WO2020148028A1 - Folienaxiallager für brennstoffzellensysteme - Google Patents

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WO2020148028A1
WO2020148028A1 PCT/EP2019/084618 EP2019084618W WO2020148028A1 WO 2020148028 A1 WO2020148028 A1 WO 2020148028A1 EP 2019084618 W EP2019084618 W EP 2019084618W WO 2020148028 A1 WO2020148028 A1 WO 2020148028A1
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Felix WIEDMANN
Felix FOERSTER
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a foil axial bearing for
  • Fuel cell systems and fuel cell systems which comprise such a foil axial bearing which comprise such a foil axial bearing.
  • the axial air bearings essentially comprise a cover film, a spring film and a thrust washer, on which the spring film and the cover film are arranged.
  • a rotor rotates and, due to its drag flow and the ramp geometry of the axial air bearing, builds up a gas film between the rotor and the cover film, which carries the axial forces of the rotor.
  • the spring film has the task of compensating for misalignment and conicity between the housing and the rotor and at the same time generating an air gap geometry that is favorable for the construction of the gas film. This is through the
  • Stiffness distribution achieved in the spring film which is adjusted by the geometry of the springs formed by the spring film and the film thickness.
  • Thrust washer and a first hump of the spring film has a curved convex shape.
  • a spring film In order to achieve a good match between the cover film and the rotor surface in a film axial bearing, a spring film must be provided.
  • this spring foil or its spring geometry, is achieved by a forming process in the soft-annealed state with a subsequent one
  • the invention specifies a foil axial bearing for fuel cell systems, the foil axial bearing comprising a thrust washer with at least one cover foil, which is arranged in the circumferential direction on the pressure washer, and a spring foil, which is arranged between the pressure washer and the cover foil.
  • the spring film is formed by flat spring film elements, which are each supported via bearing means both to the thrust washer and to the cover film, with a first bearing means on a first
  • Flat spring foil elements are understood to mean spring foil elements which, apart from a thickness, have a two-dimensional extent.
  • the spring foil element can thereby be produced without reshaping.
  • the outer dimensions of the spring foil element can thus be produced, for example, by a simple stamping or etching process.
  • the spring foil element is simple and economical to produce.
  • Storage means are understood to mean means via which the spring foil element is held and can be introduced into the spring foil element via the forces.
  • the first and the second bearing means are arranged such that forces are exerted
  • Storage means are arranged centrally to the first storage means arranged on the edges.
  • the foil axial bearing according to the invention is thus simple and economical to manufacture.
  • the spring foil is formed by a plurality of spring foil elements.
  • the spring foil elements are preferably connected to one another via at least one connection. With such a spring foil, a different spring stiffness can be selected for the spring foil elements. This enables a more precise design and local adjustment of the spring stiffness.
  • a sufficient spring stiffness can also be achieved with spring foil elements.
  • the first bearing means is formed by an intermediate film which rests on the pressure disc, the intermediate film having a cutout in the area of the spring film element between the stored edges.
  • Recesses can easily be produced by, for example, punching or etching. Such a foil axial bearing can be produced simply and economically.
  • Travel limit can be set so that the spring foil element rests on the pressure plate at the maximum travel.
  • the pressure disk preferably has free cuts, via which the first or second bearing means can be formed.
  • the thrust washer is manufactured as a structured thrust washer. Free cutting is understood to mean material removal in a specific area. These free cuts are preferably produced by etching. Manufacturing by milling is also possible. As a result, no additional intermediate film is necessary, so that one Axial foil bearing is economically producible. Here, too, a travel limit can be set by adjusting the depth of the free cuts.
  • the first bearing means is formed by two parallel intermediate film strips which rest on the cover film.
  • a spring travel limitation can be set by the thickness of the two parallel intermediate film strips. With a maximum spring travel, the spring film element lies in the center of the cover film.
  • the second bearing means is advantageously designed as a film strip, which rests on the cover film or the pressure plate.
  • the second bearing means can be formed in a simple manner by the film strip, so that the film axial bearing can be produced economically.
  • the spring foil elements and / or the second bearing means are in via springy connecting means
  • the connecting means is that the spring foil elements influence one another less and a better adaptation to a rotor misalignment and a rotor deformation is possible. This will make the effect of
  • Foil axial bearings improved.
  • the shape of the resilient connecting means is designed in such a way that resilient flexible movement is possible.
  • the spring foil elements arranged in the circumferential direction interlock with one another.
  • the spring foil elements of a next row of spring foil elements reach through the offset Arrangement in free spaces of the other row. This allows many
  • Spring foil elements can be arranged to save space.
  • the object is additionally achieved by a fuel cell system which has the foil axial bearing according to the invention.
  • Fuel cell system can achieve the aforementioned advantages.
  • FIG. 1 general arrangement of a foil axial bearing
  • FIG. 3 top view of part of the spring film after the first
  • FIG. 6 top view of an exemplary embodiment of the foil axial bearing with different connecting means
  • the film axial bearing 10 comprises a pressure plate 14 on which a plurality of cover films 18 are arranged in the form of segments in the circumferential direction of the pressure plate 14.
  • the cover foils 18 are on a cover foil edge 22, which here runs in the radial direction of the thrust washer 14, with the
  • Thrust washer 14 connected. Subsequent to the cover film edge 22, the cover film 18 forms a ramp geometry 26, via which a distance between the pressure plate 14 and the cover film 18 is formed. A cover film 18 is removed in FIG. 1, so that a spring film 30 arranged in this spaced area between the cover film 18 and the pressure disk 14 is visible.
  • the spring film 30 can be used to compensate for misalignments of a rotor 34 which also rotates with the film axial bearing 10 and is in contact with the film axial bearing 10.
  • Figure 2 shows a profile view of a first embodiment of the
  • Foil axial bearing 10 In this figure, a section is shown in a circumferential direction of the foil axial bearing 10. This figure shows a gas film 38 formed between the rotor 34 and cover film 18 by a drag flow and the ramp geometry 26 of the cover film 18. The axial forces of the rotor 34 are borne by the gas film 38. In this
  • the spring foil 30 is formed by flat spring foil elements 42.
  • the spring foil elements 42 are mounted to the pressure plate 14 and the cover foil 18 via bearing means, which are formed by a first bearing means 46 and a second bearing means 50.
  • the first bearing means 46 is between the pressure plate 14 and the
  • the first bearing means 46 which in this exemplary embodiment is designed as an intermediate film 46a, forms
  • the second bearing means 50 is arranged on a second spring foil element side 70 opposite the first spring foil element side 66.
  • the second bearing means 50 is designed in the form of a film strip 50a which bears against the cover film 18. This film strip 50a is on the second Spring foil element side 70 positioned between the supported edges 62 of the flat spring foil element 42. Due to the arrangement of the bearing means 46,
  • FIG. 3 shows a top view of part of the spring foil 30 according to the first embodiment.
  • spring foil elements 42 are shown in this figure.
  • the spring foil elements 42 have a rectangular shape.
  • the spring film elements 42 are via webs 78 (see FIG. 7 or 8), which are below the film strip 50a of the second
  • Storage means 50 are arranged, interconnected.
  • Figure 4 shows a profile view of a second embodiment of the
  • the first bearing means 46 are designed as intermediate film strips 46b.
  • the material for the first storage means 46 is thereby reduced.
  • Figure 5 is a profile view of a third embodiment of the
  • Foil axial bearing 10 shown.
  • the first bearing means 46 is formed by the thrust washer 14.
  • a free cut 82 is arranged in the area of the spring foil elements 42, so that the
  • the second bearing means 50 is, as already described for the first and the second exemplary embodiment, also in the form of a film strip 50a.
  • FIG. 6 shows a plan view of an exemplary embodiment of the foil axial bearing 10 with various connecting means 86 the connecting means 86 are shown in a construction similar to the first exemplary embodiment.
  • the connecting means 86 connect the spring foil elements 42 in a radial direction.
  • the spring foil elements 42 can be connected to the resilient connecting means 86 at the edges 62. This is shown here by way of example on some edges 62. Likewise, the
  • Film strips 50a of the second bearing means 50 which are not continuous here, can be connected via the resilient connecting means 86.
  • the connecting means 86 can also connect the spring foil elements 42 in a circumferential direction.
  • FIG. 7 shows various exemplary embodiments for the configuration of the
  • Spring foil elements 42 The partial figure a. shows a rectangular shape of the spring foil elements 42. This embodiment is already shown in Figures 2 to 6. Sub-figure b. shows a further shape of the spring foil elements 42.
  • the spring foil element 42 in partial figure c. is formed by several rectangular shapes connected to each other. In part figure d. is this
  • Spring film element 42 formed in the form of a diamond, two
  • the spring foil elements 42 have the webs 78 with which the
  • Spring foil elements 42 is connected to an adjacent spring foil element 42.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of a further arrangement of the
  • FIG. 8 shows, by way of example, two rows 94 of spring foil elements 42 arranged next to one another in the circumferential direction. The two rows 94 are arranged offset, so that the spring foil elements 42 of one row 94 can engage in gaps in the spring foil elements 42 of the other row 94. A free space 98 is formed between the two rows 94 of spring foil elements 42.
  • Such an arrangement of the spring foil elements 42 is also possible with the other shapes shown in FIG.
  • the spring foil element 42 can be mounted on only one of the edges 62. At this edge 62 it can Spring foil element 42 may be soldered or welded on, for example. The film strip 50a then lies on a free end of the spring film element 42. A bending movement of the spring film element 42 into a recess 58 or into a free cut 82 is thereby made possible.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Folienaxiallager (10) für Brennstoffzellensysteme, wobei das Folienaxiallager eine Druckscheibe (14) mit wenigstens einer Deckfolie (18), welche in Umfangsrichtung auf der Druckscheibe angeordnet ist, und eine Federfolie (30), welche zwischen der Druckscheibe und der Deckfolie angeordnet ist, umfasst. Die Federfolie ist durch ebene Federfolienelemente (42) gebildet, welche jeweils über Lagermittel (46, 50) sowohl zu der Druckscheibe als auch zu der Deckfolie gelagert sind, wobei ein erstes Lagermittel auf einer ersten Federfolienelementseite (66) die Federfolienelemente randseitig an gegenüberliegenden Rändern (62) lagert und ein zweites Lagermittel auf einer zweiten gegenüberliegenden Federfolienelementseite (70) die Federfolienelemente zwischen den gelagerten Rändern lagert, so dass das ebene Federfolienelement über die Lagermittel biegbar ist.

Description

Beschreibung
Titel:
Folienaxiallager für Brennstoffzellensysteme
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Folienaxiallager für
Brennstoffzellensysteme und Brennstoffzellensysteme, welche ein solches Folienaxiallager umfassen.
Bei Strömungsmaschinen insbesondere bei Verdichter/Kompressoren für Brennstoffzellensysteme wird vielfach ein Luftlager eingesetzt. Die axialen Luftlager umfassen dabei im Wesentlichen eine Deckfolie, eine Federfolie und eine Druckscheibe, auf welcher die Federfolie und die Deckfolie angeordnet sind. Beim klassischen axialen Luftlager dreht sich ein Rotor und baut durch seine Schleppströmung und die Rampengeometrie des axialen Luftlagers einen Gasfilm zwischen Rotor und Deckfolie auf, der die Axialkräfte des Rotors trägt. Die Federfolie hat die Aufgabe Schiefstellung und Konizitäten zwischen Gehäuse und Rotor auszugleichen und gleichzeitig eine für den Aufbau des Gasfilmes günstige Luftspaltgeometrie zu erzeugen. Diese wird durch die
Steifigkeitsverteilung in der Federfolie erreicht, welche durch die Geometrie der durch die Federfolie gebildeten Federn und die Foliendicke eingestellt wird.
Stand der Technik
Aus der US 2012/0207414 Al ist ein Folienlager bekannt, bei welchem die Deckfolie in einem Bereich zwischen einer Verbindungsstelle mit der
Druckscheibe und einem ersten Buckel der Federfolie einen kurvenförmigen konvexen Verlauf aufweist.
Um bei einem Folienaxiallager eine gute Anpassung zwischen Deckfolie und Rotoroberfläche zu erreichen, muss eine Federfolie bereitgestellt werden. Zur Ausbildung dieser Federfolie, bzw. deren Federgeometrie wird diese durch einen Umformprozess im weichgeglühten Zustand mit einer anschließenden
Wärmebehandlung hergestellt. Die Herstellung des Folienaxiallagers ist dadurch aufwändig und teuer.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Folienaxiallager für Brennstoffzellensysteme bereitzustellen, welches einfacher und wirtschaftlicher herstellbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch ein Folienaxiallager für Brennstoffzellensysteme mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung gibt ein Folienaxiallager für Brennstoffzellensysteme an, wobei das Folienaxiallager eine Druckscheibe mit wenigstens einer Deckfolie, welche in Umfangsrichtung auf der Druckscheibe angeordnet ist, und eine Federfolie, welche zwischen der Druckscheibe und der Deckfolie angeordnet ist, umfasst.
Die Federfolie ist dabei durch ebene Federfolienelemente gebildet, welche jeweils über Lagermittel sowohl zu der Druckscheibe als auch zu der Deckfolie gelagert sind, wobei ein erstes Lagermittel auf einer ersten
Federfolienelementseite die Federfolienelemente randseitig an
gegenüberliegenden Rändern lagert und ein zweites Lagermittel auf einer zweiten gegenüberliegenden Federfolienelementseite die Federfolienelemente zwischen den gelagerten Rändern lagert, so dass das ebene Federfolienelement über die Lagermittel biegbar ist.
Als ebene Federfolienelemente werden Federfolienelemente verstanden, welche abgesehen von einer Dicke eine zweidimensionale Erstreckung haben. Das Federfolienelement kann dadurch ohne ein Umformen hergestellt werden. Die äußeren Abmessungen des Federfolienelementes können somit beispielsweise durch einen einfachen Stanz- oder Ätzprozess hergestellt werden. Dadurch ist das Federfolienelement einfach und wirtschaftlich herstellbar. Als Lagermittel werden dabei Mittel verstanden, über welche das Federfolienelement gehalten ist und über die Kräfte in das Federfolienelement einleitbar sind. Das erste und das zweite Lagermittel sind dabei derart angeordnet, dass Kräfte auf
entgegengesetzten Federfolienelementseiten einleitbar sind, so dass das Federfolienelement im Sinne eines Biegebalkens beansprucht wird. Dadurch wird die federnde Wirkung bei der Biegebewegung des Federfolienelementes genutzt, um den Effekt der Federfolie zu erzielen. Vorzugsweise wird das zweite
Lagermittel dabei mittig zu den an den Ränder angeordneten ersten Lagermittel angeordnet. Das erfindungsgemäße Folienaxiallager ist dadurch einfach und wirtschaftlich herstellbar.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Federfolie durch mehrere Federfolienelemente gebildet. Die Federfolienelemente sind dabei vorzugsweise über wenigstens eine Verbindung miteinander verbunden. Durch eine solche Federfolie, kann für die Federfolienelemente jeweils eine unterschiedliche Federsteifigkeit gewählt werden. Dadurch ist eine präzisere Auslegung und eine lokale Anpassung der Federsteifigkeit möglich. Durch die mehreren
Federfolienelemente kann zudem eine ausreichende Federsteifigkeit erzielt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das erste Lagermittel durch eine Zwischenfolie gebildet, welche auf der Druckscheibe aufliegt, wobei die Zwischenfolie im Bereich des Federfolienelementes zwischen den gelagerten Rändern eine Aussparung aufweist. Eine solche Zwischenfolie mit den
Aussparungen ist einfach im Wege des beispielsweise Stanzens oder Ätzens herstellbar. Dadurch kann ein solches Folienaxiallager einfach und wirtschaftlich hergestellt werden. Zusätzlich kann über die Dicke der Zwischenfolie die
Federwegbegrenzung eingestellt werden, so dass das Federfolienelement bei dem maximalen Federweg an der Druckplatte anliegt.
Vorzugsweise weist die Druckscheibe Freischnitte auf, über welche das erste oder zweite Lagermittel ausbildbar ist. Die Druckscheibe wird dabei als strukturierte Druckscheibe hergestellt. Als Freischnitt wird eine Materialabtragung in einem bestimmten Bereich verstanden. Diese Freischnitte werde vorzugsweise durch ätzen hergestellt. Auch ist eine Herstellung durch Fräsen möglich. Dadurch ist keine zusätzliche Zwischenfolie notwendig, so dass ein solches Folienaxiallager wirtschaftlich herstellbar ist. Auch hier ist eine Federwegbegrenzung einstellbar, indem die Tiefe der Freischnitte angepasst wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das erste Lagermittel durch zwei parallele Zwischenfolienstreifen gebildet, welche an der Deckfolie anliegen. Dadurch wird das für das erste Lagermittel benötigte Material reduziert, wodurch das erste Lagermittel kostengünstiger herstellbar ist. Zusätzlich wird die Anzahl an
Stützpunkten für die Deckfolie erhöht, wodurch sich höhere Tragkräfte bei geringerer Verlustleistung erzielen lassen. Durch die Dicke der beiden parallelen Zwischenfolienstreifen kann eine Federwegbegrenzung eingestellt werden. Bei einem maximalen Federweg liegt das Federfolienelement mittig an der Deckfolie an.
Vorteilhafterweise ist das zweite Lagermittel als Folienstreifen ausgebildet, welcher an der Deckfolie oder der Druckscheibe anliegt. Durch den Folienstreifen lässt sich auf einfache Weise das zweite Lagermittel ausbilden, so dass das Folienaxiallager wirtschaftlich herstellbar ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind die Federfolienelemente und/oder die zweiten Lagermittel über federnde Verbindungsmittel in
Radialrichtung miteinander verbunden. Die Radialrichtung ist dabei in Bezug auf die Druckscheibe zu verstehen. Alternativ oder zusätzlich können diese federnden Verbindungsmittel die Federfolienelemente auch in Umfangsrichtung der Druckscheibe miteinander verbinden. Der Vorteil der federnden
Verbindungsmittel ist, dass sich die Federfolienelemente gegenseitig weniger beeinflussen und dadurch eine bessere Anpassung an eine Rotorschiefstellung und eine Rotorverformung möglich ist. Dadurch wird die Wirkung des
Folienaxiallagers verbessert. Die Form der federnden Verbindungsmittel ist dabei derart ausgestaltet, dass eine federnde flexible Bewegung möglich ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung greifen die in Umfangsrichtung angeordneten Federfolienelemente versetzt ineinander. Die Federfolienelemente einer nächsten Reihe an Federfolienelementen greifen durch die versetzte Anordnung in Freiräume der anderen Reihe ein. Dadurch können viele
Federfolienelemente platzsparend angeordnet werden.
Die Aufgabe wird zusätzlich durch ein Brennstoffzellensystem gelöst, welches das erfindungsgemäße Folienaxiallager aufweist. Mit einem solchen
Brennstoffzellensystem können die zuvor genannten Vorteile erzielt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 Generelle Anordnung eines Folienaxiallagers,
Figur 2 Profilansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des
Folienaxiallagers,
Figur 3 Draufsicht auf einen Teil der Federfolie nach dem ersten
Ausführungsbeispiel,
Figur 4 Profilansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des
Folienaxiallagers,
Figur 5 Profilansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des
Folienaxiallagers,
Figur 6 Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des Folienaxiallagers mit verschiedenen Verbindungsmitteln,
Figur 7 Verschiedene Ausführungsbeispiel zur Ausgestaltung der
Federfolienelemente, und
Figur 8 Ausführungsbeispiel einer weiteren Anordnung der
Federfolienelemente. In Figur 1 ist eine Generelle Anordnung eines Folienaxiallagers 10 gezeigt. Das Folienaxiallager 10 umfasst dabei eine Druckscheibe 14, auf welcher mehrere Deckfolien 18 in Form von Segmenten in Umfangsrichtung der Druckscheibe 14 angeordneten sind. Die Deckfolien 18 sind dabei an einem Deckfolienrand 22, welcher hier in radialer Richtung der Druckscheibe 14 verläuft, mit der
Druckscheibe 14 verbunden. An den Deckfolienrand 22 anschließend, bildet die Deckfolie 18 eine Rampengeometrie 26 aus, über welche ein Abstand zwischen Druckscheibe 14 und Deckfolie 18 gebildet wird. In Figur 1 ist eine Deckfolie 18 abgenommen, so dass eine in diesem beabstandeten Bereich zwischen der Deckfolie 18 und der Druckscheibe 14 angeordnete Federfolie 30 sichtbar ist. Über die Federfolie 30 können Schiefstellungen eines mit dem Folienaxiallager 10 mitrotierenden und an dem Folienaxiallager 10 anliegenden Rotors 34 ausgeglichen werden.
Figur 2 zeigt eine Profilansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des
Folienaxiallager 10. In dieser Figur ist dabei ein Schnitt in einer Umfangsrichtung des Folienaxiallagers 10 gezeigt. Diese Figur zeigt dabei einen durch eine Schleppströmung und die Rampengeometrie 26 der Deckfolie 18 sich ausbildenden Gasfilm 38 zwischen Rotor 34 und Deckfolie 18. Über den Gasfilm 38 werden die Axialkräfte des Rotors 34 getragen. In diesem
Ausführungsbeispiel ist die Federfolie 30 durch ebene Federfolienelemente 42 ausgebildet. Die Federfolienelemente 42 werden über Lagermittel, welche durch ein erstes Lagermittel 46 und ein zweites Lagermittel 50 gebildet sind, zu der Druckscheibe 14 und der Deckfolie 18 gelagert. In diesem Ausführungsbeispiel ist das erste Lagermittel 46 zwischen Druckscheibe 14 und dem
Federfolienelement 42 angeordnet. Das erste Lagermittel 46, welches in diesem Ausführungsbeispiel als Zwischenfolie 46a ausgebildet ist, formt dabei
Aussparung 58 im Bereich der Federfolienelemente 42 aus, so dass das Federfolienelement 42 an zwei gegenüberliegenden Ränder 62 auf einer ersten Federfolienelementseite 66 gelagert ist.
Auf einer der ersten Federfolienelementseite 66 gegenüberliegenden zweiten Federfolienelementseite 70 ist das zweite Lagermittel 50 angeordnet. Das zweite Lagermittel 50 ist dabei in Form eines Folienstreifens 50a ausgebildet, welcher an der Deckfolie 18 anliegt. Dieser Folienstreifen 50a ist auf der zweiten Federfolienelementseite 70 zwischen den gelagerten Rändern 62 des ebenen Federfolienelementes 42 positioniert. Durch die Anordnung der Lagermittel 46,
50 und der Aussparung ist eine federnde Biegebewegung des
Federfolienelementes 42 in die Aussparung 58 möglich.
In Figur 3 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Federfolie 30 nach dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt. In dieser Figur sind mehrere Federfolienelemente 42 gezeigt. Die Federfolienelemente 42 haben in diesem Ausführungsbeispiel eine rechteckige Form. Die Federfolienelemente 42 sind über Stege 78 (siehe Figur 7 oder 8), welche unterhalb des Folienstreifens 50a des zweiten
Lagermittels 50 angeordnet sind, miteinander verbunden.
Figur 4 zeigt eine Profilansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des
Folienaxiallagers 10. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegen die ersten
Lagermittel 46 an der Deckfolie 18 an währenddessen das zweite Lagermittel 50 an der Druckscheibe 14 anliegt. Zusätzlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind die ersten Lagermittel 46 als Zwischenfolienstreifen 46b ausgebildet.
Dadurch wird das Material für das erste Lagermittel 46 reduziert. Die
Zwischenfolienstreifen 46b sind dabei ebenso wie die Folienstreifen 50a des zweiten Lagermittels 50 durchgängig über mehrere Federfolienelemente 42 ausgebildet.
In Figur 5 ist eine Profilansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des
Folienaxiallagers 10 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das erste Lagermittel 46 durch die Druckscheibe 14 gebildet. Dazu wird ein Freischnitt 82 im Bereich der Federfolienelemente 42 angeordnet, so dass die
Federfolienelemente 42 an den gegenüberliegenden Rändern 62 auf der Druckscheibe 14 aufliegen. Dadurch ist eine Biegebewegung in den Bereich des Freischnittes 82 möglich. Diese Biegebewegung ist in dieser Figur gestrichelt dargestellt. Das zweite Lagermittel 50 ist in diesem Ausführungsbeispiel wie bereits zu dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben, ebenso als Folienstreifen 50a ausgebildet.
Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des Folienaxiallagers 10 mit verschiedenen Verbindungsmitteln 86. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsmittel 86 in einem zu dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlichen Aufbau gezeigt. Die Verbindungsmittel 86 verbinden die Federfolienelemente 42 dabei in einer Radialrichtung. Die Federfolienelemente 42 können dabei an den Rändern 62 mit den federnden Verbindungsmitteln 86 verbunden sein. Dies ist hier beispielhaft an manchen Ränder 62 gezeigt. Ebenso können die
Folienstreifen 50a des zweiten Lagermittels 50, welche hier nicht durchgängig sind, über die federnden Verbindungsmittel 86 verbunden sein. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel können die Verbindungsmittel 86 die Federfolienelemente 42 ebenso in einer Umfangsrichtung verbinden.
Figur 7 zeigt verschiedene Ausführungsbeispiel zur Ausgestaltung der
Federfolienelemente 42. Die Teilfigur a. zeigt eine rechteckige Form der Federfolienelemente 42. Dieses Ausführungsbeispiel, ist bereits in den Figuren 2 bis 6 gezeigt. Teilfigur b. zeigt eine weitere Form der Federfolienelemente 42. Das Federfolienelement 42 in Teilfigur c. ist durch mehrere rechteckige miteinander verbundene Formen gebildet. In Teilfigur d. ist das
Federfolienelement 42 in Form einer Raute ausgebildet, wobei zwei
gegenüberliegende Enden 90 stumpf ausgeführt sind. In allen Teilfiguren weisen die Federfolienelemente 42 die Stege 78 auf, mit welchen das
Federfolienelemente 42 mit einem benachbarten Federfolienelement 42 verbunden ist.
In Figur 8 ist ein Ausführungsbeispiel einer weiteren Anordnung der
Federfolienelemente 42 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel haben die Federfolienelemente 42 die in der Figur 7 Teilfigur d. gezeigt Form. Die Figur 8 zeigt beispielhaft zwei Reihen 94 von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Federfolienelementen 42. Die beiden Reihen 94 sind dabei versetzt angeordnet, so dass die Federfolienelemente 42 der einen Reihe 94 in Lücken der Federfolienelemente 42 der anderen Reihe 94 greifen können. Zwischen dem beiden Reihen 94 von Federfolienelementen 42 wird dabei ein Freiraum 98 gebildet. Eine solche Anordnung der Federfolienelemente 42 ist ebenso mit den anderen in Figur 7 gezeigten Formen möglich.
In weiteren nicht gezeigten Ausführungsbeispielen kann das Federfolienelement 42 an lediglich einem der Ränder 62 gelagert sein. An diesem Rand 62 kann das Federfolienelement 42 beispielsweise angelötet oder angeschweißt sein. Der Folienstreifen 50a liegt dann auf einem freien Ende des Federfolienelementes 42 auf. Dadurch wird eine Biegebewegung des Federfolienelementes 42 in eine Aussparung 58 oder in einen Freischnitt 82 ermöglicht.

Claims

Ansprüche
1. Folienaxiallager (10) für Brennstoffzellensysteme, wobei das Folienaxiallager (10) eine Druckscheibe (14) mit wenigstens einer Deckfolie (18), welche in Umfangsrichtung auf der Druckscheibe (14) angeordnet ist, und eine
Federfolie (30), welche zwischen der Druckscheibe (14) und der Deckfolie (18) angeordnet ist, umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Federfolie (30) durch ebene Federfolienelemente (42) gebildet ist, welche jeweils über Lagermittel (46, 50) sowohl zu der Druckscheibe (14) als auch zu der Deckfolie (18) gelagert sind, wobei ein erstes Lagermittel (46) auf einer ersten Federfolienelementseite (66) die Federfolienelemente (42) randseitig an gegenüberliegenden Rändern (62) lagert und ein zweites Lagermittel (50) auf einer zweiten gegenüberliegenden Federfolienelementseite (70) die Federfolienelemente (42) zwischen den gelagerten Rändern (62) lagert, so dass das ebene Federfolienelement (42) über die Lagermittel (46, 50) biegbar ist.
2. Folienaxiallager (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federfolie (30) durch mehrere Federfolienelemente (42) gebildet ist.
3. Folienaxiallager (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagermittel (46) durch eine Zwischenfolie (46a) gebildet ist, welche auf der Druckscheibe (14) aufliegt, wobei die Zwischenfolie (46a) im Bereich des Federfolienelementes (42) zwischen den gelagerten Rändern (62) eine Aussparung (58) aufweist.
4. Folienaxiallager (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckscheibe (14) Freischnitte (82) aufweist, über welche das erste oder zweite Lagermittel (46, 50) ausbildbar ist.
5. Folienaxiallager (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagermittel (46) durch zwei parallele Zwischenfolienstreifen (46b) gebildet ist, welche an der Deckfolie (18) anliegen.
6. Folienaxiallager (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das zweite Lagermittel (50) als Folienstreifen (50a) ausgebildet ist, welcher an der Deckfolie (18) oder der Druckscheibe (14) anliegt.
7. Folienaxiallager (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Federfolienelemente (42) und/oder die zweiten Lagermittel (50) über federnde Verbindungsmittel (86) in Radialrichtung miteinander verbunden sind.
8. Folienaxiallager (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung angeordneten
Federfolienelemente (42) versetzt ineinandergreifen.
9. Brennstoffzellensystem umfassend ein Folienaxiallager (10) nach einem der vorherigen Ansprüche.
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