DE2460237B2

DE2460237B2 - Pneumostatisches Radiallager

Info

Publication number: DE2460237B2
Application number: DE2460237A
Authority: DE
Inventors: Lech Dr.-Ing. Brzeski; Zbyszko Dr.-Ing. Kazimierski; Jan Dr.- Ing. Krysinski; Andrzej Dipl.-Ing. Siwek
Original assignee: Politechnika Lodzka, Lodz (Polen)
Priority date: 1973-12-30
Filing date: 1974-12-19
Publication date: 1980-06-26
Also published as: DE2460237A1; SU645614A3; US3960414A; DE2460237C3; PL83700B1; GB1467911A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumostatisches Radiallager mit einer in eine Gehäusebohrung mit radialem Spiel eingesetzten und an ihren beiden Enden gegen das Gehäuse jeweils mittels eines elastisch nachgiebigen Ringes radial abgestützten Lagerbuchse, die, über ihren Umfang verteilt, mit Durchtrittsbohrungen für das Druckgas zum Lagerspalt aus dem mit Druckgas beaufschlagten, von der elastisch nachgiebigen Ringen, der Außenman'elfläche der Lagerbuchse und dem Gehäuse begrenzten Ringr? m versehen ist

Es sind aerostatische Radiallager bekannt (N. S. Grassam und |. W. Powell »Gaslubricated Bearings« — London, Butterworths, 1964), die mit Lagerbuchsen ausgestattet sind, die in eine Lagerbohrung eines Gehäuses eingepreßt sind oder mittels elastischer Ringe in diese Gehäusebohrung eingesetzt sind. In der Lagerbuchse befinden sich öffnungen zur Zuführung des Druckgases in den Spalt zwischen der gelagerten Welle und der Lagerbuchse.

Es ist auch ein pneumostatisches Radiallager bekannt (US-PS 36 49 088), das eine mittels elastischer Ringe abgestützte Lagerbuchse aufweist. Die elastische Abstützung hat bei dieser bekannten Gestaltung zwei Aufgaben zu erfüllen:

Erstens soll dank der Nachgiebigkeil eine Anpassung der Lagerbuchsenachse an die Wellenachse ermöglicht werden, zweitens soll die maximale Drehzahl der Welle dank der Verschiebung der Stabilitätsgrenze in den Bereich höherer Drehzahlen erhöht werden (sog. Synchronwirbel).

Diese bekannte Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, daß die Starrheit der Lagerung nicht erhöht wird, da der auf die Außenwand rings um die Lagerbuchse einwirkende Gasdruck allseitig konstant ist, wobei die Starrheit infolge der Überlagerung der Nachgiebigkeit der elastischen abstützenden und abdichtenden Ringe auf die Nachgiebigkeit des tragenden Luftspaltes (Luftpolster) herabgesetzt wird.

Es ist auch ein Lager bekannt (H. Mori und A. Mon »Stabilising Method of the Externally Pressurized Gas Journal Bearings«, Southampton University Gas Bearing Symposium, März 1971), bei dem zur elastischen Befestigung der Lagerbuchse im Gehäuse die Lagerbuchse mit dem Gehäuse einen Sp.ilt bildet, dem ein komprimiertes Gas zugeführt wird, wodurch das Lager eine höhere Drehzahl erreichen kann, als im Falle der in das Gehäuse eingepreßten Lagerbuchse.

Ein Nachteil der bisher bekannten Radtallager besteht in deren geringer Starrheit, die kleiner ist als die von Wälz- und Gleitlagern. Hierdurch wird der Anwendungsbereich der bekannten Lager eingeschränkt
Zur Erhöhung der Starrheit der bekannten aerostatisehen Lager werden pneumatische Verstärker angeordnet, die eine Erhöhung des Druckes des Speisegases bei Erhöhung der das Lager belastenden Kräfte bewirken. Zur Erhöhung der Starrheit von pneumostatischen tagern werden pneumatische Verstärker angeordnet, die eine Erhöhung des Druckes des Speisegases bei

Erhöhung der das Lager belastenden Kräfte bewirken. Zur Erhöhung der Starrheit von pneumostatischen Radiallagern wird auch ihre Tragfläche vergrößert Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

2(i pneumostatisches Radiallager mit erhöhter Starrheit im Vergleich mit bekannten pneumostatischen Radiallagern mit gleicher Tragfläche zu schaffen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der mit Druckgas beaufschlagte Ringraum durch axial verlaufende elastisch nachgiebige Wände in mehrere Kammern unterteilt ist, 4ie jeweils zwischen einer Durchtrittsbohrung der Lagerbuchse und einer zur Durchtrittsbohrung axial versetzten Druckgaszuführungsbohrung des Gehäuses einen Drosselspalt aufweisen.

jo Die die in der Lagerbuchse angeordnete Welle belastenden Kräfte bewirken nicht nur deren Versetzung oder Verschiebung, sondern auch eine Druckdifferenz in der Kammer zwischen der Seite der belastenden Kräfte und der entgegengesetzten Seite, wodurch eine

κ Bewegung der Lagerbuchse zu derjenigen Seite hin bewirkt wird, die der Wirkung der die Welle belastenden Kräfte entgegengesetzt ist und ihre Rückführung in die Lage herbeiführt, die die Welle im unbelasteten Zustand hatte. Hierdurch ist die Verschie-

■to bung der Welle je Einheit der belastenden Kraft in der

Richtung ihrer Wirkung praktisch gleich Null, oder die Verschiebung der Welle hat den Richtungssinn, der der

belastenden Kraft entgegengesetzt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbetspiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. I ein pneumostatisches Radiallager zum Übertragen von zu dessen Achse senkrechten Kräften im Axialschnitt,
Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie A-A gemäß

■"xi Fig. 1.

Das pneumostatische Radiallager enthält eine Lagerbuchse 1, die in eine Gehäusebohrung eines Gehäuses 3 mit radialem Spiel eingesetzt ist, und die an ihren beiden Enden gegen das Gehäuse mittels elastisch nachgiebiger

« Ringe 2 radial abgestützt ist. Die Außenmantelfläche der Lagerbuchse 1, die Innenfläche der Gehäusebohrung im Gehäuse 3 sowie die Stirnflächen der elastisch nachgiebigen Ringe 2 bilden einen Ringraum. Die Lagerbuchse 1 weist über ihren Umfang verteilte

^W) Durchtrittsbohrungen 6 und Druckgas/uführungsboh· rungen 5 für das Druckgas zum Lagcrspalt aus dem mit Druckgas beaufschlagten Ringraum 4 auf, der durch axial verlaufende elastisch nachgiebige Wände 9 in mehrere Kammern unterteilt ist. die jeweils zwischen

^hl einer Durchtrit'sbohrung 6 der Lagerbüchse I und einer zur Durchtrittsbohrung axial versetzten Druckgaszuführungsbohrung 5 des Gehäuses 3 einen von einem stegförmigcn Ansatz 8 der Lagerbuchse und dem

Gehäuse gebildeten Drosselspalt aufweisen.

Purch die Welle 7 belastende Kräfte wird der Lagerspalt zwischen der Welle 7 und der Lagerbuchse I an der Seite der belastenden Kräfte verringert und auf der entgegengesetzten Seite vergrößert. Obiger Vorgang bewirkt ein Ansteigen und Abfallen des Druckes im Lagerspalt zwischen der Welle 7 und der Lagerbuchse 1 sowie in der Kammer zwischen der Lagerbuchse 1 und dem Gehäuse 3. Der Druckanstieg in der Kammer an der Seite der die Welle 7 belastenden Kräfte und der Druckabfall an der entgegengesetzten Seite bewirKen eine Bewegung der Lagerbuchse 1 in der zu den die Welle 7 belastenden Kräften entgegengesetzten Seite und die Rückkehr der Welle 7 in die Lage, die sie im unbelasteten Zustand hatte, wobei die GröQe der Bewegung der Lagerbuchse 1 von, einen Drosselspalt bildenden, stegförmigen Ansätzen 8 eingeschränkt wird, die an der zur Wirkung der belastenden Kraft entgegengesetzten Seite angebracht sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Pnenmostatisches Radiallager mit einer in eine Gehäusebohrung mit radialem Spiel eingesetzten und an ihren beiden Enden gegen das Gehäuse jeweils mittels eines elastisch nachgiebigen Ringes radial abgestützten Lagerbuchse, die, über ihren Umfang verteilt, mit Durchtrittsbohrungen für das Druckgas zum Lagerspalt aus dem mit Druckgas beaufschlagten, von den elastisch nachgiebigen Ringen, der Außenmantelfläche der Lagerbuchse und dem Gehäuse begrenzten Ringraum versehen ist dadurch gekennzeichnet, daß der mit Druckgas beaufschlagte Ringraum (4) durch axial verlaufende elastisch nachgiebige Wände (9) in mehrere Kammern unterteilt ist die jeweils zwischen einer Durchtrittsbohrung (6) der Lagerbuchse (1) und einer zur Durchtrittsbohrung axial versetzten Druckgaszuführbohrung (5) des Gehäuses (3) eineo Orosselspalt aufweisen.