DE8431800U1 - Aerostatisches Lager - Google Patents
Aerostatisches LagerInfo
- Publication number
- DE8431800U1 DE8431800U1 DE8431800U DE8431800U DE8431800U1 DE 8431800 U1 DE8431800 U1 DE 8431800U1 DE 8431800 U DE8431800 U DE 8431800U DE 8431800 U DE8431800 U DE 8431800U DE 8431800 U1 DE8431800 U1 DE 8431800U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- bearing
- sintered
- bearing surface
- grains
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 5
- 244000309464 bull Species 0.000 claims description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
- F16C32/0614—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
- F16C32/0618—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings via porous material
-
- 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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/14—Special methods of manufacture; Running-in
- F16C33/145—Special methods of manufacture; Running-in of sintered porous bearings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
• · · L · &igr;
&igr; · ■ — , &Pgr;&igr; ., &igr;
Prof. Dr. Joachim Heinzl
Dr. Ing. Manfred Lehmann
Hans Zehentbauer
Dr. Ing. Manfred Lehmann
Hans Zehentbauer
Aerostatisches Lager
sz=sssssss===ss=====
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gaslager mit einem Lagerkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
Eine Vielzahl von Druckschriften befaßt sich mit Gaslagern, deren Lagerkörper aus gesintertem Material
bestehen.
Eine grundsätzliche Abhandlung derartiger Lager findet man in einem Aufsatz von "Schmidt" (wt-Z.
incl. Fertig. 61 (1971), S. 616, 617). Darüber hinaus sind in der DE-A-31 10 712 poröse Luftlager
mit gezielt verdichteten Oberflächen beschrieben.
Diese Druckschriften sind nur als Beispiele für den umfangreichen Stand der Technik genannt.
In der Praxis sind verschiedene Bauformen für
poröse Gaslager bekannt geworden: 20
a) Gaslager, bei denen die Speiseluft beim Strömen durch die gesamte Sinterfläche mit insgesamt
geringer Porösität gedrosselt wird. Der Strö-
• · a
• · ■ >
mungswiderstand ist im gesamten Material konstant
und hoch. Hierbei ergeben sich sehr hohe Toleranzanforderungen an den Sinterrohling, wenn die Lagerfläche
wenig bearbeitet werden soll. 5
Als Ausgangsmaterial werden Sintermetalle und Kunstkohle verwendet.
b) Gaslager, bei denen Speiseluft an der Lagerfläehe
gedrosselt wird. Zur Erzielung dieser Drosselung werden die vorbearbeiteten Lageroberflächen des Sintermateriaxs durch Schleifen mit losem
Korn unter Druck verdichtet. Hierbei kann nur die gesamte Lagerfläche gleichzeitig bearbeitet werden.
Es kann keine sichere Aussage bezüglich der nach dem Schleifen verbleibenden Restdicke und der mechanischen
Stabilität der obersten Körnerschicht getroffen werden. Die verbleibenden Drosselöffnungen
sind an der Lageroberfläche ungleichmäßig verteilt. Im Bereich der Lagerfläche können Reste des losen
Schleifkorns im Sintermaterial eingelagert sein.
c) Gaslager, bei denen als Drosselelemente dünne Düsenplatten auf ein der Speiseluftzuführung dienendes
poröses Grundmaterial aufgebracht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lager so zu gestalten, daß sie gegenüber dem Stand der
Technik eine höhere Steifigkeit besitzen, und daß die Betriebssicherheit für eine hohe Einsatzdauer
gewährleistet ist. Vor allem soll die Herstellung der Lager mit einem wirtschaftlichen Fertigungsverfahren
erfolgen können.
Dabei ist es zur Erzielung einer hohen Tragkraft
und einer optimalen Steifigkeit notwendig, die Lufteinspeisung in das Lager mit möglichst vielen sehr
kleinen öffnungen gleichmäßig über die ganze Lagerfläche zu verteilen, damit überall tragender Druck
aufgebaut wird. Bei der Einspeisung müßte eine Drosselung, d.h. ein massenstromabhängiger Druckabfall
stattfinden, damit eine Spaltänderung eine hohe
Kraftänderung zur Folge hätte. Dadurch wird eine
hohe Steifigkeit gewährleistet. Die Drosselung sollte unmittelbar beim Eintritt der Luft in den Lagerspalt stattfinden, damit stabilitätsschädliche Totvolumina so klein wie möglich gehalten werden. Dagegen sollte der Strömungswiderstand im Grundgefüge (vor den Drosseln im Lagermaterial) gering sein,
kleinen öffnungen gleichmäßig über die ganze Lagerfläche zu verteilen, damit überall tragender Druck
aufgebaut wird. Bei der Einspeisung müßte eine Drosselung, d.h. ein massenstromabhängiger Druckabfall
stattfinden, damit eine Spaltänderung eine hohe
Kraftänderung zur Folge hätte. Dadurch wird eine
hohe Steifigkeit gewährleistet. Die Drosselung sollte unmittelbar beim Eintritt der Luft in den Lagerspalt stattfinden, damit stabilitätsschädliche Totvolumina so klein wie möglich gehalten werden. Dagegen sollte der Strömungswiderstand im Grundgefüge (vor den Drosseln im Lagermaterial) gering sein,
damit der zur Aufrechterhaltung des tragenden Luftpolsters
notwendige Massenstrom ungehindert nachgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Gaslager mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die besonderen Vorteile der Erfindung liegen darin, daß sich die dünne Drosselschicht direkt an der Lageroberfläche
befindet, so daß die Forderung nach
geringem Totvolumen nach den Drosselöffnungen erfüllt ist.
geringem Totvolumen nach den Drosselöffnungen erfüllt ist.
Die Vielzahl feinster Poren ergibt eine gleichmäßig über die Lagerfläche verteilte Lufteinspeisung und
damit eine hohe Tragkraft bei geringem Luftverbrauch. Da die tragende Struktur nicht verdichtet wird, ist der Strömungswiderstand im Grundgefüge gering, d.h. die Luft wird gleichmäßig nachgeführt, das Lagerverhalten ist stabil.
damit eine hohe Tragkraft bei geringem Luftverbrauch. Da die tragende Struktur nicht verdichtet wird, ist der Strömungswiderstand im Grundgefüge gering, d.h. die Luft wird gleichmäßig nachgeführt, das Lagerverhalten ist stabil.
• Ill Il
Die entstehende wabenförmige Struktur der Lageroberfläche
zeichnet sich dadurch aus, daß die Sinterkörner der Oberflächenschicht sehr stark
gegeneinander gequetscht werden.Dadurch sind die Kontaktstellen zu den Nachbarkörnern sehr stark
vergrößert/ so daß ein sehr stabiler Verbund in der Oberfläche entsteht. Die ursprünglich vorhandene
Zahl der Kontaktstellen wird durch das Bearbeitungsverfahren nicht verändert. Es kann keine angeschnittenen
Sinterpartikel geben, die nur noch an einer geschwächten Kontaktstelle hängen und
sich im Betrieb lösen.
Ausgehend von einfach herzustellenden Sinterrohlingen wird durch Walzen in einem Arbeitsgang die
Oberfläche so verdichtet, daß sowohl die gewünschten feinsten, gleichmäßig verteilten Düsenöffnungen
entstehen, als auch die Formgenauigkeit der Lageroberfläche sehr gut angenähert wird. Durch
Austauschen des Walzwerkzeuges gegen ein spanabhebendes Werkzeug (Schneiddiamanten) kann auf geeigneten
Maschinen in einer Aufspannung die erforderliche Luftlagergenauigkeit erreicht werden.
Der für optimale Tragkraft und Steifigkeit erforderliche Massendurchsatz durch die Lageroberfläche
läßt sich bei der Bearbeitung kontrollieren. Das Gegenstück des Luftlagers, das keine Düsenöffnungen
enthalten muß, kann leicht angepaßt werden.
Mit Hilfe eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung anhand stark schematisierter Zeichnungen
noch näher erläutert werden.
Es zeigt
Figur 1 einen Sinterrohling vor der Be
arbeitung ,
Figur 2 das Sinterteil gemäß Figur 1 nach dem Walzen und
Figur 3 das gemäß Figur 2 gewalzte Sinterteil nach der spanenden Feinstbearbeitung.
Der in Figur 1 schematisch und stark vergrößert dargestellte Ausschnitt eines Sinterkörpers 1 stellt
den unbearbeiteten Sinterrohling dar.
Für einen stabilen Aufbau der Lagerrohlinge sollen die Sinterkörner 1a, 1b möglichst dicht angeordnet
sein. An der späteren Lageroberflachen sollen die
Sinterkömer 1a in dichtester Anordnung verteilt sein, um "Löcher" zu vermeiden.
Beim Füllen der Sinterform wird daher die spätere Lageroberfläche zuerst mit Sinterkörnern 1a bedeckt.
In einer weiteren Ausgestaltung des Sinterrohlings könnte diese Oberflächenschicht auch aus kleineren,
als den hier dargestellten Sinterkörnern 1a aufgebaut sein; das tragende Grundgefüge kann mit Sinterkörnern
1b einer gröberen Körnung ausgebildet sein.
Für eine hohe Steifigkeit und Tragkraft ist - wie bereits erwähnt - eine große Anzahl gleichmäßig verteilter
Poren 2 direkt an der Lageroberfläche notwendig.
Bei der erfindungsgemäßen Gestaltung werden dazu die Sinterkörner 1a der obersten Schicht durch plastisches
Aneinanderwalzen so verformt, daß eine Oberfläche entsteht, die eine wabenförmige Struktur mit
vielen gleichmäßig verteilten feinsten Poren 2 in den Wabenecken aufweist, wie in Figur 2 gezeigt ist.
Die gewünschte Verdichtung zum Erreichen der Drosselwirkung bis zu einer optimalen Restdüsenfläche
läßt sich durch Messung des Massendurchsatzes durch die Lageroberfläche gezielt erreichen. Die Verdichtung
durch Walzen kafcn so weit fortgesetzt werden,
bis die Lageroberfläche vollständig verschlossen ist.
Damit ist es möglich, in der Lageroberfläche einzelne
Bereiche ganz zu verschließen, an anderen Bereichen dagegen gezielt Düsenöffnungen in Form von
Poren 2 noch offen zu lassen. Bei der plastischen Verformung der Sinterkörner 1a durch Walzen kann
das Werkzeug je nach der Führung des Wälzkörpers über die Oberfläche rollen und/oder gleiten. In
Versuchen haben sich Anordnungen bewährt, bei denen die Kante eines Kugellagers leicht schräg gestellt
über die Oberfläche geführt wird, so daß bei hoher Flächenpressung der Rollbewegung ein Gleitanteil
überlagert ist.
Nach dem Walzen kann die spanende Feinbearbeitung stattfinden, was durch Fräsen oder Drehen mit Diamantwerkzeugen
erfolgt. Damit ist ohne weiteres die für Luftlager erforderliche Maßgenauigkeit zu erzielen.
Mit der Erfindung werden auch die erforderlichen Maßtoleranzen leichter beherrschbar. Als Ausgangsmaterial
dienen Sinterrohlinge, deren Maßhaltigkeit stark von Sintertemperatur, -druck und -dauer abhängig
ist. übliche Abweichungen liegen im Bereich von 2 - 5 % des Nennmaßes. Die Gestaltabweichung
der Ausgangsfläche liegt bei etwa einem Korndurchmesser d. Beim Verdichten durch Walzen wird die Gestaltabweichung
auf /10 verbessert. Durch Fräsen
t · &igr;
err
oder Drehen mit Diamantwerkzeugen wird die Gescaltabweichung
auf /100 reduziert und erreicht, daß die Lageroberfläche etwa in der Mitte der obersten
Körnerschicht entsteht, wie aus Figur 3 ersichtlich ist. Aus Figur 3 ist auch die eingangs bereits erwähnte
mechanische Stabilität der Lageroberfläche ersichtlich: Die Kontaktstellen zu den benachbarten
Sinternkörnern 1a und 1b sind durch den Walzvorgang stark vergrößert&iacgr; so daß ein sehr stabiler Verbund
in der Oberfläche entsteht. Die ursprüngliche Zahl der Kontaktstellen wird durch die spanende Bearbeitung
nicht verringert. Es kann keine stark angeschnittenen Sinterkörner 1a geben, die nur noch an
einer geschwächten Kontaktstelle im Verbund hängen und sich im Betrieb lösen könnten.
Trotz allem wird die Luftführung durch das Grundgefüge nicht behindert.
Claims (2)
1. Gaslager mit einem aus gesintertem Material bestehenden Lagerkörper, bei dem wenigstens eine
der Lageroberflächen gezielt verdichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterkörner
5 (la) der Lageroberfläche des Sinterkörpers (1) wabenförmig geformt sind, so daß an den Wabenecken feinste Poren (2) entstehen.
2. Gasla/Ter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-10 net, daß die Sinterkörner (la) der Lageroberfläche eine geringere Korngröße aufweisen, als
die Sinterkörner (Ib) des übrigen Sinterkörpers (1).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8431800U DE8431800U1 (de) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | Aerostatisches Lager |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8431800U DE8431800U1 (de) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | Aerostatisches Lager |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8431800U1 true DE8431800U1 (de) | 1990-01-04 |
Family
ID=6772205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8431800U Expired - Lifetime DE8431800U1 (de) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | Aerostatisches Lager |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8431800U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020106279A1 (en) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | Dresser-Rand Company | Bearing and/or seal assembly including permeable body with features engineered to form a desired distribution pattern for a pressurized gas conveyed therethrough |
-
1984
- 1984-10-30 DE DE8431800U patent/DE8431800U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020106279A1 (en) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | Dresser-Rand Company | Bearing and/or seal assembly including permeable body with features engineered to form a desired distribution pattern for a pressurized gas conveyed therethrough |
US11913495B2 (en) | 2018-11-20 | 2024-02-27 | Siemens Energy, Inc. | Bearing and/or seal assembly including permeable body with features engineered to form a desired distribution pattern for a pressurized gas conveyed therethrough |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3439648C2 (de) | ||
DE69625222T2 (de) | Verfahren zur herstellung eines dreidimensionalen models mit gesteuerter porosität | |
DE19853978C1 (de) | Vorrichtung für das selektive Laser-Schmelzen zur Herstellung eines Formkörpers | |
DE3206981A1 (de) | Verfahren zum formpressen von pulver und aus pulver druckverformter gegenstand | |
DE3110712C2 (de) | Aerostatisches Lager | |
EP0412931A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines keramischen Schaumkörpers | |
DE4403340A1 (de) | Verfahren zum Herstellen zumindest einer Mikrodüse eines aerostatischen Lagers | |
DE2524460A1 (de) | Ausgleichsleiste an werkzeugmaschinen | |
DE3411120A1 (de) | Laeppvorrichtung | |
DE1816118A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Tiefenfiltermitteln | |
DE3789298T2 (de) | Verfahren zur steuerung des fliesswiderstandes bei der herstellung einer flüssigkeitsdüse. | |
DE8431800U1 (de) | Aerostatisches Lager | |
DE20320712U1 (de) | Frei programmierbares Formwerkzeug zur Herstellung von beliebig geformten flächigen Bauteilen | |
EP3671159B1 (de) | Körper hergestellt durch additives herstellungsverfahren und verfahren zur herstellung des körpers | |
EP3671160B1 (de) | Formkörper sowie verfahren zur herstellung eines formkörpers | |
DE3837467C2 (de) | ||
EP0997207A2 (de) | Werkzeug und Verfahren zum Herstellen eines Werkzeugs | |
DE102010038324A1 (de) | Vorrichtung zum Positionieren von Schneidpartikeln | |
EP0963808A2 (de) | Als Werkstückhalter ausgebildeter Maschinentisch zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken | |
DE3537672C1 (en) | Filter body | |
DE69703750T2 (de) | Verfahren zur herstellung einer sinternplatte/substrat und seiner anwendung zum heissen von keramischen artikeln | |
DE602004004305T2 (de) | Herstellungsverfahren von Schneideinsatz und Vorrichtung zur Ausrichtung eines Grünlings | |
DE102018001145A1 (de) | 3D Drucker mit ausfahrbaren Stützstrukturelementen | |
DE4129662C1 (en) | Deburring ceramic cup handles by buffing tool - exerts in radial plane between cup handle and tool w.r.t. reciprocal movement | |
CH652649A5 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung harter flaechen. |