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    公开号:WO1987007341A1
    申请号:PCT/DE1987/000187
    申请日:1987-04-28
    公开日:1987-12-03
    发明作者:Paul Gerling
    申请人:Braunschweiger Hüttenwerk Gmbh；
    IPC主号:F16C17-00
    专利说明:
    [0001] Hydrodynamisches Radialgleitlager
    [0002] Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein hydrodynamisches Radial¬ gleitlager, - mit Lagergehäuse, zylindrischer Kippsegmentaufnahme, in die Kippsegmentaufnahme eingesetzten, über deren umfang verteilten Kippseg¬ menten und Schmiermittelzuführungseinrichtung mit Schmiermittelzuführungs¬ öffnungen in der Kippsegmentaufnahme, wobei die Kippsegmente wellenseitig eine Gleitfläche mit Schmieπnittelzuführungsquernut an dem der Laufrichtung der Welle entgegengesetzten Rand ihrer Gleitfläche und rückseitig eine Kippausformung aufweisen, deren Radialschnitt dem Ausschnitt eines Kreises mit gegenüber dem Radius der zylinderischen Kippsegmentaufnahme reduziertem Radius entspricht, wobei außerdem die Kippsegmente beidseits der Kippausfor¬ mung gegenüber der zylindrischen Kippsegmentaufnahme einen Spaltraum bilden, der nach Maßgabe der Kippausformung, d.h. in einer radial nach außen ge¬ richteten Projektion gleichsam unter der Kippausformung sich über die ge¬ samte Breite der einzelnen Kippsegmente erstrecken kann oder nur bereichs¬ weise, beispielsweise im mittleren Bereich der Breite der Kippsegmente, angeordnet sein kann. - Ein solches Radialgleitlager muß einerseits die Wellendynamik bzw. die Dynamik eines mit der Welle verbundenen Rotors be¬ herrschen und andererseits verlustarm arbeiten. Zur Wellendynamik gehören die mit der Biegeschwingung bzw. den kritischen Drehzahlen verbundenen Schwingungsamplituden der Welle und/oder des Rotors. Diese Schwingungser¬ scheinungen gilt es zu dämpfen. Die Verluste resultieren aus der Schmier¬ mittelreibung nicht nur in den Gleitspalten, die die Gleitflächen der Kippsegmente mit der Oberfläche der Welle bilden, sondern auch in den Kippsegmentzwischenräumen. Bei der (aus der Praxis] bekannten gattungsgemäßen Ausführungsform sind die Spalte am Segmentrücken über ihre gesamte Länge in der beschriebenen Weise keilförmig. Die Schmiermittelzuführungskanäle verlaufen in den Kippsegmenten mehr oder weniger radial und befinden sich im Bereich der Segmentabstützung. Von dort aus wird das Schmiermittel den Schmierspalten zugeführt. Das hat zur Folge, daß bei arbeitendem Radialgleitlager über die Spalträume Schmier¬ mittel austritt, welches in den Spalträumen zur Dämpfung der eingangs be¬ schriebenen Schwingungen kaum beiträgt. Die Dämpfung erfolgt praktisch aus¬ schließlich in der Schmiermittelschicht und ist bei gattungsgemäßen Radial¬ gleitlagern verbesserungsbedürftig. Das Schmiermittel gelangt in die Kipp¬ segmentzwischenräume und trägt durch Verwirbelung und dadurch bedingter innerer Reibung in erheblichem Maße zu einerseits Verlustleistung, anderer¬ seits Ölverlusten bei.
    [0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Radialgleit¬ lager so weiter auszubilden, daß ohne zusätzliche Bauteile eine sehr ausge¬ prägte Dämpfung der beschriebenen Schwingungen erfolgt und die Ölverluste sowie Verlustleistung reduziert werden.
    [0004] Zur Lösung dieser Aufgabe lehrtdie Erfindung, daß die Spalträume der Kipp¬ segmente zumindest an dem der Laufrichtung der Welle entgegengesetzten keilförmigen, durch die Kippausformung gebildeten Bereichen eine Verlängerung, nämlich einen Dämpfungsspaltbereich aufweisen, der einerseits durch einen Flächenbereich der zylindrischen Kippsegmentaufnahme, andererseits durch einen dazu konzentrischen Rückenflächenbereich des Kippsegmentes gebildet ist, und daß die Schmiermittelzuführungseinrichtung einen Segmentkanal auf¬ weist, der von der Schmiermittelzuführungsquernut schräg zur Kippausformung und zu der dort angeordneten, zugeordneten Schmiermittelzuführungsöffnung in der Kippsegmentaufnahme führt. - Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Spalträume unter den Kippsegmenten in erheblichem Maße zur Reduzierung der Ölverluste und Verlustleistung sowie zur Schwingungsdämpfung beitragen können, wenn Sie Bereiche aufweisen, die nicht keilförmig erweitert, sondern als Dämpfungsspaltbereiche geringer Spaltdicke ausgeführt sind. Das erreicht man, wenn man Dämpfungsspaltbereiche bildet, die einerseits durch einen Flächenbereich der zylindrischen Kippsegmentaufnahme, andererseits durch einen dazu konzentrischen Rückenflächenbereich des ungekippt be¬ trachteten Kippsegmentes gebildet sind und wenn man dafür Sorge trägt, daß außerdem dieser Dämpfungsspaltbereich hinreichend lang ist. Dazu gehört, daß die Schmiermittelzuführungseinrichtung die beschriebenen, schräg geführten Segmentkanäle aufweist, so daß in die Kippsegmentzwischenräume kein Schmier¬ mittel eindringen kann. Es versteht sich, daß man die Dicke der Dämpfungs¬ spaltbereiche und deren Länge den speziellen Verhältnissen anpassen muß, wobei auf den Kippfreiheitsgrad der Kippsegmente Rücksicht zu nehmen ist. Man wird die Dicke der Dämpfungsspaltbereiche so gering wie möglich machen, andererseits die Dämpfungsspaltbereiche in Umfangsrichtung so lang wie möglich erstrecken. Eine bevorzugte und bewährte Ausführungsform der Erfindung mit beidseits der keilförmigen, durch die Kippsegmentausformung gebildeten Bereiche angeordneten, Dämpfungsspaltbereichen ist dadurch gekennzeichnet, daß der der Laufrichtung der Welle entgegengesetzte Dämpfungsspaltbereich um ein Mehr¬ faches länger ist als der in Laufrichtung liegende Bereich, weil dieser Be¬ reich in stärkerem Maße als der in Laufrichtung liegende Bereich zur Dämpfung der beschriebenen Schwingungen beitragen kann. Handelt es sich um Radialgleit¬ lager mit einem Radius von 5 bis 10 cm, so empfiehlt es sich die Auslegung so zu treffen, daß die Dämpfungsspaltbereiche, bei ungekippten Kippsegmenten als Parallelspalte ausgebildet sind und eine Spaltdicke aufweisen, die maximal von 2 !, vorzugsweise weniger als 1 %, vom Gleitflächenradius der Kippsegmente ausmacht. Damit die Schmiermittelzuführung den bei erfindungsgemäßen Radial¬ gleitlagern auftretenden Anforderungen genügt, empfiehlt die Erfindung, daß der Segmentkanal einen über die Breite der Kippsegmente erstreckten schlitz¬ förmigen Querschnitt aufweist und in eine Mehrzahl von Schmiermittelaustritts¬ bohrungen ausläuft, die in die Schmiermittelzuführungsquernut einmünden, und daß die Schmiermittelzuführungsöffnung dem Querschnitt des Segmentkanals angepaßt ist.
    [0005] Bei einem hydrodynamischen Radialgleitlager des beschriebenen Aufbaus er¬ fahren die Kippsegmente erhebliche mechanische Beanspruchungen. Dazu gehören auch Biegemomente mit einer mehr oder weniger mit der Radialgleitlagerachse zusammenfallenden Biegemomentachse. Um nichtsdestoweniger sicherzustellen, daß das Radialgleitlager mit definierten Verhältnissen in bezug auf die Dämpfungsspaltbereiche und in bezug auf die Schmiermittelschicht auf den Gleitflächen arbeitet, ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, der selbständige Bedeutung zukommt ( in Kombination zu den übrigen, vor¬ stehend behandelten Merkmalen) dadurch gekennzeichnet, daß die Kippausfor¬ mung und das Kippsegment jeweils als einheitliches Bauteil geformt sind. Die so aufgebauten Kippsegmente haben in bezug auf die aufzunehmenden mechanischen Beanspruchungen ein sehr großes Widerstandsmoment und folglich auch eine entsprechende Biegesteifigkeit. Hinzu kommt, daß in diesem Fall auf den Einsatz zusätzlicher Bauteile verzichtet wird. Dadurch lassen sich besonders kleine Lager mit einer direkten Schmiermittelüberleitung ver¬ wirklichen. Wo die mechanischen Beanspruchungen weniger groß sind, kann aber auch in an sich bekannter Weise die Kippausformung an einem besonderen Bauteil ausgeformt sein, welches in eine entsprechende Aufnahme im Rücken der Kippsegmente eingesetzt ist.
    [0006] Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einem erfindungsgemäßen Radialgleitlager eine sehr ausgeprägte Dämpfung der eingangs beschriebenen Schwingungen erreicht wird, weil diese Dämpfung nicht nur in der Schmier¬ mittelschicht über der Gleitfläche, sondern auch in den Spalträumen unter den Kippsegmenten erfolgt, die entsprechend ausgebildet sind. Hinzu kommt, daß bei dieser Ausbildung der Spalträume zu Dämpfungsspaltbereichen der Schmiermittelaustritt über die Dämpfungsspaltbereiche reduziert wird, so daß die lmenge, die sich in den Kippsegmentzwischenräumen ansammelt, verhältnis¬ mäßig gering ist und zu den vorstehend beschriebenen Verlusten praktisch nicht'mehr beiträgt. Folglich wurden die Ölverluste und die Verlustleistung reduziert. Das erfindungsgemäße Radialgleitlager arbeitet daher in beacht¬ lichem Maße verlustarm. Es versteht sich, daß das Lagergehäuse stirnseitig offen ist, so daß das Schmiermittel wie üblich abfließen kann. Darüber hinaus ist die Forderung nach guter Kippbeweglichkeit der Kippsegmente einerseits und nach geringer Spalthöhe im Bereich des Ölübertritts vom Lagergehäuse zu den Kippsegmenten erfüllt.
    [0007] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungs¬ beispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 einen orthogonal zur Achse geführten Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Radialgleitlager,
    [0008] Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1,
    [0009] Fig. 3 eine Ansicht des Kippsegmentes aus dem Gegenstand nach Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles A ausschnittsweise und
    [0010] Fig. 4 in gegenüber den Fig. 1 bis 3 wesentlich vergrößertem Ma߬ stab die Ansicht eines Kippsegmentes aus einem erfindungs¬ gemäßen Radialgleitlager.
    [0011] Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte hydrodynamische Radialgleitlager besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Lagergehäuse 1 einer zylindrischen Kippsegmentaufnahme 2, einer Mehrzahl von in die Kippseg¬ mentaufnahme 2 eingesetzten, über deren Umfang verteilten Kippsegmenten 3 und einer Schmiermittelzuführungseinrichtung 4.
    [0012] Die Kippsegmente 3 besitzen wellenseitig, wie üblich, eine Gleitfläche 5 mit Schmiermittelzuführungsquemut 6 an dem der Laufrichtung der Welle ent¬ gegengesetzten Rand 7 der Gleitfläche 5 und rückenseitig eine Kippausformung 8. Wie insbesondere die Fig. 1 erkennen läßt, ist den Sciimiermittelzuführungs- quemuten 6 jeweils eine Schmiermittelzuführungsöffnung 9 zugeordnet. Der Radialschnitt der Kippausformung 8 entspricht dem Ausschnitt eines Kreises mit gegenüber dem Radius R der zylindrischen Kippsegmentaufnahme 2 reduziertem Radius r. Dazu wird auch auf die Figur 4 verwiesen. Diese Gestaltung führt dazu, daß die Kippsegmente 3 beidseits der Kippausformung 8 gegenüber der zylindrischen Kippsegmentaufnahme 2 einen Spaltraum 10, 11 bilden, der nach Maßgabe der Kippausformung 8,, d.h. in einer nach außen gerichteten radialen Projektion gleichsam unter der Kippausformung 8, keilförmig enger wird. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 4 entnimmt man, daß die Spalträume 10, 11 der Kippsegmente 3 zumindest an dem der Laufrichtung der Welle entgegengesetzten keilförmigen, durch die Kippausformung 8 gebildeten Bereich eine Verlängerung, nämlich einen Dämpfungsspaltbereich 10 aufweisen. Dieser Dämpfungsspaltbereich 10 ist einerseits durch einen Flächenbereich ser zylindrischen Kippsegmentaufnahme 2, andererseits durch einen dazu konzentrischen Rückenflächenbereich 12 des insoweit ungekippt betrachteten Kippsegmentes 3 gebildet. Damit der Strömungsweg des Schmiermittels in diesen Dämpfungsspaltbereichen 10 möglichst lang ist, wie die Figur 1 zeigt, ist die Anordnung so getroffen, daß sie mittels Schmiermittelzuführungsein¬ richtung 4 einen Segmentkanal 13 aufweist, der von der Schmiermittelzu- führungsquernut 6 schräg zur Kippausformung 8 und zu einer angeordneten Schmiermittelzuführungsöffnung 9 in der zylindrischen Kippsegmentaufnahme 2 führt. In Figur 1 wurde dargestellt, daß der der Laufrichtung der Welle entgegengesetzte Dämpfungsspaltbereich 10 um ein Mehrfaches länger ist als der in Laufrichtung liegende Bereich 11. Es versteht sich, daß die Dämpfungs- spaltbereiche 10, 11 in den Figuren aus darstellungstechnischen Gründen übertrieben groß gezeichnet sind. In der Praxis ist die Anordnung im allge¬ meinen so getroffen, daß die Dämpfungsspaltbereiche 10,11 bei ungekippten Kippsegmenten 3 betrachtet, eine maximale Spaltdicke D aufweisen., die etwa 2 % vom Gleitflächenradius GR der Kippsegmente 3 ausmacht.
    [0013] Die Ölzuführung ist bei dem beschriebenen Radialgleitlager dadurch sicher¬ gestellt, daß der Segmentkanal 13 einen über die Breite der Kippsegmente 3 erstreckten schlitzförmigen Querschnitt aufweist und in eine Mehrzahl von Schmiermittelaustrittsbohrungen 14 ausläuft. Dazu wird insbesondere auf die Figur 3 verwiesen. Die Schmiermittelaustrittsbohrungen 14 münden in der Schmiermittelzuführungsquernut 6. Es versteht sich, daß die Schmiermittel¬ zuführungsöffnung 9 dem Querschnitt des Segmentkanals 13 angepaßt ist.
    [0014] Bei der dargestellten Ausführungsform besitzen die Kippsegmente 3 ein sehr großes Widerstandsmoment. Sie sind insoweit sehr biegesteif gestaltet. Das erreicht man dadurch, daß die Kippausformungen 8 und das Kippsegment 3 je¬ weils-ein einheitliches Bauteil darstellen.
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Hydrodynamisches Radialgleitlager, - mit
    Lagergehäuse, zylindrischer Kippsegmentaufnahme in die Kippsegmentaufnähme eingesetzten, über deren Umfang verteilten Kippsegmenten und
    Schmiermittelzuführungseinrichtung mit S(±miermittelzuführungs- öffnungen in der Kippsegmentaufnahme,
    wobei die Kippsegmente wellenseitig eine Gleitfläche mit Schmiermittel¬ zuführungsquemut an dem der Laufrichtung der Welle entgegengesetzten Rand ihrer Gleitfläche und rückseitig eine Kippausformung aufweisen, deren Radialschnitt dem Ausschnitt eines Kreises mit gegenüber dem Radius der zylindrischen Kippsegmentaufnahme reduziertem Radius ent¬ spricht, wobei außerdem die Kippsegmente beidseits der Kippausformung gegenüber der zylindrischen Kippsegmentaufnahme einen Spaltraum bilden, der nach Maßgabe der Kippausformung keilförmig enger wird, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Spalträume (10, 11) der Kippsegmente (3) zumindest an dem der Laufrichtung der Welle entgegengesetzten keilförmigen, durch die Kippausformung gebildeten Bereich eine Verlängerung, nämlich einen Dämpfungsspaltbereich (10) aufweisen,
    der einerseits durch einen Flächenbereich der zylindrischen Kippsegmentaufnahme (2), andererseits durch einen dazu kon¬ zentrischen Rückenflächenbereich (12) des Kippsegmentes (3) gebildet ist. und daß die Sciimiermittelzuführungseinrichtung (4) einen Segmentkanal (13) aufweist, der von der Schmiermittelzuführungsquernut (6) schräg zur Kipp¬ ausformung (8) und zu der dort angeordneten, zugeordneten Schmiermittel¬ zuführungsöffnung (9) in der Kippsegmentaufnahme (2) führt.
    2. Radialgleitlager nach Anspruch 1 mit beidseits der keilförmigen, durch die Kippausformung gebildeten Bereiche angeordneten Dämpfungsspaltbereichen, dadurch gekennzeichnet, daß der der Laufrichtung der Welle entgegengesetzte Dämpfungsspaltbereich (10) um ein Mehrfaches länger ist als der in Lauf¬ richtung liegende Dämpfungsspaltbereich (11).
    3. Radialgleitlager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsspaltbereiche (10, 11) als Parallelspalte ausgebildet sind und eine Spaltdicke (D) aufweisen, die maximal 2 I, vorzugsweise weniger als 1 !, vom Gleitflächenradius (GR) der Kippsegmente (3) aus¬ macht.
    4. Radialgleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Segmentkanal (13) einen über die Breite der Kippsegmente (3) er¬ streckten schlitzförmigen Querschnitt aufweist und in eine Mehrzahl von Schmiermittelaustrittsbohrungen (14) ausläuft, die in die Schmiermittel¬ zuführungsquernut (6) einmünden, und daß die Schmiermittelzuführungsöffnung (9) dem Querschnitt des Segmentkanals (13) angepaßt ist.
    5. Radialgleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippausformungen (8) und das Kippsegment (3) als einheitliches Bauteil geformt sind.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-11-11| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987902409 Country of ref document: EP |
    1987-12-03| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BR JP KP KR US |
    1987-12-03| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1988-06-08| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987902409 Country of ref document: EP |
    1990-09-12| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1987902409 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    DE19873764931| DE3764931D1|1986-05-23|1987-04-28|Hydrodynamisches radialgleitlager.|
    AT87902409T| AT56507T|1986-05-23|1987-04-28|Hydrodynamisches radialgleitlager.|
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