HYDROSTATIC HYDRODYNAMIC BEARING

Abstract: 1. A hydrostatic/hydrodinamic bearing for supporting a shaft rotating in a fixed housing ; wherein the sliding surface of a journal box (B2 ) secured in the housing is provided with a plurality of axially extending chambers (S), separated from each other by axial planes (T) ; said chambers being fed with oil compressed by a common pressure source ; the bearing is characterized by that the external surface of the journal box (B2 ) is provided with a corresponding plurality of helical channels, which are rendered radially proof outwards by means of a second journal box (B3 ), wherein the channels are in turn connected at an end with the pressure source and at the other end with the corresponding chamber (S).

Description: "Serienmässig herstellbares Frage u. Drucklager mit fluid-statischer und fluid-dynamischer Unterstätzung" Stand der Technik rn Aufgabe der erfindung Wie bekannt ist verleiht man die Benennung einer Zwangssohmierung jener Schmierung , welche man bewirkt indem el mit einem Druck von wenigen kg/qcm in einem Spalt zwischen den konjugierten Oberflächen des Lagers und des Bolzens eingebracht wird . In Wirklichkeit beweist die Theorie der Schmierung , dass der Auftrieb (Reaktionauf die Last) des Fluidspaltes nicht vom FBr- derdruck des Ols erzielt wird , sondern vom sehr viel höheren Druck , welcher auf die Mitnahmewirkung des Fluids im Spalt infolge der Relativgeschwindigkeit des Bolzens gegenüber dem Lager zurückzuführen ist. Es ist ebenfalls bekannt , dass , sobald die Relativgeschwindigkeit nach und nach abnimmt und die Last am Bolzen zunimmt , der Fluidspalt nicht weiterbestehen 1znn und die Mischreibung oder sogar die Gleitreibung die Flssig- keitsreibung ersetzt mit konsequenter starker Zunahme des Reibungskoeffiziente und des Verschleisses . Bei einigen heutigen Bauarten sinu die Bolzen infolge der Raumerfordernisse oder anderer Gründe meistens stark überbelastet und lediglich bei hohen Geschwindigkeiten gelingt- es die Flüssigkeitsreibung zu erzielen , wh- rend bei mittleren und niedrigen Geschwindigkeiten hohe Reibungskoeffizienten , starke Verschleisse starke Energiedissipationen und eine konsequente star ke ltrmeentwlcklung hervorgerufen werden ; man kann somit behaupten , dass bei der Zwangs schmierung der Flilssigkeitsstrom im Umlauf eine zweifache Funktion hat : die Schmierung und die Kühlung . Es ist angebracht zu erinnern , dass Schmierungssysteme mit einer Schmiermittelzufuhr unter hohem Druck verwirklicht wurden , wo das Schmiermittel durch kombinierten statischen und dynamischen Effekt bei den hohen Geschwindigkeiten und nur durch statischen Effekt bei den mittleren und niedrigen Geschwindigkeiten den Fluidspalt bewirkt , wobei die Flssigkeitsreibung bei jeder beliebigen Geschwindig keit aufrechterhalten wird . Man hat Kenntnis von Anwendungen der Gattung bei einigen Druckzapfen , bei einigen mit Gleitbacken versehenen Schlitten , bei einigen Spiralkupplungsarten und sogar bei einigen Drehkupplungsarten . Die bisher für die obigen Anwendungen hergestellten Vorrichtungen sind Eusserst kompliziert und somit teuer und auch unsicher im Betrieb , was die Anwendungen eingeschrnkt hat . Mit der vorliegenden Erfindung ist beabsichtigt ein Lager vorzuschlagen , welches auf dem eingangs erwähnten Prinzip (statische-dy namische Unterstützung) beruht, welches mit einfachen Arbeitsverfahren serieninässig und somit preisgünstig hergestellt werden kann , welches sich für ein ausgedehntes Verwendungsbereich eignet und mit den gleichen Montageverfahren wie die laufenden Verfahren für lager mit 4älzkrpern montiert werden kann . i's ist noch zu unterstreichen , dass die Montageverfabren dieses vor geschlagenen Lagers viel einfacher sind und weniger den Fehlern und Ubelständen unterworfen sind , welche bei der Montage von lagern mit Wälzkörpern häufig angetroffen werden , wenn diese nicht einwandfrei durchgeführt wird Beschreibung der Erfindung In den anliegenden Zeichnungen zeigen Fig 1A und 1B im Querschnitt , bzw. im Iñgs- schnitt das erfindungsgemässe Lager für rotierende Welle Fig. 2A q OB im Querschnitt die lage des Bolzens gegenüber dem lager bei lastabwesenheit , bzw. bei Iast- anwesenheit; ; Fig. 3A, 3B und 4 im Querschnitt, bzw. in Längsansicht und teilweise im Schnitt und bzw. in axonometrischer Ansicht das erfindungsgemässe Lager für rotierende Welle Fig. 5A, 5B und 6 gleiche Ansichten wie jene der Fig. 3A,3B und 4 des erfindungsgemässen Lagers für feste Welle Fig. 7 die hauptsächlichen Ergebnisse der Entwurf berechnung in tabellierter Form Die Beschreibung ist bezogen auf ein Lager fEr rotierende Welle . Die Beschreibung hinsichtlich eines Lagers für feste Welle ist die gleiche Das Lager istinFig.iÄ u. 13 schematisch dargestellt Eine Buchse B2 ist in Freikupplung mit vorbestimmtem Spiel mit dem Bolzen einer Welle , d.h. mit einer auf dem Bolzen aufgepressten Buchse gekuppelt ; auf der inneren Oberfläche der Buchse B2 ist eine Reihe von gleichentfernten achsialen Kanälen S vorgesehen , u.zw. in ver änderlicher Anzahl (zwei , vier , sechs , acht und mehr) je nach dem Durchmesser des Loches und der auf dem Bolzen aufgebrachten Last ; die Kanäle S münden nicht nach aussen , sondern bleiben verschlossen von zwei Bund stecken C und 0 in Ubereinstimmung mit den beiden a b Kopfstäcken der Buchse B2 und sind von den zwischen einem und dem darauffolgenden Kanal in Zwischenrumen aufgestellten Ziegeln T getrennt ; bei der dargestellten 3uchse sind achte achsiale Kanäle vorgesehen und dieselben sind mit S2,S2,S3,S4,S5,S6,S7 und so bezeichnet auf der Susseren Oberflache der Buchse B2 sind ebensoviele schraubenfrmige Kanäle vorgesehen , welche mit C4,C5,C6,C@,C@,C@,C@ und C@ bezeichnet sind; auf der Russeren Oberfläche der Buelise B2 sind zwei Buchsen B3 aufgepresst , weiche die Aufgabe haben die schraubenför- migen Kanäle C zu verschliessen und sie somit in ebensoviele Leitungen umzuwandeln , welche dazu bestimmt sind den Druck einer sie durchstrmenden FlAssigkeit teilweise abzubauen ; in Ubereinstimmung mit dem mittleren diametralen Schmitt der Buchsen B2-B3 ist eine RingleitungA eingearbeitet , welche mit der Aussenseite Aber ein im Gehause des Lagers vorgesehenes Loch verbunden ist , wobei das genannte Gehause die Gruppe der Buchsen B2-B3 aufnimmt ; wie in fig. 1A, 1B veranschaulicht sind die schraubenförmigen Leitungen C vier im Teil rechts und vier im Teil links von der Ringleitung A , sind untereinander versetzt um 360/8 = 450 und weisen gegenüber dem Durchfluss der Flssigkeit einen Widerstand auf welcher abhngig ist vom Ausmass der höchstvorgesehenen Last und vom vorgesehenen Spiel bei der Kupplung zwischen der Buchse 32 und der auf der Welle aufzupressenten Buchse ; in Fig.A,iB haben die Leitungen C eine lunge gleich der Abwicklung von zwei schraubenförmigen Windungen , derart , dlss jede Leitung C von der Ringleitung A ausgeht und über die Löcher F in die darunterliegenden achsialen Lanäle S mündet; d.h. also die Leitungen C1, C@, C5 und C7 münden über die entsprechenden Löcher F1, F)1F5 und 27 auf den Kopfstücken rechts der darunter liegenden Kanäle S1,S3,S5 und 57 und die Leitungen C2 C4,C6 und C8 münden über die entsprechenden Löcher F@, und und BS auf den Kopfstücken links der darunterliegenden Kanäle S@,S4,S6 und S@. Das Lager wird vervoll stttndigt von einer in Fig.1A, iB nicht ersichtlichen Buchse B1 , welche jedoch in der Fig. 4 ersichtlich ist , die wie vorstehend bereits angedeutet dazu bestimmt ist mit Ubermass auf den Bolzen aufgepresst zu werden ; zwischen der Buchse B2 und der Buchse B1 besteht das vorbestimmte Spiel für die 'optimale" Arbeitsweise der Drehlcupplung . In der Tat könnte auf die Buchse B1 auch verzichtet werden , indem das vorgesehene Spiel ummittelbar zwischen der Buchse B2 und der Welle wGhrend der Ausführung letzterer bewerkstelligt wird , es wird jedoch vorgezogen die Kupplung mit kontrolliertem Spiel zwischen der Buchse B2 und der Buchse B1 1 während der serienmässigen Fertigung mit der Garantie einer gr8sse- ren Genauigkeit zu erzielen Arbeitsweise des Lagers Das Schmiermittel wird dem Lager mit einem den Anwenaungen entsprechenden Druck von einer Pumpe zugeführt welche es Aber einen Filter aus einer Tjanne ansaugt dasselbe tritt über das in Gehäuse des Lagers vergesehe ne Loch in die Ringleitung A (siehe ig.lÄ,1B)ein , von dieser wird es in die Abbauleitungen C verteilt , von letzteren geht es in die achsialen Wandle S über die Löcher F und mündet zur ussenseite über die Bundstücke C und C , wobei es sich der Wanne ansammelt , von a b welcher es von der Pumpe wieder in den Kreislauf gebracht wird Wenn man annimmt , dass auf den Bolzen keine Last einwirkt , so wird der Bolzen mit dem lager koaxial sein (figur 1A) und in Ubereinstimmung mit den Bund stücken Ca und C und den Ziegeln T wird sich ein Spalt a regelmRssiger Dicke gleich dem Radialspiel ausbilden das Schmiermittel wird von jedem achsialen Kanal S zur Aussenseite Aber den entsprechenden Spalt mit gleicher Fördermenge für jeden achsialen Kanal fliessen ; die F8rdermengen werden in jeder Abbauleitung C gleich sein und somit wird der Druckabfall in den Abbauleitungen gleich sein , wobei der Einlassdruck im Lager gleich bleibt ; die Drücke in jedem achsialen Kanal S werden gleich sein , die radialen Kräfte R , welche auf den Bolzen infolge des Druckes der Flüssigkeit in den achsialen Kanälen S und in den Ziegeln T einwirken , werden gleich sein und ihre Resultante wird null sein ; ; am Bolzen wird es somit keine Gegenwirkung des Lagers ge ben Wenn man annimmt , dass auf den Bolzen eine last F einwirkt , so wird der Bolzen gegenüber dem Lager eine exzentrische lage einnehmen (siehe die Fig. 2B) in Ubereinstimmung mit den Bundstücken C und Cb und a den Ziegeln T wird sich ein Spalt veränderlicher Dicke ausbilden , deren Mindestwert gleich dem Radialspiel minus die Exzentrizität sein wird und deren H8chstwert gleich dem Radialspiel plus die Exzentrizität sein wird in diesem Fall wird die Fördermenge der Flüssigkeit minimal sein fifr den achsialen Kanal , welcher sich in Ubereinstimmung mit dem Spalt kleinster Durchschittsdicke befindet , und wird für die nachfolgenden achsialen Kanäle allmählich ansteigen um schliesslich maximal zu sein für den achsialen Ranal , welcher sich in Ubereinstimmung mit dem Spalt grdsster Durchschnittsdicke befindet ; ; auch in den Abbauleitungen C , welche die achsialen Kanäle S speisen , wird sich die Fördermenge zwischen einen Mindestwert und einem höchstwert verän- dern und als Folge davon wird der Druckabfall , welcher bei leitungen mit laminarzustand proportional zur Bbr- dermenge ist , für jede leitung C verschieden sein ; bei gleichbleibendem Einlassdruck im lager wird sich somit der Druck in den Kanälen S von einem Mindestwert im achsialen Kanal entsprechend dem Spalt grösster Durchschnitts dicke auf einen Höchstwert in achsialen Kanal entsprechend dem Spalt klenster Durchschnittsdicke verändern ; die radialen Kräfte 1 , welche auf den Bolzen infolge des Druckes der Flüssigkeit in den achsialen Kanälen S und in den Ziegeln T einwirken , werden proportional zu den Drücken sein und ihre Resultante , wie die Fig. 2B ver anschaulicht , wird gleich und entgegengesetzt zur Last sein . Der Wert der Gegenwirkung wird umso höher sein je grösser der Druck des Fluids beim Einlass des Lagers , das Spiel und die Exzentrizität sind . Der Widerstand beim Durchfluss der Flüssigkeit , welcher von den Abbauleitungen entgegengesetzt wird , hängt von der Länge und dem Querschnitt derselben ab ; die Abbauleitungen müssen derart bemessen werden , dass man in den achsialen Kanälen einen optimalen Differenzdruck hat , dem der gewünschte Auftrieb des Lagers nach einem Berechnungssystem entspricht , das hier weggelassen wird . Die Abbauleitungen werden unterschiedliche Abmessungen und somit unterschiedliche Widerstände beim Durchfluss der Flüssigkeit aufweisen , wenn die Last annähernd gleichen Sinn und Richtung aufweist und nur im Ausmass veränderlich ist ; sie werden alle die gleichen Abmessungen und somit gleichen Widerstand beim Durchfluss der Flüssigkeit haben , wenn die Last in Sinn und Richtung ausser im Ausmass veränderlich ist . Eine Grenze wird dem Höchstauftrieb des Lagers ausser von den Abmessungen desselben natürlich von der Zweckmässigkeit gesetzt werden 7 dem Einlassdruck und dem Spiel nichtaussergewöhnlicheWerte zu ge- ben , welche aussergewöhnlichen Durchflussmengen ent sprechen würden , und der Mindestdicke des Spalts im Hinblick auf den Fertigungsgrad der konjugierten Oberflächen nicht zu kleine Werte zu geben , damit an die Stelle der Flüssigkeitsreibung nicht eine Mischreibung tritt . Die Berechnung des Auftriebes des Lagers , welche wie erwähnt hier weggelassen wird , erfolgt mit den Formeln , welche das Laminarregime , d.h. den laminarzu- stand , in den Leitungen kleinen Durchschnittes und in den Spalten kleiner Dicke regeln , indem ein System von sovielen Gleichungen aufgelöst wird als die achsialen Kanäle dividiert durch zwei sind (das System wird gegen über der Wirkungsgeraden der Kraft als srininetrisch angesehen) ; jede Gleichung bringt die Gleichheit zwischen der Einlassfördermenge in jede Abbauleitung und der Auslassfrdermenge aus jedem achsialen Kanal zum Ausdruck , wobei zu vergegenwdrtigen ist, dass ausser der Flüssigkeit , welche wegen den in den achsialen Kanälen herrschenden unterschiedlichen Drücken aus den beiden Kopfstücken der Buchse ausströmt , ein Durchfluss von Fluid aus dem Kanal hheren Drucks zu jenem benachbarten niedrigeren Drucks durch die Ziegeln T bewirkt wird Wie aus den verstehenden Anführungen zu entnehmen ist beruht das Lager ausser auf der dynamischen Unterstützung auch auf der statischen Unterstützung infolge der Differenzdrücke . Dieses Prinzip wurde in eini gen VersuChsanstalten insbesondere für Drucklager ge- prüft , z.B. bei einigen mit Gleitbacken versehenen Schlitten und bei einigen Drehkupplungen , es konnte jedoch bisher nicht in grossem Massstab angewandt werden , da die geplanten Vorrichtungen kompliziert , unwirtschaftlich und im Betrieb unsicher sind . Das in Frage stehende lager löst alle Probleme auf einfache weise , wie aus der bereits gemachten Beschreibung und den nachfolgen Betrachtungen entnommen werden kann Vorzüge des lagers Es sollen hier die Vorteile zusammengefasst werden , welche das in Frage stehende Lager betreffs seiner Erbauung und seiner Montage aufweist a) Bebauung Js erfindungsgemässe lager wird in zwei Ausführun- gen dargestellt : Lager für rotierende Wellen und Lager für feste Wellen fas LarT für rotierende Wellen (Fig.A,3B,4) besteht aus de: Buchse B2 , welche innen die achsialen Kanäle urd aussen die schraubenförmigen Kanäle aufweist ; auf die äussere Oberfläche der Buchse B2 ist die Buchse B3 aufgepresst g die Buchse B1 , welche bestimmt ist auf den Bolzen aufgepresst zu werden , befindet sich in Freikupplung mit vorbestimmtem Spiel mit der Buchse B2 ; die Zuführung der Druckflüssigkeit erfolgt über das ortsfeste Gehäuse des Lagers . Das Lager wird dargestellt mit den Buchsen B2 und B3 gekuppelt und der Buchse B1 frei Das Lager für feste Wellen (Fig. 5A,5B,6) besteht aus der Buchse B2 , welche assen die achsialen Kanal und innen die schraubenfrmigen Leitungen aufweist ; auf die innere Oberfläche der Buchse B2 ist die Buchse B1 aufge presst ; die Buchse B , welche bestimmt ist in das Gehäuse des lagers eingepresst zu werden , befindet sich in Freikupplung mit vorbestimmtem Spiel mit der Buchse B9 ; die Zuführung der Druckflüssigkeit erfolgt über eine in der Welle herausgearbeitete Leitung . Das Lager wird dargestellt mit den Buchsen B1 und B2 gekuppelt und der Buchse B3 frei In beiden Ausführungen der Lager kann die freie Buchse 31 oder B3 mit oder ohne Schultern gebaut sein u.zw. je nachdem man begrenzten achsialen Beanspruchungen entgegenwirken muss oder nicht .das gleiche Resul tat kann mit konischen statt zylindrischen Buchsen erhalten werden Wie aus der bereits gemachten Beschreibung hervor geht besteht das Lager in beiden Ausführungen aus drei mit B1,B2 und B3 bezeichneten Buchsen; die Buchsen B1 und B3 bestehen aus zwei Ringen einfacher Gestaltung die Buchse 3., weist infolge der Anwesenheit der achsialen Kanäle und der schraubenförmigen Leitungen eine kompliziertere Gestaltung auf ; alle drei Buchsen sind geeignet in Grossserien gemäss modernster technologischer Verfahren gefertigt zu werden , u.zw. mit relativ niedrigen Herstellungskosten , jedenfalls geringer als die Herstellungskosten der Gleitlager , welche zum grössten Teil nicht in Serien hergestellt werden kbnnen und als die Herstellungskosten der Lager mit Wälzkörpern. Was die Passung , deh. die Kupplung zwischen den aufgezogenen oder aufgepressten freien Buchsen betrifft , sind die Arbeitstoleranzen jene üblichen für Freikupplungen die Kupplung kann mit mittlerer Toleranz für geläufige Lager verwirklicht sein ; sie muss genau sein nur für die Lager , wo die änderung der Exzentrizität zwischen Bolzen und Lager von kleinem Ausmass sein soll b) Montage fie Montage des Lagers muss nach analogen Normen vorgenommen werden , wie diese bei der Montage der Lager mit Wälzkörpern angewandt werden . Bei den lagern für rotierende Welle muss die Buchse B auf die Welle aufge Bolzen werden und die Gruppe der Buchsen B2-B3 muss im Ge hause mit leicht eingetriebener Passung gelagert sein Bei den Lagern für feste Welle muss die Buchse B3 in das Gehäuse eingepresst werden und die Gruppe der Buchsen B1-B2 muss mit der Welle mit leicht eingetriebener Fassung gekuppelt sein . Fluchtfehler zwischen dem la- ger und der Welle sollen vermieden oder begrenzt werden Wie eben erwähnt sind die für die Montage des in Frage stehenden Lagers zu beachtenden grundsätzlichen Normen die gleichen , wie sie bei der Montage der Lager mit Wälzkörpern zur Anwendung kommen , aber sie sind weitaus einfacher und erfordern vorallem weniger Sorgfalt bei der Bearbeitung der Wellen und der Aufnahmege häuse sowie weniger Montagesorgfalt , wie dies aus den nachstehenden Betrachtungen entnommen werden kann 1)Das in Frage stehende Lager ist in zwei Stücken dargestellt , welche getrennt montiert werden können eines auf der Welle und eines im lagergehäuse ; das La- ger mit Wälzkrpern hingegen ist ausser einigen Fällen in einer einzigen Gruppe dargestellt )Das Spiel zwischen den Ringen im Lager mit Wälz- körpern beträgt wenige Mikron und eine übermässige Interferenz bei der Montage des aufgezogenen Ringes kann eine Blockierung der \iälzkörper hervorrufen , wodurch der Reibungskoeffizient stark erhöht und die Lebensdauer des Lagers selbst stark vermindert wird ; beim in Frage stehenden Lager betragen die Spiele in der Freikupplung einige Hundertstel mm und eine falsche Treibung der Buchse kann sie leicht vermindern aber nicht annullieren 3)Im Falle von Fluchtabweichungen zwischen Lager und Welle durch Montagemängel werden die Lager mit Wälzkörpernrasch abgenutzt , es sei denn , dass sie verstellbar sind ; das in Frage stehende Lager hingegen kann ohne Schäden fühlbare Fluchtabweichungen ertragen 4)Die Lager mit Wälzkörpern sind gegen Schmutz und Fremdkörper äusserst empfindlich , während das in Frage stehende Lager diesem Ubelstand nur wenig ausgesetzt ist , zumal der äussere Schmutz nicht in den Spalt eindringen kann Vergleich mit dem Lager mit Wälzkörpern 1) Das in Frage stehende Lager weist gegenüber dem Lager mit Wälzkörpern grössere Gesamtabmessungen in der Länge und kleiner gemäss dem Durchmesser auf 2)Das in Frage stehende Lager weist eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer auf , während das Lager mit Wälz- körperneine begrenzte Lebensdauer aufweist , auch wenn es einwandfrei montiert ist 3)Im Falle eines pressens infolge eines kompleten Mangels von Schmierflüssigkeit kann das in Frage stehender Lager bequer@r ersetzt werden als das Lager mit Wälz körpern. 4) Im Gegensatz zum Lager mit Wälzkörpernweist das in Frage stehende Lager ein Vermögen auf um auf sprunghafte flndenrngen und Umwandlungen der Last ohne Schaden zu erleiden augenblicklich zu reagieren 5) Das Radiallager mit \Jälzkörpern weist ein geringes oder kein Vermögen auf um auf achsiale Beanspruchungen zu reagieren , ährend das in Frage stehende Lager mit Buchse (mit Schultern oder konisch ausgebildet) , obgleich es ein Radiallager ist , in der Lage ist ausser auf radiale auch auf achsiale Beanspruchungen zu reagieren (natür- lich innerhalb gewisser Grenzen) 6) Das Schmierungssystem des in Frage stehenden Lagers ist wohl etwas komplizierter als die für die Schmierung der Lager mit Wälzkörpernüblich angewandten Systeme , aber es ist hier zu bemerken , dass für letztere , wenn intermittierende Schmierungssysteme zur Anwendung kommen , die Erneuerung des Schmiermittels (Fett oder Ol) nicht immer wie vorgeschrieben durchgeführt wird , und das Lager vor J'inbringung von Schmutz und Fremdkörpern schwierig ge schützt werden karin ; wenn Schmierungssysteme mit konninuierlicher Zirkolation (el oder zerstäubtes el) vor gesehen sind , sind diese gewiss nicht weniger kompli- ziert als das Schmierungssystem des in Frage stehenden Lagers . Vergleich rit dem Gleitlager mit Zwangsschmierung 1)3as in Frage stehende Lager weist geringere Rel- bungskoeffizienten auf als die Reibungskoeffizienten welche man bei den läufigen Gleitlagern vorfindet auch bei hohen Geschwindigkeiten , weitaus geringere bei niedrigcn Geschwindigkeiten s insbesondere in den Ubergangsphasen beim Anlaufen und beim Anhalten 2)Das lMufige Gleitlager , welche auch immer die baulichen Kunstgriffe sein mögen , verschlechtert mit dem Fortschritt des Verschleisses seine Leistung , insofern sein Auftrieb abnimmt und die untere Grenze der Geschwindigkeit zunipinit , bei der die Misch- oder Gleitreibung an die Stelle der Flüssigkeitsreibung tritt beim in Frage stehenden Lager dürfte ein solcher Verschleiss nicht auftreten, gegebenenfalls in den Einlaufphasen, wenn Arbeitsungenauigkeiten vorliegen sollten ; ; wcrn die Ungenauigkeiten einmal beseitigt sind stellt ic der Verschleiss ein oder wird bedeutungslos Es ist angebrscht hier zu unterstreichen, dass, wo durch verfehlte Bemessung des in Frage stehenden Lagers sich ein gewisser Verschleiss in der Anfangsphase zeigen sollte, das ager dazu neigen würde seine Leistung hinsichtlich des Auftriebes mit dem Fortschritt des Verschleisses zu verbessern, welcher nach Erreichen des normalen Spieles aufhören würde. 3) Das läufige Gleitlager kann für die meisten Anwendungsfälle nicht serienmässig hergestellt werden und ist auch viel teuerer als das Lager mit Wälzkör- pern und noch viel teuerer als das in Frage stehende lager ; die Ersetnung des läufigen beschädigten , bzw. angenutzten Gleitlagers ist kostspielig und erfordert häufig zusätzliche Arbeiten für die Retifikation der Welle und des Gehäuses ; die Ersetzung des in Frage stehenden Lagers , welche nur im Falle eines Fressens infolge mangelhafter Zuführung der Schmiermittel erforderlich ist , ist viel einfacher und erfolgt , wie bereits erwähnt , mit den gleichen Modalitäten , welche für die Lager mit Wälzkörpern in Gebrauch sind 4)Die Spiele und die Arbeitstoleranzen des in Frage stehenden Lagers sind im allgemeinen von der gleichen Grössenordnung , wie jene bei den üblichen Gleitlagern , sie können jedoch auch grösser sein , wo eine grössere Bchmiermittelfördermenge zulässig ist , da , wie bereits angedeutet , die Zunahme des Spiels die Leistung des La- gers verbessert. 5) Die bei den üblichen Gleitlagern angewandten spesifischen Mitteldrücke (20-100 kg/qcm) können bei dem in Frage stehenden Lager ereicht und sogar überstie- en werden Hinweise auf eine zentralisierte Anlage zur Ver sorgung einer Gruppe von Lagern Keine alleinige Pumpe kann eine Gruppe von Lagern über ein Versorgungsnetz mit Druck versorgen ; wenn die Lager solche für rotierende Welle sind , so werden die einzelnen Versorgungsrohre an die Lager angeschlossen wenn die Lager hingegen solche für feste Welle sind , so erfolgt die Speisung , d.h. die Versorgung über die gelochte Welle und die einzelnen Versorgnungsrohre werden an die Wellen angeschlossen . Bei den vorgeschlagenen , d.h. also bei den in Frage stehenden lagern erfährt die Fördermenge nicht grosse Veränderungen mit der Ver änderung der Trimmlage des Lagers in Abhängigkeit von der Last und die Fördermenge der Gleichdruckpumpe muss sich nach dem Schmierflüssigkeitsanruf der Lager ver ändern ; ie BUrdermerge der Pumpe muss demnach gegenüber der gesamten von der Gruppe der Lager verlangten Höchst- fördermenge im leichten Ubermass vorgesehen sein ; das Schmierflüssigkeitsübermass wird in den Absaugbehälter über einen Beipass abgeleitet , welcher von einem Ventil geregelt wird , das mit Bezug auf den vorgesehenen Förderdruck geeicht ist. Wenn die Durchschnitte der Versorgungsrohre angemessen sind, so sind die diesbesüglichen Iastverluste gering Uni somit sind auch die VerändenLgen des Einlassdruckes in den einzelnen Lager bei der Veränderung des Schmierflüssigkeitsanrufes gering , aber , wenn auch der Einlassdruck in einem Lager bemerkenswert absinken sollte , so könnte dasselbe gleichfalls weiter arbeiten , da bei Abnahme des Eln- lassdruckes das Lager den Auftrieb durch Zunahme der Exzentrizität aufrecht erhalten würde ; der Einlassdruck darf naheliegenderweise nicht unter eine bestimmte Grenze absinken , wenn man wünscht , dass das Lager im fluid-statischen Beharrungszustand arbeitet . An dieser Stelle ist es jedoch zweckmässig hervorzuheben , dass das in Frage stehende Lager wie ein häufiges Lager auch mit Niederdruckversorgung arbeiten kann , und wenn der Einlassdruck infolge einer Störung usw. des Versorgungskreislaufes stark oder zeitweilig absinken würde , so könnte kein Schaden eintreten ; ein Pressen würde nur bei vollständigem Fehlen der Schmierung zu befürchten sein Erprobung des Lagers Das Lager wurde in mehreren Ausführungen erprobt je nach Geschwindigkeit und Lagerart wurden veränderliche Reibungskoeffizienten zwischen 0,0001 und 0,003 erfasst es werden Verschleissversuche bei niedriger und hoher Ge schwindigkeit , u.zw. mit häufigen Anlaufen und häufigen Ai: :üialten , während hualdertertunden vorgenommen ohne nennenswerte Zeichen eines Verschleisses feststellen zu kbrn'ien 3erccimujlgserFebnisse einiger Lager In der Figur 7 werden die Ergebnisse der Berechnungen wiedergegeben , welche sich auf 15 Lager unterschiedlicher Arten und Abmessungen beziehen 1)Kleines Lager mit zwei achsialen Kanälen mit zwei Abbauleitungen unterschiedlichen Widerstandes für lasten konstanter Richtung und konstanten Sinnes , veränderlich in der Intensität , anzuwenden als Rollbuchse oder für kleine Wellen 2)Kleines Lager mit zwei achsialen Kanälen mit zwei Abbauleitungen gleichen Widerstandes für Lasten konstanter Wichtung , entgegengesetzter Sinne , veränderlich in der Intensität ; kann als Lager gemäss Punkt 1) angewandt werden 3)Lager mit zwei achsialen Kanälen mit zwei Abbauleitungen r;leiehen Widerstandes für lasten konstanter Richtung , entgegengesetzter Sinne , veränderlich in der Intensität 4)Lager mit den gleichen Merkmalen , den gleichen Abmessungen und der gleichen Trimmlage wie das Lager gemäss Funkt )) . Das Spiel zwischen den beiden Ziegeln und der Welle anstatt gleich zu sein gegenüber dem Ra dialspiel ist veringert von 0,03 mm auf 0,015 mm ; man erhält eine Zunahme des Auftriebes und eine Abnahme der Schmiermittelflüssigkeit unter Last 5) Lager mit zwei achsialen Kanälen mit zwei Abbauleitungen unterschiedlichen Widerstandes für Lasten konstanter Richtung und konstanten Sinnes , veränderlich in der Intensität innerhalb eines beschränkten Gebietes Das Spiel zwischen den Ziegeln und der Welle anstatt gleich zu sein gegenüber dem Radialspiel ist verringert von 0,04 mm auf 0,02 mm . Man erhält eine starke Zunahme des Auftriebes. Ma kann das Gebiet der Veränderlichkeit des Auftriebes vom Höchstwert auf Null erheben , wobei eine starke Veränderung der Schmierlüssigkeitsfördermenge zu ertragen ist 6)lager mit den gleichen Abmessungen und der gleichen Trimmlage wie das Lager gemäss Punkt 5) jedoch verringerter Länge (kurzes Lager) 7) Lager mit acht achsialen Kanälen mit acht Abbauleitungen gleichen Widerstandes für Lasten veränderlicher Richtung und veränderlichen Sinne und veränderlicher In tensität 8 er mit zwei achsialen Kanälen mit zwei Abbauleitungen gleichen lliderstandes fAr Lasten konstanter Richtung , entgegengesetzter Sinne , veränderlich in der Intensität . 9) Lager mit analogen Merkmalen wie jene des Lagers gemäss Punkt 5) grösserer Abmessungen. 10) Lager mit den gleichen Merkmalen , den gleichen Abmessungen und der gleichen Trimmlage wie das Lager gemäss Punkt 9) , jedoch mit verringerter Länge (kurzes Lager) 11)Lager mit acht achsialen Kanälen mit acht Abbauleitungen gleichen Widerstandes für Tasten unterschiedlicher Richtung, unterschiedlichen Sinnes und unter schiedlicher Intensität 12) Lager arosser Abmessungen für hohe Lasten mit zwei achsialen Kanälen mit zwei t.bbauleitungen unter-schiedlichen Widerstandes für Lasten konstanter Richtung und konstaten Sinne , veränderlicher Intensität . Das Spiel zwischen zwei Ziegeln und der Welle anstatt gleich zu sein gegenüber dem Radialspiel ist von 0,1 mm auf 0,03 mm verringert . Für dieses Lager gilt das gleiche wie für das Lager gemäss Punkt 5) angegeben ist . Die Last kann vom Höchstwert auf ITull geändert werden , aber die Schmiermittelflüssigkeitsfördermenge geht von 157 Kubilkzentimeter pro Sekunde auf 295 Kubikzentimeter pro Sekunde. 13) Lager mit den gleichen Merkmalen u. den gleichen Abmessun@en als das Lager gemäss Punkt 12), jedoch mit ausgeprägterer Differenz zwischen Ks und Ki. Der Auf trieb nimmt zu , ber das Veränderlichkeitsgebiet der Last nimmt stark ab ; die Veränderung der Schmiermittelflüssigkeitsfördermenge nimmt stark zu mit der Verän- derung der Last : einem Höchstauftrieb von 97416 kg entspricht eine Flüssigkeitsfördermenge von 62 Kubikzentimeter pro Sekunde ; einem Auftrieb von 52866 kg entspricht eine Flüssigkeitsfördermenge von 277 Kubikzentimeter pro Sekunde 14)Lager mit den gleichen Merkmalen, den gleichen Abmessungen und der gleichen Trimmlage wie das Lager gemäss Punkt 12) , jedoch mit einer noch ausgeprägterer Differenz Ki = 0 zwischen Ks und Ki. Von diesem Lager wird somit nur eine IIalbschale versorgt . Der Auftrieb nimmt noch mehr zu , aber das Veränderlichkeitsgebiet der Last nimmt weiters ab, die Veränderung der Schmierflüssigkeitsfördermenge nimmt noch viel stärker zu als im Fall gemäss Punkt 13) mit der Veränderung der Last Einem Höchstauftrieb von 108240 kg entspricht eine Fluidfördermenge von 40 Kubikzentimeter pro Sekunde einem Auftrieb von 71390 kg entspricht eine Fluidförder- menge von 877 Kubikzentimeter pro Sekunde . Di Lager ge mäss Punkt 12),13),14) eignen sich für konstante oder veränderliche Lasten innerhalb eines mehr oder weniger begrenzten Bereiches 15) Lager grosser Abnessungen für hohe Lasten mit sechszehn achsialen Kanälen mit sechzehn Abbauleitungen gleichen Widerstandes für Lasten veränderlicher Richtung veränderlichen Sinnes und veränderlicher Intensität Für die Ergebnisse der Berechmungen siehe Figur 7 Vermerke - Die Auftriebe und die Schmierflüssigkeits- fördermengennehmen bei allen Lagern im gleichen Verhältnis zu wie die Einlassdrücke . Die Schmierflüssigkeits- fördermengen bei voller Last und bei Nulllast verändern sich ein wenig mehr oder weniger je nach der Art und der Bemessung des Lagers s mit Ausnahme für die Arten gemäss Punkt 5), 6), 9), 10), 12), 13) und 14)

Claims: 'tSerienmEssig herstellbares Trag- u. Drucklager mit fluid-statischer und fluid-dynamischer Unterstützung" Patentansprüche 1.) Serienmässig herstellbares Trag- u. Drucklager mit fluid-statischer und fluid-dynamischer Unterstützung , dadurch gekennzeichnet, dass es besteht a)in der Ausführung für rotierende Welle , aus einer zylindrischen oder konischen Buchse B2 in Freikupplung mit vorbestimmtem Spiel mit einer auf den Bolzen aufgepressten-Buchse B1 , welche mit inneren achsialen Kanälen 5 una mit äusseren schraubenförmigen Kanälen C versehen ist , wobei jeder mit dem entsprechenden achsialen Kanal durch ein Loch F in Verbindung steht , und aus einer Buchse B3 , welche die schraubenförmigen Kanäle C verschliesst b)ill der Ausführung für feste Welle , aus einer zylindrischen oder konischen Buchse B2 in Freikupplung mit verbestimmtem Spiel mit einer in das Geh use des beweg lichen Elementes eingepressten Buchse B3, welche mit äusseren achsialen F Rnäle o und mit inneren schrauben- förmigen @anälen C versehen ist, wobei jeder mit dem entsprechenden achsialen Kanal durch ein Loch F in Ver J?' '1¯ steht , und aus einer Buchse 31 welche die schraubenförmigen kanäle C verschliesst 2.) Lager, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die achsialen Kanäle , in welche das den Differenzialunterstützungsdruck ausübende fluid eintritt , und die vom luid durchströmten Leitungen , welche im fluid selbst den Differenzialdruck bei seinem eintritt in die achsialen Kanäle hervorrufen , so gestaltet sind um aus einer einzigen Buchse serienmässig mit Arbeitsmethoden herausgearbeitet werden zu können , also mit niedrigen Kosten bei rationell vor bestiipjnten Abmessungen und Arbeitstoleranzen 3.) Lager , nach Anspruch 1 dadurch ge1zennzeichnet aus drei Buchsen zu bestehen von denen zwei mit Ubermass und die dritte mit der Gruppe der ersten beiden mit Freikupplung gekuppelt sind derart , dass die Freikupplung mit vorbestimmten Abmessungen und Abeitstoleranzen bei der Herstellung serienmässig anstatt bei der Nontage bewerkstelligt werden kann u.zw. entsprechend den bei Lagern mit Wälz- körpern angewandten üblichen Arbeitsmethoden .)Lager , nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , dass die Nontage desselben durchgeführt werden kann: : @) im Falle des lagers für rotiererende Welle und festes Gehäuse, indes eine Buchse mit vorbestimmten und kon trollierten Innen- u. Aussenabmessungen auf die Welle mit Ubermasskupplung und die Gruppe der anderen beiden aneinander festen Buchsen mit vorbestimmten und kontrollierten Innen- u. Aussenabmessungen in das Gehäuse des Lagers mit Leichtübermasskupplung montiert werden wie man für den Innenring s bzw. für den Aussenring eines Lagers mit Wälzekörpern vorgeht b)im Falle des Lagers für feste Welle und rotierendes Gehäuse , indem eine. Buchse mit vorbestimmten und kontrollierten Innen- u. Aussenabmessungen in das Gehäuse des Lagers mit Ubermasskupplung und die Gruppe der anderen beiden aneinander festen Buchsen mit vorbestimmten und kontrollierten Innen- u. Aussenabmessungen auf die elle mit Leichtübermasskupplung montiert werden , wie man für den Aussenring , bew. für den Innenring eines Lagers mit Wälzkörpern vorgeht 5.) Lager , nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet wie die Lager mit Wälzkörpern austauschbar zu sein.

Inventors: BONACCORSO, FRANCESCO
Applicants: BONACCORSO, FRANCESCO
Application year: 1981
Main classification: F16C32
IPC codes: F16C33, F16C32, F16C37