WO2022214135A1 - Radialfolienlager mit anschlagkante im aussenring zur folienpositionierung - Google Patents

Radialfolienlager mit anschlagkante im aussenring zur folienpositionierung Download PDF

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WO2022214135A1
WO2022214135A1 PCT/DE2022/100245 DE2022100245W WO2022214135A1 WO 2022214135 A1 WO2022214135 A1 WO 2022214135A1 DE 2022100245 W DE2022100245 W DE 2022100245W WO 2022214135 A1 WO2022214135 A1 WO 2022214135A1
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foil
outer ring
pack
radial
stop edge
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PCT/DE2022/100245
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Inventor
Andre Anger
Frederik Asmus
Jürgen Hilbinger
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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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
    • F16C17/024—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
    • 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
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/23—Gas turbine engines
    • F16C2360/24—Turbochargers

Definitions

  • Radial foil bearings are provided for the aerodynamic mounting of shafts, with a load-bearing gas/air cushion being formed between the shaft and the radial foil bearing.
  • the functionality is similar to that of a hydrodynamic plain bearing, with the difference that the shaft is supported by the radial foil bearing via an air cushion and not by a liquid cushion of a hydrodynamic plain bearing. What both functional forms have in common is that only the rotary movement of the shaft leads to the formation of the supporting cushion.
  • Foil bearings differ from conventional aerodynamic bearings by having a compliant, resilient structure between the rotating shaft and the stationary housing member. Because of this feature, they are less rigid than conventional air bearings, but they can be adapted to geometrical changes in the air gap, e.g ability.
  • the radial foil bearing usually has a cover foil that is in contact with the stationary shaft and a corrugated foil that is arranged radially between the cover foil and the outer ring of the bearing and can deflect elastically in the radial direction.
  • the radial foil bearing has two foils in contact with one another and the foils carry the outer ring so that the radial foil bearing can be accommodated in a housing.
  • the outer ring can also be formed in one piece from the housing into which the foils of the radial foil bearing are inserted.
  • EP2942537 A1 shows a radial foil bearing with three corrugated foils and an almost circumferential cover foil, the corrugated foils each having a hook-shaped end hooked into its own slot in the outer ring and the cover foil being inserted into one of the slots with the ends lying against one another.
  • EP3387275 A1 shows a radial foil bearing with three packs of cover foil and corrugated foil, each pack being inserted into a slot in the outer ring at each end of the foil.
  • CN209990776U shows a radial foil bearing in which both the corrugated foil and the cover foil are designed almost completely circumferentially, each having an angled end with which both foils are inserted into a common slot. This connection is then secured by clamping with a screw.
  • the solution according to the invention is characterized by a stop edge of the inner peripheral surface in the outer ring of the radial foil bearing, which is used for exact positioning tion of the foils on the outer ring.
  • a package consisting of a cover film and a corrugated film is positioned at the same time on a single stop edge, so that the common end face of the films of the film package is in contact with the stop edge.
  • the foils are positioned exactly to each other and to the outer ring.
  • the "outer ring" within the scope of the invention can be used as a separate component - as an "outer component” - in a housing or are designed in one piece with the housing, so that the outer ring integrally formed with the housing is available as a housing bore, with the Stop edge is integrally formed housing bore of the wall of this Ge.
  • the multi-part design (“outer component”) and the one-piece design (“housing bore”) are brought together under the term “outer ring”. It is essential for the invention of the radial foil bearing that the foil pack can be placed in the ring shape of an outer ring.
  • the stop edges formed in one piece by the outer ring of the radial foil bearing extend radially inwards from the inner peripheral surface for contact with the foil pack. In other words, the stop edges protrude radially inwards from the inner peripheral surface.
  • the stop edge itself can be understood as a point shape, line shape or surface shape that can come into contact with the end face of the foil pack and block a degree of freedom in the circumferential direction.
  • the solution according to the invention improves the quality of the load-bearing capacity itself and the support of the cover film on the corrugated film. If several of these foil packs are positioned over the inner circumference of the inner circumferential surface of the outer ring, each with its stop edge, the load-bearing capacity is homogenized over the entire circumference and thus also during rotating operation of the shaft.
  • the cover film and corrugated film preferably lie flat against one another in the region of the stop edge, so that the front surface of both films points in the circumferential direction and the contact surfaces are formed by sections of the circumferential surfaces of the films.
  • the corrugated foil does not have any corrugated contours in this area.
  • the peripheral surfaces largely follow the shape of a circular arc and thus the geometry metry of the inner lateral surface of the outer ring.
  • the space required in the radial direction in this stop edge area has been reduced by the solution according to the invention.
  • both foils of the foil pack can jointly bear against the stop edge, whereby it is also alternatively possible that one of the foils of the foil pack is in contact with the stop edge with its front side surface, with the other foil being at a distance from the stop edge. In both cases, the foil pack is reliably and correctly positioned over the stop edge to the outer ring in the circumferential direction.
  • the stop edge for each foil can have a different geometric shape, as mentioned at the beginning, provided that the contact between each foil and each stop edge blocks one degree of freedom (in the circumferential direction).
  • a stepped, stair-like, offset design of the stop edge is conceivable as an exemplary embodiment here, in which each film comes into contact with its step with its end-face contact surface.
  • the radial foil bearing advantageously with three foil packs, which are arranged one after the other in the circumferential direction, can only move in one direction of rotation - and is therefore designed unidirectionally. A reversal of the direction of rotation, especially during operation, is not possible and not intended.
  • the structure of the radial foil bearing according to the invention allows only one direction of rotation of the shaft. A directional installation of the radial foil bearing is also necessary so that the direction of rotation of the shaft to be supported corresponds to the operating direction of rotation of the radial foil bearing.
  • the stop edges according to the invention can be used as a means of orientation.
  • the axial extent of the inner peripheral surface of the outer ring corresponds to the width of the corrugated foil or the cover foil or the foil package in order to ensure reliable support in the circumferential direction and to counteract twisting when the foil package is positioned on the outer ring. With this support are the slides correctly positioned and can be firmly connected to the outer ring in a further production step.
  • the fixed connection of the foil packet to the outer ring is preferably provided at the end of the foil or foils, which is located in the area of the stop edge.
  • the other end of the foil or foils is unattached to the outer ring but abutting each other and the outer ring.
  • the fixed connection of the foil packet to the outer ring and/or the foils to one another can preferably be effected by a laser or resistance spot welding process.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the cover film of one film pack overlaps with the cover film of the following film pack in the circumferential direction at a radial distance.
  • the bearing surface on the circumference side is advantageously enlarged and the installation space in the circumferential direction between the individual foil packs is also used much better for this.
  • the radial distance is defined in such a way that the geometry of the cover film changes in the circumferential direction.
  • the cover film is on a larger reference circle than in the area of the corrugated film. In this way, the free end of the cover foil of a foil pack can overlap the fixed end of the cover foil of the foil pack that follows on the peripheral side—with a radial distance and without mutual contact.
  • the circumferential distance between two consecutive cover foils is dimensioned in such a way that they do not touch each other during operation - in particular when the radial foil bearing or the shaft is shaken.
  • the circumferential spacing is also such that tearing of the air cushion is avoided--for example, the spacing is measured on the basis of the turbulence occurring at the end of the film.
  • the distance between two consecutive corrugated foils is such that when the corrugated foils deflect radially during operation, the circumferential extension of the corrugated foil is increased.
  • the distance when the shaft is at rest and also the radial lienlagers) so that sufficient space remains, which is available during operation for the corrugated foil elongation.
  • the wavy shape of the corrugated foils can also be understood as a spring foil with resilient elements.
  • the stop of the stop edge is arranged opposite to the direction of rotation of the shaft and thus only on one side.
  • the kinematics are such that an imaginary fixed point on the shaft moves from the fixed end of the foil pack to the loose end of the foil pack and thus passes the stop edge on the back.
  • a method for producing the radial film bearing is also proposed according to the invention, in which the film packs are attached to the stop edge and experience a fixed connection in the area around the stop edge.
  • this fixed connection is captive in the sense that the foil package cannot be detached from the outer ring without being destroyed.
  • the invention advantageously proposes a laser or resistance spot welding process.
  • the corrugated foil is first joined to the outer ring by the corrugated foil striking the stop edge with its front end, being held there and then to the cover foil is joined, which in turn also rests with its front end on the stop edge. Finally, the foil package is firmly attached to the outer ring in the area of the stop edge.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of the invention is described in more detail in FIG. 1 below.
  • FIG. 1 shows a radial foil bearing 1 with an outer ring 2, a corrugated foil 3 and a cover foil 4, with a corrugated foil 3 and a cover foil 4 forming a foil package 8.
  • Three foil packs 8 follow one another over the circumference of the outer ring 2 patterned and arranged at regular intervals from one another.
  • the corrugated foil 3 rests on an inner peripheral surface 5 of the outer ring 2 and has a corrugated shape as seen in the circumferential direction of the radial foil bearing 1 .
  • the cover foil 4 rests against the corrugated foil 3 .
  • the corrugated shape of the corrugated foil 3 allows the cover foil 4 to deflect towards the outer ring 2, ie the radial expansion of the corrugated foil 3 is reduced by the deflection. This deflection lengthens the dimension of the corrugated foil 3 in the circumferential direction.
  • the corrugated foil 3 contacts the stop edge 6 of the outer ring 2 with the face of its one front end.
  • the cover foil 4 contacts the same stop edge 6 of the outer ring with its one front end. In this area of the stop edge, the two foils 3 and 4 lie flat against each other, with the corrugated foil 3 not having a corrugated shape in this area.
  • the foil pack 8 is correctly positioned in the outer ring 2 with at least one foil 3, 4 in contact.
  • the foil pack 8 can then be firmly connected to the outer ring 2 by, for example, using a laser welding process in the area of the stop edge 6 to firmly and captively connect the foil pack 8 to the outer ring 2 while maintaining contact between the foil pack 8 and the stop edge 6.
  • the two foils 3 and 4 with their peripheral surfaces advantageously lie flat against one another and as a foil pack 8 also flat against the outer ring 2 in this area.
  • the stop edge 6 is designed as a surface whose normal vector points almost in the circumferential direction. With this design, the stop edge 6 settles radially inwards from the inner peripheral surface 5 and forms a step.
  • the Flä surface of the stop edge 6 extends over the entire axial length of the outer ring 2.
  • an undercut 9 is provided, which is bridged by the film package 8.
  • a sharp-edged design of the inner corner can be possible, please include. In the area of the undercut 9, better visible in Fig. 1, overlap a Individual films of two circumferentially consecutive film packs 8 in radia ler direction.
  • a free, unfastened end of one foil pack 8 covers a fixed end of the following foil pack 8.
  • one free end of the foil pack 8 can expand in the circumferential direction during operation when the corrugated foil 3 compresses.
  • the radial foil bearing 1 shown is a unidirectional bearing, with a rotating shaft (not shown) rotating in the bearing starting from the fixed end of a foil pack 8 to the free end of the same foil pack 8 taking place.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Radialfolienlager mit drei Folienpaketen und einer Anschlagkante.

Description

Radialfolienlaqer mit Anschlaqkante im Außenrinq zur Folienpositionierunq
Radialfolienlager sind zur aerodynamischen Lagerung von Wellen vorgesehen, wobei zwischen der Welle und dem Radialfolienlager ein tragendes Gas-/Luftpolster ausge bildet wird. Die Funktionsweise ähnelt der eines hydrodynamischen Gleitlagers jedoch mit dem Unterschied, dass die Welle von dem Radialfolienlager über ein Luftpolster getragen wird und nicht von einem Flüssigkeitspolster eines hydrodynamischen Gleit lagers. Gemeinsam haben beide Funktionsformen, dass erst die Drehbewegung der Welle zum Ausbilden des tragenden Polsters führt.
Folienlager unterscheiden sich von den konventionellen aerodynamischen Lagern durch eine nachgiebige, elastische Struktur zwischen der rotierenden Welle und dem stationären Gehäusebauteil. Durch dieses Merkmal weisen sie gegenüber den kon ventionellen Luftlagern zwar eine geringere Steifigkeit auf, können sind jedoch an ge ometrische Luftspaltänderungen durch z.B. Fluchtungsfehler der Lagersitze oder un terschiedlicher Wärmeausdehnung von Welle und Gehäuse anpassen und ermögli chen dadurch in der Praxis in vielen Anwendungen eine höhere Betriebszuverlässig keit.
Zur Ausbildung des tragenden Luftpolsters weist das Radialfolienlager zumeist eine mit der stillstehenden Welle in Kontakt stehenden Deckfolie sowie eine radial zwi schen der Deckfolie und den Außenring des Lagers angeordneten Wellfolie auf, wel che in radialer Richtung elastisch einfedern kann. Somit hat grundsätzlich das Radial folienlager zwei miteinander in Kontakt stehende Folien und einen die Folien tragen den Außenring, damit das Radialfolienlager in einem Gehäuse aufgenommen werden kann. Der Außenring kann auch einteilig von dem Gehäuse ausgebildet sein, in das die Folien des Radialfolienlagers eingesetzt werden.
Wird die Welle in Drehbewegung relativ zum Radialfolienlager versetzt, so wird die in dem vom Stillstand definierten Luftspalt vorhandene Luft verdrängt. Ab einer bestimm ten Drehzahl der Welle bildet sich ein Luftpolster zwischen der Deckfolie und der Wel le aus, auf dem die Welle gleiten kann. Dabei sorgt das Folienpaket mit seiner Wellfo- lie und ihrer radialen Federwirkung dafür, dass Schwankungen im Luftdruck oder Vib rationen der Welle in radialer Richtung das Lager nicht beeinträchtigen und somit das Luftpolster tragfähig halten.
Im Stand der Technik sind vielfältige Bauformen von Folienlagern bekannt. Neben den Radialfolienlagern gibt es auch Axialfolienlager, die eine axiale Tragfähigkeit ausbil den können. Die Anordnung der Folien des Lagers sowie deren geometrische Ausbil dung sind vielfältig und jedem Anwendungsfall angepasst.
Die EP2942537 A1 zeigt ein Radialfolienlager mit drei Wellfolien und einer nahezu umlaufendenden Deckfolie, wobei die Wellfolien mit einem hakenförmigen Ende je weils in einen eigenen Schlitz im Außenring eingehakt sind und die Deckfolie mit bei den Enden aneinander anliegend in einen der Schlitze gesteckt ist.
Die EP3387275 A1 zeigt ein Radialfolienlager mit drei Paketen aus Deckfolie und Wellfolie, wobei jedes Paket an jedem Ende der Folien in einen Schlitz des Außenrin ges gesteckt sind.
Die CN209990776U zeigt ein Radialfolienlager, bei dem sowohl die Wellfolie als auch die Deckfolie nahezu vollständig umlaufend ausgebildet sind, jeweils in abgewinkeltes Ende aufweisen, mit dem beide Folien in einen gemeinsamen Schlitz gesteckt sind. Anschließend wird diese Verbindung mit einer Schraube verklemmend gesichert.
Als problematisch stellte sich heraus, die Folien zur Optimierung der funktionstüchti gen Tragfähigkeit wirtschaftlich anzuordnen.
Es ist somit die Aufgabe der Erfindung ein Radialfolienlager auszubilden, welches ei ne wirtschaftliche Anordnung der Folien erlaubt und das Radialfolienlager in seiner Funktion verbessert.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch eine Anschlagskante der Innenum fangsfläche im Außenring des Radialfolienlagers aus, welche zur exakten Positionie- rung der Folien am Außenring dienen. Dabei wird ein Paket aus je einer Deckfolien und einer Wellfolie zugleich an einer einzigen Anschlagskante stirnseitig positioniert, so dass die gemeinsame Stirnseite der Folien des Folienpakets an der Anschlagkante anliegen. Folglich sind sowohl die Folien zueinander als auch zum Außenring exakt positioniert.
Der „Außenring“ im Rahmen der Erfindung kann als separates Bauteil - als „Außen- bauteil“ - in ein Gehäuse eingesetzt werden oder einteilig mit dem Gehäuse ausgebil det sind, so der mit dem Gehäuse integral ausgebildete Außenring als Gehäuseboh rung vorhanden ist, wobei die Anschlagskante integral von der Wandung dieser Ge häusebohrung ausgebildet ist. Im Rahmen der Erfindung wird die mehrteilige Ausfüh rung („Außenbauteil“) und die einteilige Ausführung („Gehäusebohrung“) unter dem Begriff „Außenring“ zusammengeführt. Wesentlich für die Erfindung des Radialfolien lagers ist hierbei, dass das Folienpaket in der Ringform eines Außenringes platzierbar ist.
Die vom Außenring des Radialfolienlagers einteilig ausgebildeten Anschlagskanten setzen sich von der Innenumfangsfläche zur Anlage des Folienpakets radial nach in nen ab. Mit anderen Worten stehen die Anschlagkanten von der Innenumfangsfläche radial nach innen hervor. Die Anschlagkante selbst versteht sich als Punktform, Li nienform oder als Flächenform, die mit der Stirnseite des Folienpakets in Kontakt tre ten kann und ein Freiheitsgrad in Umfangsrichtung sperrt.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Qualität der Tragfähigkeit selbst als auch die Abstützung der Deckfolie auf der Wellfolie verbessert. Sind mehrere dieser Folienpakete über den Innenumfang der Innenumfangsfläche des Außenrings mit je seiner Anschlagskante positioniert, so wird die Tragfähigkeit über den gesamten Um fang und somit auch im drehenden Betrieb der Welle homogenisiert.
Bevorzugterweise liegen Deckfolie und Wellfolie im Bereich der Anschlagkante anei nander flächig an, so dass die stirnseitige Fläche beider Folien in Umfangsrichtung weist und die Anlageflächen zueinander von Abschnitten der Umfangsflächen der Fo lien gebildet werden. Die Wellfolie weist in diesem Bereich keine gewellte Kontur auf. Die Umfangsflächen folgen weitestgehend einer Kreisbogenform und somit der Geo- metrie der Innenmantelfläche des Außenringes. Vorteilhafterweise ist der benötigte Bauraum in radialer Richtung in diesem Anschlagkantenbereich durch die erfindungs gemäße Lösung reduziert worden.
Die stirnseitige Fläche beider Folien des Folienpaketes können gemeinsam an der Anschlagkante anliegen, wobei es auch alternativ möglich ist, dass eine der Folien des Folienpaketes mit seiner stirnseitigen Fläche mit dem Anschlagkante in Anlage ist, wobei die andere Folie zu der Anschlagkante beabstandet ist. In beiden Fällen ist das Folienpaket über die Anschlagkante zum Außenring in Umfangsrichtung zuverläs sig und korrekt positioniert.
Sollten beide Folien mit ihren jeweiligen stirnseitigen Flächen zugleich in Kontakt mit der Anschlagkante stehen, so kann die Anschlagkante für jede Folie eine voneinander verschiedene, eingangs genannte geometrische Form aufweisen, sofern der Kontakt zwischen jeder Folie und jeder Anschlagkante einen Freiheitsgrad (in Umfangsrich tung) sperrt. Als ein Ausführungsbeispiel sei hier eine gestufte, treppenartige, abge setzte Ausführung der Anschlagkante denkbar, bei der jede Folie mit seiner stirnseiti gen Anlagefläche in Kontakt mit seiner Stufe kommt.
Das Radialfolienlager mit vorteilhafterweise drei Folienpaketen, welche in Umfangs richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind, kann sich nur in einer Drehrichtung be wegen - und ist somit unidirektional ausgebildet. Eine Drehrichtungsumkehr ist, ins besondere im Betrieb, nicht möglich und nicht vorgesehen. Das erfindungsgemäße Radialfolienlager ermöglicht durch seinen Aufbau nur eine Wellendrehrichtung. Auch ist damit ein gerichteter Einbau des Radialfolienlagers nötig, damit die Drehrichtung der zu tragenden Welle der Betriebsdrehrichtung des Radialfolienlagers entspricht. Hierzu können die erfindungsgemäßen Anschlagkanten als Orientierungsmittel ver wendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht die axiale Erstreckung der Innenumfangsfläche des Außenrings der Breite der Wellfolie beziehungsweise der Deckfolie beziehungsweise des Folienpakets, um eine sichere Abstützung in Um fangsrichtung zu gewährleisten und einem Verdrehen bei der Positionierung des Foli enpaketes am Außenring entgegenzuwirken. Mit dieser Abstützung sind die Folien korrekt positioniert und können in einem weiteren Fertigungsschritt mit dem Außenring fest verbunden werden.
Die feste Verbindung des Folienpaketes mit dem Außenring ist vorzugsweise an dem Ende der Folie beziehungsweise der Folien vorgesehen, welches sich im Bereich der Anschlagskante befindet. Somit ist das andere Ende der Folie beziehungsweise der Folien unbefestigt mit dem Außenring, jedoch anliegend aneinander und am Außen ring ausgeführt.
Die feste Verbindung des Folienpaketes mit dem Außenring und/oder der Folien zuei nander kann vorzugsweise durch ein Laser- oder Widerstandpunktschweißverfahren erfolgen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass sich die Deckfolie des einen Folienpakets mit der Deckfolie des in Umfangsrichtung drauffolgenden Folien pakets mit radialem Abstand überlappt. Damit wird vorteilhafterweise die umfangssei tige Tragfläche vergrößert und dafür auch der Bauraum in Umfangsrichtung zwischen den einzelnen Folienpaketen deutlich besser genutzt. Der radiale Abstand definiert sich hierbei so, dass sich die Geometrie der Deckfolie in Umfangsrichtung ändert. Im Bereich der Anschlagkante befindet sich die Deckfolie auf einem größeren Teilkreis als im Bereich der Wellfolie. Somit kann das freie Ende der Deckfolie eines Folienpa ketes das feste Ende der Deckfolie des umfangsseitig drauffolgenden Folienpaketes überlappen - mit radialem Abstand und ohne gegenseitige Kontaktierung.
Dabei ist der umfangsseitige Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Deckfolien derart dimensioniert, dass sich diese im Betrieb nicht einander berühren - insbeson dere bei Erschütterungen des Radialfolienlagers oder der Welle. Die umfangsseitige Beabstandung ist jedoch auch dergestalt, dass ein Abreißen des Luftpolsters vermie den wird - beispielsweise bemisst sich der Abstand anhand der an dem Ende der Fo lie auftretenden Turbulenzen.
Der Abstand zweier aufeinanderfolgender Wellfolien ist derart, dass beim radialen Ein federn der Wellfolien im Betrieb die umfangsseitige Erstreckung der Wellfolie vergrö ßert wird. Hierbei ist der Abstand im Ruhezustand der Welle (und auch des Radialfo- lienlagers) so gewählt, dass ausreichend Platz verbleibt, welcher im Betrieb für die Wellfolienlängung zur Verfügung steht. Die Wellenform der Wellfolien kann auch als Federfolie mit federnden Elementen verstanden werden.
Dabei soll erfindungsgemäß vermieden werden, dass die Längung der Wellfolie im Betrieb oder die Überlappung der Deckfolien eine Kontaktierung der Anschlagkante bedingen. Vorteilhafterweise ist der Anschlag der Anschlagkante entgegen der Dreh richtung der Welle und somit nur einseitig angeordnet. Im Betrieb des Radialfolienla gers und somit bei Drehung der Welle ist die Kinematik dergestalt, dass ein sich ge dachter Fixpunkt auf der Welle von dem festen Ende des Folienpaketes zum losen Ende des Folienpaketes bewegt und somit die Anschlagkante rückseitig passiert.
Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß auch ein Verfahren zur Herstellung des Radialfolienlagers vorgeschlagen, bei dem die Folienpakete an der Anschlagkante angeschlagen werden und in dem Bereich um die Anschlagkante eine feste Verbin dung erfahren. Diese feste Verbindung ist in jedem Fall verliersicher in dem Sinne, dass sich das Folienpaket nicht zerstörungsfrei vom Außenring lösen lässt. Dafür schlägt die Erfindung vorteilhafterweise ein Laser- oder Widerstandspunktschweißver fahren vor.
Anstatt das vormontierte oder vorkonfektionierte Folienpaket mit dem Außenring zu verbinden, kann alternativ vorgesehen sein, dass zunächst die Wellfolie mit dem Au ßenring gefügt wird, in dem die Wellfolie mit ihrem stirnseitigen Ende an der An schlagskante anschlägt, dort gehalten wird und anschließend mit der Deckfolie gefügt wird, welche wiederum mit ihrem stirnseitigen Ende ebenfalls an der Anschlagkante anliegt. Abschließend wird das Folienpaket fest mit dem Außenring im Bereich der Anschlagkante befestigt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der nachfolgenden Figur 1 näher be schrieben.
Die Figur 1 zeigt ein Radialfolienlager 1 mit einem Außenring 2, einer Wellfolie 3 und einer Deckfolie 4, wobei eine Wellfolie 3 und eine Deckfolie 4 ein Folienpaket 8 bilden. Drei Folienpakete 8 sind über den Umfang des Außenringes 2 aufeinanderfolgend gemustert und im regelmäßigen Abstand zueinander angeordnet. Dabei liegt an einer Innenumfangsfläche 5 des Außenringes 2 die Wellfolie 3 an, welche in Umfangsrich tung des Radialfolienlagers 1 gesehen eine Wellenform aufweist. Auf der dem Außen ring 2 gegenüberliegenden Seite der Wellfolie 3 liegt die Deckfolie 4 an der Wellfolie 3 an. Die Wellenform der Wellfolie 3 lässt die Deckfolie 4 zum Außenring 2 hin einfe dern, das heißt die radiale Ausdehnung der Wellfolie 3 verringert sich durch das Ein federn. Durch dieses Einfedern verlängert sich die Dimension der Wellfolie 3 in Um fangsrichtung. Die Wellfolie 3 kontaktiert mit der Stirnfläche seines einen stirnseitigen Endes die Anschlagkante 6 des Außenringes 2. Gleichenfalls kontaktiert die Deckfolie 4 mit seinem einen stirnseitigen Ende dieselbe Anschlagkante 6 des Außenrings. In diesem Bereich der Anschlagkante liegen die beiden Folien 3 und 4 flächig aneinan der an, wobei die Wellfolie 3 in diesem Bereich keine Wellenform aufweist.
Die Ausbildung der Anschlagkante 6 wird in Fig. 2 näher erläutert.
An dieser Anschlagkante 6 des Außenringes 2 kann vorteilhafterweise auch die Stirn fläche des einen stirnseitigen Endes der Deckfolie 4 anliegen. Unabhängig davon, ob nur die Wellfolie 3 oder beide Folien 3 und 4 an der Anschlagkante 6 anliegen, ist das Folienpaket 8 mit der Anlage mindestens einer Folie 3, 4 korrekt im Außenring 2 posi tioniert. Anschließend kann das Folienpaket 8 mit dem Außenring 2 fest verbunden werden, indem im Bereich der Anschlagkante 6 beispielsweise ein Laserschweißver fahren das Folienpaket 8 mit dem Außenring 2, unter Beibehaltung des Kontaktes des Folienpaketes 8 mit der Anschlagkante 6, fest und verliersicher verbindet. Dazu liegen die beiden Folien 3 und 4 mit ihren Umfangsflächen vorteilhafterweise flächig anei nander und als Folienpaket 8 auch in diesem Bereich flächig am Außenring 2 an.
Die Anschlagkante 6 ist als Fläche ausgebildet, welche mit seinem Normalenvektor nahezu in Umfangsrichtung weist. Mit dieser Ausbildung setzt sich die Anschlagkante 6 von der Innenumfangsfläche 5 radial nach innen ab und bildet eine Stufe. Die Flä che der Anschlagkante 6 erstreckt sich auf der gesamten axialen Länge des Außen ringes 2. Zur besseren Anlage des Folienpaketes 8 ist angrenzend an die Anschlag kante 6 ein Freistich 9 vorgesehen, der von dem Folienpaket 8 überbrückt wird. Alter nativ kann anstatt des Freistichs 9 eine scharfkantige Ausführung der Innenecke mög lich sein. Im Bereich des Freistichs 9, besser sichtbar in Fig. 1 , überlappen sich ein- zelne Folien zweier in Umfangsrichtung aufeinanderfolgender Folienpakete 8 in radia ler Richtung. Mit anderen Worten überdeckt ein freies, unbefestigtes Ende des einen Folienpaketes 8 ein befestigtes Ende des drauffolgenden Folienpaketes 8. Somit hat das eine freie Ende des Folienpaketes 8 die Möglichkeit, sich im Betrieb beim Einfe- dern der Wellfolie 3 in Umfangsrichtung auszudehnen. Damit wird auch klar, dass das gezeigte Radialfolienlager 1 ein unidirektionales Lager ist, wobei eine sich in dem La ger drehende Welle (nicht dargestellt) ein Drehung ausgehend vom festen Ende eines Folienpaketes 8 zum freien Ende desselben Folienpaketes 8 stattfindet.
Bezuqszeichenliste Radialfolienlager Außenring Wellfolie Deckfolie Innenumfangsfläche Anschlagkante stirnseitige Fläche Folienpaket Freistich

Claims

Patentansprüche
1. Radialfolienlager (1) mit
- einem Außenring (2), einer Wellfolie (3) und einer Deckfolie (4), wobei
- die Wellfolie (3) radial zwischen dem Außenring (2) und der Deckfolie (4) angeordnet ist, und
- drei Folienpakete (8) aus genau einer Wellfolie (3) und genau einer Deckfo lie (4) gebildet sind, die über den Innenumfang des Außenringes (2) aufei nanderfolgend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende jedes Folienpaketes (8) eine eigene vom Außenring (2) ausgebildete Anschlagkante (6) mit der stirnseitigen Fläche kontaktiert und jedes Folienpaket (8) an einem Ende miteinander und zugleich mit dem Außenring (2) im Bereich der Anschlagkante (6) mit dem Außenring (2) fest verbunden ist, wobei das an dere Ende des Folienpakets (8) einander und den Außenring (2) kontaktiert, so dass eine Relativbewegung der Folien (3, 4) zueinander und zum Außenring (2) möglich ist.
2. Radialfolienlager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienpaket (8) aus Deckfolie (4) und Wellfolie (3) im Bereich der An schlagkante (6) aneinander flächig anliegen, so dass die gemeinsam ausgebil dete stirnseitige Fläche in Umfangsrichtung weist und die Anlageflächen zuei nander von Abschnitten der Umfangsflächen gebildet werden.
3. Radialfolienlager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagkante (6) des Außenrings (2) in axialer Richtung eine Erstreckung aufweist, die der axialen Erstreckung der stirnseitigen Anlagefläche des Folien pakets (8) zur Anschlagkante entspricht und ein vollflächiger oder punktueller Kontakt zwischen der Stirnfläche des Folienpakets (8) und einer Anschlagflä che der Anschlagkante (6) besteht.
4. Radialfolienlager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Deckfolie (4) des einen Folienpakets (8) mit der Deckfolie (4) des in Umfangsrichtung darauffolgenden Folienpakets (8) mit radialem Abstand über lappt.
5. Radialfolienlager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der einzelnen Deckfolien-Bogenlängen größer ist, als der Innenum fang des Außenrings (2) und sich somit die Deckfolie (4) des einen Folienpa kets (8) mit der Deckfolie (4) des in Umfangsrichtung darauffolgenden Folien pakets (8) berührend überlappt.
6. Verfahren zur Fierstellung eines Radialfolienlagers (1) nach einem der vorge nannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- in Anlagebringen des gesamten Folienpaketes (8) oder einzelner Folien (3, 4) eines Folienpaketes (8) mit der Anschlagkante (6) über die Schließung des Kontaktes der Stirnfläche des Folienpaketes (8) oder einzelner Folien (3, 4) mit der Anschlagkante (6)
- verliersicheres Befestigen des Folienpaketes (8) oder einzelner Folien (3, 4) unter Beibehaltung des Kontaktes zur Anschlagkante (6).
7. Verfahren zur Fierstellung eines Radialfolienlagers (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das verliersichere Befestigen durch ein Laserstrahl- oder Widerstandspunkt schweißen erfolgt.
8. Verfahren zur Fierstellung eines Radialfolienlagers (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass entweder alle drei Folienpakete (8) in einem Arbeitsschritt mit dem Außenring (2) fest verbunden werden oder eine Drehung um jeweils 120° von einem Foli enpaket (8) zum nächsten Folienpaket (8) erfolgt.
9. Verfahren zur Herstellung eines Radialfolienlagers (1 ) nach einem der Ansprü che 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass entweder alle Folien (3, 4) in einem Arbeitsschritt komplett mit dem Außenring (2) fest verbunden werden, oder zunächst nur die Folien (3, 4) fest zu einer Baugruppe eines Folienpaketes (8) verbunden werden und anschließend erst dieses Folienpaket (8) mit dem Außenring (2).
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