WO2014184232A1

WO2014184232A1 - Radialgleitlager

Info

Publication number: WO2014184232A1
Application number: PCT/EP2014/059827
Authority: WO
Inventors: Steffen KÄMMERER; Ralph Rudolph
Original assignee: Voith Patent Gmbh
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2014-11-20
Also published as: US20160069384A1; EP2997273A1; DE102014209062A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Radialgleitlager mit einem Lagergehäuse (2) mit einer entlang einer Lagerachse (LA) ausgerichteten Lagerbohrung (3) und mehreren relativ zum Lagergehäuse (2) bewegbar und beabstandet zur Lagerachse (LA) in Umfangsrichtung um diese angeordneten Kippsegmenten (5) zum Lagern einer Welle (11), wobei das einzelne Kippsegment (5) jeweils eine radial äußere Lagerfläche (7) zur Abstützung an einer Tragfläche (8) an einem im Lagergehäuse (2) geführten Druckblock (9) aufweist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Druckblock (9) frei von einer Abstützung am Lagergehäuse (2) in radialer Richtung bewegbar in einer sich in radialer Richtung durch das Lagergehäuse (2) erstreckenden Durchgangsöffnung (12) geführt ist, mittels einer Verdrehsicherung (15) gegenüber Verdrehung in Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung (12) gesichert ist und die radiale Außenseite des Druckblockes (9) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig mit dem Außendurchmesser des Lagergehäuses (2) oder einer diese umschließenden Buchse auf einer gemeinsamen Zylinderoberfläche liegt.

Description

Radialgleitlager

Die Erfindung betrifft ein Radialgleitlager, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff von Anspruch 1 . Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage eines Radialgleitlagers mit Abstützung der Kippsegmente an der Lageranschlussumgebung.

Radialgleitlager sind in verschiedensten Ausführungen aus dem Stand der

Technik vorbekannt. Stellvertretend wird auf nachfolgend genannte

Druckschriften verwiesen:

US 5 738 447 A

US 6 485 182 B

DE 601 10751 T2

DE 69503138 T2

EP 2 339 192 A1

DE 19514830 C2

GB 2285491 A

DE 602004003239 T2

EP 1859175 B1

CH 558 481 A.

Das Radialgleitlager umfasst ein Lagergehäuse mit einer entlang einer Lagerachse ausgerichteten Lagerbohrung und mehreren relativ zum Lagergehäuse bewegbar und beabstandet zur Lagerachse in Umfangsrichtung um diese angeordneten Kippsegmenten zum Lagern einer Welle, wobei das einzelne Kippsegment jeweils eine radial äußere Lagerfläche zur Abstützung an einer Tragfläche an einem im Lagergehäuse geführten Druckblock aufweist. Dabei erfolgt eine zumindest mittelbare Abstützung von Kippsegmenten am Lagergehäuse.

Beim Einsatz in Turbo-Getrieben bestimmen die Eigenschaften derartiger Lagerungen neben der Geometrie der Wellen dabei maßgeblich die rotordynamischen Eigenschaften. Um wachsenden Anforderungen beim Einsatz zur Lagerung von mit hoher Drehzahl rotierenden Wellen gerecht zu werden, ist ein Radialkippsegmentlager erforderlich, das mit höherer Drehzahl und Lagerpressung, mit geringerer Lagerspielveränderung im instationären Betrieb, geringen Lagerverformungen und mit verbesserten Schwingungseigenschaften betrieben werden kann. Bisherige Lagerkonzepte sind zur zumindest teilweisen Erfüllung dieser Anforderungen durch einen relativ komplexen Aufbau, eine aufwendige Fertigung und/oder bauraumintensive Ausführung insbesondere in radialer Richtung charakterisiert. Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Radialgleitlager der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass dieses noch besser den Anforderungen in Anwendungsfällen mit sehr hohen Umfangsgeschwindigkeiten gerecht wird, durch eine steife Segmentabstützung charakterisiert ist, ferner eine radialplatzsparende Ausbildung erlaubt und hinsichtlich der Fertigungstechnologie einfach und kostengünstig montierbar ist.

Die erfindungsgemäße Lösung wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Radialgleitlager mit einem Lagergehäuse mit einer entlang einer Lagerachse ausgerichteten Lagerbohrung und mehreren relativ zum Lagergehäuse bewegbar und beabstandet zur Lagerachse in Umfangsrichtung um diese angeordneten Kippsegmenten zum Lagern einer Welle, wobei das einzelne Kippsegment jeweils eine radial äußere Lagerfläche zur Abstützung an einer Tragfläche an einem im Lagergehäuse geführten Druckblock aufweist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Druckblock frei von einer Abstützung am Lagergehäuse in radialer Richtung bewegbar in einer sich in radialer Richtung durch das Lagergehäuse erstreckenden Durchgangsöffnung geführt und mittels einer Verdrehsicherung gegenüber Verdrehung in Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung gesichert ist und die radiale Außenseite des Druckblockes zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig mit dem Außendurchmesser des Lagergehäuses oder einer diese umschließenden Buchse auf einer gemeinsamen Zylinderoberfläche liegt. Buchsen finden insbesondere dann Verwendung, wenn beispielsweise das Lagergehäuse aus Guß gefertigt ist und für den Anwendungsfall zu weich ist. Bei der das Lagergehäuse umschließenden Buchse handelt es sich beispielsweise um eine Exzenterbuchse. Das erfindungsgemäß ausgebildete Radialgleitlager ermöglicht eine steife Abstützung der Kippsegmente durch die direkte Krafteinleitung in die Lageranschlussumgebung und ist somit auch zur Lagerung von Wellen, die mit sehr hohen Drehzahlen rotieren, geeignet. Ferner ist das erfindungsgemäße Radialgleitlager konstruktiv einfach aufgebaut und einfach zu montieren.

Die Abstützung der Lagerfläche an der Tragfläche kann direkt oder unter Zwischenschaltung weiterer Komponenten erfolgen. Dabei kann im Betrieb des Radialgleitlagers auch ein Schmierfilm zwischen Lagerfläche und Tragfläche ausgebildet sein.

Der einzelne Druckblock weist dazu zumindest einen Führungsbereich zur Führung im Lagergehäuse und in Einbaulage am radial inneren Endbereich einen Stützbereich zur Ausbildung der Tragfläche auf, wobei der Führungsbereich derart ausgeführt ist, dass zwischen dem Außenumfang und der Durchgangsöffnung eine Spielpassung vorgesehen ist und der Führungsbereich in radialer Richtung eine Erstreckung aufweist, die derart bemessen ist, dass der Stützbereich frei von einer Anlage am Innenumfang des Lagergehäuses ist.

In einer vorteilhaften Ausbildung ist der einzelne Druckblock und/oder das Kippsegment aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul größer 200 GPa, insbesondere größer 250 GPa ausgeführt. Als Materialien finden vorzugsweise technische Keramiken Verwendung. Diese ermöglichen eine hohe radiale Steifigkeit bei gleichzeitiger guter Wärmeleitfähigkeit. Ein weiterer Vorteil besteht im deutlich geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten, welcher die Gefahr von Lagerspielverkleinerungen durch Temperaturüberhöhungen im instationären Betrieb deutlich verringern.

Zur einfachen Fertigung erfolgt die Ausbildung der einzelnen Durchgangsöffnung im Lagergehäuse die im Querschnitt betrachtet kreisrund oder oval ausgebildet ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Schmier- und/oder Kühlmittelversorgungssystem vorgesehen, welches zumindest eine sich über mindestens einen Teilbereich in Umfangsrichtung um das Lagergehäuse erstreckende Ringnut aufweist, die in Richtung parallel zur Lagerachse betrachtet im Bereich der Lagermitte oder aber außermittig zu dieser versetzt angeordnet ist, wobei die Ringnut wenigstens eine radiale Bohrung im Gehäuse mit einem zwischen den einzelnen Kippsegmenten und dem Innenumfang des Lagergehäuses gebildeten Spalt verbunden ist. Die Ausbildung mit mittiger Ringnut erlaubt die Einbeziehung der Druckblöcke in ihrem radial äußeren Endbereich für diese Funktion.

Die radiale Bewegbarkeit des Druckblockes innerhalb der Durchgangsöffnung und Sicherung in Umfangsrichtung erfolgt mittels einer Verdrehsicherung, welche ein formschlüssig mit Spiel am Führungsbereich des Druckblockes wirksamen und durch die Wandung des Lagergehäuses geführtes Sicherungselement, insbesondere Gewindestift umfasst. Diese kann aufgrund ihrer Anordnung bereits bei der Montage des Lagers als Montagehilfe zum Einsatz gelangen.

Vorzugsweise finden im Hochleistungsbereich zur Abstützung Radialgleitlager mit zumindest 3 bis 7 Kippsegmenten, vorteilhaft 4 bis 5 Kippsegmenten Verwendung.

Ein Verfahren zur Montage eines Radialgleitlagers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ist durch nachfolgende Verfahrensschritte charakterisiert:

- Bereitstellen eines Lagergehäuses mit einer entlang einer Lagerachse ausgerichteten Lagerbohrung und einer Mehrzahl von in radialer Richtung bezogen auf die Lagerachse sich vom Innenumfang zum Außenumfang erstreckenden Durchgangsöffnungen;

- Bereitstellen von Druckblöcken mit einem Stützbereich und einem sich in Längsrichtung des Druckblockes anschließenden Führungsbereich, der in

Umfangsrichtung gegenüber der Durchgangsöffnung mit einer Spielpassung und einem Übermaß gegenüber seiner Erstreckung in Einbaulage in Längsrichtung ausgelegt ist;

- Bereitstellen von Kippsegmenten;

- Einführen der Druckblöcke in die Durchgangsöffnungen und Fixieren der

Druckblöcke mit Übermaß am Außenumfang des Lagergehäuses gegenüber dem Einbauzustand des Radialgleitlagers und der Kippsegmente mittels einer Kalibriereinrichtung am Lagergehäuse unter Einstellung des Nennmaßes des Lagers in H6 - Toleranz

- Bearbeiten, insbesondere Rundschleifen des Außenumfanges bis auf den

Außenumfang des Lagergehäuses.

Das Verfahren erlaubt eine hohe Maßhaltigkeit des Lagers, da die Anpassung direkt über die Lage der Druckblöcke bei der Montage vorgenommen werden kann. Besonders vorteilhaft kann der Druckblock mittels eines Sicherungselementes einer ohnehin im Einbauzustand des Lagers vorgesehenen formschlüssigen Verdrehsicherung gegenüber der Durchgangsöffnung verspannt werden.

In einer Weiterentwicklung kann bei mittiger Ringnut an der Außenfläche des Lagergehäuses bei der Bearbeitung des Außenumfanges die Ringnut für ein Schmier- und Kühlsystem in das Lagergehäuse und/oder den Druckblock eingearbeitet werden.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren 1 bis 8 erläutert.

Die Figur 1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand einer Perspektivansicht ein erfindungsgemäß ausgeführtes Radialgleitlager 1 . Dieses umfasst ein Lagergehäuse 2 mit einer sich entlang einer Längsachse erstreckenden Lagerbohrung 3. Die Längsachse bildet gleichzeitig die Lagerachse LA. Zur Verdeutlichung der einzelnen Richtungen ist hier beispielhaft ein Koordinatensystem an die Lagerachse LA angelegt. Die x-Achse fällt mit der Lagerachse LA zusammen und beschreibt die Erstreckung entlang dieser beziehungsweise die Axialrichtung. Die y-Richtung beschreibt die Erstreckung in radialer Richtung.

In den Figuren 2a und 2b ist in schematisiert stark vereinfachter Darstellung ein Ausschnitt aus einem Radialgleitlager 1 , wie in Figur 1 dargestellt, in einem Axialschnitt. Dabei verdeutlicht die Figur 2a die Anordnung der Komponenten zur Lagerung einer Welle 1 1 unter statischer Beanspruchung. Figur 2b verdeutlicht demgegenüber anhand einer Ansicht gemäß Figur 2a das Radialgleitlager 1 in einem Zustand mit Verkippung des Kippsegmentes 5. Das Lagergehäuse 2 kann von einer zylindrischen Hülse gebildet werden. Vorzugweise besteht dieses aus zumindest zwei Halbschalen 4.1 und 4.2. Denkbar ist auch die hier nicht dargestellte Ausführung aus mehreren Teilschalen, die in Umfangsrichtung um die Lagerachse LA einander benachbart angeordnet sind und miteinander kraft- oder formschlüssig verbindbar sind. Das Radialgleitlager 1 umfasst ferner mehrere, relativ zum Lagergehäuse 2 beweglich angeordnete und beabstandet zur Längsachse LA in Umfangsrichtung um diese einander benachbart angeordnete Kippsegmente 5. Die Kippsegmente 5 dienen zum Lagern einer in Figur 1 nicht dargestellten, in den Figuren 2a, 2b mit 1 1 bezeichneten Welle um ihre Achse. Diese umfassen in radialer Richtung ausgehend von der Lagerachse LA betrachtet dazu jeweils eine radial innere Abstützfläche 6 und eine radial äußere Lagerfläche 7, mit welcher sich die Kippsegmente 5 wenigstens mittelbar an einem Anschlussbauteil, insbesondere einer Tragfläche 8 abstützen. Die Tragfläche 8 wird an einem Druckblock 9 ausgebildet, der im Lagergehäuse 2 in radialer Richtung bewegbar geführt ist und in diesem gegenüber Verdrehung gesichert ist. Erfindungsgemäß ist der Druckblock 9 derart ausgebildet und angeordnet, dass dieser in Einbaulage des Radialgleitlagers frei von einer direkten Abstützung am Lagergehäuse 2 ist und durch das Lagergehäuse 2 in radialer Richtung erstreckend bündig mit dem Außenumfang 10 des Lagergehäuses 2 oder einer Buchse abschließt. Die Abstützung der Kräfte erfolgt somit direkt über den Druckblock 9 in die Lageranschlussumgebung, d.h. die radiale Außenseite 23 des Druckblockes 9 liegt zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig mit dem Außendurchmesser dA des Lagergehäuses 2 auf einer gemeinsamen Zylinderoberfläche.

Die Führung des Druckblockes 9 im Lagergehäuse 2 erfolgt in radial in diesem angeordneten und sich durch die Wandstärke, das heißt vom Innenumfang 22 zum Außenumfang 10 erstreckenden Durchgangsöffnungen 12. Diese Durchgangsöffnungen 12 sind in radialer Richtung ausgerichtet. Die Verschiebbarkeit des Druckblockes 9 in radialer Richtung wird über ein Spiel zwischen dem Außenumfang 10 des in der Durchgangsöffnung 12 geführten Druckblockes 9 und dem Innenumfang 22 der Durchgangsöffnung 12 realisiert. Dazu genügt eine einfache Spielpassung.

Zur Realisierung der Abstützfunktion und Ausbildung der Tragfläche 8 ist der Druckblock 9 hinsichtlich seiner Ausführung durch zumindest zwei Bereiche charakterisiert, einen ersten Stützbereich 13 und einen zweiten Führungsbereich 14. Die Funktion des Stützbereiches 13 besteht in der Ausbildung der Tragfläche 8. Die Funktion des Führungsbereiches 14 besteht in der Führungsfunktion im Lagergehäuse 2. Stützbereich 13 und Führungsbereich 14 sind dementsprechend ausgebildet. Der Stützbereich 13 ist hinsichtlich seiner Dimensionierung bezogen auf eine Mittenachse des Druckblockes 9, die mit der Mittenachse der Durchgangsöffnung 12 in Einbaulage zusammenfällt, größer gestaltet als der Führungsbereich 14. Im dargestellten Fall ist die am Kippsegment 5 ausgebildete Abstützfläche 6 konvex ausgeführt. Demzufolge ist die Tragfläche 8 am Druckblock 9 konkav in Umfangsrichtung um die Welle 1 1 betrachtet ausgebildet.

Die konkrete geometrische Ausführung des Druckblockes 9 kann verschiedenartig erfolgen. Vorzugsweise ist die Durchgangsöffnung 12 kreisrund oder oval. Die Ausführung des Führungsbereiches 14 des Druckblockes 9 erfolgt dazu komplementär mit kreisrundem oder ovalem Querschnitt.

Der Druckblock 9 ist vorzugsweise bezogen auf eine Ebene, die durch die Mittenachse des Druckblockes 9 und eine Senkrechte zu dieser in Einbaulage in Axialrichtung charakterisiert ist, symmetrisch ausgeführt. Der Stützbereich 13 erstreckt sich am in Einbaulage radial inneren Endbereich des Druckblockes 9 beidseitig über den Führungsbereich 14 hinaus und ist somit in Umfangsrichtung um die Lagerachse LA betrachtet beidseitig mit Überstand ausgeführt. Dies gilt in Analogie auch für die Erstreckung in axialer Richtung. Die Figur 2b verdeutlicht anhand einer Ansicht gemäß Figur 2a die Abstützung im Belastungsfall. Erkennbar ist hier eine leichte Verkippung des Kippsegmentes 5 und damit der Abstützfläche 6 gegenüber dem Außenumfang der abzustützenden Welle 1 1 . Erkennbar ist ferner, dass der Stützbereich 13 an seiner zum Führungsbereich 14 gerichteten Seite in einem Abstand zum Innenumfang 22 des Lagergehäuses 2 angeordnet ist und somit frei von einer direkten Abstützung am Lagergehäuse 2 ist. Zur Vermeidung einer unerwünschten Verdrehung um eine, den Verlauf der Durchgangsöffnung 12 in radialer Richtung beschreibende Achse ist eine Verdrehsicherung 15 vorgesehen. Bezüglich der konkreten Ausgestaltung dieser besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Stellvertretend wird auf die Ausführungen in Figur 3a und 3b verwiesen, welche die Funktion der Verdrehsicherung 15 in einer Schnittebene verdeutlicht, die durch die Lagerachse LA des Radialgleitlagers 1 und einer Senkrechten zu dieser charakterisiert ist. Die Verdrehsicherung 15 umfasst im einfachsten Fall Fixiermittel in Form von Gewindestiften 16, die am Außenumfang des Führungsbereiches 14 des Druckblockes 9 wirksam werden.

Figur 3a verdeutlicht einen Ausschnitt aus einer Ansicht in einer Axialschnittebene. Erkennbar sind das Lagergehäuse 2 in seiner axialen Erstreckungsrichtung, der Druckblock 9 nach erfolgter Montage und das Kippsegment 5, welches sich in radialer Richtung betrachtet in Axial- und Umfangsrichtung über einen Kontaktbereich an der Tragfläche 8 des Druckblockes 9 abstützt. Die Verdrehsicherung 15 wird dabei ausgehend von den Seitenflächen 17 beziehungsweise 18 des Lagergehäuses 2 senkrecht zu diesen positioniert. Im einfachsten Fall wird dazu ein Gewindestift 16 im Lagergehäuse 2 ausgehend von einer Seitenfläche 17 in einer sich in Richtung zur Durchgangsöffnung 12 erstreckenden und in dieser mündenden Gewindebohrung 20 geführt. Die Gewindebohrung 20 verläuft vorzugsweise orthogonal zur Durchgangsöffnung 12.

Die Figur 3b zeigt die Anordnung und Ausbildung der Verdrehsicherung 15 in einem Schnitt A-A aus Figur 3a. Die Verdrehsicherung 15 wird am Außenumfang des Führungsbereiches 14 des Druckblockes 9 wirksam. Der Gewindestift 16 der Verdrehsicherung 15 greift hier in Ausnehmungen am Außenumfang des Führungsbereiches 14 ein und wirkt insbesondere bei Montage mit diesem kraftschlüssig unter Fixierung des Druckblockes 9 in seiner Lage innerhalb der Durchgangsöffnung 12 in radialer Richtung zusammen.

Figur 4 zeigt in einem Ausschnitt aus einem achssenkrechten Schnitt durch das Radialgleitlager 1 in Perspektivansicht die Anordnung der einzelnen Komponenten zueinander und die Fixierung der Kippsegmente 5 in radialer und Umfangsrichtung mit Spiel über Mittel 24 in Form von Segmenthaltestiften an den Seitenscheiben 21 . Die Funktion der Segmenthaltestifte besteht bei Lagerung und Transport in einer Sicherung der Kippsegmente 5 vor dem Herausfallen und dem Zulassen einer Bewegbarkeit in radialer und tangentialer beziehungsweise Umfangsrichtung innerhalb eines zulässigen Spiels. Dazu können die Segmenthaltestifte entweder mit den Seitenscheiben fest verbunden und mit Spiel in die Kippsegmente 5 eingreifend ausgeführt sein oder aber umgekehrt. Die einzelne Verbindung kann kraft- oder formschlüssig ausgeführt sein.

Die Figuren 1 bis 4 verdeutlichen eine besonders vorteilhafte Ausführung eines Radialgleitlagers 1 mit einem diesem zugeordneten und hier im Einzelnen nicht dargestellten Schmier- und Kühlmittelversorgungssystem 25, welches in Umfangsrichtung um die Längsachse eine am Außenumfang des Lagergehäuses 2 angeordnete Ringnut 19 umfasst. Die Ringnut 19 ist Bestandteil des Kühlmittelversorgungssystems. Die Ringnut 19 ist mittig bezogen auf die Axialerstreckung des Radialgleitlagers 1 angeordnet. Die Ringnut 19 ist dabei in das Material des Lagergehäuses 2 als auch in den von der Welle 1 1 weggerichteten und bündig mit dem Außenumfang 10 des Lagergehäuses 2 abschließenden radialen Außenseite 23 des Druckblockes 9 angeordnet. Die Ringnut 19 ist über zumindest eine Verbindungsbohrung mit radialer Richtungskomponente im Lagergehäuse 2 mit einem Zwischenraum zwischen den einzelnen Kippsegmenten 5 verbunden. Dieser Verbindungskanal führt das Schmiermittel in den Bereich zwischen Kippsegment 5 und Innenumfang 22 des Lagergehäuses 2 und der Wellenoberfläche 1 1 . Das für das erfindungsgemäße Radialgleitlager 1 zum Einsatz gelangende Schmier- beziehungsweise Kühlmittel ist in der Regel Öl. Denkbar ist aber auch die Verwendung von Wasser oder eines anderen Gemisches. Die Funktion der Ringnut 19 besteht in der Ölversorgung eines jeden, von einem jeweiligen Kippsegment 5 und der abzustützenden Welle 1 1 gebildeten Spalts. Die dargestellte Ausführung der Ringnut 19 stellt eine besondern vorteilhafte Ausbildung dar. Denkbar sind auch Ausführungen mit Nuten symmetrisch zur Lagermitte am Außendurchmesser des Lagergehäuses 2 und damit außerhalb des Druckblockes 9. Des Weiteren sind Zufuhrleisten 26 für Schmier- beziehungsweise Kühlmittel vorgesehen, die mit der Ringnut 19 über die Verbindungskanäle, insbesondere Ölkanäle in leitender Verbindung stehen. Die Zufuhrleisten 26 und die Ölkanäle sind gegenüber einem Radialstrahl vorzugsweise geneigt angeordnet. Die Längsachse der Ölkanäle kann beispielsweise in einem achssenkrechten Schnitt durch die Lagerachse nach Art von Sekanten an den von der Mantelfläche der Welle 1 1 begrenzten Kreis angeordnet. Die Zufuhr zum Kippsegment 5 erfolgt auf der Seite der Einlaufkante 27. Unter dieser ist jene Kante des Kippsegmentes 5 zu verstehen, die in Drehrichtung der Welle 1 1 zuerst von der Welle 1 1 überstrichen wird. Als Auslaufkante 28 wird jene Kante desselben Kippsegmentes 5 bezeichnet, welche der Einlaufkante 27 in Drehrichtung der Welle 1 1 nachgeordnet ist. Durch die genannte Neigung wird ein besonders wirksames Einspritzen des Schmier- oder Kühlmittels in den Spalt garantiert. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung weist jede der Zufuhrleisten 26 Gewindebohrungen zum Einschrauben von Dosierschrauben auf. Die Figur 5 zeigt eine Ausführung des Lagergehäuses 2. Erkennbar sind die im achssenkrechten Schnitt mittig angeordneten Durchgangsöffnungen 12, die in komplementärer Anzahl zur Anzahl der abzustützenden Kippsegmente 5 vorgesehen sind und gleichmäßig beabstandet zueinander in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind.

Figur 6 zeigt einen Druckblock 9, wie für die Ausführung des Radialgleitlagers 1 gemäß der Figuren 1 bis 4 geeignet. Die Figuren 7a bis 7d verdeutlichen in schematisiert vereinfachter Darstellung die einzelnen Montageschritte der Fertigung des Radialgleitlagers 1 . Gemäß Figur 7a erfolgt die Bereitstellung des Lagergehäuses 2 mit den in radialer Richtung vom Innen- zum Außenumfang erstreckend ausgeführten Durchgangsöffnungen 12 zur Aufnahme der Druckblöcke 9. Die Figur 7a zeigt dabei den Lagergehäusering. Dieser kann wie bereits ausgeführt mehrteilig ausgeführt sein. Figur 7b verdeutlicht die Bereitstellung des Druckblockes 9 mit zumindest zwei Teilbereichen, dem Führungsbereich 14 und dem zur Realisierung der Trag- und Abstützfunktion und den eine Tragfläche 8 bildenden Stützbereich. Der Druckblock 9 kann im Führungsbereich 14 bereits mit dem eingearbeiteten Teilbereich der Ringnut 18 ausgeführt sein. Denkbar ist es jedoch auch, den Führungsbereich 14 als Vollsegment auch im mit dem Außenumfang des Lagergehäuses 2 bündig abschließenden Bereich auszuführen. Ferner werden die einzelnen Kippsegmente 5 bereitgestellt. In einem weiteren Verfahrensschritt in Figur 7c erfolgt die Positionierung der einzelnen Komponenten Lagergehäuse 2, Druckblock 9 und Kippsegment 5 zueinander. Dabei werden die einzelnen Druckblöcke 9 von der Seite des Innenumfanges 22 des Lagergehäuses 2 in die Durchgangsöffnung 12 mit dem Führungsbereich 14 eingeführt. Der Führungsbereich 14 des Druckblockes 9 ist gegenüber seiner Erstreckung in Einbaulage als vorgefertigtes Grundbauteil mit einem Übermaß ausgeführt. Die Positionierung der Kippsegmente 5 in ihrer die Einbaulage definierenden Position erfolgt durch Positionierung des Kippsegmentes 5 gegenüber dem jeweiligen Druckblock 9 und Aufbringen eines Druckes auf den einzelnen Druckblock 9 und das Kippsegment 5 gegen einen im Lagergehäuse 2 zentrierten Justierbolzen zur Einstellung der erforderlichen Toleranz. Die Fixierung erfolgt mittels der Verdrehsicherung, hier dem Gewindestift 16, welcher den Druckblock 9 gegenüber der Durchgangsöffnung 12 in radialer Richtung vorspannt, d.h. die Druckblöcke 9 mit den Kippsegmenten 5 werden gegen einen Justierbolzen gedrückt und mittels Verspannen der Verdrehsicherung 15 in Position gehalten. Diese besitzen, wie bereits ausgeführt, in dieser Position ein leichtes Aufmaß gegenüber dem Außenumfang des Lagergehäuses 2. In einem weiteren Verfahrensschritt wird mittels Außenrundschleifen ein Zustand gemäß Figur 7d hergestellt, in dem die radiale Außenseite 23 des Druckblockes 9 und der Außendurchmesser des Gehäuses auf einer gemeinsamen Zylinderfläche liegen. Damit wird sichergestellt, dass der Innenkreis, der die Segmente tangential berührt, das Nennmaß des Lagers mit der Toleranz H6 beschreibt. Die Verdrehsicherung 15 übernimmt in Funktionskonzentration bei der Montage des Lagers die Aufgabe der Lagefixierung der Kippsegmente 5 über die Fixierung der Druckblöcke 9 und sichert die Druckblöcke 9 während des Betriebs gegen Verdrehung bei gleichzeitigem Spiel in radialer Richtung. Um die radiale Steifigkeit des Radialgleitlagers 1 weiter zu erhöhen, sollte das Material des Druckblockes 9 einen Elastizitätsmodul aufweisen, der größer als jener von Stahl ist. Dadurch sind Werte von mehr als 200 GPa anzustreben. Als Materialien wird technische Keramik in Betracht bezogen. Technische Keramik hat den Vorteil einer sehr guten Wärmeleitfähigkeit. Ferner einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizient gegenüber bisher verwendeten Segmentwerkstoffen. Damit wird die Gefahr einer unzulässigen Reduktion des Lagerspiels infolge von instationären, thermischen Verformungen und den damit entstehenden hohen Lagertemperaturen, die zur Abschaltung der Anlage führen können, verringert. Für den Einsatz des Lagers in Lageranschlussumgebungen, deren Materialeigenschaften sich von denen des Lagergehäuses unterscheiden und bei welchen die Gefahr besteht, dass sich während des Betriebes aufgrund von Verschleiss die Funktionsweise beeinträchtigt wird, wird das Lagergehäuse 2 von einer Buchse am Außenumfang umschlossen. Der Außenumfang der Buchse bildet dann die Anlagefläche mit der Lageranschlussumgebung und die Druckstücke stützen sich am Innenumfang der Buchse ab. Die Figur 8 zeigt in schematisiert stark vereinfachter Darstellung beispielhaft eine derartige Ausführung, bei welcher das Lagergehäuse 2, hier beispielhaft bestehend aus zwei Lagergehäuseschalen, von einem Stützring in Form einer Buchse 29 umschlossen ist.

Bezugszeichenliste:

1 Radialgleitlager

2 Lagergehäuse

3 Lagerbohrung

4.1 , 4.2 Lagerschale

5 Kippsegment

6 Abstützfläche

7 Lagerfläche

8 Tragfläche

9 Druckblock

10 Außenumfang

1 1 Welle

12 Durchgangsöffnung

13 Stützbereich

14 Führungsbereich

15 Verdrehsicherung

16 Gewindestift

17 Seitenfläche

18 Seitenfläche

19 Ringnut

20 Gewindebohrung

21 Seitenscheibe

22 Innenumfang

23 radiale Außenseite

24 Mittel

25 Schmier- und Kühlmittelversorgungssystem

26 Zufuhrleisten

27 Einlaufkante

28 Auslaufkante

29 Buchse

LA Lagerachse

Claims

Patentansprüche

1 . Radialgleitlager (1 )

mit einem Lagergehäuse (2) mit einer entlang einer Lagerachse (LA) ausgerichteten Lagerbohrung (3) und mehreren relativ zum Lagergehäuse (2) bewegbar und beabstandet zur Lagerachse (LA) in Umfangsrichtung um diese angeordneten Kippsegmenten (5) zum Lagern einer Welle(1 1 ), wobei das einzelne Kippsegment (5) jeweils eine radial äußere Lagerfläche (7) zur Abstützung an einer Tragfläche (8) an einem im Lagergehäuse (2) geführten Druckblock (9) aufweist;

dadurch gekennzeichnet,

dass der einzelne Druckblock (9) frei von einer Abstützung am Lagergehäuse (2) in radialer Richtung bewegbar in einer sich in radialer Richtung durch das Lagergehäuse (2) erstreckenden Durchgangsöffnung (12) geführt ist, mittels einer Verdrehsicherung (15) gegenüber Verdrehung in Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung (12) gesichert ist und die radiale Außenseite des Druckblockes (9) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig mit dem Außendurchmesser des Lagergehäuses (2) oder einer diese umschließenden Buchse auf einer gemeinsamen Zylinderoberfläche liegt.

2. Radialgleitlager (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Druckblock (9) zumindest einen Führungsbereich (14) zur Führung im Lagergehäuse (2) und in Einbaulage am radial inneren Endbereich einen Stützbereich (13) zur Ausbildung der Tragfläche (8) aufweist, wobei der Führungsbereich (14) derart ausgeführt ist, dass zwischen dem Außenumfang und der Durchgangsöffnung eine Spielpassung vorgesehen ist und der Führungsbereich in radialer Richtung eine Erstreckung aufweist, die derart bemessen ist, dass der Stützbereich (13) frei von einer Anlage am Innenumfang des Lagergehäuses (2) ist.

Radialgleitlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass der einzelne Druckblock (9) und/oder das einzelne Kippsegment (5) aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul größer 200 GPa, insbesondere größer 250 GPa ausgeführt ist.

Radialgleitlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Durchgangsöffnung im Lagergehäuse (2) im Querschnitt betrachtet kreisrund oder oval ausgebildet ist.

Radialgleitlager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass dieses ein Schmier- und/oder Kühlmittelversorgungssystem (25) umfasst, welches zumindest eine sich über mindestens einen Teilbereich in Umfangsrichtung um das Lagergehäuse (2) erstreckende Ringnut (19) aufweist, die in Richtung parallel zur Lagerachse (LA) betrachtet im Bereich der Lagermitte oder aber außermittig zu dieser versetzt angeordnet ist, wobei die Ringnut (19) wenigstens eine radiale Bohrung im Lagergehäuse (2) mit einem zwischen den einzelnen Kippsegmenten (5) und dem Innenumfang des Lagergehäuses (2) gebildeten Spalt verbunden ist.

6. Radialgleitlager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Verdrehsicherung (15) ein formschlüssig mit Spiel am Führungsbereich des Druckblockes (9) wirksamen und durch die Wandung des Lagergehäuses (2) geführtes Sicherungselement, insbesondere Gewindestift umfasst.

7. Radialgleitlager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Anzahl der Kippsegmente (5) zwischen 3 und 7, vorzugsweise 3 und 5 beträgt.

8. Verfahren zur Montage eines Radialgleitlagers (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 mit den folgenden Verfahrensschritten:

- Bereitstellen eines Lagergehäuses (2) mit einer entlang einer Lagerachse (LA) ausgerichteten Lagerbohrung (3) und einer Mehrzahl von in radialer Richtung bezogen auf die Lagerachse (LA) sich vom Innenumfang zum Außenumfang erstreckenden Durchgangsöffnungen (12);

- Bereitstellen von Druckblöcken (9) mit einem Stützbereich (13) und einem sich in Längsrichtung des Druckblockes (9) anschließenden Führungsbereich (14), der in Umfangsrichtung gegenüber der Durchgangsöffnung (12) mit einer Spielpassung und einem Übermaß gegenüber seiner Erstreckung in Einbaulage in Längsrichtung ausgelegt ist;

- Bereitstellen von Kippsegmenten (5);

- Einführen der Druckblöcke (9) in die Durchgangsöffnungen (12) und Fixieren der Druckblöcke (9) mit Übermaß am Außenumfang des Lagergehäuses (2) gegenüber dem Einbauzustand des Radialgleitlagers (1 ) und der Kippsegmente (5) mittels einer Kalibriereinrichtung am Lagergehäuse (2) unter Einstellung des Nennmaßes des Lagers in H6 - Toleranz -Bearbeiten, insbesondere Rundschleifen des Außenumfanges bis auf den Außenumfang des Lagergehäuses (2).

9. Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Druckblock (9) mittels eines Sicherungselementes einer formschlüssigen Verdrehsicherung (15) gegenüber der Durchgangsöffnung (12) verspannt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass bei der Bearbeitung des Außenumfanges des Lagergehäuses (2) eine Ringnut (19) für ein Schmier- und Kühlsystem (25) in das Lagergehäuse (2) und/oder den Druckblock (9) eingearbeitet wird.