CN108368875A - 膜轴承 - Google Patents

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CN108368875A CN201680071278.5A CN201680071278A CN108368875A CN 108368875 A CN108368875 A CN 108368875A CN 201680071278 A CN201680071278 A CN 201680071278A CN 108368875 A CN108368875 A CN 108368875A
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Abstract

本发明涉及一种用于对轴(12)进行支承的膜轴承(2)，所述膜轴承包括套筒式的轴承壳体(4)，所述轴承壳体具有三个以在轴承壳体(4)的内周边分布的方式布置的、分别覆盖轴承壳体(4)的周向区段的膜设施(6、8、10)，所述膜设施分别包括贴靠在壳体内壁上的波状膜(14)和覆盖所述波状膜的覆盖膜(16)，其中，覆盖膜(16)的沿周向方向限界出覆盖膜(16)的端部棱边(22)分别被支撑于构造在壳体内壁处的保持机构上。按照本发明，在该膜轴承中规定：在壳体内侧构造有沿着母线延伸的、从内向外倾斜地探伸到壳体壁中的插槽(18、20)，所述插槽中的每个插槽都分别容纳覆盖膜(16)的端部棱边(22)以及构造在所配属的波状膜(14)上的端部棱边(24)，并且在轴承壳体(4)的内轮廓在横截面方面是圆形的情况下，波状膜(14)分别具有从其关于轴承壳体的周向方向的中间区域(26)出发朝着其端部棱边(24)降低的波高度(H、h)。

Description

膜轴承
技术领域
本发明涉及一种用于对轴进行支承的膜轴承，所述膜轴承包括套筒式的轴承壳体，所述轴承壳体具有三个以在轴承壳体的内周边分散的方式布置的、分别覆盖轴承壳体的周向区段的膜设施，所述膜设施分别包括贴靠在壳体内壁上的波状膜和覆盖该波状膜的覆盖膜，其中，覆盖膜的沿周向方向限制覆盖膜的端部棱边分别支撑于构造在壳体内壁处的保持机构上。
背景技术
膜轴承被理解为液动轴承或气动轴承，其中，在轴承未承受负载的情况下，轴或十分常见地支撑转动地支承的转子的支承面由薄的、抗磨损的覆盖膜形成，所述覆盖膜就其自身而言由布置在覆盖膜与轴承壳体壁之间的弹性波状膜来支撑。在运行时，在轴与覆盖膜之间形成承载轴的液动或气动薄膜。只有在启动过程或停止过程中才发生在轴与覆盖膜之间的直接运动接触。所描述的类型的膜轴承优选地被用于低负载的、以高转速运行的轴，例如在压缩机、燃气轮机、涡轮增压机以及诸如此类的中的轴。
上面描述的类型的轴承的被证明为合适的结构形式是构造为所谓的三面轴承的、适合于两个转动方向的膜轴承，其中，三个分别包括覆盖膜和所配属的波状膜的膜设施分别覆盖轴承壳体的内周向区段。为了使这些轴承适合于两个转动方向，膜设施必须在两个转动方向上同样地固定。此外，这些膜设施通常构造为使得轴尤其是在运行时在关于轴承横截面的三个以在轴周边均匀分布的方式布置的碰触区中、即基本上静态地限定地支撑。这通常需要尤其是轴承壳体的花费非常高的设计和制造技术造型。
根据US 2 002/0054718 A1，公知开头所提到的类型的膜轴承。其中，覆盖膜通过其端部棱边支撑在横截面方面近似T形的保持板条上，所述保持板条构造在轴承壳体的内侧。为了产生所希望的、对于形成气动薄膜所需的会聚的间隙(气动楔子)，轴承套筒的内横截面没有被构造为圆形，而是由三个圆弧区段组成，所述三个圆弧区段的半径分别相对于轴承中心点偏心地错开，使得在轴与轴承壳体之间得到朝向碰触区会聚的间隙。弹性波状膜没有沿周向方向支撑，也就是说这些弹性波状膜只是由覆盖膜保持而且通过这些覆盖膜按照会聚的间隙的形状相对于相同的波高度弹性变形。由于一方面设置用于支撑覆盖膜的保持板条以及另一方面轴承壳体的复杂的内部横截面形状，已知的膜轴承在设计上以及在制造技术上是花费很高并且昂贵的。此外，膜设施由于覆盖膜在保持板条上的刚性支撑而不能够与由机械或热造成的负载所引起的变形适配。
发明内容
在该背景下，本发明的任务在于提供在权利要求1的前序部分中提到的类型的膜轴承，所述膜轴承在设计上以及在制造技术上是简单的，而且其中膜设施可以与在运行时出现的变形适配。
该任务的解决方案从独立权利要求的特征中得到，而本发明的有利的设计方案和扩展方案能从从属权利要求中得知。
因此，本发明涉及一种用于对轴进行支承的膜轴承，所述膜轴承包括套筒式的轴承壳体，所述轴承壳体具有三个以在轴承壳体的内周边分散的方式布置的、分别覆盖轴承壳体的周向区段的膜设施，所述膜设施分别包括贴靠在壳体内壁上的波状膜和覆盖该波状膜的覆盖膜，其中，覆盖膜的沿周向方向限制覆盖膜的端部棱边分别支撑于构造在壳体内壁处的保持机构上。
在此，为了解决所提出的任务而规定：在壳体内侧构造有沿着母线延伸的、从内向外倾斜地探伸到壳体壁中的插槽，所述插槽中的每个插槽都分别容纳覆盖膜的端部棱边以及构造在所配属的波状膜上的端部棱边，而且在轴承壳体的在横截面方面圆形的内轮廓的情况下，波状膜分别具有从其关于轴承壳体的周向方向的中间区域出发朝着其端部棱边降低的波高度。
轴承壳体的设计上以及尤其是制造技术上的简化一方面通过如下方式得到：替代径向向内突出的、用于沿周向方向支撑通常需要以高材料去除的加工的膜设施的保持板条，将简单的插槽引入、例如切割或者腐蚀到轴承壳体壁中，可以将膜设施的端部棱边简单地轴向推入到所述插槽中。由于插槽不仅容纳覆盖膜的端部棱边而且容纳波状膜的端部棱边，所以后者也被保护以防沿周向方向的移动。按照本发明的解决方案的另一优点主要在于轴承壳体的内轮廓是圆状的，其中，如依据实施例进一步阐述的那样，所希望的会聚的间隙通过波状膜的特殊的、新式的构型来成形，所述波状膜具有其从其中间区域出发朝着端部棱边降低的波高度。
本发明的一个优选的设计方案规定：插槽利用滑动配合来容纳覆盖膜和波状膜的所配属的端部棱边，而且在覆盖膜未承受负载的情况下，插槽的深度大于所配属的端部棱边的侵入深度。插槽的深度与覆盖膜和波状膜的长度相协调，使得膜设施的以滑动配合容纳在插槽中的端部棱边不仅在膜的由温度造成的膨胀的情况下而且在由于轴承负载引起的长度变化的情况下均可以在插槽中移动并且膜设施可以这样地与相应的运行条件适配。
按照本发明的另一设计方案规定：分别在两个配属给膜设施的插槽中的其中一个插槽的区域内设置有一个或多个贯穿壳体壁的螺纹孔，所述螺纹孔容纳将端部棱边固定在相应的插槽中的卡紧螺栓。在此，分别在膜设施的未固定的端部处进行上面所描述的与相应的运行条件的适配。未固定的或单侧固定的膜设施的以这种方式的任意组合是可行的。卡紧螺栓同样用作沿膜轴承的轴向方向保护膜设施。
附图说明
按照本发明构造的膜轴承的一个优选的实施方式随后参考随附的附图进一步予以阐述。在此：
图1示出了按照本发明的膜轴承的横截面，所述膜轴承构造为三面轴承；
图2以放大图示出了图1的细节；
图3示出了膜轴承的轴承壳体的透视图；而
图4示意性地示出了按照图1的膜轴承的波状膜。
具体实施方式
在图1中示出的、构造为所谓的三面轴承的膜轴承2包括套筒式的轴承壳体4，三个以在轴承壳体4的内周边上分布的方式布置的膜设施6、8、10以及一个能在膜轴承中转动地受支承的轴12。
三个膜设施6、8、10中的每个膜设施都包括直接贴靠在轴承壳体4的内壁上的波状膜14和覆盖该波状膜的覆盖膜16。在壳体内侧构造有沿着轴承壳体的母线延伸的、从内向外倾斜地探伸到壳体壁中的插槽18、20，其中每个插槽分别容纳覆盖膜16的端部棱边22以及构造在所配属的波状膜14上的端部棱边24，如尤其是在图2中能良好地识别出的那样。插槽18、20的取向基本上遵循沿周向方向延伸出的端部棱边22、24的方向。
轴承壳体4的内轮廓在横截面方面构造为圆形，而且波状膜14分别具有从其关于轴承壳体4的周向方向的中间区域26出发朝着其端部棱边24降低的波高度H、h，如尤其是图4示出的那样。从波状膜中心向着端部棱边去的波高度的差h例如可以在最大波高度H的10％至100％的量级中。
图3以透视图示出了用于所谓的三面轴承的轴承壳体4，所述轴承壳体具有三个分别错开120°且以在周边上分布的方式布置的插槽对28、30、32，所述插槽对分别容纳相邻的膜设施6、8、10的端部棱边22、24。为了尤其也沿膜轴承2的轴线方向固定膜设施6、8、10，分别在两个配属给膜设施6、8、10的插槽18、20中的其中一个插槽的区域内设置有两个贯穿壳体壁的螺纹孔34、36，所述螺纹孔容纳将端部棱边22、24固定在相应的插槽中的卡紧螺栓，如没有详细地示出的那样。在需要时，也可以将相应的螺纹孔和卡紧螺栓配属给每个插槽。
附图标记列表
2 膜轴承
4 轴承壳体
6 第一膜设施
8 第二膜设施
10 第三膜设施
12 轴
14 波状膜
16 覆盖膜
18 插槽
20 插槽
22 端部棱边
24 端部棱边
26 区域
28 第一插槽对
30 第二插槽对
32 第三插槽对
34 第一螺纹孔
36 第二螺纹孔

Claims (3)

1.一种用于对轴(12)进行支承的膜轴承(2)，所述膜轴承包括套筒式的轴承壳体(4)，所述轴承壳体具有三个以在所述轴承壳体(4)的内周分布的方式布置的、分别覆盖所述轴承壳体(4)的周向区段的膜设施(6、8、10)，所述膜设施分别包括贴靠在壳体内壁上的波状膜(14)和覆盖所述波状膜的覆盖膜(16)，其中，所述覆盖膜(16)的沿周向方向限界出所述覆盖膜(16)的端部棱边(22)分别支撑于构造在所述壳体内壁处的保持机构上，其特征在于，在壳体内侧构造有沿着母线延伸的、从内向外倾斜地伸向壳体壁的插槽(18、20)，所述插槽中的每个插槽都分别容纳覆盖膜(16)的端部棱边(22)以及构造在配属的波状膜(14)上的端部棱边(24)，并且在所述轴承壳体(4)的内轮廓在横截面方面是圆形的情况下，所述波状膜(14)分别具有从其关于所述轴承壳体的周向方向的中间区域(26)出发朝着其端部棱边(24)降低的波高度(H、h)。
2.根据权利要求1所述的膜轴承，其特征在于，所述插槽(18、20)以滑动配合来容纳所述覆盖膜(16)的和所述波状膜(14)的配属的端部棱边(22、24)，并且在覆盖膜(16)无负载的情况下，所述插槽(18、20)的深度大于配属的端部棱边(22、24)的伸入深度。
3.根据权利要求1或2所述的膜轴承，其特征在于，分别在两个配属给膜设施(10)的插槽(18、20)中的一个插槽(18)的区域内设置有一个或多个贯穿壳体壁的螺纹孔(34、36)，所述螺纹孔容纳将端部棱边(22、24)固定在相应的插槽(18)中卡紧螺栓。
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