WO2019001959A1 - Kippsegmentlager und verfahren zum herstellen eines kippsegmentlagers - Google Patents

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WO2019001959A1
WO2019001959A1 PCT/EP2018/065620 EP2018065620W WO2019001959A1 WO 2019001959 A1 WO2019001959 A1 WO 2019001959A1 EP 2018065620 W EP2018065620 W EP 2018065620W WO 2019001959 A1 WO2019001959 A1 WO 2019001959A1
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WO
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tilting
connecting elements
shaft
longitudinal axis
pad bearing
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Application number
PCT/EP2018/065620
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Mayer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/03—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings
    • F16C17/035—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings the segments being integrally formed with, or rigidly fixed to, a support-element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/20—Application independent of particular apparatuses related to type of movement
    • F16C2300/22—High-speed rotation

Definitions

  • the invention relates to a tilting pad bearing and to a method for producing a tilting pad bearing according to the invention.
  • Tilting segment bearing has tilting segments, which are manufactured separately from an outer bearing body or outer ring and facing away from the shaft
  • the outer contour of the tilting segment is provided with a convex contour.
  • the tread facing the shaft has a contour such that the radial bearing gap resulting between the tread and the shaft changes in a direction extending in the circumferential direction of the tilting segment or
  • Kippsegmentlagers and a highly accurate positioning of two, the radial bearing of the shaft serving Kippsegmentlager required. Furthermore, from the prior art monolithic trained
  • Kippsegmentlager known in which the tilting segments are connected via web-like connections in one piece with the outer body or outer ring. Again, it is known to form a narrowing radial gap between the tread of the tilting segments and the shaft to be stored, the treads by grinding with a correspondingly changing distance to
  • Kippsegmentlagers Form the axis of rotation of the shaft.
  • the Kippsegmentlagers is the mentioned training of treads with their complex geometry relatively expensive or expensive.
  • the tilting pad bearing according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that it is a relatively simple manufacturability
  • Kippsegment larger the running surfaces for supporting a shaft to the
  • tilting segments with a single constant, and therefore relatively easy to manufacture or to be manufactured radius, and to allow it by a plastic deformation of the connecting elements between the tilting pads and the outer body or the outer ring that in a desired manner to the shaft in an Viewed circumferential direction of the tread forms radially narrowing gap, which allows the lubricant, in particular in the form of a gas cushion, accumulates or compacts between the tread and the shaft to be supported.
  • the Kippsegmente are each monolithically connected via a stegformige connection with the outer ring of the Kippsegmentlagers, the Kippsegmente on the side facing away from the outer ring each have a constant radius having tread, and wherein the running surfaces of the Kippsegmente a distance to the longitudinal axis of
  • Outer ring or to the axis of rotation of the shaft extending from a first in the circumferential direction of the tilting segment arranged end portion in the direction of the other end portion at least partially enlarged or reduced.
  • the Kippsegmente have a constant thickness (in the radial direction), wherein between the Kippsegmenten and an inner surface of the
  • Outer ring in the areas outside the web-shaped compounds are formed radially around the longitudinal axis of the outer ring circumferential gap, which increase or decrease continuously in the circumferential direction of the tilting segments. Furthermore, it is to compensate for tolerances or concentricity errors of the shaft, the advantage when the tilting segments and the web-shaped compounds are arranged elastically tiltable to the outer ring.
  • a further, particularly preferred embodiment of the invention provides that the smallest distance between the running surface and the longitudinal axis of the outer ring is adapted to the outer diameter of a shaft to be supported such that the tilting segments can be applied to the shaft in regions under elastic prestressing.
  • the web-shaped connection in applications in which the shaft to be supported is operated at least substantially in only one direction of rotation, it is advantageous for the web-shaped connection to be arranged eccentrically in the circumferential direction of the tilting segment.
  • the invention also encompasses a method for producing a tilting-pad bearing described so far, wherein the method according to the invention has at least the following steps: In a first step, an outer contour is formed on a blank about a longitudinal axis of the blank
  • Tilting segments by separating a formed between the recesses and the inner bore Kippsegmentrings. Finally, a plastic deformation of the web-shaped connections takes place so that the tilting segments are tilted around the web-shaped connections.
  • the plastic deformation of the web-shaped compounds by a heat input into the compounds and a reduction of thermal stresses in a state in which the Kippsegmente are tilted around the compounds means that the tilting segments are first tilted elastically or plastically around the web-shaped connections, whereby in the web-shaped connections
  • the heat treatment is preferably provided only in the region of the web-shaped connections.
  • the tilting of the tilting segments is carried out such that the smallest distance between the running surfaces of the tilting segments to the longitudinal axis of the outer ring is less than the radius of a shaft to be supported by the Kippsegmentlager.
  • Fig. 1 is a monolithic trained blank to form a
  • FIG. 2 shows the blank according to FIG. 1 in a second production step
  • FIG. 3 shows a detail of the blank according to FIG. 2 in an enlarged
  • Fig. 4 is an illustration of Kippsegmenten and their arrangement to a shaft to be stored and
  • Fig. 5 is a representation for explaining the training is tapered
  • FIG. 2 shows a monolithically formed tilting pad bearing 10, as it serves to support a shaft 1 which can be seen only in FIG. 4 and which has a diameter Di.
  • the shaft 1 rotates about a rotation axis 2, wherein the peripheral speed of the shaft 1 in the region of the bearing can be, for example, more than 100 m / s.
  • the tilting pad bearing 10 has an outer ring 1 1 with a particular circular outer contour 12. Radial within an encircling
  • Inner wall 13 of the outer ring 1 1 are exemplified three, at regular angular intervals about a longitudinal axis 14 of the outer ring 1 1 arranged circular segment-shaped tilting segments 15 to 17 are provided.
  • the longitudinal axis 14 of the outer ring 1 1 is aligned in the installed state of the shaft 1 with its axis of rotation. 2
  • the tilting segments 15 to 17, viewed in the circumferential direction, have a uniform thickness d and are in each case web-shaped
  • Connecting element 18 which is arranged on the outer circumference of the respective tilting segment 15 to 17, monolithically connected to the inner wall 13 of the outer ring 1 1. Between the individual tilting segments 15 to 17 1 1 radially extending column 19 are formed with respect to the longitudinal axis. Furthermore, purely by way of example, the connecting elements 18 are arranged off-center in relation to the circumferential direction of the tilting segments 15 to 17. On the
  • Fasteners 18 side facing away from the tilting segments 15 to 17 each have a tread 26 which is adapted to rotatably support the shaft 1, in particular using a gaseous, pressurized medium, preferably compressed air.
  • the outer contour 12 and an inner bore 27 are formed or produced on a blank 20, wherein the inner bore 28 having a radius R later receives the running surfaces 26 on the tilting elements 15 to 17 trains. It is provided that the radius R of the inner bore 27, for example, 20 ⁇ greater than the radius of the shaft to be stored. 1 Subsequently, to form a
  • Kippsegmentrings 21 three circularly about the longitudinal axis 14 encircling recesses 22 to 24, for example, by wire eroding generated, leaving portions that form the connecting elements 18.
  • Tilting segment ring 21 generates, so that the tilting segments 15 to 17 are formed from the tilting segment ring 21.
  • Fig. 3 is the tilting pad bearing 10 shown in FIG. 2
  • a radial gap 25 initially has a uniform width w. According to FIG. 4, it is for storage of the shaft 1 between the
  • Running surfaces 26 of the tilting segments 15 to 17 for optimizing a gas or compressed air cushion provided that the width w of the radial gap 25, viewed in the circumferential direction of the respective tilting segment 15 to 17, steadily reduced or enlarged.
  • Tilting segment 15 is shown by unilateral force applied in the radial direction with a force F such that the tilting segments 15 to 17 is tilted or pivoted about the respective connecting element 18 so that a circumferentially in the size-changing radial gap 25 corresponding to FIG 4 sets. In this state are in the
  • Connecting element 18 voltages present which cause a return springing of the respective connecting element 15 to 17 in the position shown in FIG. 3 with a reduction of the force F.
  • the radial gap 25 thus has a decreasing or increasing width w (as viewed in the circumferential direction) in a desired manner relative to the shaft 1.
  • Kippsegmente 15 to 17 with their treads 26 in a state in which the shaft 1 is not rotated, partially applied to the outer periphery of the shaft 1 and the width w of
  • Radial gap 25 in the installed state of the shaft 1 is zero.
  • a high pressure of the gas cushion in the radial gap 25 can be generated and the leakage losses via the radial gap 25 are reduced.
  • an auxiliary shaft 30 is used whose diameter D30 is up to

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kippsegmentlager (10), mit einem Außenring (11) und mehreren, innerhalb des Außenrings (11) in Umfangsrichtung um eine Längsachse (14) angeordneten Kippsegmenten (15 bis 17), wobei die Kippsegmente (15 bis 17) jeweils über ein vorzugsweise stegförmiges Verbindungselement (18) monolithisch mit dem Außenring (11) verbunden sind, wobei die Kippsegmente (15 bis 17) auf der dem Außenring (11) abgewandten Seite jeweils eine einen konstanten Radius (R) aufweisende Lauffläche (26) besitzen, und wobei die Laufflächen (26) der Kippsegmente (15 bis 17) einen Abstand zur Längsachse (14) aufweisen, der sich in Umfangsrichtung des Kippsegments (15 bis 17) zumindest bereichsweise vergrößert oder verkleinert.

Description

Beschreibung
Kippsegmentlager und Verfahren zum Herstellen eines Kippsegmentlagers
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Kippsegmentlager sowie ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Kippsegmentlagers.
Aus dem Turbomaschinenbau sind ölgeschierte Kippsegmentlager bekannt, die einen Betrieb von schnelllaufenden Rotoren ermöglichen. Ein derartiges
Kippsegmentlager weist Kippsegmente auf, die separat von einem äußeren Lagerkörper bzw. Außenring gefertigt werden und an der der Welle abgewandten
Seite eine Außenkontur aufweisen, die ein Verkippen bzw. Schwenken des Kippsegments an der Innenkontur des Außenrings ermöglicht. Dazu ist die Außenkontur des Kippsegments mit einer balligen Kontur versehen. Weiterhin weist die der Welle zugewandte Lauffläche eine derartige Kontur auf, dass sich der zwischen der Lauffläche und der Welle ergebende radiale Lagerspalt in einer in Umfangsrichtung des Kippsegments verlaufenden Richtung ändert bzw.
verengt. Dadurch wird in dem Spalt ein unter Druck stehender Schmiermittelfilm erzeugt, der eine reibungsarme Lagerung der Welle in den Kippsegmenten ermöglicht. Insbesondere bei schnelllaufenden Maschinen, bei denen die zu lagernde Welle beispielsweise im Lagerbereich eine Umfangsgeschwindigkeit mehr als 100 m/s aufweist, ist eine hochgenaue Fertigung des
Kippsegmentlagers sowie eine hochgenaue Positionierung zweier, der radialen Lagerung der Welle dienender Kippsegmentlager erforderlich. Weiterhin sind aus dem Stand der Technik monolithisch ausgebildete
Kippsegmentlager bekannt, bei denen die Kippsegmente über stegförmige Verbindungen einstückig mit dem Außenkörper bzw. Außenring verbunden sind. Auch hierbei ist es bekannt, zur Ausbildung eines sich verengenden Radialspalts zwischen der Lauffläche der Kippsegmente und der zu lagernden Welle die Laufflächen durch Schleifen mit einem entsprechend sich ändernden Abstand zur
Drehachse der Welle auszubilden. Bei dieser Ausführungsform des Kippsegmentlagers ist die angesprochene Ausbildung der Laufflächen mit ihrer komplexen Geometrie relativ aufwendig bzw. teuer.
Zuletzt ist es weiterhin bekannt, anstelle von Öl bzw. einem flüssigen
Schmiermedium unter Druck stehendes Gas bzw. Druckluft bei einem
Kippsegmentlager zu verwenden.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Kippsegmentlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es bei einer relativ einfachen Herstellbarkeit eine
hochgenaue Fertigung der Laufflächen der Kippsegmente und der Anordnung der Kippsegmente zum Außenkörper bzw. zum Außenring ermöglicht. Dadurch wird insbesondere ein vorteilhafter Einsatz in schnelllaufenden Maschinen ermöglicht, bei denen beispielsweise zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Kippsegmentlager mit geringen Toleranzen zueinander ausgerichtet angeordnet werden müssen. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, bei einem monolithisch ausgebildeten
Kippsegmentlager die Laufflächen zur Lagerung einer Welle an den
Kippsegmenten mit einem einzigen konstanten, und daher relativ einfach herzustellenden bzw. zu fertigenden Radius auszubilden, und es durch eine plastische Verformung der Verbindungselemente zwischen den Kippsegmenten und dem Außenkörper bzw. dem Außenring zu ermöglichen, dass sich in gewünschter Art und Weise zur Welle ein in Umfangsrichtung der Lauffläche betrachtet radial verengender Spalt ausbildet, der es ermöglicht, dass sich zwischen der Lauffläche und der zu lagernden Welle das Schmiermittel, insbesondere in Form eine Gaspolsters, ansammelt bzw. verdichtet.
Konkret schlägt es die Erfindung vor, dass die Kippsegmente jeweils über eine stegformige Verbindung monolithisch mit dem Außenring des Kippsegmentlagers verbunden sind, wobei die Kippsegmente auf der dem Außenring abgewandten Seite jeweils eine einen konstanten Radius aufweisende Lauffläche besitzen, und wobei die Laufflächen der Kippsegmente einen Abstand zur Längsachse des
Außenrings bzw. zur Drehachse der Welle aufweisen, der sich von einem ersten in Umfangsrichtung des Kippsegments angeordneten Endabschnitt in Richtung des anderen Endabschnitts zumindest bereichsweise vergrößert oder verkleinert.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kippsegmentlagers sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Kippsegmente, bei der diese in
Umfangsrichtung eine gleichmäßige Festigkeit bzw. Steifigkeit aufweisen, ist es vorgesehen, dass die Kippsegmente eine konstante Dicke (in radialer Richtung) aufweisen, wobei zwischen den Kippsegmenten und einer Innenfläche des
Außenrings in den Bereichen außerhalb der stegförmigen Verbindungen radial um die Längsachse des Außenrings umlaufende Spalte ausgebildet sind, die sich in Umfangsrichtung der Kippsegmente kontinuierlich vergrößern oder verkleinern. Weiterhin ist es zum Ausgleich von Toleranzen bzw. Rundlauffehlern der Welle der Vorteil, wenn die Kippsegmente und die stegförmigen Verbindungen elastisch kippbar zum Außenring angeordnet sind.
Eine weitere, besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der geringste Abstand der Lauffläche zur Längsachse des Außenrings derart an den Außendurchmesser einer zu lagernden Welle angepasst ist, dass die Kippsegmente bereichsweise unter elastischer Vorspannung an die Welle anlegbar sind. Dadurch wird ein besonders hoher Druck des Schmiermediums im Bereich des Spalts zwischen der Lauffläche und der Welle erzeugt bzw. der Verlust an Schmiermedium im Bereich der Lauffläche minimiert.
Insbesondere bei Anwendungen, bei denen die zu lagernde Welle zumindest im Wesentlichen in lediglich einer Drehrichtung betrieben wird, ist es von Vorteil, wenn die stegförmige Verbindung in Umfangsrichtung des Kippsegments betrachtet außermittig angeordnet ist.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines soweit beschriebenen Kippsegmentlagers, wobei das erfindungsgemäße Verfahren zumindest folgende Schritte aufweist: In einem ersten Schritt wird an einem Rohteil um eine Längsachse des Rohteils eine Außenkontur und eine
Innenbohrung ausgebildet. Anschließend erfolgt das Ausbilden mehrerer, um die Längsachse radial umlaufender Aussparungen in einem radialen Bereich zwischen der Außenkontur und einer Innenwand des Außenrings, wobei zwischen den Aussparungen die stegformigen Verbindungen ausgebildet werden bzw. stehen bleiben. Anschließend erfolgt das Ausbilden der einzelnen
Kippsegmente durch Auftrennen eines zwischen den Aussparungen und der Innenbohrung ausgebildeten Kippsegmentrings. Zuletzt erfolgt ein plastisches Deformieren der stegformigen Verbindungen, sodass die Kippsegmente um die stegformigen Verbindungen verkippt sind.
In bevorzugter Ausgestaltung des soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass das plastische Deformieren der stegformigen Verbindungen durch einen Wärmeeintrag in die Verbindungen und einem Abbau von Wärmespannungen erfolgt in einem Zustand, in dem die Kippsegmente um die Verbindungen verkippt sind. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die Kippsegmente zunächst um die stegformigen Verbindungen elastisch oder plastisch verkippt werden, wodurch in den stegformigen Verbindungen
Spannungen erzeugt werden, die die Kippsegmente in ihre ursprüngliche Stellung zurückfedern wollen. Um diese Spannungen abzubauen und die plastische Deformation bzw. die verkippte Anordnung der Kippsegmente zu ermöglichen, erfolgt anschließend die angesprochene Wärmbehandlung. Die Wärmebehandlung ist vorzugsweise ausschließlich in dem Bereich der stegformigen Verbindungen vorgesehen.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens ist es darüber hinaus vorgesehen, dass das Verkippen der Kippsegmente derart ausgeführt wird, dass der geringste Abstand der Laufflächen der Kippsegmente zu der Längsachse des Außenrings geringer ist als der Radius einer durch das Kippsegmentlager zu lagernden Welle.
Um ein rationelles bzw. geringe Herstellkosten erforderndes Herstellverfahren zu gewährleisten, ist es darüber hinaus von Vorteil, wenn das Ausbilden des Außenumfangs an dem Außenring und/oder der Innenbohrung und/oder der Nuten und/oder der Kippsegmente aus dem Innenring durch ein spanendes Arbeitsverfahren erfolgen/erfolgt, das zumindest Schleifen umfasst. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in:
Fig. 1 ein monolithisch ausgebildetes Rohteil zur Ausbildung eines
Kippsegmentlagers in einem ersten Fertigungsschritt,
Fig. 2 das Rohteil gemäß Fig. 1 in einem zweiten Fertigungsschritt,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Rohteil gemäß Fig. 2 in vergrößerter
Darstellung,
Fig. 4 eine Darstellung von Kippsegmenten und deren Anordnung zu einer zu lagernden Welle und
Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung der Ausbildung sich verjüngender
Spalte zwischen den Kippsegmenten und einer Hilfswelle während der Herstellung des Kippsegmentlagers.
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In der Fig. 2 ist ein monolithisch ausgebildetes Kippsegmentlager 10 dargestellt, wie es der Lagerung einer lediglich in der Fig. 4 erkennbaren Welle 1 dient, die einen Durchmesser Di aufweist. Die Welle 1 dreht sich um eine Drehachse 2, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Welle 1 im Bereich der Lagerung beispielsweise mehr als 100m/s betragen kann.
Das Kippsegmentlager 10 weist einen Außenring 1 1 mit einer insbesondere kreisförmigen Außenkontur 12 auf. Radial innerhalb einer umlaufenden
Innenwand 13 des Außenrings 1 1 sind beispielhaft drei, in gleichmäßigen Winkelabständen um eine Längsachse 14 des Außenrings 1 1 angeordnete kreissegmentförmige Kippsegmente 15 bis 17 vorgesehen. Die Längsachse 14 des Außenrings 1 1 fluchtet im Einbauzustand der Welle 1 mit deren Drehachse 2.
Die Kippsegmente 15 bis 17 weisen in Umfangsrichtung betrachtet eine gleichmäßige Dicke d auf und sind über jeweils ein stegförmiges
Verbindungselement 18, das am Außenumfang des jeweiligen Kippsegments 15 bis 17 angeordnet ist, mit der Innenwand 13 des Außenrings 1 1 monolithisch verbunden. Zwischen den einzelnen Kippsegmenten 15 bis 17 sind in Bezug zur Längsachse 1 1 radial verlaufende Spalte 19 ausgebildet. Weiterhin sind rein beispielhaft die Verbindungselemente 18 in Bezug auf die Umfangsrichtung der Kippsegmente 15 bis 17 außermittig angeordnet. Auf der den
Verbindungselementen 18 abgewandten Seite weisen die Kippsegmente 15 bis 17 jeweils eine Lauffläche 26 auf, die dazu ausgebildet ist, die Welle 1 drehbar zu lagern, insbesondere unter Verwendung eines gasförmigen, unter Druck stehendem Medium, vorzugsweise Druckluft.
Die Herstellung eines soweit beschriebenen Kippsegmentlagers 10 erfolgt gemäß der Fig. 1 zunächst dadurch, dass an einem Rohteil 20 die Außenkontur 12 und eine Innenbohrung 27 ausgebildet bzw. erzeugt werden, wobei die einen Radius R aufweisende Innenbohrung 28 später die Laufflächen 26 an den Kippelementen 15 bis 17 ausbildet. Dabei ist es vorgesehen, dass der Radius R der Innenbohrung 27 beispielsweise 20μηι größer ist als der Radius der zu lagernden Welle 1 . Anschließend werden zur Ausbildung eines
Kippsegmentrings 21 drei kreisförmig um die Längsachse 14 umlaufende Aussparungen 22 bis 24, beispielsweise durch Drahterodieren, erzeugt, wobei Abschnitte stehen bleiben, die die Verbindungselemente 18 ausbilden.
Anschließend werden entsprechend der Fig. 2 die Spalte 19 an dem
Kippsegmentring 21 erzeugt, sodass die Kippsegmente 15 bis 17 aus dem Kippsegmentring 21 ausgebildet werden.
In der Fig. 3 ist das in der Fig. 2 dargestellte Kippsegmentlager 10
ausschnittsweise vergrößert dargestellt. Insbesondere erkennt man, dass in diesem Zustand zwischen dem Kippsegment 15 und dem Außenring 1 1 ein Radialspalt 25 zunächst eine gleichmäßige Weite w aufweist. Entsprechend der Fig. 4 ist es zur Lagerung der Welle 1 zwischen den
Laufflächen 26 der Kippsegmente 15 bis 17 zur Optimierung eines Gas- bzw. Druckluftpolsters vorgesehen, dass sich die Weite w des Radialspalts 25, in Umfangsrichtung des jeweiligen Kippsegments 15 bis 17 betrachtet, stetig verkleinert oder vergrößert. Um dies zu ermöglichen, werden die einzelnen Kippsegmente 15 bis 17, wie dies beispielhaft anhand der Fig. 3 an dem
Kippsegment 15 dargestellt ist, durch einseitige Kraftbeaufschlagung in radialer Richtung mit einer Kraft F derart beaufschlagt, dass die Kippsegmente 15 bis 17 um das jeweilige Verbindungselement 18 gekippt bzw. geschwenkt wird, sodass sich ein sich in Umfangsrichtung in der Größe verändernder Radialspalt 25 entsprechend der Fig. 4 einstellt. In diesem Zustand sind in dem
Verbindungselement 18 Spannungen vorhanden, die bei einer Reduktion der Kraft F ein Zurückfedern des jeweiligen Verbindungselements 15 bis 17 in die in der Fig. 3 gezeigte Position bewirken.
Um diese Spannungen abzubauen bzw. eine bleibende plastische Deformation der Verbindungselemente 18 zu erzeugen, sodass sich die Weite w des
Radialspalts 25 entsprechend der Fig. 4 in gewünschter Art und Weise zur Welle 1 hin verändert, wird anschließend vorzugsweise lediglich der Bereich des jeweiligen Verbindungselements 18 einer Wärmebehandlung unterzogen, derart, dass die durch die Kraft F in dem Verbindungselement 18 erzeugten
Spannungen in dem Gefüge des Verbindungselements 18 abgebaut werden. Nach dem Ende der Wärmebehandlung und der Reduktion der Kraft F weist der Radialspalt 25 somit zur Welle 1 in gewünschter Art und Weise eine sich verringernde bzw. vergrößernde Weite w (je nach Umfangsrichtung betrachtet) auf.
Es kann auch wünschenswert sein, dass die Kippsegmente 15 bis 17 mit ihren Laufflächen 26 in einem Zustand, in der die Welle 1 nicht gedreht wird, bereichsweise am Außenumfang der Welle 1 anliegt bzw. die Weite w des
Radialspalts 25 im Einbauzustand der Welle 1 Null beträgt. Dadurch kann bei der Drehung der Welle 1 ein hoher Druck des Gaspolsters in dem Radialspalt 25 erzeugt werden und die Leckageverluste über den Radialspalt 25 werden verringert. Hierzu kann es entsprechend der Darstellung der Fig. 5 vorgesehen sein, dass eine Hilfswelle 30 verwendet wird, deren Durchmesser D30 um bis zu
200μηΊ kleiner ist als der Durchmesser di der Welle 1 , die im Einbauzustand des Kippsegmentlagers 10 gelagert werden soll. Auch hier wird durch
Kraftbeaufschlagung der Kippsegmente 15 bis 17 mit der Kraft F eine zunächst elastische Deformation der Verbindungselemente 18 (nicht dargestellt) erzeugt. In dem in der Fig. 5 dargestellten Zustand erfolgt, wie oben beschrieben, eine Wärmebehandlung der Verbindungselemente 18, um die Eigenspannungen in dem Gefüge der Verbindungselemente 18 abzubauen, sodass anschließend nach Reduktion der Kraft F die Kippsegmente 15 bis 17 weiterhin am
Außenumfang der Hilfswelle 30 anliegen. Dadurch wird bei Verwendung der Welle 1 zumindest bei Stillstand der Welle 1 eine bereichsweise Anlage der Laufflächen 26 am Außenumfang der Welle 1 sichergestellt.
Das soweit beschriebene Kippsegmentlager 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims

Ansprüche 1 . Kippsegmentlager (10), mit einem Außenring (1 1 ) und mehreren, innerhalb des Außenrings (1 1 ) in Umfangsrichtung um eine Längsachse (14) angeordneten Kippsegmenten (15 bis 17), wobei die Kippsegmente (15 bis 17) jeweils über ein vorzugsweise stegförmiges Verbindungselement (18) monolithisch mit dem Außenring (1 1 ) verbunden sind, wobei die
Kippsegmente (15 bis 17) auf der dem Außenring (1 1 ) abgewandten Seite jeweils eine einen konstanten Radius (R) aufweisende Lauffläche (26) besitzen, und wobei die Laufflächen (26) der Kippsegmente (15 bis 17) einen Abstand zur Längsachse (14) aufweisen, der sich in Umfangsrichtung des Kippsegments (15 bis 17) zumindest bereichsweise, variiert, insbesondere sich bereichsweise vergrößert oder verkleinert.
2. Kippsegmentlager nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kippsegmente (15 bis 17) eine konstante Dicke (d) aufweisen, wobei zwischen den Kippsegmenten (15 bis 17) und einer Innenwand (13) des Außenrings (1 1 ) in den Bereichen außerhalb der Verbindungselemente (18) ein Radialspalt (25) ausgebildet ist, dessen Weite (w) sich in
Umfangsrichtung um die Längsachse (14) variiert, insbesondere sich vergrößert oder verkleinert.
3. Kippsegmentlager nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kippsegmente (15 bis 17) um die Verbindungselemente (18) elastisch kippbar angeordnet sind.
4. Kippsegmentlager nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand der Laufflächen (26) zur Längsachse (14) derart an den Außendurchmesser einer zu lagernden Welle (1 ) angepasst ist, dass die Kippsegmente (15 bis 17) unter elastischer Vorspannung bereichsweise an der Welle (1 ) anliegen.
5. Kippsegmentlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindungselemente (18) in Umfangsrichtung der Kippsegmente (15 bis 17) betrachtet außermittig angeordnet sind.
Verfahren zum Herstellen eines Kippsegmentlagers (10), das nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist, umfassend zumindest folgende Schritte:
- Ausbilden einer Außenkontur (12) und einer Innenbohrung (27) um eine Längsachse (14) eines Rohteils (20)
- Ausbilden mehrerer um die Längsachse (14) radial umlaufender
Aussparungen (22) in einem radialen Bereich zwischen der Außenkontur (12) und der Innenbohrung (27), wobei zwischen den Aussparungen (22) die stegförmigen Verbindungselemente (18) ausgebildet werden
- Ausbilden der Kippsegmentelemente (15 bis 17) durch radiales Auftrennen eines Kippsegmentrings (21 )
- plastisches Deformieren der Verbindungselemente (15 bis 17), so dass die Kippsegmente (15 bis 17) um die Verbindungselemente (18) verkippt sind
Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das plastische Deformieren der Verbindungselemente (18) durch kippen und/oder eine Wärmebehandlung der Verbindungselemente (18) und Abbau von Wärmespannungen erfolgt in einem Zustand, in dem die Kippsegmente (15 bis 17) um die Verbindungselemente (18) elastisch verkippt sind. 8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wärmebehandlung ausschließlich im Bereich der
Verbindungselemente (18) erfolgt. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verkippen der Kippsegmente (15 bis 17) derart ausgeführt wird, dass der Abstand der Laufflächen (26) zu der Längsachse (14)
bereichsweise geringer ist als der Außendurchmesser (Di) einer durch das Kippsegmentlager (10) zu lagernden Welle (1 ).
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das plastische Deformieren der Kippsegmente (15 bis 17) unter Verwendung einer Hilfswelle (30) erfolgt, deren Außendurchmesser (D30) geringer ist als der Außendurchmesser (Di) der durch das Kippsegmentlager (10) zu lagernden Welle (1 ).
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