki powoduje, że konstrukcja podporowa jest bardziej elastyczna. Za pomocą wykonania konstrukcji podporowej, jako bardziej elastycznej w jednym kierunku, jak w wypadku konstrukcji podporowej dla podpór 322, 324 i 326 płytki łożyskowej, podpory płytki łożyskowej są wstępnie nastawiane w jednym uprzednio określonym kierunku.

168 022

Podporowa konstrukcja dla podpory 324 płytki łożyskowej jest podobna do konstrukcji dla podpory 322 płytki łożyskowej, z wyjątkiem tego, że otwór 424 przechodzi poprzez zewnętrzną podporową belkę 344, zamiast poprzez wewnętrzną podporową belkę 346. Tym sposobem, podobnie jak podpora 322 płytki łożyskowej, podpora 324 opiera się na trzech pochyłych nogach.

Konstrukcja podporowa dla płytkowej podpory 325 jest podobna do konstrukcji dla płytkowej podpory 321, z wyjątkiem tego, że otwór 425 wykonuje się poprzez zewnętrzną obrzeżną belkę 380 i obrzeżną membranę 360 w położeniu niesymetrycznym. Tym sposobem płytka łożyskowa 325 jest wstępnie nastawiona w uprzednio określonym kierunku, to jest w kierunku o największej elastyczności, powodowanej wykonaniem otworu 425.

Podporowa konstrukcja dla płytkowej podpory 326 jest podobna do konstrukcji płytkowej podpory 322, z wyjątkiem tego, że otwór 426, który dzieli belkę 346, wykonuje się w układzie niesymetrycznym, tak aby wstępnie nastawić płytkową podporę 326 w kierunku największej elastyczności, to jest w kierunku mniejszej, bardziej elastycznej belki.

Każda z podpór płytkowych 321-326 jest wykonywana z otworem wierconym lub innym otworem, aby zezwolić na podparcie przez nią płytki łożyskowej 20. Aczkolwiek pokazano płytkę łożyskową o postaci monety, rozumie się, że mogłaby być zastosowana tutaj każda z płytek łożyskowych opisanych. Ponadto, płytki 20 mogłyby być zdejmowalnie umocowane do płytkowych podpór, jak tutaj omówiono.

Naturalnie, każda kombinacja konstrukcji podporowych na fig. 27, 28 mogłaby być wykorzystywana, aby osiągnąć potrzebne cechy robocze.

Na figurach 29-30 przedstawiono inny przykład wykonania łożyska według wynalazku. Jak widać na figurach, łożysko to zawiera nośnik 10, mający wiele podpór płytkowych 521-526 (umiejscowienie przedstawiono fantomowo na fig. 30). Każda z płytkowych podpór 521-526 jest jednolita z podporową konstrukcją nośnikową i oparta na niej. Ogólnie, nośnikowa konstrukcja podporowa zawiera co najmniej pierwszą konstrukcję podporową, zawierającą obwodową belkę podporową 546 i zewnętrzną obwodową belkę podporową 544, a druga część podporowa zawiera wewnętrzną obrzeżną membranę 362 i zewnętrzną obrzeżną membranę 364 oraz trzecia podporowa część zawiera wewnętrzną obrzeżną belkę podporową 382 oraz zewnętrzną obrzeżną belkę podporową 380. Jak najlepiej przedstawiono na fig. 29, obwodowe podporowe belki 544, 546 są częściowo określone głębokim obwodowym kanałem biegnącym od spodu nośnika do płytkowej powierzchni podporowej. Podporowe belki są dodatkowo określone wieloma otworami 620, rozmieszczonymi symetrycznie wokół podporowej konstrukcji płytki łożyskowej, która oddziela belki 544, 546 od sąsiednich belek. Tym sposobem na przykład płytka podporowa 521 opiera się na jednej parze belek 544 i 546, przy czym belki te mają ogólnie właściwe boczne ściany. Jak wcześniej już wspomniano, belkowa konstrukcja podporowa zawiera także membrany 364, 362 oraz obrzeżne belki 380, 382. Są możliwe liczne modyfikacje nośnikowej konstrukcji podporowej. Aby ilustrować wiele z tych możliwości, na fig. 29 i 30 przedstawiono odmienną konstrukcję podporową dla każdej z płytkowej podpór 521-526. Tak, jak dla poprzednio opisanego przykładu na fig. 27-28, te różne podporowe konstrukcje są przedstawione w postaci pojedynczego nośnika 10, aby ilustrować obecny wynalazek. W normalnym użytkowaniu, każda płytkowa podpora 521-526 miałaby podobną konstrukcję podporową, aczkolwiek niekoniecznie identyczną, aby zapewnić jednakowe działanie robocze.

Podporowa konstrukcja dla płytkowej podpory 522 różni się od konstrukcji płytkowej podpory 521 na zasadzie wykonania otworu 622, który przechodzi poprzez wewnętrzną obudowę belkę 546, tak aby dzielić belkę 546 na wiele belek 546a i 546b. Na zasadzie tej konstrukcji, płytkowa podpora 522 opiera się na trzech pionowo ustawionych belkach lub ściągach 544, 546a oraz 546b.

Płytkowa podpora 623 opiera się na czterech pionowo ustawionych belkach lub ściągach 544a, 544b, 546a oraz 546b. Konstrukcję tę osiąga się za pomocą wykonania otworu 623, który przechodzi poprzez zarówno belkę 544, jak i poprzez belkę 546. Cieńsze belki, które otrzymuje się w wyniku tej modyfikacji, naturalnie mają większą elastyczność niż podporowa konstrukcja dla płytkowych podpór 522 i 521.

168 022

Płytkowa podpora 524 opiera się na pięciu stosunkowo cienkich, pionowo ustawionych belkach lub ściągach. Ta konstrukcja jest otrzymywana za pomocą wykonania otworu 624, aby dzielić wewnętrzną belkę 546 na dwie belki oraz za pomocą wykonania dwóch otworów 624, aby dzielić zewnętrzną belkę 544 na trzy belki.

Nośnikowa konstrukcja podporowa dla płytkowej podpory 525 jest podobna do konstrukcji dla płytkowej podpory 522, z wyjątkiem tego, że dodatkowy otwór 635 niesymetrycznie dzieli zewnętrzną belkę 544 na dwie belki. Na zasadzie niesymetrycznego podziału zewnętrznej belki 544, płytka łożyskowa jest wstępnie nastawiana w kierunku większej elastyczności.

Nośnikowa konstrukcja podporowa dla płytkowej podpory 526 jest podobna do konstrukcji dla płytkowej podpory 522, z wyątkiem tego, że dzieli się raczej zewnętrzną belkę 544, niż wewnętrzną belkę 546. Ponadto, otwór 626 jest nieco większy niż otwór 622, wobec czego rowek formuje się na zewnętrznym obrzeżu wewnętrznej belki 546, tak aby otrzymać nieco elastyczniejszą wewnętrzną belkę 546.

Naturalnie, każda kombinacja podporowych konstrukcji, przedstawionych na fig. 29, 30, mogłaby być wykorzystywana, aby osiągnąć potrzebną charakterystykę roboczą.

Każda płytkowa powierzchnia podporowa jest tworzona razem z otworem wierconym lub podobnym otworem, w którym płytka łożyskowa 20 jest umocowana. Płytki łożyskowe 20 mogą mieć dowolną postać, która tutaj została opisana, a nie jedynie być pokazaną płytką 0 postaci monety. Ponadto, jeśli trzeba, płytki można zdejmowalnie umocować do płytkowych podpór, tak jak tutaj omówiono.

Na figurach 29A, 29B, 30A oraz 30B przedstawiono szczegółowo łożysko wzdłużne, mające nośnik 10, w którym każda z płytkowych podpór 521A nośnikowej konstrukcji podporowej jest bardzo podobna do konstrukcji, która jest wykorzystywana do podparcia płytkowej podpory 521 na fig. 29 i 30. Nośnikowa konstrukcja jest jednak inna tak dalece, jak belki 544A oraz 546A są obwodowo węższe i pionowo krótsze niż ich odpowiedniki w nośniku 10, przedstawionym na fig. 29 i 30. Naturalnie, krótsze belki są bardziej sztywne, niż stosunkowo dłuższe belki oraz węższe belki są mniej sztywne, niż stosunkowo szersze belki. Ponadto, belka 544A jest promieniowo węższa niż belka 546A; natomiast w łożysku na fig. 29 i 30, belki 544 i 546 mają jednakowe szerokości. Różnica w promieniowej grubości jest kompensowana, ponieważ duży otwór 620, który określa obwodowy rozmiar belek 544A i 546A jest tak realizowany, że belka 544A jest znacznie szersza w obwodowym kierunku niż jest belka 546A. Wreszcie, należy stwierdzić, że otwory 620 są znacznie większe niż odpowiednie otwory 620 w łożyskowej konstrukcji nośnikowej na fig. 29 i 30. Naturalnie, większe otwory zwiększają elastyczność konstrukcji podporowej, która jest przez to wyznaczana.

Na zasadzie płytkowych konstrukcji podporowych umocowanych na belkach, opisanych wyżej, płytki łożyskowe 20 opierają się na nośniku, który może uginać się, aby zmieniać ukierunkowanie płytek łożyskowych 20. Taka konstrukcja jest szczególnie odpowiednia dla płytek łożyskowych 20 o postaci monety, ponieważ wymagana elastyczność może być wbudowana konstrukcyjnie do nośnika, zamiast do płytki 20. Każda z płytek łożyskowych, która została tutaj opisana, mogłaby jednak być zastosowana, jeśli byłoby konieczne uzyskanie potrzebnych ugięć. Tym niemniej, obecnie uwzględnia się, że w normalnych warunkach łożyskowe płytki o postaci monety, typu przedstawionego na fig. 16A i 16B będą zastosowane, ponieważ optymalne ugięcie jest możliwe do uzyskania za pomocą indywidualnie sterowalnych płytkowych powierzchni podporowych 105 oraz ich podparcia na konstrukcji podporowej 106, 107 i 108. Ponownie, płytki łożyskowe mogą być wykonane z łożyskowych materiałów o dużej jakości lub mogą być wykonane z inteligentnych materiałów, aby umożliwić dynamiczne lub aktywne regulowanie tworzenie klinu, tak jak niżej jest to omawiane.

Na figurach 20A-20E przedstawioną inną postać modułowej konstrukcji łożyskowej. Ten typ konstrukcji modułowej jest najbardziej odpowiedni dla łożysk poprzecznych lub promieniowych. Konkretnie, jak najlepiej widać na fig. 20A, łożysko zawiera nośnik 10, mający wiele wzdłużnych trapezowych rowków, które są w nim wykonane. Trapezowe rowki

168 022 są obwodowo rozmieszczone na wewnętrznym obrzeżu nośnika 10. Wiele trapezowych płytek łożyskowych 120 umocowuje się w trapezowych rowkach, utworzonych w nośniku 10. Trapezowe płytki łożyskowe 120 zawierają płytkową część 123 i podporową część 127. Na ilustrowanym przykładzie wykonania, podporowa część zawiera pierwszą część podporową 1271, membranową drugą część podporową 1272 oraz trzecią część podporową 1273. Zgodnie z jednym aspektem według wynalazku, trzecia część podporowa ma trapezową zewnętrzną konfigurację, która jest komplementarna do trapezowych rowków, utworzonych w nośniku 10. Na zasadzie trapezowej konfiguracji dolnego końca płytek łożyskowych 120, płytki łożyskowe mogą przesuwać się do wzdłużnych rowków od osiowego końca nośnika 10 w taki sposób, że płytki 120 zostają blokowane w promieniowym kierunku względem nośnika 10. Tym sposobem trapezowe płytki łożyskowe 120 można szybko i i zdejmowalnie umocować do nośnika 10. Ponadto, ich położenie wewnątrz nośnika 10 nie podlega działaniu od obracania wału, który jest podparty płytkami łożyskowymi 120. Jednak, bez zwiększenia, płytki łożyskowe 120 byłyby osiowo przesuwne wewnątrz nośnika 10. Jeśli trzeba, płytki łożyskowe 120 można łatwo zablokować względem nośnika za pomocą wykonania końcowej płytki, śruby ustalającej lub jakiegoś podobnego mechanizmu.

Zgodnie z innym aspektem według wynalazku, trapezowa konstrukcja łożyskowa na fig. 20A może być częścią systemu modułowego. Konkretnie, modułowy system może zawierać duży zakres różnych trapezowych płytek łożyskowych 120, przy czym każda ma dolną część, którajest tworzona, jako komplementarna do wzdłużnych rowków, tworzonych w standardowym nośniku typu trapezowego. Tym sposobem, standardowy nośnik może służyć, jako podpora do dużego zakresu różnych konstrukcji łożyskowych.

Na figurach 20B-20E przedstawiono różne konstrukcje trapezowe płytek łożyskowych według wynalazku. Każda z trapezowych konstrukcji płytek łożyskowych ma dolny koniec o kształcie, który jest komplementarny do kształtu rowków trapezowych, wykonanych w nośniku 10 na fig. 20A. Zgodnie z tym, każda z płytek łożyskowych, które są tutaj przedstawione, mogłaby być zakładana w nośniku 10 na fig. 20A, aby opowiadać konkretnej potrzebie. Ponadto, system modułowy może być dodatkowo zmieniony za pomocą zastosowania płytek łożyska modułowego o różnych promieniowym wymiarze (albo pionowym, gdy patrzy się na figury). Tym sposobem, pojedynczy nośnik 10 może być przystosowany do podparcia wałów o różnych średnicach.

Na figurze 20B przedstawiono modułową płytkę łożyskową trapezową o takim samym ogólnym typie, jak na fig. 20A. Płytka łożyskowa 120 zawiera płytkową część 123 i podporową część 127. W tym wypadku podporowa część 127 zawiera pionową lub promieniowo ustawioną pojedynczą belkę, służącą jako pierwsza część podporowa. Obwodowa lub poziomo ustawiona membrana jako druga część podporowa oraz jedna para podporowych nóg z ukształtowaniem trapezowym, jako trzecia część podporowa.

Na figurze 20C przedstawiono podobną modułową płytkę łożyskową trapezową, z wyjątkiem tego, że pierwsza część podporowa zawiera niesymetryczną sieć belkową, składającą się z płytkowej belki podporowej, obwodowej wspornikowej belki oraz pionowej belki, podpierającej siatkowy układ belkowy na membranie drugiej części podporowej. Z powodu niesymetrycznego charakteru tej płytki łożyskowej, łożysko zbudowane razem z taką płytką byłoby raczej łożyskiem jednokierunkowym, niż dwukierunkowym.

Na figurze 20D przedstawiono modułową trapezową płytkę łożyskową, w której płytkowa część podporowa 123 jest podcięta i podparta na swoich końcach promieniowo ustawionymi belkami. Te promieniowo ustawione belki opierają się na układzie wspornika za pomocą obwodowych belek, które są oparte na promieniowych belkach, a które z kolei są podparte obwodowymi belkami i wreszcie oparte na promieniowych belkach. Ta konstrukcja typu belka na belce tworzy konstrukcję trapezową, przedstawioną na fig. 20D o znacznej elastyczności.

Na figurze 20E przedstawiono trapezową płytkę łożyskową o odmiennej postaci konstrukcji typu belka na belce. W tym wypadku, płytkowa część 123 jest podcięta i oparta na promieniowo ustawionych belkach, które są oparte na obwodowo ustawionej belce, a

168 022 która jest podparta w układzie wiszącym inną promieniową belkę, która z kolei opiera się na stałej podstawie. W wypadku na fig. 20E, otwory wykonywane w celu określenia płytkowej części i podporowego układu sieciowego są stosunkowo cienkie w porównaniu do otworów, wykonanych w trapezowej konstrukcji płytki łożyskowej, poprzednio opisanej.

Dodatkowo do postaci trapezowych płytek łożyskowych na fig. 20B-20E można zastosować trapezowe lite płytki łożyskowe, takie jak pokazano na przykład na fig. 31-34. Takie lite płytki łożyskowe, które mogą się jedynie odkształcać i nie mogą uginać się, ogólnie wykorzystuje się w wypadkach, kiedy nośnik zawiera belkową sieć podporową, aby elastycznie podpierać płytki łożyskowe.

Ogólnie, lite płytki łożyskowe formuje się z materiału o dużej jakości roboczej, takiego jak węglik krzemu. Z drugiej strony płytki łożyskowe o możliwości uginania się, takie jak przedstawiono na fig. 20B-20E, prawdopodobnie należy tworzyć z tworzywa sztucznego, brązu lub stali.

Na figurach 31 i 31A przedstawiono inne ukształtowanie trapezowe łożyska poprzecznego według wynalazku. Konstrukcja łożyskowa na fig. 31 i 31A jest dwukierunkowa. To znaczy łożysko może podpierać wał, aby obracał się albo w prawo, albo w lewo tak jak przedstawiono na fig. 31. Łożysko jest dwukierunkowe, ponieważ płytkowe podpory są symetryczne wokół ich środkowej linii, która jest określona, jako promieniowo ustawiona linia przechodząca poprzez główną oś łożyska i geometryczny środek płytki. Łożysko na fig. 31 i 31A zawiera nośnik 10, który jest tworzony z wieloma cienkimi promieniowymi i obwodowymi szczelinami, aby określać wiele obwodowo rozmieszczonych powierzchni podporowych płytki łożyskowej, które podpierają wiele płytek łożyskowych 20.

W szczególności, każda podporowa powierzchnia 632 płytki łożyskowej opiera się na belkowej konstrukcji podporowej, odpowiednio na dwóch płytkowych powierzchniach podporowych 632ps. Belkowa sieć, połączona do płytek łożyskowych na każdej płytkowej podporowej powierzchni 632ps jest identyczna i tworzy symetryczną konstrukcję łożyska, która sprawia, że łożysko jest dwukierunkowe. W celu uproszczenia tego opisu, opisuje się tylko sieć belek, podpierających łożysko na jednej płytkowej powierzchni podporowej, ponieważ inna płytkowa powierzchnia podporowa podparta jest w taki sam sposób. Tym sposobem, jak przedstawiono na fig. 31, ogólnie promieniowo ustawiona pierwsza belka 640 łączy się do podporowej powierzchni 632 płytki łożyskowej. Ogólnie obwodowa druga belka 642 łączy się do promieniowo krańcowego końca belki 640. Ogólnie promieniowa trzecia belka 644jest promieniowo ustawiona do wewnątrz od belki 642. Ogólnie obwodowa czwarta belka 646 jest ustawiona od promieniowo i krańcowo wewnętrznej części belki 644. Ogólnie promieniowa piąta belka 648 promieniowo jest ustawiona na zewnątrz od belki 644 do części obudowy konstrukcji podporowej. W podsumowaniu, każda podporowa powierzchnia 632 płytki łożyskowej w przedstawionym łożysku na fig. 31 jest podparta dziesięcioma belkami i obudową nośnika. Należy także stwierdzić, że wycięcie lub szczelina, tworzona pod płytkową podporową powierzchnię wprowadza dodatkową elastyczność, taką że płytkowa podporowa powierzchnia działa, jak membrana sprężynowa.

W przedstawionym przykładzie wykonania, stosuje się proste trapezowe płytki łożyskowe 120. Z powodu charakteru modułowego tej konstrukcji łożyskowej, także inne postacie płytek łożyskowych mogą być jednak stosowane. Na przykład, trapezowe płytki łożyskowe, takie jak przedstawione na fig. 20A-20E mogłyby być zastosowane lub inne nietrapezowe płytki łożyskowe, takie jak te, które tutaj opisano też mogłyby być zastosowane.

Na figurze 31A przedstawiono promieniowy przekrój poprzeczny tego, co jest przedstawione na fig. 31, przy czym pokazuje się trzecią belkę 644, podporową powierzchnię 632 płytki łożyskowej, płytkę łożyskową 120 oraz obudowę lub zewnętrzne obrzeże.

Jak niżej szczegółowo opisuje się elementy piezoelektryczne 100 mogą być zastosowane wewnątrz podporowej konstrukcji, aby wykonywać selektywną regulację charakterystyki ugięcia.

Na figurach 32 i 32A przedstawiono inną trapezową konstrukcję łożyska poprzecznego według wynalazku. Ta konstrukcja łożyskowa różni się od poprzednio opisanych kon168 022 strukcji łożyskowych, przy czy ta różnica polega na tym, że nośnik 10 określa się stosunkowo dużymi rowkami o otworami, wykonanymi w cyllndrycznym półwyrobie. Normalnie, ten typ konstrukcji jest formowany za pomocą frezowania półwyrobu, zamiast stosowania obróbki elektroiskrowej lub jakiejś innej podobnej techniki, służącej do formowania małych rowków, tak jak w wypadku poprzednio opisanych przykładów wykonania. Zaleta konstrukcji nośnikowej na fig. 32 polega na tym, że w zastosowaniach, które wykorzystują niezwykle małe łożyska, jest łatwiej wykonywać precyzyjnie proporcjonalnie większe nacięcia i otwory, które wymaga się, aby utworzyć nośnik typu, przedstawionego na fig. 32 i 32A w porównaniu do proporcjonalnie mniejszych nacięć i otworów, które są wymagane konstrukcją na przykład na fig. 31 i 31A. Ponadto, duże rowki lub otwory umożliwiają ogólnie łatwiejsze uformowanie lub wytłaczanie nośników o większych nacięciach, oraz także znajdują zastosowanie, gdy wymaga się niezwykle dużych łożysk o sztywnych podporowych konstrukcjach płytki łożyskowej.

Płytki łożyskowe 20 na fig. 32 są oparte symetrycznie wokół głównej osi 706. Wobec tego, łożysko jest dwukierunkowe. Ponadto, nośnik ma ciągły przekrój poprzeczny bez żadnych ukrytych otworów. Wobec tego, jest ono łatwo wytłaczalne i łatwo formowalne. Naturalnie, nośnik może być zmieniony za pomocą wykonania nieciągłości w przekroju poprzecznym, na przykład za pomocą wykonania promieniowo ustawionych rowków obwodowych lub niesymetrycznie rozmieszczonych promieniowo ustawionych otworów, aby zmienić podporową konstrukcję i przez to zmienić charakterystykę roboczą.

Jak przedstawiono na fig. 32, łożysko zawiera wiele obwodowo rozmieszczonych podporowych powierzchni 732 płytki łożyskowej. Każda podporowa powierzchnia 732 płytki łożyskowej opiera się na konstrukcji podporowej, która zawiera jedną parę ogólnie promieniowych belek 740, połączonych do podporowej powierzchni 732 płytki łożyskowej. Ogólnie obwodowo umieszczona druga belka 742 podpiera każdą z belek 740. Belki 742 łączy się do obudowy trzecich elementów podporowych 744 sposobem wspornikowym. Tak, jak łożysko na fig. 31 i 31A, pokazano gładką płytkę łożyskową 120. Oczywiście można zastosować dowolny typ płytki łożyskowej. Abyjednak zachować dwukierunkowość łożyska, płytka 120 powinna być dwukierunkowa. .

Na figurze 32A jest przedstawiony promieniowy przekrój poprzeczny części łożyska na fig. 32. W tym przekroju poprzecznym, są widoczne płytka łożyskowa 120, podporowa powierzchnia 732 płytki łożyskowej oraz pierwsza belka 740.

Na figurze 33 przedstawiono trapezową konstrukcję łożyska poprzecznego według wynalazku. Podobnie jak łożysko na fig. 32, tworzy się nośnik 10 łożyska na fig. 33 za pomocą proporcjonalnie dużych rowków i otworów wierconych. W szczególności, wiele jednakowo rozmieszczonych, promieniowo ustawionych, obwodowych rowków określa wiele obwodowo rozmieszczonych podporowych powierzchni 832 płytki łożyskowej. Łożyskowe powierzchnie podporowe 832 są ponadto wyznaczone jedną parą umieszczonych osiowo rowków obwodowych, symetrycznych względem płaskich powierzchni cylindrycznego półwyrobu i najlepiej widzialnych na fig. 33B oraz 33C, przy czym rowki są pokazane za pomocą odsyłaczy numerowych 834 i 835. Nośnikowa konstrukcja podporowa jest określona za pomocą wyżej wspomnianych cech konstrukcyjnych oraz przez wiele obwodowo rozmieszczonych, symetrycznie ustawionych płytkich otworów wierconych 838 i za pomocą wielu obwodowo rozmieszczonych, symetrycznie ustawionych głębokich otworów wierconych 837. Z powodu obecności 'ukrytych otworów 837, 838, konstrukcja nośnikowa na fig. 33 nie może być wytłaczana i nie może być formowana w prostej formie dwuczęściowej, to jest łatwo formowalnej.

Jak najlepiej pokazano na fig. 33A, głębokie otwory wiercone 837 przecinają osiowe rowki 836, aby wyznaczyć podporowe konstrukcje dla każdej płytki łożyskowej. Podporowa konstrukcja jest ponadto określona obwodowym rowkiem 839, odchodzącym od zewnętrznego obrzeża cylindrycznego półwyrobu.

Odnośnie fig. 33-33C, rozumie się, że zastosowanie członów konstrukcyjnych, jak wyżej omówiono, zapewnia utworzenie konstrukcji podporowej dla podporowej powierzchni 832 płytki łożyskowej, która zawiera belkę 840 bezpośrednio podpierającą płytkę, to

168 022 jest pierwszą konstrukcję podporową. Dwie ciągłe belki 882, to jest trzecia konstrukcja podporowa oraz druga konstrukcja podporowa zawierają wiele belek, które częściowo są określone otworami 837 i 838, łączącymi belkę 840 do ciągłych belek 882.

Ponieważ konstrukcja podporowa nośnika przedstawionego na fig. 33-33C jest niesymetryczna wokół środkowej linii 806A płytki, odchodzącej od głównej osi 806, jest ona jednokierunkowa. Ponadto, tak jak nośnik 10 na fig. 32, nośnik ten jest szczególnie odpowiedni do zastosowań, które wymagają niezwykle małych łożysk, ponieważ proporconalnie większe rowki i otwory wiercone, które wyznaczają ten nośnik, dają się łatwiej wyprodukować.

Trapezowe płytki łożyskowe 120 mają podporową część, wyznaczoną dwiema ukośnymi nogami, odsuniętymi jedna od drugiej. Zgodnie z tym, centralny region płytki 120 jest podpierany elastycznie. Oczywiście, inne typy płytek trapezowych mogą być także stosowane.

Na figurach 34 oraz 34A-34D przedstawiono inną trapezową konstrukcję łożyska poprzecznego według wynalazku. Konstrukcja łożyskowa na fig. 34 jest podobna do konstrukcji przedstawionej na fig. 33 tak dalece, jak nośniki wyznacza się za pomocą proporcjonalnie dużych rowków i otworów wierconych, przedstawionych na rysunkach. W szczególności, podczas gdy konstrukcja podporowa dla każdej z podporowych powierzchni 932 płytki łożyskowej jest identyczna, konstrukcja podporowa nie jest symetryczna względem każdej płytki łożyskowej. Wobec tego, nośnik przedstawiony na fig. 34, jest jednokierunkowy. Ponadto, ponieważ nośnik zawiera ukryte otwory, nośnik ani nie może być wytłaczany, ani nie może być formowany w, prostej formie dwuczęściowej.

Ponownie, trapezowe płytki łożyskowe 120, tak jak pokazano, są jedynie przykładowe. Zgodnie z modułowym charakterem według wynalazku, każda z trapezowych płytek łożyskowych 120 lub przy lekkich modyfikacjach, inne płytki łożyskowe 20, tutaj opisane, mogą być odpowiednio zastosowane. Jak przedstawiono na figurze, nośnik zawiera pierwszą konstrukcję podporową, mającą jedną parę belkowych członów 940, które łączy się do podporowych powierzchni 932 płytki łożyskowej i wyznacza się częściowo za pomocą symetrycznie rozmieszczonych otworów 942. Płytki obwodowy rowek, uformowany na wewnętrznym obrzeżu łożyska, wyznacza trzecią konstrukcję podporową, zawierającą jedną parę ciągłych belkowych elementów 982. Druga konstrukcja podporowa, zawierająca siatkowy układ membranowy i belkowy 960, aby połączyć belki 940 do ciągłych belek 982, wyznacza się za pomocą zastosowania wielu dużych, symetrycznie rozmieszczonych otworów wierconych 944, zastosowania mniejszych, symetrycznie rozmieszczonych otworów wierconych 946 oraz zastosowania małych, niesymetrycznie rozmieszczonych otworów wierconych 948. Na zasadzie wykorzystania niesymetrycznie rozmieszczonych otworów wierconych 948, konstrukcja podporowa jest bardziej elastyczna i tym sposobem jest wstępnie nastawiona w kierunku tych otworów wierconych.

Na figurze 35 przedstawiono kombinowane hydrodynamiczne łożysko wzdłużne i promieniowe według wynalazku. Łożysko przedstawione na fig. 35 jest zupełnie podobne do łożyska przedstawionego na fig. 34 oraz podobne odsyłacze numerowe wykorzystuje się, aby oznakować podobną konstrukcję. Łożyska promieniowo-wzdłużne różnią się jednak od łożysk, które są tylko promieniowe, a różnica polega na tym, że powierzchnia 1032ps płytki łożyskowej jest nachylona pod kątem względem głównej osi 1006. Na zasadzie swojej nachylonej powierzchni płytkowej, łożyska na fig. 35 podpierają obciążenia, które działają zarówno wzdłuż głównej osi 1006, jak i promieniowo względem tej osi 1006.

Aby podpierać się nachyloną pod katem płytkową podporową powierzchnią czołową 1032ps, wał musi mieć założony suwak, który jest ustawiony pod kątem dopełniającym do kąta płytkowej powierzchni podporowej. Część obciążenia osiowego, przejmowana przez łożysko, oraz część obciążenia promieniowego, przejmowana przez łożysko zależy od kąta płytkowej powierzchni 1032ps. Jeśli płytka jest nachylona pod kątem a względem głównej osi 1006, osiowe obciążenie doprowadzane do łożyska może być wyznaczone z następującego równania:

Zastosowane obciążenie osiowe = Całkowite obciążenie osiowe (sina).

168 022

Podobnie, promieniowe obciążenie, doprowadzane do łożyska, może być wyznaczone z następującego równania:

Zastosowane promieniowe obciążenie = Całkowite promieniowe obciążenie (cosa).

Nośnikowa konstrukcja podporowa dla łożyska na fig. 35 jest podobna do podporowej konstrukcji dla łożyska, przedstawionego na fig. 34.

Na figurach 17A-17C oraz na fig. 18A-18B przedstawiono różne postacie konstrukcji łożyskowej o wielu trybach - działania według wynalazku. Konstrukcje łożyskowe o wielu trybach działania są użyteczne w zastosowaniach, obejmujących dyskretne, szeroko zmnieniające się, tryby działania. Na przykład, zastosowanie, według którego wał czasami obraca się z małą prędkością i czasami obraca się z dużo większą prędkością lub zastosowanie, według którego wał jest czasami mocno obciążany oraz w innych okresach czasu ma małe obciążenia. Kiedy tryby działania podlegają szerokim zmianom, bywa niekiedy trudne zaprojektowanie pojedynczego łożyska, zdolnego optymalnej pracy w każdym zbiorze warunków eksploatacyjnych. Łożyskowa konstrukcja o wielu trybach działania rozwiązuje ten problem za pomocą tworzenia osobnych zbiorów płytek łożyskowych dla każdego trybu działania. Każdy zestaw płytek łożyskowych zostaje obwodowo rozmieszczony wokół nośnika i jest zdolny do podpierania wału, jako takiego, w jednym zbiorze warunków eksploatacyjnych. W innych warunkach eksploatacyjnych niż te, dla których zostały one zaprojektowane, każdy zestaw płytek zapewnia małe lub żadne podparcie oraz wał jest podpierany innym zestawem płytek. Teoretycznie, łożysko mogłoby tym sposobem być projektowane w celu obejmowania dowolnej liczby dyskretnych zestawów płytek łożyskowych, aby podpierać optymalnie wał w wielu odmiennych warunkach eksploatacyjnych. W praktyce jest to jednak trudne, aby projektować łożysko, które obejmuje więcej niż w przybliżeniu cztery takie zestawy łożysk.

Ogólnie, konstrukcja łożyskowa o wielu trybach działania jest taka sama, jak konstrukcja o pojedynczym trybie działania, opisana gdzie indziej w tym wniosku patentowym, z wyjątkiem tego, że łożysko o wielu trybach działania obejmuje dwa lub więcej wyraźnych typów płytek łożyskowych oraz delektywną podporową konstrukcję, aby powodować że każdy zestaw płytek podpiera wał podczas trybu działania, dla którego są one zbudowane, lecz aby tworzyć małe lub żadne oparcie w innych trybach działania. Jeden typ selektywnej konstrukcji podporowej opiera się na zasadzie różnicowania obciążeń. Inny typ selektywnej konstrukcji podporowej obejmuje zastosowanie aktywnie regulowanych materiałów tak zwanych inteligentnych, takich jak kwarc piezoelektryczny lub polimery.

Różnicowanie obciążeń jest możliwe ze względu na fakt, że każde dwa tryby działania, które są wystarczająco różne, aby wymagać łożyska o wielu trybach działania, z konieczności obejmują różne obciążenie płytkowe, to jest jeden tryb działania obejmuje stosunkowo duże obciążenie, a drugi typ działania obejmuje stosunkowo małe obciążenie. Łożyska o wielu trybach działania według wynalazku są budowane w taki sposób, że zestaw płytek przeznaczony do podparcia wału przy trybie działania o małym obciążeniu są umieszczone nieco bliżej części wału, która ma być podparta, niż zestaw płytek, przeznaczonych do podpierania wału, gdy jest tryb działania o dużym obciążeniu. Tym sposobem w warunkach eksploatacyjnych o małym obciążeniu, działa tylko zestaw płytek przeznaczony do podparcia wału w takich warunkach, przy których wał ma być podpierany. Płytki o małym obciążeniu są przeznaczone lub umieszczone na podporze, która ma odginać się od części wału, która jest podpierana, pod działaniem warunków o dużym obciążeniu. Tym sposobem w warunkach o dużym obciążeniu, płytki o małym obciążeniu są odpychane od części wału, która ma być podparta, oraz wał zostaje oparty na płytkach o dużym obciążeniu, podczas gdy płytki o małym obciążeniu zajmują swoje położenie odgięte i tworzą małe lub żadne oparcie.

Różnicowanie obciążeń może być wykonywane co najmniej dwoma sposobami. Po pierwsze, konstrukcja podporowa samych płytek może być tak wykonywana, że płytki odchylają się od wału w odpowiedzi na obciążenia które są większe niż obciążenie, dla którego zostały one zbudowane. Alternatywnie lub dodatkowo, nośnikowe części, które podpierają płytki o małym obciążeniu, mogą być zbudowane tak, aby odginały się od wału w odpowiedzi na działanie dużych obciążeń.

168 022

Na figurach 17A-17C przedstawiono konstrukcję łożyskową o wielu trybach działania, która obejmuje dwa typy płytek łożyskowych 20L oraz 20H. Pierwszy typ płytki łożyskowej 20Ljest stosunkowo elastyczny i wobec tego jest przeznaczony do podparcia wału podczas trybu działania o stosunkowo małym obciążeniu. Drugi typ płytki łożyskowej 20H jest stosunkowo sztywny i wobec tego jest przeznaczony do podparcia wału w trybie działania o stosunkowo dużym obciążeniu.

W konkretnym ilustrowanym przykładzie, łożysko o małym obciążeniu jest podobne do łożyska, przedstawionego na fig. 3E i 3F oraz wyżej omówionego, natomiast łożysko o dużym obciążeniu jest podobne do łożyska przedstawionego na fig. 3C i 3D, także wyżej omówionego. Oczywiście, inne typy płytek łożyskowych mogą być także zastosowane. W łożysku na fig. 17A-17C, różnicowanie obciążeń występuje przede wszystkim odpowiednio do konstrukcji członu nośnikowego 10. Bardziej konkretnie, nośnik jest tak zbudowany, że każdy zestaw płytek (płytki dużego obciążenia i płytki małego obciążenia) zostaje podparły na płytkowej części podporowej 105, która opiera się na części 106 ciągłego pierścienia obwodowego. Odnośnie do płytek dużego obciążenia 20H, ciągła obwodowa część 106 opiera się na litej podstawie 108. Odnośnie do płytek małego obciążenia 20L, lita podstawa 108 jest jednak z otworem 108o, takim że ciągła belka 106 spoczywa na bardzo cienkiej membranie 107. Na zasadzie tej konstrukcji, płytki małego obciążenia 20L opierają się na części nośnika 10, która ma dużo większą elastyczność w pionowym kierunku, tak jak widziana na fig. 17A, niż płytki dużego obciążenia 20H. Tym sposobem w odpowiedzi na duże obciążenia, doprowadzane do płytek małego obciążenia 20L, podpora dla tych płytek odchyla się pionowo ku dołowi i tak, że płytkowa powierzchnia płytek niskiego obciążenia 20L będzie odginała się od podpieranej powierzchni. Z drugiej strony, nośnikowa podpora dla płytek dużego obciążenia 20H jest stosunkowo sztywna i nie odgina się tym sposobem. Wobec tego w odpowiedzi na duże obciążenie, zasadniczo całość podparcia jest tworzona płytkami dużego obciążenia 20H.

Z drugiej strony, aby zapewnić, że płytki małego obciążenia 20L utworzą zasadniczo całość podparcia w warunkach małego obciążenia, łożyska mają taki układ, że płytki małego obciążenia 20L mają powierzchnię płytkową, która zostaje umocowana nieco wyżej niż płytkowa powierzchnia płytek dużego obciążenia 20H. Ta różnica wysokości jest pokazana, jako HD na fig. 17A. Różnica wysokości może być utworzona albo za pomocą wykonania głębszego montażowego otworu wierconego w nośniku 10 dla płytek dużego obciążenia 20H, albo przez wykonanie nieco wyższych płytek małego obciążenia 20L. Jako skutek tej różnicy wysokości (HD), powierzchnia płytek małego obciążenia styka się z powierzchnią, która ma być podparta, przed powierzchnią, należącą do płytek dużego obciążenia 20H. Zależnie od warunków konstrukcyjnych, płytki łożyskowe i podporowa konstrukcja nośnikowa są tak zbudowane, że w trybie małego obciążenia, płytki 20L dla małych obciążeń wystarczająco podpierają całość obciążenia.

Na figurze 17B przedstawiono obwodowy układ płytek dużego obciążenia i płytek małego obciążenia wokół nośnika 10. Jak to tam ilustrowano, każdy zestaw płytek, to jest zestaw płytek dużego obciążenia i zestaw płytek małego obciążenia są obwodowo rozmieszczone wokół głównej osi łożyska. Jest to konieczne, aby zapewnić, że każdy zestaw płytek łożyskowych jest zdolny do niezależnego podparcia części wału, która ma być podparta. Dodatkowe zestawy płytek łożyskowych mogą być zastosowane, aby podpierać wał w pośrednich warunkach obciążeniowych. Podstawowym ograniczeniem co do ilości takich dodatkowych zestawów płytek łożyskowych, które można zastosować, jest potrzeba zapewnienia właściwej liczby płytek łożyskowych w każdym zestawie, aby niezależnie podpierać wał, oraz praktyczna konieczność zachowania rozsądnego rozmiaru płytki łożyskowej i całkowitego wymiaru łożyska. Tryby robocze muszą także wystarczająco wyraźne, aby umożliwić różnicowanie obciążeń.

Na figurze 17C przedstawiono umieszczenie otworów 108, wykonanych w spodzie nośnika, aby uformować cienkie podpory membranowe 107 pod miejscami płytek małego obciążenia 20L.

168 022

Na figurach 18A i 18B przedstawiono alternatywną konstrukcję, w której występuje różnicowanie obciążeń, jako wynik konstrukcji płytki łożyskowej. Konkretnie, konstrukcja łożyskowa obejmuje dwa typy płytek łożyskowych 20L oraz 20H. Pierwszy typ płytki łożyskowej 20L jest stosunkowo elastyczny i tym sposobem jest budowany, aby podpierać wał przy trybie działania o stosunkowo małym obciążeniu. Drugi typ płytki łożyskowej 20H jest stosunkowo sztywny i tym sposobem jest budowany, aby podpierać wał, gdy występuje tryb działania o stosunkowo dużym obciążeniu. W ilustrowanym przykładzie wykonania, zestaw 20H płytek dużego obciążenia jest typu, który przedstawiono na fig. 3C i 3D wyżej omówionego, natomiast zestaw 20L płytek małego obciążenia jest ogólnie podobny do tego, który przedstawiono na fig. 4B i 4C, także wyżej omówionego. Naturalnie, inne postacie płytek łożyskowych mogą być także zastosowane, jeśli to będzie potrzebne.

Nośnik 10 może być nośnikiem konwencj onalnym, który tworzy zasadniczo takie same podparcie dla każdego typu płytki łożyskowej 20L, 20H. Kanał 109, utworzony w nośniku 10, jest przeznaczony do szczególnego celu, opisanego niżej, oraz nie jest przeznaczony dla różnicowania obciążeń. Płytka łożyskowa 20L jest nieco wyższa niż płytka łożyskowa 20H, tak aby tworzyć różnicę wysokości (HD), gdy ma stan zmontowany, tak jak na fig. 18A. Aby osiągnąć różnicowanie obciążeń, zestaw 20L płytek małego obciążenia zostaje tak zbudowany, że przy wystąpieniu warunków dużego obciążenia, odgina się on od powierzchni wału, a płytki dużego obciążenia 20H tworzą większość koniecznego podparcia. W tym celu, płytka małego obciążenia 20L ma niezwykle elastyczną konstrukcję podporową, która obejmuje cylindryczną pierwszą część podporową 371, cienką membranową drugą część podporową 372 oraz cylindryczną trzecią część podporową 373, podobną do nogi. Naturalnie, jest to tylko jeden przykład krańcowo elastycznej konstrukcji płytki łożyskowej. Mogą być także zastosowane płytki, takie jak elastyczne konstrukcje płytek łożyskowych, tutaj opisane.

Na zasadzie konstrukcji, przedstawionej na fig. 18A oraz 18B, w warunkach małego obciążenia, powierzchnia płytek małego obciążenia 20L styka się najpierw z podpieraną częścią wału. Podporowa konstrukcja tych płytek łożyskowych 20L jest tak zbudowana, aby odpowiednio podpierać wał w tych warunkach eksploatacyjnych o małym obciążeniu. Przy dużych obciążeniach, płytka 20L małego obciążenia odchyla się, a płytka 20H dużego obciążenia tworzy większość oparcia wału.

Na figurach 18A-18B przedstawiono także możliwość utworzenia regulowanej sztywności płytki łożyskowej w tym przykładzie dla płytki 20L małego obciążenia. Konkretnie, kiedy płytka łożyskowa 20L zostaje umocowana w nośniku 10, tworzy się zamykana komora 373C między wewnętrznymi ścianami podporowych części 372 i 373, a spodem montażowego otworu wierconego. Do tej komory można selektywnie doprowadzić ciecz od źródła cieczy 3 poprzez szereg kanałów 109, przy czym sztywność łożyska może być regulowana. Konkretnie, kiedy komora 373C zostaje całkowicie wypełniona cieczą pod ciśnieniem, cienka membrana 372 zostaje sztywno podparta, przy czym płytka łożyskowa 20L zostaje dużo bardziej sztywno podparta. Z drugiej strony, kiedy ciecz zostaje usunięta z komory 373, membrana 372 może swobodnie uginać się, tak aby płytka łożyskowa 20L była tylko podparta.

Zgodnie zjeszcze innym aspektem według wynalazku, ciecz zawarta wewnątrz komory może być cieczą elektroreologiczną. Ciecze elektroreologiczne zmieniają lepkość w obecności pól elektrycznych, przy czym mogą one nagle zmieniać się od swobodnie płynących płynów do zasadniczo stałej postaci o dużej lepkości zależnie od siły pola elektrycznego. Kiedy komora 373 napełnia się cieczą elektroreologiczną, można wytwarzać prawie ciągłą regulację sztywności podpory dla cienkiej membrany 372. Tym sposobem, sztywność płytki łożyskowej 20L można regulować dowolnie od elastycznej zwilżanej podpoiy, tworzonej kiedy płyn elektroreologiczny płynie swobodnie do krańcowo sztywnej podpoiy, kiedy płyn elektroreologiczny jest naładowany do wysokiego poziomu i działa, jako ciało stałe.

Jak wyżej podkreślono, drugi typ selektywnej konstrukcji podporowej opiera się na zasadzie budowania łożyska, jako konstrukcji inteligentnej. Konstrukcje inteligentne są

168 022 konstrukcjami, które są zdolne wykrywać warunki środowiska i zmieniać swoje cechy w odpowiedzi na te warunki. Ogólnie, konstrukcje inteligentne obejmują trzy typy elementów: szkieletowy podporowy element; czujnikowy element oraz siłownikowy element. Funkcje każdego z tych elementów są porównywalne do funkcji biologicznych. Element konstrukcyjny lub szkieletowy podporowy działa, jako konstrukcja ramowa lub szkielet łożyska i ogólnie jest formowany z materiałów konstrukcyjnych, takich jak aluminium, stal, brąz, materiały ceramiczne, tworzywa sztuczne lub materiały kompozytowe lekkie. Czujnikowy element działa tak, jak czuciowy układ nerwowy oraz tworzy się z materiałów przystosowanych do zadania, aby wykrywać i kontrolować zmiany temperatury, ciśnienia lub inne warunki fizyczne, które wskazują właściwe podparcie łożyska. Wreszcie, siłownikowy element działa, jak układ mięśniowy, który rozszerza się, kurczy lub podlega pewnej innej zmianie fizycznej, aby fizycznie zmieniać podporowy układ szkieletowy. Inteligentne konstrukcje łożyskowe według wynalazku mają elementy konstrukcyjne, które są zasadniczo podobne do poprzednio opisanych płytek łożyskowych. Czujnikowy element może być konwencjonalnymi czujnikami elektronicznymi lub materiałem inteligentnym, który fizycznie zmienia się za pomocą zmienianych warunków. Podobnie, siłownikowy element może być konwencjonalnymi mechanicznymi lub elektrycznymi siłownikami lub materiałami inteligentnymi, których właściwości fizyczne mogą być selektywnie zmieniane, materiały piezoelektryczne są odpowiednie, zarówno jako materiał siłownikowy i materiał czujnikowy. Szczególnie, materiały pizoelektryczne, takie jak kwarc oraz niektóre polimery wytwarzają napięcie elektryczne, kiedy zostaje do nich doprowadzane ciśnienie; odwrotnie, rozszerzają się lub kurczą, kiedy są wystawione na działanie pola elektrycznego. Tym sposobem, ciśnienie doprowadzane do czujników piezoelektrycznych w płytce łożyskowej wytwarza napięcie, które może być zastosowane do sygnalizowania siłowników, aby przesłać prąd poprzez inne materiały piezoelektryczne w siłownikowym elemencie i usztywniać lub zmniejszać sztywność konstrukcji.

Innym odpowiednim materiałem zarówno na element czujnikowy, jak i siłownikowy konstrukcji tak zwanych inteligentnych jest TERFENOL. TERFENOLjest nową grupą magnetostiycyjnych stopów ziem rzadkich, tworzonych z żelaza, terbu oraz dysprozu wytwarzającego ogromne zmiany wymiarowe, gdy zostaną poddane działaniu pola magnetycznego. TERFENOL ma największą magnetostrykcję spośród wszelkich materiałów i wymaga tylko małych pól magnetycznych od 500 do 1000 Oe, zależnie od wartości zastosowanego wstępnego naprężenia. W mikrosekundach, długość pręta 100 mm rośnie o 0,2 mm. Takie zmiany są 100 razy większe niż wcześniejsze zmiany magnetostrykcyjne oraz do 20 razy większe, niż zmiany materiałów piezoelektrycznych. TERFENOLjest sterowany prądem i działa przy niskich napięciach w odróżnieniu do materiałów elekl^r^oj^tiy^lii^j/j^ych, które podlegają niepożądanemu iskrzeniu.

TERFENOL zmienia swój kształt z powodu sił atomowych i może pracować przy mechanicznych impedancjach wynoszących 200 MPa przy odkształceniach 2000 części na milion. TERFENOL przewyższa wszystkie inne materiały wytwarzaną energią mechaniczną przy małych częstotliwościach od 0 do 5 kHz. W wypadku większych częstotliwości sięgających 20 kHz, trzeba uwzględniać straty na prądy wirowe i wymaga się zastosowania uwarstwień. Przekazuje on niezwykłe ilości energii na jednostkę objętości (30 000 J/m³). Przetwarzanie energii elektrycznej na energię mechaniczną występuje z dużą sprawnością, przy czym magnetosprężyste współczynniki sprzęgania przekraczają wartość 0,7.

Przenikalność materiału jest mała (od 5 do 10). Względna przenikalność zmienia się odpowiednio do sprężenia mechanicznego, co oznacza, że TERFENOL może być także wykorzystywany, jako czujnik o nadzwyczajnie szybkim czasie odpowiedzi, ponieważ wytwarza energię elektryczną, kiedy zostaje doprowadzana siła mechaniczna. Obecnie są dostępne inne bezpostaciowe materiały magnetosprężyste (bor, krzem, żelazo) do zastosowań czujnikowych o współczynnikach pomiarowych do 500 000 oraz o współczynnikach sprzęgania magnetosprężystego o wartości sięgającej 0,98.

TERFENOL ma dużą szerokość pasma częstotliwości od 0 do 15 kHz dla pręta o długości 100 mm. Dobrze działa przy niskich częstotliwościach i jest idealnie odpowiedni

168 022 dla częstotliwości akustycznych poniżej 1 kHz. Oznacza to, że sygnał przechodzi dalej i wytwarza większą rozdzielczość przy powrocie. Moduł Younga, częstotliwość rezonansowa oraz prędkość dźwiękowa materiału mogą być odpowiednio częstotliwością rezonansową i prędkością dźwiękową materiału, które można regulować w szerokim zakresie przy zastosowaniu wstępnego pola magnetycznego. Moduł Younga osiąga dwukrotnie swoją pierwotną wartość, kiedy materiał jest nasycony.

Prosta konstrukcja, przedstawiona szkicowo na fig. 19C, jest tak zwaną inteligentną płytką łożyskową. Tak zwana inteligentna płytka łożyskowa zawiera czujnik i siłownik, przy czym obydwa z materiału piezoelektrycznego, oraz gdy doprowadza się ciśnienie do płytki łożyskowej, napięcie zostaje doprowadzane do wzmacniacza sprzężenia zwrotnego (nie pokazanego). Wzmacniacz sprzężenia zwrotnego przetwarza impuls i wysyła napięcie do siłownika, przy czym powoduje, że siłownik rozszerza się lub kurczy, tak jak to jest konieczne, aby uwolnić ciśnienie. W końcu, osiąga się potrzebny stan równowagi, który zgodnie z budową odpowiada optymalnemu formowaniu klina.

Uwzględnia się inne typy konstrukcji tak zwanych inteligentnych. Na przykład, czujnikowy element może być dyskretnym czujnikiem fizycznym, który wykrywa temperaturę, ciśnienie, pobór energii, stratę mocy, tarcie lub inne warunki, które pokazują jakość klinu. Te wykrywane warunki można doprowadzać do centralnego zespołu przetwarzanego, który następnie wytwarza sygnał wysyłany do siłownika, co może obejmować materiał piezoelektryczny, TERFENOL, płyn elektroreologiczny, metal o pamięci kształtu, taki jak nitinol (stop tytanowo-niklowy) lub jakiś inny materiał tak zwany inteligentny lub mechaniczny siłownik, aby zmieniać cechy łożyska.

Naturalnie, tak zwane inteligentne konstrukcje łożyskowe mogą być wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań, wymagających dokładnej regulacji. Jak wyżej sugerowano, kiedy inteligentne łożysko ma być wykorzystywane, aby tworzyć selektywną konstrukcję podporową dla łożyska o wielu trybach działania, aktywnie regulowane elementy mają taki układ, że wyraźne zestawy płytek łożyskowych mogą być selektywnie aktywowane i dezaktywowane. Na przykład, płytki mogą być zakładane na element piezoelektryczny lub jakiś mechaniczny siłownik, tak aby mogły być one podnoszone do podporowego położenia w celu podparcia wału w tym trybie działania, dla którego są one wykonane, oraz opuszczane w dół podczas innych trybów działania, gdy są obroty wału. Alternatywnie, płytki mogą być przystosowane do sztywnienia, aby podpierać wał obrotowo w trybie działania, dla którego są one wykonane oraz usuwania sztywności, aby tworzyć małe podparcie lub żadnego podczas innych trybów działania.

Oczywiście istnieją inne zastosowania do konstrukcji łożyskowych, które mogą być' aktywnie regulowane. Na przykład, łożyska według wynalazku mogą być regulowane w odpowiedzi na wykrywane warunki eksploatacyjne, aby korygować wszelkie wadliwości eksploatacyjne. Bardziej konkretnie, łożyska według wynalazku mogą obejmować osobne elementy, aby fizycznie zmieniać kształt klinu, powierzchnię płytki i (lub) charakterystykę ugięcia konstrukcji podporowej. Osobne elementy można regulować za pomocą centralnego zespołu przetwarzania, który kolejno odbiera sygnały, wskazujące jakość klinu. Na przykład, czujniki mogą wykrywać cechy fizyczne, takie jak temperatura, zetknięcie wału z płytką, moment obrotowy, hałas, pobór mocy, itd. Sygnał od czujników przesyła się do centralnego zespołu przetwarzania i porównuje z warunkami, które pokazują optymalne tworzenie klinu. Jeśli występuje istotna odchyłka między aktualnymi wykrywanymi warunkami a warunkami, pokazującymi optymalną jakość klinu, to centralny zespół przetwarzania przekazuje sygnał do zespołu, aby fizycznie regulować kształt klinu, powierzchnię płytki i (lub) charakterystykę ugięcia płytkowej lub nośnikowej konstrukcji podporowej i pod działaniem siły nastawiać klin w celu osiągnięcia optymalnego tworzenia klinu. Alternatywnie lub dodatkowo, centralny zespół przetwarzania może reagować na bezpośrednie, ręcznie doprowadzane rozkazy, takie jak ZWIĘKSZENIE SZTYWNOŚCI lub PODNIESIENIE KRAWĘDZI TYLNEJ. Gdy taki rozkaz zostaje odebrany, centralny zespół przetwarzania wykonuje standardowy podprogram, uprzednio ustalony w celu osiągnięcia potrzebnego wyniku.

168 022

Można stosować różne środki, aby fizycznie zmieniać jakość klinu. Na przykład, jakość klinu może być fizycznie zmieniona za pomocą wymuszonego przepływu płynu hydraulicznego do zwilżających komór (omawianych niżej), aby zmienić charakterystykę zwilżania podporowej konstrukcji łożyskowej. Alternatywnie, mechaniczny pręt lub śruba podnośnikowa mogą być przesuwane w celu zetknięcia z podporową konstrukcją, aby fizycznie zmieniać charakterystykę ugięcia śruby podporowej. Każdy z tych dwóch środków może być sterowany elektrycznie.

Mimo że wiele środków może być wykorzystywanych do fizycznego nastawiania klinu w odpowiedzi na wykrywane warunki eksploatacyjne, obecnie uważa się, że najlepszym takim środkiem jest zainstalowanie jednego lub więcej elementów piezoelektrycznych w szczelinach wewnątrz łożyskowej konstrukcji podporowej lub między podporową konstrukcją a płytką łożyskową. Zastosowanie elementów piezoelektrycznych w tym przedmiocie umożliwia aktywną regulację lub nastawienie kształtu płytki oraz ukierunkowanie i działanie na charakterystykę ugięcia konstrukcji podporowej. Oczywiście, podobne wyniki mogą być otrzymane za pomocą wykorzystania elementów tworzonych ze stopów magnetostrykcyjnych ziem rzadkich, takich jak TERFENOLlub kieszenie płynu elektroreologicznego. Tym sposobem, podczas gdy dalsze omawianie konkretnie odnosi się do elementów piezoelektrycznych, należy rozumieć, że inne inteligentne materiały można wykorzystywać zasadniczo tym samym sposobem. Jak wyżej podano, wiadomo, że zastosowanie prądu elektrycznego do pewnych kryształów i materiałów ceramicznych może tworzyć mechaniczne siły rozszerzenia. Gdy doprowadza się zmienne napięcie elektryczne, kryształ lub materiał ceramiczny podlega oscylacjom grubościowym. Kiedy jednak doprowadza się prąd stały, to zmiana grubości nie następuje. Wobec tego wiadomo, że pewne materiały mogą zmieniać wymiary, kiedy są poddane działaniu napięcia elektrycznego. Wyróżniają się wśród tych materiałów piezoelektrycznych kwarc, różne polimery, sól Seignett’a (potas, winian sodowo-potasowy), tytanian baru odpowiednio spolaryzowany, fosforan dwuwodorotlenku amonowego, zwykły cukier oraz niektóre materiały ceramiczne. Pośród wszystkich tych materiałów, które wykazują zjawisko piezoelektryczne, żaden nie posiada wszystkich potrzebnych właściwości, takich jak stabilność, duży sygnał wyjściowy, niewrażliwość na krańcowe wartości temperatury i wilgotności oraz zdolność tworzenia dowolnego potrzebnego kształtu. Sól Seignett’a tworzy największy sygnał wyjściowy, lecz wymaga ochrony przed działaniem wilgoci i powietrza oraz nie może być wykorzystywana powyżej 45°C. Kwarc niewątpliwie jest najbardziej stabilny, lecz jego sygnał wyjściowy jest mały. Z powodu swojej stabilności, kwarc jest zwykle powszechnie wykorzystywany do stabilizowania oscylatorów elektronicznych. Często kwarc ma kształt cienkiego krążka, przy czym każda faza jest srebrzona, aby przymocować elektrody. Grubość płytki jest szlifowana według wymiaru, który tworzy mechanicznie rezonansową częstotliwość odpowiednio do potrzebnej częstotliwości elektrycznej. Kryształ ten może być następnie włączony do odpowiedniego układu elektronicznego z elementami regulacji częstotliwości. Najbardziej odpowiednimi do stosowania w łożyskach są materiały polimerowe i materiały ceramiczne piezoelektryczne.

Elementy piezoelektryczne można umieszczać w szczelinach płytek łożyskowych i (lub) nośnikach dowolnych hydrodynamicznych łożysk według wynalazku. Wygoda umieszczania elementów piezoelektrycznych wewnątrz konstrukcji podporowej lub wewnątrz sprężynowo umocowanego nośnika lub między konstrukcją podporową a płytką łożyskową naturalnie zależy jednak od odstępu między podporową konstrukcją a płytką łożyskową lub wewnątrz konstrukcji podporowej. Ponieważ tutaj opisywane łożyska mają szeroki zakres odstępów szczelinowych i ponieważ aktualny rozmiar odstępu zależy od rozmiaru łożyska, wybór postaci płytki łożyskowej lub nośnika z opisanych tutaj odmian do wykorzystania w łożysku sterowanym piezoelektrycznie zależy między innymi od średnicy wykorzystywanego łożyska.

Dla stosunkowo dużego łożyska, w którym otwory w konstrukcji podporowej płytki lub nośnika są proporcjonalnie większe, łożysko o stosunkowo małych otworach byłoby odpowiednie. Z drugiej strony, dla bardzo małych nośników lub płytek łożyskowych, w których szczeliny lub odstępy są proporcjonalnie dużo mniejsze, łożysko o stosunkowo

168 022 dużych otworach byłoby odpowiedniejsze. Należy pamiętać, że kiedy rozmiar elementu piezoelektrycznego staje się zbliżony do rozmiaru samych elementów konstrukcji podporowej, działanie elementu piezoelektronicznego na całą konstrukcję łożyskową staje proporcjonalnie większe. W normalnych okolicznościach, elementy piezoelektryczne są przeznaczone tylko do tego, aby tworzyć małe modyfikacje charakterystyki roboczej łożyska, ponieważ łożyska nawet bez funkcji elementów piezoelektrycznych działają blisko charakterystyki optymalnej. Tym sposobem zastosowanie elementu piezoelektrycznego, wypełniającego odstęp wewnątrz konstrukcji podporowej nośnika na fig. 32, zmienia zasadniczy charakter łożyska z hydrodynamicznego łożyska na łożysko sterowane piezoelektrycznie. W niektórych wypadkach może być to użyteczne.

Na przykład, łożysko przedstawione na fig. 25 i 31 może zawierać elementy piezoelektryczne 100, rozmieszczone wewnątrz nośnikowej konstrukcji podporowej i między konstrukcją podporową a płytkami łożyskowymi. Elektryczne przewody (nie pokazane) łączy się do każdego z elementów piezoelektrycznych. Zasilanie prądu do przewodów elektrycznych jest sterowane układem regulacyjnym. Korzystnie, układ regulacyjny zawiera centralny zespół przetwarzania, który steruje wszystkimi elementami piezoelektrycznymi w odpowiedzi na sygnały, odbierane od czujników, kontrolujących stan klinu hydrodynamicznego lub w odpowiedzi na ręcznie wprowadzane sygnały.

Jeden przykład układu regulacyjnego, sterującego elementami piezoelektrycznymi 100 w łożyskach według wynalazku, obejmuje centralny zespół przetwarzania, który odbiera wejściowe sygnały od różnych czujników, które kontrolują warunki, wskazujące jakość klinu hydrodynamicznego. Na przykład, centralny zespół przetwarzania może odbierać sygnały od czujnika temperatury, czujnika hałasu, czujnika zetknięcia wału z płytką, czujnika poboru mocy, czujników momentu obrotowego i (lub) czujników odkształcenia. Sygnały odebrane od każdego z tych czujników mogą być następnie kolejno porównywane z wartościami, zachowanymi w pamięci stałej (ROM), które wskazują właściwie utworzenie klinu. Pamięć stała może zawierać przechowane wartości dla jednej lub więcej potrzebnych formacji klinowych, takich jak NOŚNOŚĆ OBCIĄŻENIA MAKSYMALNEGO lub MAŁE TARCIE/MAŁA MOC. Gdy określa się, że wykrywane warunki wychodzą poza odpowiedni zakres, analiza diagnostyczna może być wykonywana w celu określenia odpowiedniego środka korekcyjnego. Jako wynik tej analizy diagnostycznej, można wykonać określenie który, jeśli w ogóle, z elementów piezoelektrycznych ma być ładowany oraz wartość, do jakiej ma być on ładowany.

Jak wyżej podano, łożysko na fig. 25 może zawierać elementy piezoelektryczne 100, umieszczone wewnątrz konstrukcji nośnikowej, aby umożliwiać selektywne dokładne regulowanie ilości ugięcia ku dołowi podporowej konstrukcji 132 płytki łożyskowej. W tym konkretnym przykładzie, elementy piezoelektryczne 100 umieszcza się we wspólnym miejscu dla każdej z płytek łożyskowych, tak aby elementy piezoelektryczne miały pojedynczą funkcję, to jest sterowania skierowanym ku dołu ugięcia podporowej powierzchni płytki łożyskowej. Naturalnie, dodatkowe elementy piezoelektryczne 100 mogą być umieszczane w innych miejscach, aby służyły innym celom, jeśli to potrzebne. Ponownie, elementy piezoelektyczne 100 mają przewody (nie pokazane) połączone do nich, oraz przepływ prądu do tych przewodów jest sterowany za pomocą centralnego zespołu przetwarzania typu, który wyżej opisano.

Łożysko na fig. 31 może zawierać elementy piezoelkektryczne 100, umieszczone w wybranych obszarach, aby zezwalać na selektywne regulowane klinu według wykrywanych warunków eksploatacyjnych. Ponownie, przewody łączy się do elementów piezoelektrycznych 100 oraz steruje się przepływem prądu do elementów piezoelektrycznych, doprowadzanego przewodami elektrycznymi za pomocą układu regulacyjnego, który może być typu, wyżej opisanego. Należy także zaznaczyć, że przepływ prądu do elementów piezoelektrycznych może być regulowany elektrycznym układem regulacyjnym, sterowanym ręcznie. Uważa się jednak, że lepsze wyniki otrzymuje się za pomocą centralnego zespołu przetwarzania.

168 022

Do celów łożyska o wielu trybach działania, można stosować inteligentne konstrukcje łożyskowe dwoma sposobami. Po pierwsze, łożyska mogą być wykonane tylko z jednym zestawem płytek łożyskowych, które mają konstrukcje tak zwane inteligentne, natomiast charakterystyka ugięcia płytek może być regulowana, aby obejmować wymagania różnych trybów działania. Alternatywnie, aktywnie sterowalne materiały mogą być zastosowane, aby aktywować lub dezaktywować wybrane zestawy płytek łożyskowych przez popychanie ich tam lub z powrotem od podpieranej części wału.

Na fig. 19A przedstawiono częściowy widok od góry nośnika 10, który ma montażowy otwór 101, zawierający ustalający występ 102. Ustalający występ 102 zawiera dwa elektryczne przewody EL1 oraz EL2. T aki nośnikowy człon może być wykorzystany w inteligentnym układzie, wymagającym przewodów elektrycznych, które mają być doprowadzane do konstrukcji podporowej lub płytki łożyskowej w celu przenoszenia ładunku tam i z powrotem do materiału piezoelektrycznego, płynu elektroreologicznego, metalu z pamięcią kształtu lub innego materiału tak zwanego inteligentnego.

Na figurach 19B przedstawiono przykład płytki łożyskowej 20, która może być wykorzystana w takim nośniku. Konkretnie, płytka łożyskowa 20 jest podobna do płytki łożyskowej przedstawionej na fig. 3C i 3D oraz wyżej omówiona. Płytkowa część 23 zawiera jednak płytkową wkładkę PI, która tworzy aktualną roboczą powierzchnię płytkową. Dodatkowo, tworzy się wycięcie w nodze zaczepowej lub trzeciej części podporowej 373, aby umożliwić umocowanie płytki łożyskowej 20 w nośniku 10. Elektryczne przewody 273EL tworzy się obok wycięcia, tak aby tworzyć elektryczny styk z przewodami ELi oraz EL2, kiedy płytka łożyskowa 20 jest zakładana w nośniku 10 na fig. 19A. Jak pokazano, jeśli tak zwany inteligentny materiał jest wykorzystywany w części 23 płytki łożyskowej, przewody elektryczne 273 EL dochodzą do płytkowej wkładki PI. Oczywiście, materiały inteligentne mogą być zastosowane w konstrukcji podporowej, zamiast powierzchni płytkowej. Jeśli tak, to przewody elektryczne doprowadzają prąd do takich miejsc.

Płytkowa wkładka PI przedstawiona na fig. 19B może być materiałem piezoelektrycznym lub materiałem kompozytowym, zawierającym pewien typ materiału piezoelektrycznego, przy czym jest on taki, że kiedy prąd doprowadza się do płytkowej wkładki, kształt tej płytkowej wkładki zmienia się, aby regulować formację klinu.

Na fig. 19D przedstawiono element modułowej konstrukcji podporowej, mający regulowaną sztywność. Konkretnie, szkieletowa część konstrukcji podporowej zawiera cienką rurową pierwszą część podporową 371, cienką membranową drugą część podporową 372 oraz obwodową belkową trzecią część podporową 373. Złączone części 30 i 40 tworzy się na każdym z dwóch końców konstrukcji podporowej, aby umożliwić założenie jej w nośniku (za pomocą gwintów 40) oraz wprowadzenie części płytki łożyskowej za pomocą gwintów 30.

Z powodu względnej cienkości szkieletowej części 371,372, konstrukcja jest zupełnie elastyczna. Wnętrze konstrukcji podporowej jest jednak płynoszczelne oraz jest uszczelnione tak, aby zawierać płyn elektroreologiczny. Przewody elektryczne EL wykorzystuje się, aby selektywnie doprowadzać regulowane wartości natężenia prądu do płynu elektroreologicznego, przy czym sztywność konstrukcji podporowej może być selektywnie regulowana od bardzo elastycznej konstrukcji podporowej do krańcowo sztywnej konstrukcji podporowej. Regulowanie zasilania prądu elektrycznego może być dokonywane w odpowiedzi na sygnały czujników (nie pokazane), które mierzą wybrane warunki, wskazujące jakość klinu.

Na figurze 19E przedstawiono intelignetną konstrukcję nośnikową 10. Nośnik 10 zawiera wiele montażowych otworów 101 płytki. Podporą dla każdego montażowego otworu 101 płytki jest podporowa powierzchnia 10PS cienkiej płytki. Bezpośrednio pod każdą podporową powierzchnią 10PS płytki znajduje się płynoszczelna komora wypełniona płynem elektroreologicznym 10F. elektryczne przewody EL stosuje się w celu doprowadzania prądu do komór wypełnionych płynem. Sposobem wyżej opisanym, prąd można doprowadzać, aby selektywnie zmieniać sztywność podporowej powierzchni 10PS płytki od bardzo elastycznej powierzchni do krańcowo sztywnej powierzchni. Ponownie, doprowadzanie prądu

168 022 może być regulowane w odpowiedzi na czujniki, które wykrywają fizyczne warunki, wskazujące jakość klinu.

Na figurze 19F przedstawiono inteligentną płytkę łożyskową według wynalazku. Płytka łożyskowa zawiera szkieletową część, która ma wstęp podobny do śrubowego, aby umożliwiać umocowanie konstrukcji podporowej zgodnie z konstrukcją modułową według wynalazku. Dodatkowo, jak pokozano w części odciętej na fig. 19F, płytka łożyskowa zawiera naprzemienne warstwy płynu elektroreologicznego 23F oraz materiał kompozytowy. Kiedy poddaje się działaniu napięcia elektrycznego, cząstki w płynie elektroreologicznym są ponownie ustawiane w układzie uporządkowanym, przy czym płyn staje się prawie sztywny, tak jak ciało stałe. Kiedy warstwy są regulowane za pomocą układu sprzężenia zwrotnego, to można dokładnie nastawiać sztywność płytki łożyskowej w odpowiedzi na wykrywane warunki, wskazujące jakość klinu.

Za każdym razem, kiedy łożysko wykorzystuje wstępnie nastawione płytki łożyskowe, to aspektem krytycznym jest dokładne umiejscowienie płytki łożyskowej wewnątrz nośnika i zapewnienie, że płytki łożyskowe są prawidłowo ustawiane, tak aby te płytki uginały się prawidłowo pod obciążeniem. Precyzyjne ustawienie położenia płytek jest także istotne w aktywnie regulowanych konstrukcjach łożyskowych, ponieważ musi być stały punkt odniesienia, względem którego dokonuje się zmian.

Na figurach 6A, 6B, 6C oraz 6D przedstawiono inny aspekt według wynalazku, przy czym płytki łożyskowe 20 mogą być dokładnie umiejscawiane wewnątrz nośnika 10. Na fig. 6A i 6b nośnik 10 ma ustalające kołki 102, które są niesymetrycznie rozmieszczone wewnątrz otworów 101, wykonanych w celu wprowadzania płytek łożyskowych 20. Ustalający kołek 102 może być wkładany do jednego z niesymetrycznie rozmieszczonych otworów w konstrukcji podporowej płytki łożyskowej (lub do podobnego otworu wykonanego w innym miejscu płytki łożyskowej), aby dokładnie ustawić położenie płytki łożyskowej wewnątrz otworu w nośniku 10. Alternatywna konstrukcja jest przedstawiona na fig. 6C oraz 6D. W tej konstrukcji, ustalające występy 102 są umieszczone od ściany otworu 101 i są wykorzystywane zamiast osobnych ustalających kołków. Ustalający występ może być zakładany do komplementarnego wycięcia, utworzonego w nodze zaczepowej lub trzeciej części podporowej dowolnej z płytek łożyskowych według wynalazku. Na zasadzie tego ustalającego kołka lub układu wypukłego, wstępnie nastawione płytki łożyskowe pod działaniem siły przesuwają się do prawidłowego ustawienia w linii, kiedy są zakładane do otworu. Należy rozumieć, że kiedy ustalające kołki lub wypukłości są wykorzystywane, mogą być zastosowane tylko te złącza, które nie wymagają obrotu płytki łożyskowej do nośnika. Tym sposobem, podczas gdy można zastosować pasowanie wtłaczane lub złącza przedstawione na fig. 12B i 12C, to gwintów nie można tutaj zastosować.

Na figurach 7-10 przedstawiono modułowość, którą można osiągnąć za pomocą konstrukcji łożyskowej według wynalazku. Bardzo konkretnie, rysunki te przedstawiają wiele możliwych konfiguracji łożyskowych, które można osiągnąć przez proste zastosowanie różnych standardowych części. Jak poprzednio omówiono, dowolna standardowa część podporowa płytki łożyskowej może być łączona z dowolną standardową częścią płytki łożyskowej.

Na figurze 7, wiele konwencjonalnych okrągłych płytek łożyskowych 20 rozmieszcza się obwodowo w nośniku 10. W przyszłości, takie okrągłe części przede wszystkim wykorzystywano, bo jest łatwiej formować okrągłą część płytkową, kiedy część płytkowa jest obrabiana integralnie z częścią podporową. W niektórych wypadkach jednak może być korzystne zastosowanie niekołowych płytek łożyskowych, jeśli to może być wykonane bez zwiększenia kosztu. Można to wykonać zgodnie z innym aspektem według wynalazku.

Kiedy części płytki łożyskowej osobno tworzy się według wynalazku, produkcyjna złożoność nie stanowi istotnego problemu przy wybieraniu kształtu płytki, ponieważ dowolny kształt płytki można łatwo produkować. Na przykład, przez zastosowanie płytek łożyskowych 20 o kształcie klinowym, takich jak przedstawiono na fig. 8, wykonuje się większą powierzchnię płytkową, przy czym zwiększa się podporę wału. Tym sposobem może być korzystne wykonywalnie standardowej płytki łożyskowej o kształcie klinowym dodatkowo

168 022 do konwencjonalnej płytki łożyskowej o kształcie okrągłym. Ponadto, mimo że nie przedstawiono tego w taki sposób, jest zwykle korzystne wykonywanie części płytek łożyskowych o rozmiarze, który po zmontowaniu tworzy prawie ciągłą powierzchnię płytki łożyskowej. Na przykład, płytki mogą mieć wymiary takie, żeby krawędzie sąsiednich płytek łożyskowych były prawie zetknięte.

W niektórych wypadkach może być korzystne wykonywanie raczej pojedynczego pierścienia ciągłego płytki łożyskowej, niż wielu osobnych płytek. Na fig. 9A oraz 9B przedstawiono jeden taki pierścień płytki łożyskowej, który jest ciągły, lecz zawiera wiele wpuszczanych części 310 oraz wiele części płytkowych 320. Na zasadzie symetrycznego rozmieszczenia wpuszczanych części 310 i płytkowych części 320, łożysko to działa wieloma sposobami, jak łożysko, które ma dyskretne płytki łożyskowe. Naturalnie, ciągłość członu 300 działa na pracę, na przykład przez nadanie konstrukcji podporowej zwiększonej sztywności i powstrzymywanie ugięcia indywidualnych płytek. Skutki te można minimalizować przez wytworzenie wpuszczanych części, które są bardzo cienkie. Przy zastosowaniu razem ze standardowym nośnikiem i wieloma płytkowymi częściami podporowymi, ciągły człon 300 miałby wiele odbiorczych członów podporowych płytki, odpowiadających liczbie podporowych części płytki łożyskowej i byłby umocowany do tych podporowych części płytek przy zastosowaniu pasowania wtłaczanego lub zatrzaskowego lub przy zastosowaniu pewnych innych środków, aby zdejmowalnie umocować, co może objąć człon ciągły. Zastosowanie ciągłego członu jest pomocne przy dokładnym ustawieniu położenia powierzchni płytek łożyskowych i przy zapewnieniu równomiernego ugięcia.

Na figurach 10A oraz 10B przedstawiono inny przykład wykonania konstrukcji ciągłego pierścienia łożyskowego, w której płytkowa powierzchnia części 350 płytki łożyskowej jest gładka. Płytkowa część i (lub) podporowa część muszą podpierać powierzchnię 350 płytki łożyskowej, aby odkształcać się pod obciążeniem i tworzyć hydrodynamiczą podporę wału. Płaszczyzna powierzchni gładkiej powinna być równoległa do powierzchni podpieranego wału w stanie bez obciążenia oraz odkształcać się pod obciążeniem, aby tworzyć wiele obwodowo rozmieszczonych klinów hydrodynamicznych. Jak najlepiej przedstawiono na fig. 10B, wykonuje się to za pomocą jednolitej konstrukcji podporowej, która zawiera powtarzający szereg sekcji podporowych, przy czym każda sekcja zawiera w kolejności całkowicie sztywną część, krańcowo cienką połączeniową część, częściowo sztywną część oraz inną krańcową cienką połączeniową część.

Na figurach 10C-10E przedstawiono roboczą zasadę łożyskową o ciągłej wewnętrznej średnicy. Łożysko jest oparte w zasadzie na systemie, który zawiera szereg całkowicie sztywnych podporowych bloków C10, które są sztywne w pionowym kierunku V oraz w poziomym kierunku H; szereg częściowo, to jest pionowo sztywnych podporowych bloków C20, z których każdy jest umieszczony miedzy dwoma całkowicie sztywnymi blokami C10 a szeregiem podpór C30, które nie mogą przeciwstawić się momentowi. Podpory C30 mogą być pojmowane koncepcyjnie jako sznury, które łączą narożniki całkowicie sztywnych podporowych bloków C10 do narożników szczególnie sztywnej podpory C20, jak na fig. 1.

Ponieważ łożyska, typu promieniowego, wzdłużnego lub typu kombinowanego promieniowo wzdłużnego, ogólnie zawierają ciągły, to jest kołowy podporowy układ sieciowy, sekcje dowolnego łożyska według wynalazku są także ogólnie połączone ciągłym sposobem, to jest koniec ostatniej sekcji łączy się do początku pierwszej sekcji, tak aby tworzyć ciągły podporowy układ sieciowy. ^:

Na figurze 10C oraz 10D przedstawiono koncepcję, na której opiera się łożysko, mające ciągłą powierzchnię łożyskową. Konkretnie, te rysunki pokazują nieco szkicowo jedną sekcję łożyska, wykonanego w postaci szeregu identycznych sekcji, łączonych jedna do drugiej w układzie ciągłym. Łożysko zawiera ciągłą łożyskową powierzchnię 350 oraz podporową konstrukcję, która obejmuje szereg identycznych sekcji. Każda sekcja zawiera całkowicie sztywną sekcję C10 podpierającą obciążenie, pionowo (częściowo) sztywną podporową sekcję pionową C20 o kształcie T i połączeniowe sekcje C30 między sztywnymi sekcjami 10 a sekcjami C20 o kształcie T.

168 022

Połączeniowe sekcje 30 mają małą zdolność do przeciwstawiania się momentowi; jednak, sekcje te wykonuje się możliwie jak najcieńsze aby zasadniczo zmniejszać ich zdolność przeciwstawiania się momentowi. Gdy połączeniowe części C30 wykonuje się cieńsze, ich zdolność do przeciwstawiania się działaniu momentu zmniejsza się oraz konstrukcja działa tak, jak koncepcyjny system wyżej opisany i przedstawiony na fig. 10C-10D. Oczywiście, połączeniowe części 30 muszą być dostatecznie grube, aby uniknąć uszkodzenia zmęczeniowego lub jakiegoś innego uszkodzenia pod działaniem obciążenia.

Jeśli poprzeczny człon części o kształcie T istotnie działa jak wspornik, korzyści osiągnie przez wykonanie poprzecznego członu, mianowicie zwiększone różnicowe i poziome odstępy między górnym lewym narożnikiem C20L a górnym prawym narożnikiem C20R na kątowe ugięcie pionowej podpory C20 są zanegowane. Zgodnie z tym, innym istotnym problemem projektowym jest to, że poziomy poprzeczny człon części C20 kształtu T powinien być stosunkowo sztywny w pionowym kierunku, tak aby ta część nie działała w istotny sposób, jako wspornik pod obciążeniem.

Na figurze 10C przedstawiono łożyskową konstrukcję w stanie bez obciążenia. W tym stanie, ciągła łożyskowa powierzchnia jest płaska. Na fig. 10D przedstawiono ugięcie (znacznie przesadzone) podporowej konstrukcji i odnośne zniekształcenie podporowej powierzchni 8, kiedy obciążenie doprowadza się na łożyskową powierzchnię 8. Szczególnie jak przedstawiono na fig. 10D, pionowa podporowa belka ugina się lub działa jak wspornik, przy czym górny narożnik C20L zajmuje położenie zasadniczo nad górnym prawym narożnikiem C20R. Jak poprzednio wspomniano, poprzeczny człon powinien być stosunkowo sztywny, bo w przeciwnym wypadku człon T ugina się jako podwójny wspornik typu parasolowego, przy czym przez to zmniejsza się stopień poziomego podniesienia lewego narożnika C20L względem prawego narożnika C20R. Podporowa konstrukcja osiąga położenie równowagowe, pokazane na fig. 10D, jako skutek ugięcia członu C20 o kształcie T (co wytwarza dużą różnicę między lewym narożnikiem C20L a prawym narożnikiem C20R) oraz z powodu krańcowo ograniczonego momentu, przeciwstawia się połączeniowym częściowym C30 i z powodu prawie całkowitego braku ugięcia całkowicie sztywnych członów C10. W tym położeniu, ciągła łożyskowa powierzchnia zostaje odkształcona do postaci obwodowo rozmieszczonego szeregu powierzchniowych cech o kształcie klinowym. Jeśli podporowa konstrukcja jest tak wykonana, aby uginać się właściwie, cechy o kształcie klinowym odpowiadają optymalnemu hydrodynamicznemu klinowi, przy czym gdy wał podpierany obraca się, zostaje on podparty płynem, który jest pod ciśnieniem za pomocą hydrodynamicznego klinu między powierzchnią wału a ciągłą powierzchnią łożyskową.

Na figurze 11A przedstawiono jedną postać modułowej części podporowej płytki łożyskowej do stosowania w modułowej konstrukcji płytki łożyskowej według wynalazku. W szczególności, na fig. 11A przedstawiono podporową część płytki łożyskowej, służącej do konstruowania modułowego łożyska opartego na integralnym łożysku przedstawionym na fig. 4A-4E oraz 5A-5E. Jak na fig. 11A, podporowa część zawiera gwintowaną sekcję 30 nad pierwszą podporową częścią i gwintowane przedłużenie 40 trzeciej podporowej części. Te dwie gwintowane sekcje 30,40 można wkładać do komplementranych gwintowanych otworów w części płytki łożyskowanej i odpowiednio w członie nośnikowym. Tym sposobem modułowa konstrukcja na fig. 11Ajest przystosowana do tego, aby zdejmowalnie umocować ją do nośnika i płytki łożyskowej. Oczywiście, mogą być zastosowane wszelkie znane złącza komplementarne.

Na figurze 11B przedstawiono inną postać modułowej podporowej części płytki łożyskowej, mającej gwintowaną górną sekcję 30 oraz gwintowane przedłużenie 40 trzeciego członu podporowego. Aktualna podporowa część 27 tego łożyska jest typu, który może być zastosowany do wykonania łożyska, takiego jak przedstawiono na fig. 2, 3A oraz 3B w układzie modułowym. Ponownie można zastosować wszelkie znane złącza komplementarne.

Aczkolwiek są to modułowe konstrukcje na fig. 11B, zawierają one połączeniową konstrukcję gwintowaną o stosunkowo szerokiej podstawie. Inne typy modułowych elementów i połączeń są także możliwe. Na fig. 12A-12F przedstawiono kilka takich elementów i

168 022 połączeń. Konkretnie, na fig. 12A przedstawiono górną część modułowej części podporowej typu pokazanego na fig. 11A, w którym gwintowany umocowujący kołek zostaje wykorzystany zamiast gwintowany członu o dużej podstawie, pokazanego na fig. 11A. Naturalnie, taki kołek może być zastosowany, jako alternatywa do gwintowanych członów o szerokiej podstawie, przedstawionych na fig. 11A oraz 11B. Na fig. 12B i 12C przedstawiono wielowypustowy zamek zatrzaskowy, który może być wykorzystany, jako alternatywa do gwintowanego członu, przedstawionego na fig. 12A. Oczywiście, wtyczkowa część złącza może być uformowana raczej na płytce, niż na konstrukcji podporowej. Przykładowo takiej konstrukcji, przedstawionym na fig. 12d oraz 12F i na 12F jest konstrukcja podporowa o gniazdowej połączeniowej części, która jest w niej uformowana. Na fig. 12d ponadto przedstawiono kompozytową płytkę, która ma konstrukcję podstawę uformowaną z jednego materiału (ogólnie metalową) nakładkę z innego rodzaju materiału (ogólnie z gumy lub polymeru) na niej uformowaną. Na fig. 12F przedstawiono płytkę łożyskową, która zawiera osobną wkładkę płytkową PI wykonaną z innego materiału niż pozostałość płytki łożyskowej. Płytkowa wkładka może być wykonana z dowolnego materiału łożyskowego o dużej jakości, takiego na przykład jak węglik krzemowy, brąz, utwardzona guma, polimer lub pewien kontrolowany aktywnie materiał tak zwany inteligentny, taki jak kwarc piezoelektryczny lub materiał polimerowy.

Ponieważ pozostała część płytki nie styka się z podpieraną częścią wału, może być ona uformowana z mniej kosztownego materiału.

Dodatkowo do ilustrowanych konstrukcji, inne możliwe konstrukcje zawierają zamek leur, zamek krzywkowy, zamek skrętny oraz dowolne znane środki do zdejmowalnego umocowania. Ponadto, chociaż konkretnie nie ilustrowano, uwzględnia się to, że w pewnych okolicznościach modułowe elementy mogą być umocowane niezdejmowalnie jeden do drugiego w taki sposób, że na przykład stosuje się pasowanie wtłaczane, klejenie, spawanie lub inne znane dowolne konstrukcje.

168 022

34Α

Fl G. 34

168 022

FIG.30B

FIG. 30A

FIG.29B

FIG. 31

FIG.32A

ΙΟ _Λ z732

740

120

168 022

326-—J 1—325 FIG. 28

FIG. 30

168 022

FIG 20A

FIG 20B FIG 20C FIG 20D

FIG 20E

FIG.22

168 022

FIG I9B

FIG I9A

FIG I9C

	SENSOR -
ACTUATOR
. -$ ’ ' · >-' ' γ

-231 ©232 ^233

FIG I9D

FIG I9E

IOPS. -101 bA hb ,EL

23C. ' ' '

IOF' <-*. el'

FIG I9F

Ύ

168 022

FIG I7A

FIG I8A

FLUID?-³

168 022

FIG I3A FIG I3B

FIG I4A

FIG I4B

FIG I5A

FIG I5B

FIG I6B ’ 20 _{d05 z} 20

Γτ'τΊι-/'·!.

<108 ^k

105 _ -106

108

168 022

FIG IIA ^—30 37

FIG I2A FIG IZB

168 022

FIG 9A

FIG IOC

350

CIO

030

TW	020	C20R^
C30

ςιο

C3C, C20L

FIG IOC

168 022

FIG 6C

FIG 8

FIG 6D

102’

168 022

FIG 5A

FIG 5C FIG 5D

FIG 5E

168 022

FIG 4A

FIG 4B FIG 4E

168 022

FIG 3A

FIG 3B

FIG 2

?27

FIG 3D

FIG 3C

273

273-R

FIG 3F

FIG3E

273

168 022

FIG IA

FIG IC

FIG ID

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Hydrodynamiczne łożysko wzdłużne i poprzeczne z płytkami o wielu ugięciach i konstrukcji modułowej do popierania wału obrotowego, które to łożysko zawiera człon nośnikowy,który ma uformowanych wiele otworów, przy czym te otwory są rozmieszczone wokół wstępnie określonej osi, wiele płytek łożyskowych, które są zdejmowalnie umocowane w tych otworach członu nośnikowego, a każda z płytek łożyskowych zawiera płytkową część, mającą płytkową powierzchnię oraz podporową część, podpierającą płytkową część, przy czym podporowa część każdej płytki łożyskowej jest tak zbudowana, że pod obciążeniem płytki łożyskowe uginają się względem wału, znamienne tym, że płytkowa część (23) jest zdejmowalnie umocowana do jednej części podporowej części (27), a druga część (40) podporowej części (27) jest zdejmowalnie umocowana w jednym z wielu otworów (101).
2. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że każda płytkowa część (23) jest gwintowo połączona do podporowej części (27).
3. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że każda płytkowa część (23) jest zdejmowalnie połączona do podporowej części (27) za pomocą połączenia w postaci zamka wielowypustowego.
4. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że płytkowe powierzchnie (23 s) wszystkich płytek łożyskowych (20,120) leżą zasadniczo na wspólnej płaszczyźnie, gdy łożysko nie jest obciążone, przy czym wspomniana płaszczyzna jest zasadniczo równoległa do płaszczyzny części wału, która ma być podpierana.
5. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że płytka ma dwie odmienne części (231,232), utworzone z różnych materiałów, przy czym co najmniej jedna część jest utworzona z innego materiału niż podporowa część.
6. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że płytkowa powierzchnia (23s) jest niekołowa.
7. Łożyskowa według zastrz. 1, znamienne tym, że na płytkowej części (23) lub podporowej części (27) znajduje się ustalający występ (102) a druga z tych części (23,27) ma otwór do wprowadzania tego występu (102) dla ustawienia dokładnego położenia niekołowej płytki łożyskowej (20,120) względem podporowej części (27).
8. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że ustalający występ (102) znajduje się na podporowej części (27) płytki łożyskowej lub na członie nośnikowym a druga z tych części (23,27) ma otwór do wprowadzania tego występu (102), dla dokładnego ustawienia położenia podporowej części (27) względem członu nośnikowego (10).
9. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że podporowa część (27) płytki łożyskowej ma gwintowane połączenie do członu nośnikowej (10).
10. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że podporowa część (27) każdej płytki łożyskowej (20,120) jest podłączona do członu nośnikowego (10) za pomocą połączenia w postaci zamka wielowypustowego.
11. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że każda podporowa część (27) wielu płytek łożyskowych (20,120) ma pierwszą podporową część (271,371), drugą podporową część (272,372) i trzecią podporową część (273,373).
12. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że podporowa część (27) każdej płytki łożyskowej (20,120) zawiera ciągłą membranę (272,372).
13. Łożysko według zastrz. 12, znamienne tym, że w membranie (272,372) znajduje się co najmniej jeden otwór, tak iż podporowa konstrukcja jest bardziej elastyczna wjednym kierunku niż w innym kierunku.

168 022
14. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że łożysko jest łożyskiem poprzecznym, które ma wzdłużną oś i otwory, utworzone w członie nośnikowym (10), przy czym te otwory są rozmieszczone promieniowo w kierunku tej osi.
15. Hydrodynamiczne łożysko wzdłużne i poprzeczne z płytkami o wielu ugięciach i konstrukcji modułowej do podpierania wału obrotowego, które to łożysko zawiera człon nośnikowy i wiele rozmieszczonych w odstępach płytek łożyskowych, umocowanych na członie niśnikowym, przy czym każda z płytek łożyskowych zawiera płytkową część, mającą płytkową powierzchnię, i podporową część, znamienne tym, że podporowa część (27) zawiera pierwszą podporową sekcję (271,371), mającą cylindryczną belkę podpartą na drugiej podporowej sekcji (272,372) zawierającej membranę, oraz trzecią podporową sekcję (272,373), przy czym płytkowa część jest przyłączona do podporowej części (27), bliskiej pierwszej podporowej sekcji (271,371), a trzecia podporowa sekcja (273,373) jest zdejmowalnie umocowana do członu nośnikowego (10).
16. Łożysko według zastrz. 15, znamienne tym, że pierwsza podporowa sekcja (271,371) stanowi litą cylindryczną belkę.
17. Łożysko według zastrz. 15, znamienne tym, że pierwsza podporowa sekcja (271,371) stanowi pustakową część o kształcie cyllndrycznej rury.
18. Łożysko według zastrz. 15, znamienne tym, że trzecia podporowa sekcja (273,373) zawiera ciągły pierścieniowy kołnierz.
19. Łożysko według zastrz. 15, znamienne tym, że w membranie drugiej podporowej sekcji (272,372) znajduje się usytuowany niesymetrycznie co najmniej jeden otwór tak, iż podporowa konstrukcja jest bardziej elastyczna w jednym kierunku niż w innym kierunku i jest przez to wstępnie odchylona we wstępnie określonym kierunku.
20. Łożysko według zastrz. 15, znamienne tym, że każda z płytek łożyskowych (20,120) jest wstępnie odchylona we wstępnie określonym kierunku.
21. Łożysko według zastrz. 20, znamienne tym, że każda z płytek łożyskowych (20,120) dodatkowo zawiera ustalający kołek, utworzony na członie nośnikowym (10) lub na podporowej części (27) płytki łożyskowej, zaś otwór do wprowadzania tego kołka znajduje się na drugiej z tych części (10,27) dla możliwości ukierunkowania płytki łożyskowej wewnątrz członu nośnikowego (10).
22. Łożysko według zastrz. 15, znamienne tym, że płytkowa część (23) zawiera część, utworzoną z innego materiału niż podporowa część (27) płytki.
23. Łożysko według zastrz. 15, znamienne tym, że płytkowa część (23) ma gwintowe połączenie do podporowej części (27).
24. Łożysko według zastrz. 15, znamienne tym, że podporowa konstrukcja jest niesymetryczna, przez co płytki łożyskowe (20,120) są wstępnie obciążone we wstępnie określonym kierunku.
25. Łożysko według zastrz. 24, znamienne tym, że ponadto zawiera środek ustalający, dokładnie ukierunkowujący każdą z niesymetrycznych płytek łożyskowych (20,120) w członie nośnikowym (10).
26. Łożysko według zastrz. 15, znamienne tym, że człon nośnikowy (10) zawiera wiele otworów (101) przystosowanych do wprowadzenia płytek łożyskowych (20,120), przy czym w każdym otworze jest utworzony ustalający występ (102), a każda płytka łożyskowa (20,120) ma otwór 'do wprowadzenia tego ustalającego występu (102), przy czym gdy płytka łożyskowa (20,120) jest wprowadzona w otwór członu nośnikowego (10), to ustalający występ (102) dokładnie ukierunkowuje płytkę łożyskową (20,120) względem członu nośnikowego (10).
27. Łożysko według zastrz. 15, znamienne tym, że płytkowa część (23) jest zdejmowalnie umocowana do podporowej części (27).
28. Hydrodynamiczne łożysko wzdłużne i poprzeczne z płytkami o wielu ugięciach i konstrukcji modułowej do podpierania wału obrotowego, które to łożysko zawiera człon nośnikowy, mający wiele otworów, które są rozmieszczone wokół wstępnie określonej osi, wiele płytek łożyskowych, przy czym każda z płytek łożyskowych jest umocowana w jednym z otworów, utworzonych w członie nośnikowym, a ponadto każda z płytek łożyskowych

168 022 zawiera płytkową powierzchnię i podporową część, która ma pierwszą podporową konstrukcję, drugą podporową konstrukcję i trzecią podporową konstrukcję, znamienne tym, że pierwsza podporowa konstrukcja (271,371) zawiera człon stojakowy, podpierający płytkę łożyskową (20,120) w środku geometrycznym płytki łożyskowej, przy czym człon stojakowy jest podcięty niesymetrycznie w swojej dolnej części, odpowiednio do złącza między pierwszą podporową konstrukcją (271,371) a drugą podporową konstrukcją (272,372), przy czym druga podporowa konstrukcja (272,372) zawiera ciągłą membranę, leżącą w płaszczyźnie, która jest zasadniczo równoległa do płaszczyzny płytki łożyskowej (20,120), przy czym w membranie znajduje się co najmniej jeden otwór dla wstępnego odchylenia membrany w uprzednio określonym kierunku, natomiast trzecia podporowa część (273,373) zawiera pierścieniowy kołnierz, wystający od drugiej podporowej części (272,372) i odsunięty od ptytki łotyskowej (^0,1^^0), a podporowa część (27) każdej z py-tek łożyskowych (20,120) jest przystosowana do uginania się pod obciążeniem, tak że płytkowa powierzchnia (235) części płytkowej (23) tworzy klin hydrodynamiczny względem wału obrotowego.
29. Hydrodynamiczne łożysko wzdłużne i poprzeczne z płytkami o wielu ugięciach i konstrukcji modułowej do podparcia części wału obrotowego, które to łożysko hydrodynamiczne zawiera jednolity człon nośnikowy, który ma oś oraz wiele otworów rozmieszczonych w odstępach wokół tej osi; a ponadto wiele płytek łożyskowych, przy czym płytka łożyskowa jest umocowana w jednym z otworów utworzonych w członie nośnikowym, a ponadto każda płytka łożyskowa zawiera płytkową część i podporową część, znamienne tym, że podporowa część (27) ma ciągłą sekcję (27) o kształcie stożka ściętego o dużej podstawie i wąskim końcu, przy czym wąski koniec jest umocowany do płytkowej części (23).
30. Łożysko według zastrz. 29, znamienne tym, że podporowa część (27) jest zdejmowalnie umocowana do płytkowej części (23).
31. Łożysko według zastrz. 29, znamienne tym, że podporowa część (27) jest zdejmowalnie umocowana do członu nośnikowego (10).
32. Łożysko według zastrz. 29, znamienne tym, że podporowa część (27) płytek łożyskowych (20,120) zawiera sekcję membranową podłączoną do podstawy sekcji (271) o kształcie stożka ściętego i pierścieniową nogę podłączoną do sekcji membranowej.
33. Łożysko według zastrz. 29, znamienne tym, że płytkowa część (23) zawiera co najmniej dwie odmienne sekcje (231,232) utworzone z różnych materiałów.
34. Łożysko według zastrz. 33, znamienne tym że jeden z materiałów jest materiałem piezoelektrycznym.
35. Łożysko według zastrz. 29, znamienne tym, że człon nośnikowy (10) jest elastycznym nośnikiem, mającym wiele otworów (101), w których umocowuje się i elastycznie podpiera płytki łożyskowe (20,120), aby uginały się we wstępie określonym kierunku.
36. Hydrauliczne łożysko wzdłużne i poprzeczne z płytkami o wielu ugięciach i konstrukcji modułowej do podpierania wału obrotowego, które to łożysko hydrodynamiczne zawiera człon nośnikowy, który ma wiele rozmieszczonych w odstępach rowków trapezowych, wiele płytek łożyskowych, przy czym każda płytka łożyskowa zawiera płytkową część i podporową część, znamienne tym że podporowa część (27) płytki ma co najmniej jedną sekcję trapezową, dopełniającą do trapezowej sekcji (273) członu nośnikowego (10), tak aby umożliwić umocowanie płytki łożyskowej (20,120) do członu nośnikowego (10) za pomocą wsunięcia trapezowej sekcji (273) płytki łożyskowej do trapezowych rowków, utworzonych w członie nośnikowym (10), przy czym płytka łożyskowa jest umocowana w każdym z rowków trapezowych, tak iż płytkowe części (23) płytek łożyskowych wyznaczają powierzchnię łożyska.
37. Łożysko według zastrz. 36, znamienne tym, że podporowa część (27) każdej z płytek łożyskowych (20,120) elastycznie podpiera płytkową część (23) płytek łożyskowych, tak że pod działaniem docisku tarcicowego, powodowanego obrotami podpieranej części wału, płytkowe części (23) uginają się, tworząc klin hydrodynamiczny względem podpieranej części wału.

168 022
38. Łożysko według zastrz. 37, znamienne tym, że podporowa część (27) każdej płytki łożyskowej zawiera pierwszą podporową część, drugą podporową część i trzecią podporową część, przy czym pierwsza podporowa część ma jeden koniec połączony do płytkowej części (23) i drugi koniec połączony do drugiej podporowej części, a trzecia podporowa część ma trapezową sekcję (273) umocowaną z członie nośnikowym (10) i koniec podłączony do drugiej podporowej części.
39. Łożysko według zastrz. 36, znamienne tym, że człon nośnikowy (10) tworzy elastyczną podporę dla każdej z płytek łożyskowych.
40. Łożysko według zastrz. 39, znamienne tym, że elastyczna podpora jest utworzona przez podporową powierzchnię płytki umocowanej na belce dla każdej z płytek łożyskowych, przy czym podporowa powierzchnia płytki umocowanej na belce jest podparta za pomocą konstrukcji podporowej, która zawiera pierwszą podporową część, drugą podporową część i trzecią podporową część.
41. Hydrodynamiczne łożysko wzdłużne i poprzeczne z płytkami o wielu ugięciach i konstrukcji modułowej o wielu trybach działania do podpierania wału, obracającego się według dwóch lub więcej odmiennych trybów pracy, które to łożysko zawiera człon nośnikowy który ma wiele utworzonych w nim otworów, wiele zestawów płytek łożyskowych, przy czym każdy zestaw płytek łożyskowych składa się z płytek łożyskowych, które mają płytkową część i podporową część, a płytki łożyskowe każdego zestawu są umocowane w otworach członu nośnikowego, tak iż płytkowe części każdej płytki łożyskowej są podparte przez podporową część i przez nośnikowy, znamienne tym, że podpora płytkowych części płytek łożyskowych każdego zestawu płytek łożyskowych jest zasadniczo identyczna z podporą innych płytek łożyskowych w zestawie, lecz inna niż podpora płytkowych części płytek łożyskowych innych zestawów tak, iż każdy zestaw płytek łożyskowych ma płytkowe części, które są podparte podporowymi częściami płytek i członu nośnikowego dla odmiennego charakterystycznego ugięcia, przy czym płytkowe części są tak umocowane, że każdy zestaw płytek łożyskowych podpiera wał obrotowy obrotowo w trybie pracy, dla którego został zaprojektowany, i tworzy nieznaczne podparcie podczas innych trybów obrotów roboczych.
42. Hydrodynamiczne łożysko wzdłużne i poprzeczne z płytkami o wielu ugięciach i konstrukcji modułowej o wielu trybach działania do podpierania wału obrotowego co najmniej dla dwóch osobnych trybów działania, przy czym to łożysko zawiera człon nośnikowy z wieloma otworami, niskoobciążeniowy zestaw płytek łożyskowych, przy czym ten niskoobciążeniowy zestaw płytek łożyskowych jest umocowany w otworach, uformowanych w członie nośnikowym i jest rozstawiony wokół członu nośnikowego, przy czym każda z płytek łożyskowych niskoobciążeniowego zestawu płytek łożyskowych ma wstępnie określoną wysokość i ma płytkową część oraz podporową część, przy czym podpora ma wstępnie określoną elastyczność, znamienne tym, że każda z płytek łożyskowych zestawu płytek wysokoobciążeniowych ma wstępnie określoną wysokość i zawiera płytkową część oraz podporową część, która jest mniej giętka nie podporowa część płytek niskoobciążeniowych, natomiast płytki wysokoobciążeniowe są podparte w członie nośnikowym, tak że płytki niskoobciążeniowe są bliżej podpieranej części wału niż płytki wysokoobciążeniowe, a w trybie pracy przy małym obciążeniu płytki niskoobciążeniowe tworzą zasadniczo całość podparcia wału obrotowego, natomiast w'trybie pracy przy dużym obciążeniu płytki niskoobciążeniowe odginają się od tego wału, a wał opiera się głównie na płytkach wysokoobciążeniowych.
43. Łożysko według zastrz. 42, znamienne tym, że każdy z otworów w członie nośnikowym ma jednakową głębokość, a wysokość niskoobciążeniowych płytek łożyskowych jest większa niż wysokość wysokoobciążeniowych płytek łożyskowych, przy czym przy płytkach łożyskowych zamontowanych w członie nośnikowym występuje różnica wysokości między powierzchniami płytek wysokoobciążeniowych i płytek niskoobciążeniowych, tak że płytki niskoobciążeniowe stykają się z wałem przed płytkami wysokoobciążeniowymi.
44. Łożysko według zastrz. 42, znamienne tym, że co najmniej jeden zestaw płytek łożyskowych zawiera zespół aktywnie regulujący sztywność części podporowej.

168 022
45. Łożysko według zastrz. 44, znamienne tym, że zawiera płynoszczelną komorę utworzoną między podporową częścią płytek łożyskowych a członem nośnikowym i płynowy kanał prowadzący do i z komory oraz mechanizm regulacji płynu, który może selektywnie regulować przepływ płynu do i z komory, tak aby ustawić charakterystykę zwilżania komory.
46. Hydrodynamiczne łożysko wzdłużne i poprzeczne z płytkami o wielu ugięciach konstrukcji modułowej o wielu trybach działania podpierające wał obrotowo przy dwóch lub więcej trybach działania, przy czym łożysko to zawiera człon nośnikowy mający wiele rozstawionych płytkowych powierzchni podporowych oraz wiele płytek łożyskowych, przy czym każda z płytek łożyskowych ma płytkową powierzchnię oraz powierzchnię, która styka się z płytkową powierzchnią podporową członu nośnikowego, przez co płytki umocowane na podporowych powierzchniach niskoobciążeniowych podpierają wał podczas niskoobciążeniowego trybu pracy i odginają się od wału w odpowiedzi na większe obciążenia, tak aby wał podpierały płytki wysokoobciążeniowe, znamienne tym, że człon nośnikowy zawiera co najmniej dwie grupy konstrukcji podporowych, podpierających co najmniej dwie różne grupy płytkowych powierzchni podporowych, przy czym każda z tych grup konstrukcji podporowych ma zasadniczo różne stopnie giętkości we wstępnie określonym kierunku.
47. Hydrodynamiczne łożysko wzdłużne i poprzeczne z płytkami o wielu ugięciach i konstrukcji modułowej do podpierania wału obrotowego, zawierające człon nośnikowy, który zawiera wiele płytkowych powierzchni podporowych, zamontowanych na belce, i jednolitą konstrukcję podporową podbierającą każdą z płytkowych powierzchni podporowych, oraz wiele płytek łożyskowych, przy czym każda płytka łożyskowa jest podparta na jednej z podporowych powierzchni zamontowanych na belce i każda z płytek łożyskowych ma powierzchnię płytkową i powierzchnię podporową, umieszczoną na płytkowej powierzchni podporowej członu nośnikowego, przy czym ten człon nośnikowy tak podpiera płytki, iż pod obciążeniem, płytkowe powierzchnie tworzą hydrodynamiczny klin względem wału obrotowego, znamienne tym, że podporowa konstrukcja ma liczne wycięcia i rowki, tak że każda z płytkowych powierzchni podporowych umocowanych na belce jest zamontowana elastycznie.
48. Łożysko według zastrz. 47, znamienne tym, że podporowa konstrukcja każdej z płytkowych powierzchni podporowych zawiera pierwszą podporową część, drugą podporową część i trzecią podporową część.
49. Łożysko według zastrz. 47, znamienne tym, że każda z płytek ma płytkową część i podporową część, a podporowa część jest giętka pod obciążeniem.
50. Hydrodynamiczne łożysko wzdłużne i poprzeczne z płytkami o wielu ugięciach i konstrukcji modułowej do podpierania wału obrotowego, przy czym łożysko to ma aktywnie regulowaną tak zwaną inteligentną konstrukcję i zawiera konstrukcyjną część szkieletową, część czujnikową i część siłownikową, przy czym część szkieletowa zawiera wiele rozmieszczonych w odstępach płytek łożyskowych w konstrukcji podporowej, podpierającej płytki łożyskowe uginanie pod obciążeniem, znamienne tym, że czujnikowa część (232) zawiera co najmniej jeden element, ;któiy wykrywa stan roboczy wskazujący jakość klinu hydrodynamicznego i wysyłający sygnał w odpowiedzi na wspomniany wykryty stan, zaś siłownikowa część (233) ma mechaniczny element regulacyjny, nastawiający charakterystykę ugięcia konstrukcyjnej szkieletowej części w odpowiedzi na sygnał, wysyłany z części czujnikowej (232).
51. Łożysko według zastrz. 50, znamienne tym, że siłownikowa część (233) odbiera sygnał czujnikowej części (232) bezpośrednio i reaguje na niego.
52. Łożysko według zastrz. 50, znamienne tym, że sygnał wysyłany przez czujnikową część (232) jest odbierany przez centralny zespół przetwarzania, który z kolei wysyła sygnał do siłownikowej części (233) dla regulacji charakterystyki ugięcia konstrukcyjnej części szkieletowej, tak że siłownikowa część (233) pośrednio reaguje na sygnał wysyłany przez czujnikową część (232).
53. Łożysko według zastrz. 50, znamienne tym, że siłownikowa część (233) zawiera element piezoelektryczny, umieszczony wewnątrz konstrukcji podporowej.

168 022
54. Łożysko według zastrz. 50, znamienne tym, że siłownikowa część (233) zawiera płyn elektroreologiczny, znajdujący się wewnątrz podporowej konstrukcji, oraz zespół do doprowadzania prądu elektrycznego do pfynu elektroreologicznego dla selektywnej zmiany jego lepkości.
55. Łożysko według zastrz. 50, znamienne tym że siłownikowa część (233) zawiera element metalowy z pamięcią kształtu i zespół do selektywnego nagrzewania tego metalowego elementu z pamięcią kształtu.
56. Łożysko według zastrz. 50, znamienne tym, że siłownikowa część (233) zawiera element ze stopu magnetostiykcyjnego ziem rzadkich i zespół wytwarzający pole magnetyczne dla zmiany wymiarów tego elementu stopowego.

Wynalazek dotyczy łożysk hydrodynamicznych wzdłużnych i poprzecznych z płytkami o wielu ugięciach i konstrukcji modułowej. W takich łożyskach, obrotowy przedmiot, taki jak wał, podpiera się na nieruchomej płytkce łożyskowej za pośrednictwem płynu pod ciśnieniem, takiego jak olej, powietrze lub woda. Sprzęgła hydrodynamiczne korzystają z faktu, że kiedy obrotowy przedmiot porusza się, to nie ślizga się on wzdłuż górnej powierzchni płynu. Zamiast tego płyn zetknięty z obrotowym przedmiotem przylega do niego szczelnie, natomiast ruch jest skojarzony z poślizgiem lub ścinaniem między cząstkami płynu na całej wysokości warstwy płynowej. Tym sposobem, jeśli obrotowy przedmiot i stykająca warstwa płynu poruszają się z prędkością, która jest znana, prędkość na pośrednich wysokościach grubości płynu zmniejsza się przy znanej wartości aż do miejsca, w którym płyn stykający się z nieruchomą płytką łożyskową przylega do tej płytki łożyskowej i jest nieruchomy. Kiedy z powodu obciążenia, pochodzącego od jego podpory przedmiotu obrotowego, płytka łożyskowa zostaje ugięta pod małym kątem do członu obrotowego, płyn zostanie wciągnięty do otworu o kształcie klinowym oraz wytworzy się ciśnienie w warstwie płynowej, które wystarcza do podparcia tego obciążenia. Ten fakt wykorzystuje się w łożyskach wzdłużnych turbin hydraulicznych oraz wałach napędowych okrętów, jak również w konwencjonalnym hydrodynamicznym łożysku poprzecznym.

Zarówno łożyska wzdłużne, jak i łożyska promieniowe lub poprzeczne są zwykle charakteryzowane płytkami podpierającymi wał, rozmieszczonymi wokół osi. Oś, wokół której łopatki są rozmieszczone ogólnie odpowiada wzdłużnej osi wału podpieranego zarówno dla łożysk wzdłużnych, jak i dla łożysk poprzecznych. Ta oś może być określona, jako oś główna.

W idealnym łożysku hydrodynamicznym, klin hydrodynamiczny znajduje się na całej powierzchni płytki łożyskowej, warstwa płynu jest wystarczająco gruba, aby podpierać obciążenie, oś główna łożyska oraz oś wału są ustawione zgodnie w linii, przeciek płynu z końców powierzchni płytki łożyskowej, które znajdują się obok brzegów tylnego i przedniego są minimalizowane, warstwa płynu jest tworzona skoro tylko wał zaczyna obracać się oraz w wypadku łożysk wzdłużnych, płytki łożyskowe są jednakowo obciążane. Mimo że idealne łożysko hydrodynamiczne musi być jeszcze osiągnięte, to łożysko, które zasadniczo osiąga każdy z tych celów, uważa się za wykonane odpowiednio do wymagania, aby optymalizować tworzenie się klinu hydrodynamicznego. Optymalny klin dla jakiegokolwiek szczególnego zastosowania zależy między innymi od wartości przenoszonego obciążenia. Jeśli ma być obciążenie przenoszone o dużej wartości, to jest potrzebna stosunkowo gruba warstwa płynu. W przeciwnym wypadku, stosuje się cienką warstwę płynu, aby zmniejszyć tarcie oraz straty mocy związane z tym tarciem.

Wynalazek ogólnie dotyczy łożysk hydrodynamicznych, które także są niekiedy znane, jako łożyska z płytką ruchomą, oraz dotyczy sposobów wykonywania takich łożysk. Ogólnie, płytki takich łożysk zakłada się w taki sposób, że mogą one przesuwać się i zezwalać na tworzenie warstwy o kształcie klinu środka smarującego między częściami, poruszającymi się względem siebie. Ponieważ nadmiar płynowy powoduje niekorzystne tarcie i straty mocy,

168 022 grubość płynu jest korzystnie o tyle wystarczająca, aby podbierać maksymalne obciążenie. Jest to prawdziwe, kiedy optymalizuje się tworzenie klinu. Zasadniczo płytka przesuwa się ruchem obrotowym lub typu wahadłowego wokół środka, znajdującego się z przodu powierzchni płytki, natomiast tarcie łożyskowe ujawnia tendencję do otwierania klinu. Gdy tworzenie klinu jest optymalizowane, klin ten występuje na całej powierzchni płytki. Ponadto, klin tworzy się przy najmniejszej możliwej prędkości, lecz idealnie wtedy, gdy tylko wał zaczyna się obracać. Opis patentowy US nr 3 107 955 przedstawia jeden przykład łożyska, które ma płytki łożyskowe umocowane na belkach, przy czym płytki te przesuwają się ruchem obrotowym lub wahadłowym wokół środka, znajdującego się z przodu powierzchni płytki. Łożysko to, tak jak wiele znanych łożysk, jest oparte tylko na dwuwymiarowym modelu ugięcia płytek. Skutkiem tego nie osiąga się optymalnego tworzenia klinu.

W opisie patentowym US nr 2 137 487, przedstawiono hydrodynamiczne łożysko z płytką ruchomą, które tworzy swój klin hydrodynamiczny za pomocą przesuwania swojej płytki wzdłuż powierzchni kulistych. W wielu wypadkach ta płytka utyka, a odpowiedni klin nie może być utworzony. W opisie patentowym US nr 3 930 691, ruch wahadłowy otrzymuje się za pomocą elastomerów, które podlegają zanieczyszczeniu i pogarszaniu stanu. Opis patentowy US nr 4 099 799, przedstawia niejednolite łożysko gazowe z płytką sprężystą umocowaną wspornikowo. Przedstawione łożysko wykorzystuje płytkę, umocowaną na prostokątnej wspornikowej belce, aby wytwarzać smarujący klin między powierzchnią płytki a obrotowym wałem. Są przedstawione zarówno łożyska wzdłużne, jak i łożyska promieniowe lub poprzeczne. Opis patentowy US nr 4 496 251, przedstawia płytkę, która ugina się razem ze ściągami o postaci żebra usztywniającego, tak aby warstwa środka smarującego o kształcie klinu była tworzona między częściami, które przesuwają się względem siebie wzajemnie. Opis patentowy US nr 4 515 486, przedstawia hydrodynamiczne łożyska wzdłużne i poprzeczne, zawierające wiele płytek łożyskowych, przy czym każda ma człon czołowy oraz człon podporowy, które są oddzielone i razem połączone za pomocą materiału elastomerowego. Opis patentowy US nr 4 526 482, przedstawia łożyska hydrodynamiczne, które są przede wszystkim przeznaczone do zastosowań o smarowaniu technologicznym, łożysko jest przeznaczone do pracy raczej w dostępnym płynie, niż w specjalnym płynie smarującym. Łożyska hydrodynamiczne tworzy się ze środkową sekcją powierzchni nośnej obciążenia, która jest bardziej podatna niż pozostałość łożysk i jest to tak, że uginają się one pod obciążeniem, aby tworzyć ciśnieniową kieszeń płynu lub zmieniać mimośrody.

Zastosowanie to szczególnie odnosi się do hydrodynamicznych łożysk wzdłużnych i poprzecznych. Gdy optymalizuje się hydrodynamiczny klin w takich łożyskach, to obciążenie na każdym z obwodowo rozmieszczonych łożysk jest zasadniczo jednakowe dla łożysk wzdłużnych.

Obecnie, najbardziej powszechnie stosowane hydrodynamiczne łożysko wzdłużne jest tak zwanym łożyskiem typu klockowego Kingsbury. Klockowe łożysko Kingsbury charakteryzuje się złożoną konstrukcją, zawierającą obracane klocki, wzdłużny kołnierz oporowy, obracający się razem z wałem i doprowadzający obciążenie do klocków, podstawowy pierścień do podparcia tych klocków ślizgowych, obudowa lub zespół montażowy, zawierający i podpierający wewnętrzne elementy łożyskowe, smarujący układ i chłodzący układ. W wyniku takiej złożonej konstrukcji, klockowe łożyska Kingsbury są zwykle bardzo kosztowne.

Alternatywą do złożonego łożyska klockowego Kingsbury jest jednolite łożysko stojakowe, które między innymi znalazło zastosowanie do pomp w studniach głębinowych. Ta stosunkowo prosta konstrukcja jest zwykle wykonywana za pomocą odlewania w formach piaskowych lub za pomocą jakiejś innej uproszczonej techniki produkcyjnej. Łożysko pod względem konstrukcyjnym charakteryzuje się płaską podstawą, mającą gruby wewnętrzny występ obwodowy, wiele sztywnych stojaków, umieszczonych poprzecznie od podstawy oraz płytkę oporową centrowaną na każdym sztywnym stojaku.

Charakter środkowego przegubu obrotowego zarówno znanego łożyska ze stojakiem sztywnym, jak również klockowego łożyska Kingsbury przyczynia się do niesprawności tego łożyska. Należy również podkreślić, że z powodu ich sztywnych środkowych przegubów

168 022 obrotowych, ani łożyska klockowe Kingsbury, ani opisane łożysko stojakowe nie mogą uginać się przy zachowaniu sześciu stopni swobody, aby optymalizować tworzenie klinu. Tym sposobem, aczkolwiek w niektórych wypadkach, znane łożyska mogą wykonywać ruchy przy sześciu stopniach swobody, to jednak ponieważ te łożyska nie są modelowane lub projektowane dla sześciu stopni swobody, wynikowe możliwości działania roboczego tych łożysk są ograniczone.

W dużym stopniu, problemy związane ze znanymi hydrodynamicznymi łożyskami zostały rozwiązane za pomocą konstrukcji łożyskowej, przedstawionej w opisie patentowym US nr 4 676 668. Ta konstrukcja łożyskowa zawiera wiele osobnych płytek łożyskowych umocowanych do podporowej części z pasowaniem wtłaczanym. Płytki łożyskowe mogą być odsunięte od podporowego członu za pomocą co najmniej jednej nogi, co tworzy elastyczność w trzech kierunkach. Aby tworzyć elastyczność w płaszczyźnie ruchu, ustawia się nogi pod kątem do wewnątrz, aby tworzyć kształt stożkowy, przy czym wierzchołek stożka lub punkt przecięcia znajduje się z przodu powierzchni płytki. Każda noga ma wskaźnik przekroju wytrzymałości, który jest stosunkowo mały w kierunku potrzebnego ruchu, aby zezwalać na kompensację, dotyczącą nieprostoliniowości. Te wytyczne mają zastosowanie zarówno do łożysk wzdłużnych, jak i do łożysk poprzecznych.

Podczas gdy konstrukcja przedstawiona w poprzednim patencie obecnego twórcy wynalazku stanowi postęp w tej dziedzinie, produkcja przemysłowa wykazała, że są możliwe ulepszenia. Na przykład, kształt płytek łożyskowych jest stosunkowo złożony; wobec tego występuje pewna trudność przy produkcji masowej, zastosowaniu w łożyskach poprzecznych lub promieniowych oraz przy nawilżaniu.

Dodatkowo, ponieważ płytki łożyskowe są jednolite, cała płytka łożyskowa musi być niekiedy konstruowana z bardzo kosztownego materiału, który jest konieczny w jakiejkolwiek części łożyska. Jednolita konstrukcja utrudnia także zmianę cech roboczych każdej konkretnej płytki łożyskowej. To sprawia, że trzeba stosować inną płytkę łożyskową do każdego zastosowania, przy czym ogranicza się zdolność normalizowania elementów łożyskowych (to jest, zastosowanie standardowych elementów w różnych konfiguracjach dla każdego zastosowania) oraz osiągnięcie kosztu i innych handlowych zalet, które są związane z normalizacją.

Pasowanie wtłaczane płytek łożyskowych odnośnie do nośnika również komplikuje montażowy zestaw łożysk. Ponadto, z powodu tego pasowania wtłaczanego, płytki łożyskowe nie dają się łatwo usuwać z nośnika. To komplikuje ponowne zastosowanie nośnika (będącego najbardziej istotną częścią łożyska), gdy występuje uszkodzenie.

Łożysko optymalnie działa również tylko w jednym trybie pracy, a jego cechy ugięciowe nie mogą być aktywnie regulowane.

Wynalazek dotyczy ulepszeń hydrodynamicznych łożysk wzdłużnych i poprzecznych takiego typu, który zawiera wiele osobnych płytek łożyskowych, umocowanych w nośniku według obwodowego rozmieszczenia przy zachowaniu odstępów. Ogólnie, przedmiot wynalazku dotyczy ulepszeń konstrukcji płytek i nośnika.

Pod względem koncepcyjnym, płytki i nośniki łożyskowe według wynalazku są tak projektowane, że traktuje się płytki i nośniki, jako jednolity kawałek materiału, a następnie selektywnie usuwa się lub dodaje materiał do tego kawałka, tak aby powodowaćjego ugięcie w potrzebny sposób pod działaniem obciążeń projektowych. Można łatwo docenić, że istnieje wiele możliwych konstrukcji. Wobec tego należy pamiętać, że konstrukcyjne cechy, które tutaj opisuje się, są ogólnie możliwe do zastosowania w dowolnym innym kształcie płytki łożyskowej, jeśli warunki konstrukcyjne to będą umożliwiały.

Między innymi, przedmiotem wynalazku jest hydrodynamiczne łożysko wzdłużne i poprzeczne, przystosowane do podparcia obrotowego wału, przy czym te łożyska zawierają: człon łożyskowy, mający wiele otworów lub innych odmian otworowych w nim tworzonych, natomiast wiercone otwory są symetrycznie rozmieszczone wokół wstępnie określonej osi i wiele płytek łożyskowych umocowuje się w tych wierconych otworach nośnika, a każda z tych płytek łożyskowych ma część płytkową, obejmującą powierzchnię płytkową i część podporową. Część podporowa może zawierać pierwszą konstrukcję podporową, drugą

168 022 konstrukcję podporową oraz trzecią konstrukcję podporową. Według jednego aspektu zgodnie z wynalazkiem, część płytkowa może być zdejmowalnie umocowana do pierwszej konstrukcji podporowej części podporowej oraz trzecia konstrukcja podporowa części podporowej może być zdejmowalnie umocowana w jednym z wielu otworów wierconych lub innych otworów. Ponadto, nośnik może mieć konfigurację służącą do tworzenia sprężynowej lub innej podpory elastycznej dla osobnych płytek, które są na niej umieszczone, przy czym te płytki mogą mieć lub mogą nie mieć osobnych części podporowych. Na przykład, nośnik można tworzyć z wycięciami i (lub) rowkami, aby utworzyć cienką belkę lub podporę membranową dla każdej płytki. Belka lub membrana mogą być zwilżane płynem, jeśli to potrzebne. Podporowa część każdej z płytek łożyskowych jest przystosowana do uginania pod obciążeniem, tak aby powodować to, że powierzchnia płytki części płytkowej tworzy hydrodynamiczny klin wału obrotowego. Podporowa część może mieć różne postacie, w tym także postać pustakowego stożka ściętego, wiele nóg, utworzonych z postaci stożka ściętego, nóg tworzonych z cylindrycznej części oraz nóg tworzonych z pustakowej części cylindrycznej.

Konstrukcja według wynalazku usuwa wadliwości kojarzone z poprzednimi konstrukcjami łożyskowymi o płytkach dyskretnych, przy czym osiąga się to za pomocą łożyska, które może zawierać modułowe płytki łożyskowe, mające gwinty lub podobne połączenia aby zdejmowalnie umocować płytki łożyskowe do konstrukcji podporowej, mającej komplementarny zespół połączeniowy. Na jej drugim końcu, podporowa konstrukcja może zawierać gwinty lub podobne połączenia, aby zdejmowalnie umocować podporową konstrukcję do komplementarnego złącza, wykonanego w nośniku, i pomagać przy montażu lub demontażu łożyska. Łożyskowa płytkowa część powierzchni płytki może być także pokrywana osobnym materiałem, takim jak utwardzony kauczuk lub ta powierzchnia może mieć osobną wkładkę płytkową z materiału wysokiej jakości roboczej, takiego jak węglik krzemu. Jako wynik konstrukcji modułowej indywidualnych płytek łożyskowych, można osiągnąć zwiększoną normalizację; standardowe części można używać do zmiany cech roboczych dowolnej poszczególnej płytki łożyskowej, na przykład, za pomocą stosowania różnych kombinacji podporowych części standardowej płytki łożyskowej i części płytki łożykowej. Można zastosować prawie dowolny kształt płytki łożyskowej oraz można wykorzystywać raczej ciągły pierścień płytki łożyskowej, niż dyskretne płytki łożyskowe. Ponadto, standardowe części mogą mieć kształty, które dają się znacznie łatwiej wyprodukować. Zastosowanie znormalizowanych części ułatwia również odpowiednią zmianę charakterystyki roboczej, aby spełnić szczególne wymagania klienta. Ponadto, modułowa konstrukcja zmniejsza koszt płytek łożyskowych, ponieważ trzeba jedynie stosować raczej tylko tam, gdzie to konieczne kosztowne wysokojakościowe materiały, niż wszędzie dla całej płytki.

Zgodnie z innymi aspektami według wynalazku, podporowa część płytki łożyskowej może zawierać zmodyfikowaną konstrukcję podporową, w której pierwsza część podporowa jest zakładana na ciągłej membranie, która może być niesymetrycznie perforowana, aby tworzyć wstępne obciążenie lub wstępne nastawienie w uprzednio określonym kierunku. Sama ta pierwsza część podporowa może być uproszczona, aby zawierać pojedynczą stosunkowo sztywną belkę lub rurkowy człon, który jest podcięty i (lub) nacięty, tak aby pod obciążeniem odchylał się on obrotowo w uprzednim określonym kierunku. Dodatkowo, perforacje lub otwory wykonane w membranie, aby wstępnie nastawiać płytkę łożyskową w uprzednio określonym kierunku, mogą także funkcjonować, jako otwory ustalające, aby wprowadzać kołek ustalający, umocowany w nośniku, przy czym precyzyjnie ustawia się położenie płytki łożyskowej względem tego nośnika. Ta ulepszona płytka łożyskowa może być łatwiej wyprodukowana w dużych ilościach, niż stosunkowo złożona płytka łożyskowa typu stojakowego, opisana w moim poprzednim patencie.

Zgodnie z innym przykładem wykonania, pierwsza część podporowa konstrukcji podporowej może mieć postać stożka ściętego. Taka konstrukcja może być łatwiej produkowana i jest bardziej trwała niż płytki z konstrukcją typu ściągowego. Pierwsza część podporowa typu stożka ściętego powoduje, że płytka jest bardziej sztywna. Tym sposobem konstrukcja ta jest dobrze przystosowana do zastosowań o dużych obciążeniach.

168 022

Wynalazek dotyczy także łożysk z płytkami dyskretnymi, przy czym są stosowane jednolite płytki nieuginające się, takie jak płytki podobne do monet. Takie płytki można kształtować z mocnego materiału, aby zezwalać na zmianę jej kształtu lub rozmiaru i regulować tworzenie klinu. Nieuginające się płytki umocowuje się na nośnikach, które zawierają podporowe powierzchnie płytki umocowanej na belce, przy czym są one takie, że podczas gdy sama płytka nie ugina się, powierzchnia, na której jest ona oparta, ugina się tak, aby regulować umieszczenie powierzchni płytki w celu właściwego tworzenia klinu.

Wynalazek dotyczy także stosowania takich elastycznych nośników, aby podpierać dowolną z płytek łożyskowych według wynalazku.

Wynalazek dotyczy także modułowej konstrukcji łożyskowej o połączeniu na szczepy płetwiaste lub trapezowe, przy czym nośnik wykonuje się razem z rowkami trapezowymi, a płytki łożyskowe mają dopełniające części trapezowe, tak aby płytki łożyskowe można było zdejmowalnie zablokować wewnątrz nośnika. Płytki łożyskowe zawierają część płytkową oraz część podporową, mającą część trapezową. Część podporowa płytki i (lub) nośnika tworzy elastyczną podporę dla części płytki łożyskowej. Ogólnie, konstrukcja z rowkami trapezowymi jest najbardziej odpowiednia dla łożysk poprzecznych lub promieniowych.