WO2019228802A1 - Folienlager - Google Patents

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WO2019228802A1
WO2019228802A1 PCT/EP2019/062444 EP2019062444W WO2019228802A1 WO 2019228802 A1 WO2019228802 A1 WO 2019228802A1 EP 2019062444 W EP2019062444 W EP 2019062444W WO 2019228802 A1 WO2019228802 A1 WO 2019228802A1
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WO
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film
bearing
foil
bearing sleeve
sleeve
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/062444
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Wessner
Martin Katz
Felix WIEDMANN
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical 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
    • F16C43/00—Assembling bearings
    • F16C43/02—Assembling sliding-contact bearings
    • 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
    • F16C17/024—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. radial foil bearings
    • 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
    • F16C2220/00—Shaping
    • F16C2220/80—Shaping by separating parts, e.g. by severing, cracking
    • 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
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/02—Sliding-contact bearings

Definitions

  • the invention relates to a foil bearing with at least one foil, which is arranged within a bearing sleeve.
  • the invention further relates to a
  • a radial bearing with hydrodynamic fluid film and resilient films which includes: a housing of an insert sleeve defining an opening, a spring foil member , which is arranged inside the opening of the housing of the insert sleeve, a fluid foil member, which in the interior of the
  • Spring foil member is arranged, wherein the spring foil member and the
  • Fluid film member are adapted to the shape of the opening, a rotor which is positioned in the interior of the fluid foil member of the spring foil member and the opening of the housing of the insert sleeve so that it can rotate, wherein the rotation of the rotor generates forces in the fluid film, which the position of the Carry and control rotor inside the opening, wherein the opening, which is defined by the housing of the insert sleeve has a non-circular, inner contour to form alternately converging and diverging fluid wedge channels between the fluid film member and the rotor, wherein the opening of the insert sleeve Has contours to have a plurality of converging ramps and diverging teeth, which force the spring foil member and the fluid foil member to form the same alternating converging and diverging fluid wedge channels between the fluid foil member and the rotor, wherein the opening of the housing of the insert sleeve close Has foil attachment slots where shaped bends in the
  • a yielding film fluid film radial bearing comprising: a sleeve having an inner bore, the plurality of axially extending holder, which are equidistant and protrude into the inner bore and include a plurality of protrusions between adjacent retainers; a plurality of compliant foils, each disposed in the inner bore of the sleeve between respective adjacent retainers, and a plurality of foil support springs each disposed beneath a respective compliant foil between the adjacent retainers, the retainers being generally T-shaped, the inner bore is cylindrical and the individual
  • the object of the invention is to simplify the production, in particular assembly, of a foil bearing with at least one foil, which is arranged within a bearing sleeve.
  • the object is achieved in a film bearing with at least one film which is arranged within a bearing sleeve, characterized in that the bearing sleeve radially inwardly has an axial groove, engage in the two diligentsendabroughe the film.
  • the foil bearing is designed as a radial bearing and is also referred to as aerodynamic sliding bearing.
  • a gaseous fluid in particular air, is used. Therefore, the foil bearing or aerodynamic sliding bearing is also referred to as air bearings.
  • the bearing sleeve of the film bearing has substantially the shape of a straight, hollow circular cylinder or ring body. Therefore, the bearing sleeve can also be referred to as a bearing ring.
  • the film is advantageously fixed in the radial direction in the axial sleeve.
  • a preferred embodiment of the film bearing is characterized
  • a further preferred embodiment of the foil bearing is characterized in that the axial groove has a trapezoidal groove cross-section which widens radially inwards.
  • the inclination of the opposite groove flanks of the axial groove is advantageously chosen so that the
  • Another preferred embodiment of the foil bearing is characterized in that the peripheral end portions of the foil are positively connected to each other.
  • the positive connection is advantageously designed so that the peripheral end portions of the film are fixed in the installed state in the axial direction relative to each other.
  • the term axial refers to a
  • Rotary axis of the foil bearing means in the direction or parallel to the axis of rotation of the film bearing.
  • Analog means radially transversely to the axis of rotation of the film bearing.
  • Another preferred exemplary embodiment of the foil bearing is characterized in that one of the peripheral end sections has a plug-in tab which engages in a plug-in recess on the other circumferential end section.
  • a further preferred embodiment of the foil bearing is characterized in that the insertion tab and the plug recess have the shape of a rectangle.
  • the plug-in tab and the plug-in recess can be produced in a simple manner, for example by punching, in the film.
  • a further preferred embodiment of the foil bearing is characterized in that the insertion tab and the plug recess have the shape of a trapezoid. The shape of the trapezoids are advantageously oriented in opposite directions. This means that one becomes shorter towards the end
  • Plug-in tab is combined with a shortening towards the end plug-in recess, and vice versa.
  • a further preferred exemplary embodiment of the foil bearing is characterized in that the foil bearing comprises a top foil and a bottom foil, which is arranged between the top foil and the bearing sleeve.
  • the top film is also called top foil. Within the top film is one with the
  • the lower film is also referred to as a beam or bump film.
  • the lower film is advantageous with a
  • the spring device is advantageously integrated in the lower film, for example in the form of a plurality of spring tabs.
  • the invention further relates to a film for a previously described foil bearing.
  • the foil can be traded separately.
  • Bearing sleeve is held, inserted into the bearing sleeve and positioned in the axial direction, before the mounting aid is removed from the bearing sleeve with the positioned film.
  • the assembly of the film, in particular of two films, in the film storage is considerably simplified.
  • the invention also relates, if appropriate, to an auxiliary assembly device for mounting at least one film in a previously described film bearing according to a previously described method.
  • the assembly aid can be traded separately.
  • Figure 1 is a perspective view of a bearing sleeve of a foil bearing with two films, which are arranged within the bearing sleeve;
  • Figure 2 shows the film bearing of Figure 1 in front view, wherein the two films are shown only with their mutually facing medicinallyendabroughen which engage in an axial groove of the bearing sleeve;
  • FIG. 3 shows one of the foils of the foil bearing from FIGS. 1 and 2 in FIG.
  • Figure 4 is a simplified representation of the foil bearing of Figures 1 and 2 when mounting the two films by means of a mounting auxiliary device;
  • Figure 5 is a similar view as in Figure 1, wherein a bearing sleeve of the foil bearing comprises two separate and reassembled body part;
  • Figure 6 shows the film bearing of Figure 5 in a front view, wherein only the two mutually facing managersendabbalde the films are shown.
  • Figures 1 and 2 is a film bearing 1 with a bearing sleeve 2 in
  • the bearing sleeve 2 is also referred to as a bearing ring and has substantially the shape of a straight, hollow
  • Foil bearing 1 arranged.
  • the film 3 is also referred to as a beam, bump or lower film and is disposed between the bearing sleeve 2 and the film 4, which is also referred to as a top film or top film.
  • the bearing sleeve 2 has radially inward and in the figures 1 and 2 below an axial groove 5, which represents a geometry for fixing the foils 3, 4 in the bearing sleeve 2.
  • the upper film 4 is limited in the bearing sleeve 2 of the film bearing 1 an interior space 6, which serves for the rotatable mounting of a (not shown in Figures 1 and 2) shaft.
  • the wave belongs to one (also not
  • the turbomachine is part of an air supply unit in a fuel cell system, for example.
  • a fuel cell system for example.
  • the fuel cell system is the
  • Turbomachine for example, designed as a compressor.
  • the compressor comprises a compressor wheel, which is an advantageous part of the rotor.
  • the axial groove 5 has a trapezoidal cross-section with a base 10, emanating from the two groove flanks 8, 9. A groove width or groove width of the axial groove 5 expands radially inwardly due to the trapezoidal cross section of the axial groove 5. Other than shown, the axial groove 5 may also have a rectangular cross section or a trapezoidal cross section which narrows radially inwardly.
  • the lower film 3 has two mutually facing decisionsendabitese 11, 17.
  • the upper film 4 has two mutually facing decisionsendabroughe 12, 18.
  • the peripheral end portions 11 and 12 of the films 3, 4 are as
  • the axial groove 5 is relatively simple and inexpensive, for example by a
  • the lower film 3 is equipped with a spring device 20.
  • the Spring device 20 includes, for example, a plurality of spring tabs which protrude from the lower film 3 and serve to generate a spring biasing force in the film bearing 1.
  • the structure and function of the spring device 20 is known per se.
  • FIG. 3 shows the plug-in tab 13 on the circumferential end section 11 and the plug-in recess 15 on the circumferential end section 17 in plan view.
  • the plug-in tab 14 and the plug-in recess 16 of the upper film 4 are advantageously designed in the same way as the plug-in tab 13 and the plug-in recess 15 of the lower film 3.
  • the insertion tab 13 and the plug recess 15 may have the shape of rectangles.
  • Assembly aid 25 can be mounted in the bearing sleeve 2.
  • the mounting auxiliary device 25 comprises an inner holding body 26 and an outer holding body 27.
  • the inner holding body 26 has the shape of a straight, for example
  • the outer holder body 27 advantageously has the shape of a straight circular cylinder jacket with an axially extending slot.
  • Assembly auxiliary device 25 has in the circumferential direction advantageously a slightly larger dimension than the axial groove 5.
  • the two holding body 26, 27 of the Mounting aid 25 are connected to each other, for example by radial webs at one end of the mounting auxiliary device 25.
  • the outer diameter of the outer holding body 27 is smaller than that
  • Peripheral end portions 11, 12 and 17, 18 of the foils 3, 4 are arranged through the slit in the mounting auxiliary device 25 in the axial groove 5, as shown in FIG.
  • the foil bearing 1 can also comprise a bearing sleeve 2, which comprises two separate and reassembled partial bodies 31, 32.
  • the two-part bearing sleeve 2 can be made, for example, by cracking or fracture cutting.
  • FIGS. 5 and 6 two dividing lines 33, 34 are indicated, along which the bearing sleeve 2 is separated during cracking or fracture separation.
  • FIGS. 5 and 6 two dividing lines 33, 34 are indicated, along which the bearing sleeve 2 is separated during cracking or fracture separation.
  • notches 35, 36, 37 are advantageously introduced into the bearing sleeve 2.
  • the notches 35 to 37 can, as indicated by lines 61, 62 in FIGS. 5 and 6, be advantageously positioned in the region of the geometry 5 or axial groove 5 for fixing the foils 3, 4. This provides the advantage that the axial groove 5 for displaying the geometry for fixing the foils 3, 4 can be made even easier because
  • the bearing sleeve 2 When applying the breaking force 41 to 45 and 51 to 55, the bearing sleeve 2 divides along the breaking lines 33, 34 in the two part body 31, 32. Then, the axial groove 5 for fixing the foils 3, 4 are introduced into the body part 32. This can be done easily and inexpensively by a cutting process, because by the division of the bearing sleeve 2 in the two part body 31, 32, the surfaces for machining to display the axial groove 5 are easily accessible.

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Abstract

Folienlager (1) mit mindestens einer Folie (3, 4), die innerhalb einer Lagerhülse (2) angeordnet ist. Um die Herstellung, insbesondere Montage, des Folienlagers (1) zu vereinfachen, weist die Lagerhülse (2) radial innen eine Axialnut (5) auf, in die zwei Umfangsendabschnitte (11, 17; 12,18) der Folie (3, 4) eingreifen.

Description

Beschreibung
Titel
Folienlager
Die Erfindung betrifft ein Folienlager mit mindestens einer Folie, die innerhalb einer Lagerhülse angeordnet ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein
Verfahren zum Montieren mindestens einer Folie in einem derartigen Folienlager.
Stand der Technik
Aus dem amerikanischen Patent US 5,427,455 und der verwandten deutschen Übersetzung DE 695 22 683 T2 der europäischen Patentschrift EP 0 756 672 Bl ist ein Radiallager mit hydrodynamischem Fluidfilm und nachgiebigen Folien bekannt, welches enthält: ein Gehäuse einer Einsatzbuchse, das eine Öffnung begrenzt, ein Federfolienglied, das im Innern der Öffnung des Gehäuses der Einsatzbuchse angeordnet ist, ein Fluidfolienglied, das im Innern des
Federfolienglieds angeordnet ist, wobei das Federfolienglied und das
Fluidfolienglied an die Form der Öffnung angepasst sind, ein Rotor, der im Innern des Fluidfolienglieds des Federfolienglieds und der Öffnung des Gehäuses der Einsatzbuchse so positioniert ist, dass er rotieren kann, wobei die Rotation des Rotors Kräfte in dem Fluidfilm erzeugt, welche die Position des Rotors im Innern der Öffnung tragen und kontrollieren, wobei die Öffnung, die durch das Gehäuse der Einsatzbuchse definiert wird, eine nicht kreisförmige, innere Kontur besitzt, um alternierend konvergierende und divergierende Fluidkeilkanäle zwischen dem Fluidfolienglied und dem Rotor zu bilden, wobei die Öffnung der Einsatzbuchse Konturen aufweist, um eine Vielzahl von konvergierenden Rampen und divergierenden Verzahnungen aufzuweisen, welche das Federfolienglied und das Fluidfolienglied dazu zwingen, gleiche alternierend konvergierende und divergierende Fluidkeilkanäle zwischen dem Fluidfolienglied und dem Rotor zu bilden, wobei die Öffnung des Gehäuses der Einsatzbuchse enge Folienbefestigungsschlitze besitzt, wo geformte Biegungen in dem
Federfolienglied und dem Fluidfolienglied es den Foliengliedern erlauben, in die Folienbefestigungsschlitze hinein gepasst zu werden und gegen Rotation und Extraktion befestigt zu sein. Aus dem amerikanischen Patent US 5,915,841 und der deutschen Übersetzung DE 698 32 579 T2 der europäischen Patentschrift EP 0 927 831 Bl ist ein nachgiebiges Folien-Fluidfilm-Radiallager bekannt, umfassend: eine Hülse, die eine innere Bohrung aufweist, die mehrere axial verlaufende Halter, die den gleichen Abstand aufweisen und in die innere Bohrung hervorstehen, und mehrere Ausbuchtungen zwischen benachbarten Haltern umfasst; mehrere nachgiebige Folien, die jeweils in der inneren Bohrung der Hülse zwischen jeweils benachbarten Haltern angeordnet sind, und mehrere Folienstützfedern, die jeweils unter einer jeweiligen nachgiebigen Folie zwischen den benachbarten Haltern angeordnet sind, wobei die Halter im Allgemeinen T- Förmig sind, die innere Bohrung zylindrisch ist und die einzelnen
Folienstützfedern unter den einzelnen nachgiebigen Folien einen
zusammenlaufenden Keil zwischen den benachbarten, im Allgemeinen T- förmigen Haltern bilden.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung, insbesondere Montage, eines Folienlagers mit mindestens einer Folie, die innerhalb einer Lagerhülse angeordnet ist, zu vereinfachen.
Die Aufgabe ist bei einem Folienlager mit mindestens einer Folie, die innerhalb einer Lagerhülse angeordnet ist, dadurch gelöst, dass die Lagerhülse radial innen eine Axialnut aufweist, in die zwei Umfangsendabschnitte der Folie eingreifen. Das Folienlager ist als Radiallager ausgeführt und wird auch als aerodynamisches Gleitlager bezeichnet. Zur Schmierung des aerodynamischen Gleitlagers wird ein gasförmiges Fluid, insbesondere Luft, verwendet. Daher wird das Folienlager oder aerodynamische Gleitlager auch als Luftlager bezeichnet. Die Lagerhülse des Folienlagers hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden, hohlen Kreiszylinders oder Ringkörpers. Daher kann die Lagerhülse auch als Lagerring bezeichnet werden. Durch die Axialnut wird die Folie vorteilhaft in radialer Richtung in der Axialhülse fixiert. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Folienlagers ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Axialnut einander in Umfangsrichtung
gegenüberliegende Nutflanken aufweist, an der sich die zwei
Umfangsendabschnitte der Folie abstützen. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine stabile Abstützung der Folie in der Lagerhülse ermöglicht. Darüber hinaus wird die Montage der Folie in die Lagerhülse vereinfacht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Folienlagers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Axialnut einen trapezförmigen Nutquerschnitt aufweist, der sich radial nach innen erweitert. Die Schrägstellung der gegenüberliegenden Nutflanken der Axialnut ist vorteilhaft so gewählt, dass die
Umfangsendabschnitte der Folie im montierten Zustand nicht aus der Axialnut herausrutschen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Folienlagers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsendabschnitte der Folie formschlüssig miteinander verbunden sind. Der Formschluss ist vorteilhaft so ausgeführt, dass die Umfangsendabschnitte der Folie im eingebauten Zustand in axialer Richtung relativ zueinander fixiert werden. Der Begriff axial bezieht sich auf eine
Drehachse des Folienlagers. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Drehachse des Folienlagers. Analog bedeutet radial quer zur Drehachse des Folienlagers.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Folienlagers ist dadurch gekennzeichnet, dass einer der Umfangsendabschnitte eine Stecklasche aufweist, die in eine Steckausnehmung an dem anderen Umfangsendabschnitt eingreift. Dadurch wird zum einen die axiale Fixierung der Umfangsendabschnitte in der Axialnut ermöglicht. Darüber hinaus wird die Montage der Folie mit den zusammengesteckten Umfangsendabschnitten erheblich vereinfacht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Folienlagers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stecklasche und die Steckausnehmung die Gestalt eines Rechtecks aufweisen. Die Stecklasche und die Steckausnehmung können auf einfache Art und Weise, zum Beispiel durch Stanzen, in der Folie erzeugt werden. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Folienlagers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stecklasche und die Steckausnehmung die Gestalt eines Trapezes aufweisen. Die Gestalt der Trapeze sind vorteilhaft gegensinnig ausgerichtet. Das bedeutet, dass eine zum Ende hin kürzer werdende
Stecklasche mit einer zum Ende hin kürzer werdenden Steckausnehmung kombiniert ist, und umgekehrt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Folienlagers ist dadurch gekennzeichnet, dass das Folienlager eine Oberfolie und eine Unterfolie umfasst, die zwischen der Oberfolie und der Lagerhülse angeordnet ist. Die Oberfolie wird auch als Top-Foil bezeichnet. Innerhalb der Oberfolie ist eine mit dem
Folienlager zu lagernde Welle angeordnet. Die Unterfolie wird auch als Beam- oder Bump- Folie bezeichnet. Die Unterfolie ist vorteilhaft mit einer
Federvorrichtung kombiniert. Die Federvorrichtung ist vorteilhaft in die Unterfolie integriert, zum Beispiel in Form einer Vielzahl von Federlaschen.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Folie für ein vorab beschriebenes Folienlager. Die Folie ist separat handelbar.
Bei einem Verfahren zum Montieren mindestens einer Folie in einem vorab beschriebenen Folienlager ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Folie mit einer Montagehilfsvorrichtung, die einen Außendurchmesser hat, der kleiner als ein Innendurchmesser der
Lagerhülse ist, gehalten, in die Lagerhülse eingeführt und in axialer Richtung positioniert wird, bevor die Montagehilfsvorrichtung aus der Lagerhülse mit der positionierten Folie entfernt wird. Dadurch wird die Montage der Folie, insbesondere von zwei Folien, in dem Folienlager erheblich vereinfacht.
Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch eine Montagehilfsvorrichtung zum Montieren mindestens einer Folie in einem vorab beschriebenen Folienlager gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren. Die Montagehilfsvorrichtung ist separat handelbar. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer Lagerhülse eines Folienlagers mit zwei Folien, die innerhalb der Lagerhülse angeordnet sind;
Figur 2 das Folienlager aus Figur 1 in der Vorderansicht, wobei die beiden Folien nur mit ihren einander zugewandten Umfangsendabschnitten dargestellt sind, die in eine Axialnut der Lagerhülse eingreifen;
Figur 3 eine der Folien des Folienlagers aus den Figuren 1 und 2 in der
Draufsicht;
Figur 4 eine vereinfachte Darstellung des Folienlagers aus den Figuren 1 und 2 beim Montieren der beiden Folien mit Hilfe einer Montagehilfsvorrichtung;
Figur 5 eine ähnliche Darstellung wie in Figur 1, wobei eine Lagerhülse des Folienlagers zwei getrennte und wieder zusammengefügte Teilkörper umfasst; und
Figur 6 das Folienlager aus Figur 5 in einer Vorderansicht, wobei nur die beiden einander zugewandten Umfangsendabschnitte der Folien dargestellt sind.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den Figuren 1 und 2 ist ein Folienlager 1 mit einer Lagerhülse 2 in
verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Lagerhülse 2 wird auch als Lagerring bezeichnet und hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden, hohlen
Kreiszylinders. Im Inneren der Lagerhülse 2 sind zwei Folien 3, 4 des
Folienlagers 1 angeordnet. Die Folie 3 wird auch als Beam, Bump oder Unterfolie bezeichnet und ist zwischen der Lagerhülse 2 und der Folie 4 angeordnet, die auch als Topfolie oder Oberfolie bezeichnet wird. Die Lagerhülse 2 weist radial innen und in den Figuren 1 und 2 unten eine Axialnut 5 auf, die eine Geometrie zur Fixierung der Folien 3, 4 in der Lagerhülse 2 darstellt.
Die Oberfolie 4 begrenzt in der Lagerhülse 2 des Folienlagers 1 einen Innenraum 6, der zur drehbaren Lagerung einer (in den Figuren 1 und 2 nicht dargestellten) Welle dient. Die Welle gehört zum Beispiel zu einem (ebenfalls nicht
dargestellten) Rotor einer Strömungsmaschine.
Die Strömungsmaschine ist zum Beispiel Teil einer Luftversorgungseinheit in einem Brennstoffzellensystem. In dem Brennstoffzellensystem ist die
Strömungsmaschine zum Beispiel als Verdichter ausgeführt. Der Verdichter umfasst ein Verdichterrad, das vorteilhafter Bestandteil des Rotors ist.
Die Axialnut 5 hat einen trapezförmigen Querschnitt mit einer Basis 10, von der zwei Nutflanken 8, 9 ausgehen. Eine Nutweite oder Nutbreite der Axialnut 5 erweitert sich aufgrund des trapezförmigen Querschnitts der Axialnut 5 radial nach innen. Anders als dargestellt, kann die Axialnut 5 auch einen rechteckigen Querschnitt oder einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, der sich radial nach innen verengt.
Die Unterfolie 3 weist zwei einander zugewandte Umfangsendabschnitte 11, 17 auf. Die Oberfolie 4 weist zwei einander zugewandte Umfangsendabschnitte 12, 18 auf. Die Umfangsendabschnitte 11 und 12 der Folien 3, 4 sind als
Stecklaschen 13, 14 ausgeführt und an der Nutflanke 8 der Axialnut 5 abgestützt. Die Umfangsendabschnitte 17, 18 der Folien 3, 4 sind als Steckausnehmungen 15, 16 ausgeführt und an der Nutflanke 9 der Axialnut 5 abgestützt.
Durch die Axialnut 5 werden die beiden Folien 3, 4 in radialer Richtung fixiert. Die Axialnut 5 ist relativ einfach und kostengünstig, zum Beispiel durch einen
Räumprozess, herstellbar.
In Figur 3 ist eine der beiden Folien 3, 4, hier die Unterfolie 3, in der Draufsicht dargestellt. Die Unterfolie 3 ist mit einer Federeinrichtung 20 ausgestattet. Die Federeinrichtung 20 umfasst zum Beispiel eine Vielzahl von Federlaschen, die von der Unterfolie 3 abstehen und zum Erzeugen einer Federvorspannkraft in dem Folienlager 1 dienen. Der Aufbau und die Funktion der Federeinrichtung 20 ist an sich bekannt.
In Figur 3 sieht man die Stecklasche 13 an dem Umfangsendabschnitt 11 und die Steckausnehmung 15 an dem Umfangsendabschnitt 17 in der Draufsicht. Die Stecklasche 14 und die Steckausnehmung 16 der Oberfolie 4 sind vorteilhaft genauso wie die Stecklasche 13 und die Steckausnehmung 15 der Unterfolie 3 ausgeführt.
Die Stecklasche 13 und die Steckausnehmung 15 können die Gestalt von Rechtecken aufweisen.
In Figur 3 ist durch gestrichelte Linien und durch punktierte Linien angedeutet, dass die Stecklasche 13 und die Steckausnehmung 15 auch trapezförmig gestaltet sein können. Durch die gestrichelten Linien ist angedeutet, dass die Stecklasche 13 und die Steckausnehmung 15 zum Ende hin enger wird. Durch punktierte Linien ist in Figur 3 angedeutet, dass die Stecklasche 13 und die Steckausnehmung 15 auch zum Ende hin weiter werden können.
In Figur 4 ist vereinfacht dargestellt, wie die beiden Folien 3, 4, die vorteilhaft an ihren Umfangsendabschnitten zusammengesteckt sind, mit Hilfe einer
Montagehilfsvorrichtung 25 in der Lagerhülse 2 montiert werden können. Die Montagehilfsvorrichtung 25 umfasst einen inneren Haltekörper 26 und einen äußeren Haltekörper 27.
Der innere Haltekörper 26 hat zum Beispiel die Gestalt eines geraden
Kreiszylinders oder eines geraden Kreiszylindermantels. Der äußere Haltekörper 27 hat vorteilhaft die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels mit einem axial verlaufenden Schlitz.
Der axial verlaufende Schlitz an dem äußeren Haltekörper 27 der
Montagehilfsvorrichtung 25 hat in Umfangsrichtung vorteilhaft eine etwas größere Abmessung als die Axialnut 5. Die beiden Haltekörper 26, 27 der Montagehilfsvorrichtung 25 sind, zum Beispiel durch radiale Stege an einem Ende der Montagehilfsvorrichtung 25 miteinander verbunden.
Der Außendurchmesser des äußeren Haltekörpers 27 ist kleiner als der
Innendurchmesser der Lagerhülse 2, so dass sich die Montagehilfsvorrichtung 25 mit den darin angeordneten und zusammengesteckten Folien 3, 4 leicht in die Lagerhülse 2 einführen lässt. Wenn die korrekte axiale Position erreicht ist, wird die Montagehilfsvorrichtung 25 durch Herausziehen entfernt. Die
Umfangsendabschnitte 11, 12 und 17, 18 der Folien 3, 4 werden durch den Schlitz in der Montagehilfsvorrichtung 25 in der Axialnut 5 angeordnet, wie es in Figur 2 gezeigt ist.
In den Figuren 5 und 6 ist gezeigt, dass das Folienlager 1 auch eine Lagerhülse 2 umfassen kann, die zwei getrennte und wieder zusammengefügte Teilkörper 31, 32 umfasst. Die zweiteilige Lagerhülse 2 kann zum Beispiel durch Cracken oder Bruchtrennen hergestellt werden.
In den Figuren 5 und 6 sind zwei Trennlinien 33, 34 angedeutet, entlang derer die Lagerhülse 2 beim Cracken oder Bruchtrennen getrennt wird. Beim Cracken oder Bruchtrennen werden in axialer Richtung Bruchkräfte auf die Lagerhülse 2 aufgebracht, die in Figur 5 durch Pfeile 41 bis 45 und 51 bis 55 angedeutet sind.
Zur Vereinfachung des Crackens oder Bruchtrennens sind vorteilhaft gezielt Kerben 35, 36, 37 in die Lagerhülse 2 eingebracht. Die Kerben 35 bis 37 können, wie durch Striche 61, 62 in den Figuren 5 und 6 angedeutet ist, vorteilhaft im Bereich der Geometrie 5 oder Axialnut 5 zur Fixierung der Folien 3, 4 positioniert sein. Das liefert den Vorteil, dass die Axialnut 5 zur Darstellung der Geometrie zur Fixierung der Folien 3, 4 noch einfacher gefertigt werden kann, da
unterschiedlichste Werkzeuge zur spanenden Bearbeitung zum Einsatz kommen können.
Beim Aufbringen der Bruchkraft 41 bis 45 und 51 bis 55 teilt sich die Lagerhülse 2 entlang der Bruchlinien 33, 34 in die zwei Teilkörper 31, 32. Dann kann die Axialnut 5 zur Fixierung der Folien 3, 4 in den Teilkörper 32 eingebracht werden. Dies kann einfach und kostengünstig durch einen Zerspanungsprozess erfolgen, da durch die Teilung der Lagerhülse 2 in die beiden Teilkörper 31, 32 die Flächen für die Zerspanung zur Darstellung der Axialnut 5 gut zugänglich sind.

Claims

Ansprüche
1. Folienlager (1) mit mindestens einer Folie (3,4), die innerhalb einer
Lagerhülse (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lagerhülse (2) radial innen eine Axialnut (5) aufweist, in die zwei
Umfangsendabschnitte (11,17;12,18) der Folie (3,4) eingreifen.
2. Folienlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialnut (5) einander in Umfangsrichtung gegenüberliegende Nutflanken (8,9) aufweist, an der sich die zwei Umfangsendabschnitte (11,17;12,18) der Folie (3,4) abstützen.
3. Folienlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Axialnut (5) einen trapezförmigen Nutquerschnitt aufweist, der sich radial nach innen erweitert.
4. Folienlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Umfangsendabschnitte (11,17;12,18) der Folie (3,4) formschlüssig miteinander verbunden sind.
5. Folienlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass einer der Umfangsendabschnitte (11,12) eine
Stecklasche (13,14) aufweist, die in eine Steckausnehmung (15,16) an dem anderen Umfangsendabschnitt (17,18) eingreift.
6. Folienlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stecklasche (13,14) und die Steckausnehmung (15,16) die Gestalt eines Rechtecks aufweisen.
7. Folienlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stecklasche (13,14) und die Steckausnehmung (15,16) die Gestalt eines Trapezes aufweisen.
8. Folienlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Folienlager (1) eine Oberfolie (4) und eine Unterfolie (3) umfasst, die zwischen der Oberfolie (4) und der Lagerhülse (2) angeordnet ist.
9. Folie (3,4) für ein Folienlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Verfahren zum Montieren mindestens einer Folie (3,4) in einem Folienlager
(1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (3,4) mit einer Montagehilfsvorrichtung (25), die einen
Außendurchmesser hat, der kleiner als ein Innendurchmesser der Lagerhülse (2) ist, gehalten, in die Lagerhülse (2) eingeführt und in axialer Richtung positioniert wird, bevor die Montagehilfsvorrichtung (25) aus der Lagerhülse
(2) mit der positionierten Folie (3,4) entfernt wird.
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