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Patent Searching and Data


Title:
BEARING ARRANGEMENT WITH SELF-ADJUSTING FORCE ELEMENTS WHICH ARE RESISTANT TO MALFUNCTIONING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/154735
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention proposes a bearing arrangement having a first bearing ring and a second bearing ring, which is mounted for rotation in relation to the first bearing ring, wherein a plurality of hydrostatically supported sliding-bearing segments are arranged on the first bearing ring, wherein each sliding-bearing segment interacts with a first sliding surface arranged on the second bearing ring, wherein each sliding-bearing segment has a first sub-element and a second sub-element, wherein the first sub-element is accommodated in an accommodating pocket of the first bearing ring such that a first pressure space is formed between the first bearing ring and the first sub-element, wherein the first sub-element and the second sub-element are designed such that a second pressure space is formed between the first sub-element and the second sub-element, wherein the second sub-element and the second bearing ring are designed such that a third pressure space is formed between the second sub-element and the second bearing ring, wherein a first surface of the first sub-element interacts with a second surface of the second sub-element, wherein the first surface is curved convexly or concavely and the second surface is formed in a manner which complements the first surface.

Inventors:
LÜNEBURG, Bernd (Westkapeller Ring 30, Mülheim, 45481, DE)
ROLLMANN, Jörg (Riantecweg 6, Lippstadt, 59558, DE)
ELFERT, Gunther (Stadtgasse 4, Erwitte, 59597, DE)
Application Number:
EP2019/052526
Publication Date:
August 15, 2019
Filing Date:
February 01, 2019
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP ROTHE ERDE GMBH (Tremoniastr. 5 - 11, Dortmund, 44137, DE)
THYSSENKRUPP AG (ThyssenKrupp Allee 1, Essen, 45143, DE)
International Classes:
F16C17/03; F16C17/06; F16C21/00; F16C32/06; F16C33/30
Foreign References:
DE3221277A11983-01-20
US3782793A1974-01-01
EP0023657A11981-02-11
CH606793A51978-11-15
DE2039720B21973-04-26
US3407012A1968-10-22
US3708215A1973-01-02
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP INTELLECTUAL PROPERTY GMBH (ThyssenKrupp Allee 1, Essen, 45143, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Lageranordnung mit einem ersten Lagerring (20) und einem drehbar gegenüber dem ersten Lagerring (20) gelagerten zweiten Lagerring (1 ), wobei an dem ersten Lager- ring (20) eine Mehrzahl von hydrostatisch abgestützten Gleitlagersegmenten (30) an- geordnet ist, wobei jedes Gleitlagersegment (30) mit einer am zweiten Lagerring (1 ) angeordneten ersten Gleitfläche zusammenwirkt, wobei jedes Gleitlagersegment (30) ein erstes Teilelement (3) und ein zweites Teilelement (4) aufweist, wobei das erste Teilelement (3) derart in einer Aufnahmetasche (2) des ersten Lagerrings (20) aufge- nommen ist, dass zwischen dem ersten Lagerring (20) und dem ersten Teilelement (3) ein erster Druckraum gebildet ist, wobei das erste Teilelement (3) und das zweite Teilelement (4) derart ausgebildet sind, dass zwischen dem ersten Teilelement (3) und dem zweiten Teilelement (4) ein zweiter Druckraum gebildet ist, wobei das zwei- te Teilelement (3) und der zweite Lagerring (1 ) so ausgebildet sind, dass zwischen dem zweiten Teilelement (4) und dem zweiten Lagerring (1 ) ein dritter Druckraum ge- bildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Oberfläche (5) des ersten Teilele- ments (3) mit einer zweiten Oberfläche (6) des zweiten Teilelements (4) zusammen- wirkt, wobei die erste Oberfläche (5) konvex oder konkav gekrümmt ist und die zweite Oberfläche (6) komplementär zur ersten Oberfläche (5) geformt ist.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1 , wobei die erste Oberfläche (5) kugelförmig kon- kav geformt ist und die zweite Oberfläche (6) kugelförmig konvex geformt ist.

3. Lageranordnung nach Anspruch 1 , wobei die erste Oberfläche (5) kugelförmig kon- vex geformt ist und die zweite Oberfläche (6) kugelförmig konkav geformt ist.

4. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Ober- fläche (5) derart mit der zweiten Oberfläche (6) zusammenwirkt, dass das zweite Teil- element (4) drehbar gegenüber dem ersten Teilelement (3) gelagert ist.

5. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite

Druckraum so ausgebildet ist, dass bei einer Druckbeaufschlagung des zweiten Druckraums hydrostatische Kräfte auf die erste Oberfläche (5) und die zweite Ober- fläche (6) wirken, die eine vollständige Trennung der ersten Oberfläche (5) und der zweiten Oberfläche (6) bewirken.

6. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Druck- raum eine erste hydrostatisch wirksame Projektionsfläche, der zweite Druckraum ei- ne zweite hydrostatisch wirksame Projektionsfläche und der dritte Druckraum eine dritte hydrostatisch wirksame Projektionsfläche aufweist, wobei die dritte Projektions- fläche größer oder gleich der zweiten Projektionsfläche ist und die zweite Projektions- fläche größer oder gleich der ersten Projektionsfläche ist.

7. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Druck- raum und der zweite Druckraum über einen durch das erste Teilelement (3) verlau- fenden Kanal (7) verbunden sind und der zweite Druckraum und der dritte Druckraum über einen durch das zweite Teilelement (4) verlaufenden Kanal (17) verbunden sind.

8. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der durch das zweite Teilelement (4) verlaufenden Kanal (17) und/oder der durch das erste Teilele- ment (3) verlaufende Kanal (7) jeweils mindestens ein Drosselelement (8) aufweisen.

9. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Teil- element (3) eine mit der ersten Gleitfläche zusammenwirkende zweite Gleitfläche auf- weist, wobei die zweite Gleitfläche mindestens zwei hydrostatische Taschen (19) auf- weist, die jeweils über einen, durch das zweite Teilelement (4) verlaufenden Kanal (17) mit dem zweiten Druckraum verbunden sind.

10. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Ober- fläche (5) und/oder die zweite Oberfläche (6) Führungsrillen (12) für ein hydrostati- sches Medium aufweist.

1 1. Lageranordnung nach Anspruch 10, wobei die Führungsrillen (12) spiralförmig oder ringförmig oder sternförmig verlaufen.

12. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Ober- fläche (5) und/oder die zweite Oberfläche (6) mindestens zwei hydrostatische Ta- schen (9) aufweist.

13. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Teil- element (3) und/oder das zweite Teilelement (4) eine Verdrehsicherung (1 1 ) aufweist, die in einer fest mit dem ersten Lagerring (20) verbundenen Nut (21 ) geführt ist.

14. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der Aufnahmetasche (2) des ersten Lagerrings (20) und dem ersten Teilelement (3) min- destens ein, vorzugsweise zwei Dichtungselemente (10) angeordnet sind. 15. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lageranord- nung mindestens eine Wälzkörperreihe mit mehreren Wälzkörpern aufweist, die an einer ersten Laufbahn des ersten Lagerrings (20) und an einer zweiten Laufbahn des zweiten Lagerrings (1 ) abrollbar angeordnet sind.

Description:
BESCHREIBUNG

Titel

Lageranordnung mit selbststellenden und störungsunempfindlichen Kraftelementen

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit einem ersten Lagerring und ei- nem drehbar gegenüber dem ersten Lagerring gelagerten zweiten Lagerring, wobei an dem ersten Lagerring eine Mehrzahl von hydrostatisch abgestützten Gleitlagersegmenten ange- ordnet ist, wobei jedes Gleitlagersegment mit einer am zweiten Lagerring angeordneten ers- ten Gleitfläche zusammenwirkt.

Derartige Lageranordnungen sind in vielfältigen Formen aus dem Stand der Technik be- kannt. Die Gleitlagersegmente übertragen dabei eine Kraft zwischen den beiden Lagerrin- gen, wobei die Kraftübertragung entweder ausschließlich über die Gleitelemente stattfinden kann oder im Falle einer hybriden Bauform teilweise durch zusätzliche Wälzkörper geleistet wird. Um eine reibungsarme, möglichst verschleißfreie Bewegung zu erreichen, muss dabei ein direkter mechanischer Kontakt zwischen den gegeneinander gleitenden Flächen vermie- den werden. Zu diesem Zweck ist der Raum zwischen den beiden Gleitflächen mit einem fluiden Medium gefüllt, das die Kraft zwischen den Kontaktpartnern überträgt. Bei dem flui- den Medium handelt es sich in der Regel um einen flüssigen Schmierstoff oder in selteneren Fällen um ein Gas wie beispielsweise Luft.

Um unter Belastung eine Trennung der Kontaktpartner zu erreichen, muss das Medium einen ausreichend großen hydrostatischen Druck aufweisen. Die Flüssigkeit oder das Gas wird dazu unter Druck zwischen die Gleitflächen gepumpt. Die dafür von der Pumpe aufge- brachte Leistung ist im Wesentlichen durch das Produkt aus Volumenstrom und Druck gege- ben, so dass bei einer vorgegebenen Pumpleistung bei einer hohen Durchflussrate der dabei aufrecht erhaltene Druck entsprechend gering wird. Der Volumenstrom ist wiederum durch die Größe des Spalts bestimmt, durch den das Medium gepresst wird. Dabei geht die Spalt- weite mit der dritten Potenz ein, so dass das Aufrechterhalten des Drucks bei großen Spalt- weiten eine sehr hohe Pumpleistung erfordert. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Spaltweiten zwischen den Gleitflächen so gering wie möglich zu halten. Besonders bei großen Lagern führen jedoch die belastungsbedingten Verformungen und Schiefstellungen bereits zu Abständen der Kontaktpartner, die im Millimeterbereich liegen und damit um Grö- ßenordnungen über den Spaltweiten liegen, die sich technisch mittels hydrostatischer Wirk- prinzipien realisieren lassen.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, Gleitlagerelemente flexibel gegenüber belastungsbedingten Lageänderungen zu gestalten. Eine solche Lage- rung ist zum Beispiel aus der Druckschrift DE 2039720 B2 bekannt. Es handelt sich hier einen Schlitten, der gegenüber einem Maschinengestell verschiebbar gelagert ist, wobei zwi- schen dem Schlitten und dem Maschinengestell Lagerkörper angeordnet sind, die über die Zuführung einer Flüssigkeit einen gleitenden Kontakt zum Maschinengestell hersteilen. In einem Teil der Ausführungsformen werden dabei die Lagerkörper zusätzlich von einem Stempel auf die Gleitfläche gedrückt. Der Stempel steht dabei mit dem Lagerkörper in me chanischem Kontakt und weist eine konvexe Seite auf, mit der er auf dem Lagerkörper eine Abrollbewegung ausführen kann, über die sich Verkippungen des Schlittens gegenüber dem Maschinengestell kompensieren lassen. Der Nachteil einer solchen Ausführung besteht dar- in, dass zum einen an der Kontaktstelle beim Abrollen Reibung entsteht und zum anderen die Flüssigkeitsführung an dieser Stelle mit einem Dichtungselement abgedichtet werden muss. Beides führt zu Verschleißerscheinungen und macht ein regelmäßiges Auswechseln des Dichtungsrings erforderlich.

Ein Gleitlager, mit dem sich beispielsweise Arbeitsspindeln einer Werkzeugmaschine lagern lassen, wird in der Druckschrift US 3 407 012 A vorgeschlagen. Dabei werden zwischen dem Gehäuse und einer Lagerschale und zwischen der Lagerschale und dem zu lagernden Körper mehrere Druckflüssigkeitspolster aufrecht erhalten, die über Leitungen so miteinan- der verbunden sind, dass bei einer Schrägstellung des zu lagernden Körpers die über die Leitungen vermittelten Druckunterschiede zwischen den Flüssigkeitspolstern zu einer elasti schen Verformung der Lagerschale führen und so ein mechanischer Kontakt zwischen den Bauteilen verhindert wird. In diesem Sinne wird über den Druckausgleich zwischen den Pols- tern ein Mechanismus zur Selbstkorrektur der Lagerung realisiert, für den allerdings zusätz- lich das genannte Leitungssystem notwendig ist.

Eine hybride Lagerform mit hydrostatisch gestützten Gleitflächen ist zum Beispiel aus der Druckschrift US 3 708 215 A bekannt. Hier werden die Kräfte zwischen den Lagerringen über ein Wälzlager übertragen, wobei unter bestimmten Betriebsbedingungen die Kraftübertra- gung durch ein zusätzliches Gleitlager unterstützt wird. Das Gleitlager besteht aus einem ringförmigen Stempel, der gegen den äußeren Lagerring gepresst wird. In einigen Ausfüh- rungsformen besteht der ringförmige Stempel aus zwei Teilen, die über eine Flüssigkeits- schicht aneinander koppeln so dass durch relative Verschiebungen der beiden Teile gewisse Fehlstellungen der Lagerringe ausgeglichen werden können. Da die beiden ringförmigen Tei- le des Stempels jedoch nur als Ganzes gegeneinander verschiebbar sind, sind die Möglich- keiten für einen solchen Ausgleich beschränkt.

Offenbarung der Erfindung

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kraftübertragung zwischen den beiden Lagerringen unter allen Betriebsbedingungen, insbesondere unter Schiefstellungen und ra- dialen Verformungen und Bewegungen der Ringe verschleißfrei und ohne Berührung der Kontaktpartner sicherzustellen. Um eine möglichst hohe Sicherheit gegen Unwägbarkeiten zu erhalten, sowie eine hohe Verfügbarkeit und Langlebigkeit der Lösung zu erreichen, sol- len weiterhin mögliche Verschleißelemente ohne Lagertausch möglichst einfach im Rahmen einer Lagerinspektion austauschbar sein.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine mit einem ersten Lagerring und einem drehbar gegen- über dem ersten Lagerring gelagerten zweiten Lagerring, wobei an dem ersten Lagerring eine Mehrzahl von hydrostatisch abgestützten Gleitlagersegmenten angeordnet ist, wobei jedes Gleitlagersegment mit einer am zweiten Lagerring angeordneten ersten Gleitfläche zusammenwirkt, wobei jedes Gleitlagersegment ein erstes Teilelement und ein zweites Teil- element aufweist, wobei das erste Teilelement derart in einer Aufnahmetasche des ersten Lagerrings aufgenommen ist, dass zwischen dem ersten Lagerring und dem ersten Teilele- ment ein erster Druckraum gebildet ist, wobei das erste Teilelement und das zweite Teilele- ment derart ausgebildet sind, dass zwischen dem ersten Teilelement und dem zweiten Teil- element ein zweiter Druckraum gebildet ist, wobei das zweite Teilelement und der zweite Lagerring so ausgebildet sind, dass zwischen dem zweiten Teilelement und dem zweiten Lagerring ein dritter Druckraum gebildet ist, wobei eine erste Oberfläche des ersten Teilele- ments mit einer zweiten Oberfläche des zweiten Teilelements zusammenwirkt, wobei die erste Oberfläche konvex oder konkav gekrümmt ist und die zweite Oberfläche komplementär zur ersten Oberfläche geformt ist.

Erfindungsgemäß sind an dem ersten Lagerring mehrere hydrostatisch abgestützte erste Gleitlagersegmente angeordnet, die in einer Umfangsrichtung des ersten Lagerrings vonein- ander beabstandet sind und mit einer an dem zweiten Lagerring angeordneten ersten Gleit fläche Zusammenwirken. Durch die mehreren, entlang der Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordneten Gleitlagersegmente kann sich der die Lagerringe trennende Schmiermittelspalt an den Gleitlagersegmenten individuell einstellen. Es ist daher möglich, einer durch eine unsymmetrische Belastung entstehende, unterschiedliche Breite des Schmierspalts in Umfangsrichtung entgegenzuwirken, so dass ein über die Umfangsrichtung möglichst gleichmäßiger Schmiermittelspalt mit reduziertem Schmiermitteldurchsatz erhalten wird. Bevorzugt sind sämtliche Gleitlagersegmente identisch ausgebildet. Alternativ können die ersten Gleitlagersegmente unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise können die ersten Gleitlagersegmente unterschiedliche Querschnitte aufweisen und/oder unterschiedlich große, gegenüber der Gleitfläche wirksame Oberflächen.

Die erfindungsgemäße zweiteilige Ausführung des Gleitlagersegments erlaubt gegenüber einteiligen Bauformen einen erweiterten Bewegungsspielraum um betriebsbedingte Schief- stellungen und Verformungen auszugleichen. Ein einteiliger Stempel zwischen den Lagerrin- gen kann prinzipiell zwei Ausgleichsbewegungen ausführen. Er wird zum einen durch die Druckbeaufschlagung gegen den rotierenden Lagerring gepresst und folgt daher den relati- ven Verschiebungen der Lagerringe und schafft auf diese Weise einen Ausgleich, wenn zum Beispiel im Falle eines Radiallagers die beiden Lagerringe belastungsbedingt eine Lage mit relativer Exzentrizität einnehmen. Zum anderen kann er sich bis zu einem gewissen Grad durch Verkippen an Schiefstellungen der Lagerringe anpassen. Da der Stempel dabei als Ganzes bewegt wird, ist nicht in allen Fällen gewährleistet, dass die Spaltweiten zwischen Stempel und Lagerring an allen Stellen gleichermaßen gering bleiben. Eine Verringerung des Abstandes zwischen Stempel und Lagerring an einer Stelle wird also in der Regel mit einer Vergrößerung des Abstandes an einer anderen Stelle verbunden sein. Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen zweiteiligen Stempel die beiden Teilelemente ebenfalls gegenein- ander bewegbar sind, gewinnt das Gleitlagersegment zusätzliche Freiheitsgrade, durch die eine bessere Anpassung an die jeweilige Stellung und Verformung der Lagerringe möglich ist.

Das erfindungsgemäße Gleitlagersegment weist dazu zwischen den beiden Teilelementen einen hydrostatisch gestützten Zwischenraum auf, so dass sich zusammen mit den beiden Zwischenräumen zwischen dem Gleitlagersegment und den Lagerringen eine Anordnung mit insgesamt drei Zwischenräumen ergibt, die den oben genannten Druckräumen entsprechen. Zunächst ist das erste Teilelement so in eine Aufnahmetasche des ersten Lagerrings aufge- nommen, dass eine Druckbeaufschlagung der Aufnahmetasche das erste Teilelement in Richtung des drehbaren Lagerrings drückt, wobei die Innenfläche der Aufnahmetasche durch den Druck vollständig vom ersten Teilelement getrennt wird. Zwischen der Oberfläche des ersten Teilelements und des zweiten Teilelements befindet sich ein weiterer Zwischenraum, der bevorzugterweise unter Druck eine vollständige Trennung der beiden, den Zwischen- raum begrenzenden Oberflächen bewirkt. Schließlich befindet sich zwischen dem zweiten Teilelement und dem zweiten Lagerring ein weiterer Zwischenraum, der unter Druck ein kon- taktfreies Gleiten zwischen zweitem Teilelement und Lagerring möglich macht. Auf diese Weise können, vermittelt durch das erste und zweite Teilelement, zwischen dem ersten und zweiten Lagerring Kräfte übertragen werden, ohne dass die einzelnen Teile dazu in mechani- schem Kontakt stehen. Stattdessen werden die Kräfte in den Druckräumen auf rein hydrosta- tische Weise über die entsprechenden Druckpolster übertragen, wodurch vorteilhafterweise jede mechanische Reibung vermieden wird.

Im Falle eines Radiallagers weist das zweite Teilelement erfindungsgemäß bevorzugt an der Oberseite eine gekrümmte Oberfläche auf, die eine Schmiegung an die, ebenfalls gekrümm- te erste Gleitfläche des zweiten Lagerrings ermöglicht. Handelt es sich andererseits um ein Axiallager, kann die Oberseite des zweiten Teilelements erfindungsgemäß bevorzugt flach ausgebildet sein und mit einer entsprechenden flachen Gleitfläche des zweiten Lagerrings Zusammenwirken.

Bei allen drei Druckräumen müssen aus den oben genannten Gründen zu große Abstände zwischen den den Druckraum begrenzenden Elementen vermieden werden. Die technische Herausforderung besteht daher darin, die Form der Teilelemente so zu gestalten, dass einer- seits die Beweglichkeit der Teilelemente zueinander eine möglichst flexible Anpassung an eine Änderung der Form und relativen Lage der Lagerringe erlaubt und andererseits die drei Druckräume gleichmäßig klein gehalten werden, ohne dass es zu einem mechanischen Kon- takt zwischen den verschiedenen Teilen kommt. Im Folgenden werden daher verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen beschrieben, die das erfindungsgemäße Konzept auf eine Art und Weise umsetzen, die diesen Anforderungen in vorteilhafter weise Genüge leistet.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der zweite Druckraum zwischen den beiden Teilelementen des Gleitlagersegments durch zwei gewölbte, komplementäre Oberflächen des ersten und zweiten Teilelements begrenzt. Eines der beiden Teilelemente ist dabei so geformt, dass die, dem anderen Teilelement zugewandte Oberfläche eine konka- ve Schale bildet, während sich die gegenüberliegende Oberfläche des anderen Teilelements der konkaven Oberfläche konvex entgegenwölbt. Dadurch wird das Teilelement mit der kon- vexen Oberfläche in vorteilhafter Weise vom Teilelement mit konkaver Oberfläche aufge- nommen ohne die erfindungsgemäß vorgesehene Beweglichkeit gegenüber dem aufneh- menden Partner zu verlieren. Erfindungsgemäß bevorzugt weisen die beiden Oberflächen dabei eine konstante Krümmung auf, haben also die Form von Kugelhauben. Vorzugsweise sollten die beiden Krümmungsradien ähnlich, beziehungsweise im Wesentlichen gleich sein, um eine große Schmiegung zwischen den beiden gekrümmten Flächen zu erreichen. Durch die komplementären Formen der beiden Oberflächen entstehen unter Druckbeaufschlagung und Belastung Kräfte, die eine bestimmte relative Lage der beiden Teilelemente erzwingen können. Grundsätzlich wird durch das Zusammenwirken der konkaven und konvexen Ober- fläche eine Kopplung der verschiedenen Kräfte bewirkt, die zwischen den beiden Flächen übertragen werden. Wird zum Beispiel die konvexe Oberfläche durch eine äußere Belastung senkrecht in die Schalenform der konkaven Oberfläche gepresst, entstehen senkrecht zur Normalkraft wirkende Kräfte, die eine Zentrierung der beiden Oberflächen zueinander bewir- ken und sie mittig zueinander positionieren. Diese zentrierend wirkenden Kräfte sind bei klei- neren Krümmungsradien größer und fallen bei größeren Krümmungsradien geringer aus.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Oberfläche kugelförmig konkav geformt und die zweite Oberfläche kugelförmig konvex geformt. Dadurch kann das zweite Teilelement vorteilhafterweise robuster ausgeführt werden, höhere Biegemomente aufnehmen und aufgrund des größeren Volumens zusätzliche Elemente aufnehmen. Vor- zugsweise haben die beiden Oberflächen dabei die Form von Kugelhauben.

Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Oberfläche kugelförmig kon- vex geformt und die zweite Oberfläche kugelförmig konkav geformt. Dadurch lässt sich das zweite Teilelement vorteilhafterweise schmaler ausführen, was im Montagefall die Aus- tauschbarkeit erleichtert. Des Weiteren besitzt das erste Teilelement auf diese Weise ein größeres Volumen und kann dadurch wiederum zusätzliche Elemente aufnehmen. Auch in dieser Ausführungsform haben die beiden Oberflächen vorzugsweise die Form von Kugel- hauben.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wirkt die erste Oberfläche derart mit der zweiten Oberfläche zusammen, dass das zweite Teilelement drehbar gegenüber dem ersten Teilelement gelagert ist. Zur räumlichen Beschreibung der Drehachsen sei als Be- zugsachse die Verbindungslinie zwischen dem ersten und dem zweiten Teilelement gewählt. Diese Verbindungslinie fällt in Abwesenheit von Fehlstellungen und Verformungen im We- sentlichen mit der Richtung zusammen, in der das Gleitlagersegment gegen den zweiten Lagerring gepresst wird. Gleichzeitig stellt sie die Hauptübertragungsrichtung dar, in der Kräfte zwischen den beiden Teilelementen vermittelt werden. Das zweite Teilelement ist nun so gelagert, dass es sich zum einen um diese Bezugsachse drehen kann und zum anderen gegenüber dieser Bezugsachse eine geneigte Stellung einnehmen kann, das heißt in zwei weitere unabhängige Richtungen drehbar ist. Die beiden letzteren Drehrichtungen erschlie- ßen einen zusätzlichen Bewegungsspielraum, über den sich das zweite Teilelement durch entsprechende Neigungen flexibel an mögliche Fehlstellungen der Lagerringe anpassen kann. Erfindungsgemäß bevorzugt wird dies durch entsprechend gestaltete Oberflächen zwi- schen den Teilelementen erreicht. So können zum Beispiel die weiter oben beschriebenen konvexen und konkaven Oberflächen, die zusammen den zweiten Druckraum zwischen den beiden Teilelementen begrenzen, so geformt sein, dass sie unter einer Druckbeaufschlagung eine Gleitbewegung gegeneinander ausführen können. Das zweite Teilelement wirkt mit dem zweiten Lagerring ebenfalls über hydrostatische Gleitflächen zusammen, so dass das zweite Teilelement zwischen dem ersten Teilelement und dem zweiten Lagerring drehbar gelagert ist. Durch die drehbare Anordnung des zweiten Teilelements wird eine Trennung der folgen- den beiden Bewegungs- und Ausgleichsmöglichkeiten bewirkt: Bei einer Abstandsänderung der beiden Lagerringe, zum Beispiel aufgrund einer exzentrischen Lage beider Ringe, ist das erfindungsgemäße Gleitlagersegment fähig, die Abstandsänderung dadurch auszugleichen, dass das erste Teilelement ein Stück weit aus seiner Aufnahmetasche herausgeschoben wird und sich somit in Richtung der Bezugsachse auf den geänderten Abstand einstellt. Die drehbare Lagerung des zweiten Teilelements dient dagegen dazu, möglichen Schiefstellun- gen der Lagerringe auf eine Weise zu begegnen, in der der hydrostatisch gestützte Zwi- schenraum zwischen zweitem Teilelement und zweitem Lagerring möglichst gleichmäßig klein gehalten wird und eine gute Kraftübertragung zwischen dem zweiten Teilelement und dem zweiten Lagerring gewährleistet ist. Diese Übertragung findet statt, wenn das zweite Teilelement an den zweiten Lagerring gedrückt wird und dadurch eine Kraft auf ihn überträgt. Um die, bei dieser Ausgestaltung erzielte Trennung zwischen der Funktion des ersten- und zweiten Teilelements zu erreichen und dabei zu gewährleisten, dass sämtliche Zwischenräu- me in allen Betriebsbedingungen hinreichend kleine Spaltweiten aufweisen, ist es vorteilhaft, die Flächen zwischen ersten und zweitem Teilelement sowie zwischen zweitem Teilelement und dem zweiten Lagerring mit einer großen Schmiegung herzustellen. Optimalerweise sollte die Schmiegung 100%, mindestens aber 50% betragen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Druckraum so ausge- bildet, dass bei einer Druckbeaufschlagung des zweiten Druckraums hydrostatische Kräfte auf die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche wirken, die eine vollständige Trennung der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche bewirken. Insofern kann ein mechanischer Kontakt zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche vollständig aufgehoben werden. Das hydrostatische Medium, das bei der Druckbeaufschlagung den zweiten Druck- raum ausfüllt, kann an allen Punkten der, den zweiten Druckraum begrenzenden ersten und zweiten Oberfläche eine Kraft in Normalrichtung der jeweiligen Oberfläche bewirken. Diese Einzelkräfte können sich derart zu einer ersten Gesamtkraft auf die erste Oberfläche und einer zweiten Gesamtkraft auf die zweite Oberfläche summieren, dass die erste und zweite Gesamtkraft entgegengesetzt gerichtet sind und jeweils vom zweiten Druckraum weg zeigen. Auf diese Weise können die beiden Oberflächen auseinander gedrückt und der Festkörper- kontakt zwischen den beiden Teilelementen aufgehoben werden. Dadurch ist es vorteilhaf- terweise möglich, dass unter Last die Kraft zwischen den beiden Teilelementen des Gleitla- gersegments übertragen wird, ohne dass dafür ein mechanischer Kontakt zwischen den bei- den Teilelementen notwendig ist. Die Kraft wird dabei über das hydrostatische Medium zwi- schen den Teilelementen vermittelt, so dass insbesondere jegliche mechanische Reibung zwischen der ersten und zweiten Oberfläche vermieden wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Druckraum eine erste hydrostatisch wirksame Projektionsfläche, der zweite Druckraum eine zweite hydrostatisch wirksame Projektionsfläche und der dritte Druckraum eine dritte hydrostatisch wirksame Pro- jektionsfläche auf, wobei die dritte Projektionsfläche größer oder gleich der zweiten Projekti- onsfläche ist und die zweite Projektionsfläche größer oder gleich der ersten Projektionsfläche ist. Diese geometrische Gestaltung der drei Druckräume wirkt sich in folgender Weise auf die in den jeweiligen Druckräumen gebildeten hydrostatischen Kräfte aus: Liegt beispielsweise die erste Oberfläche des zweiten Druckraums vollständig an der zweiten Oberfläche des zweiten Druckraums an, d.h. besteht zwischen den beiden Teilelementen ein vollständig geschlossener Kontakt, ohne dass das Druckmedium durch einen Spalt nach außen treten kann, so ist die Kraft, mit der das Druckmedium das zweite Teilelement vom ersten Teilele- ment weg und in Richtung des zweiten Lagerrings drückt, im Wesentlichen bestimmt durch die zweite hydrostatisch wirksame Projektionsfläche in Richtung auf den zweiten Lagerring zu. Sofern keine Fehlstellungen oder Verformungen bestehen, entspricht diese Richtung der oben eingeführten Hauptübertragungsrichtung. Für die Kraftwirkung, die das hydrostatische Medium auf einen Punkt der Innenfläche des Druckraums in Richtung der Hauptübertra- gungsrichtung ausübt, ist ausschließlich der Flächenanteil maßgeblich, der senkrecht zur Hauptübertragungsrichtung steht. Parallele Flächenanteile führen dagegen lediglich zu einer zusätzlichen Kraftkomponente senkrecht zur Hauptübertragungsrichtung. Die Kraftwirkung in Richtung der Hauptübertragungsrichtung ist daher proportional zur der entsprechenden or- thogonalen Projektionsfläche. Herrscht nun in allen drei Druckräumen ein vollständig ge- schlossener Kontakt, ist der damit einhergehende hydrostatische Druck in allen drei Räumen gleich und die hydrostatischen Kräfte sind durch die Flächen der drei Projektionen bestimmt. Bilden die dritte Projektionsfläche, die zweite Projektionsfläche und erste Projektionsfläche eine abnehmende Abfolge, so ist die hydrostatische Kraft im dritten Druckraum größer als die im zweiten Druckraum und diese wiederum größer als die im ersten Druckraum. Unter Belastung ergibt sich so im dritten Druckraum die stärkste Tendenz einen Spalt zwischen zweitem Teilelement und zweitem Lagerring zu öffnen und die Tendenz im zweiten Druck- raum ist stärker als im ersten Druckraum. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der erste Druckraum und der zweite Druckraum über einen durch das erste Teilelement verlaufenden Kanal verbunden und der zweite Druckraum und der dritte Druckraum sind über einen durch das zweite Teil- element verlaufenden Kanal verbunden. Wird bei dieser Ausgestaltung der erste Druckraum in der Aufnahmetasche des ersten Lagerrings über eine Schmierstoffversorgung mit Druck beaufschlagt, füllen sich über die beiden Kanäle sowohl der zweite, als auch der dritte Druck- raum ebenfalls mit Schmierstoff. Dadurch werden vorteilhafterweise alle drei Druckräume gleichermaßen mit Schmierstoff versorgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen der durch das zweite Teilele- ment verlaufenden Kanal und/oder der durch das erste Teilelement verlaufende Kanal je- weils mindestens ein Drosselelement auf. Die Verteilung des Schmierstoffs auf die drei Druckräume ist zum einen durch die Form und Größe der zugehörigen Spalte bestimmt, durch die der Schmierstoff nach außen tritt und zum anderen durch den Strömungswider- stand der Kanäle, die die Druckräume mit Schmierstoff versorgen. Über die in die Kanäle zusätzlich eingebrachten Drosselelemente kann vorteilhafterweise die Verteilung des Schmierstoffs zusätzlich beeinflusst werden und so eine optimale Verteilung über die drei Druckräume erreicht werden. Optional kann der Schmierstoff über zusätzliche Kanäle mit Drosselelementen in den Zwischenraum zwischen den beiden Lagerringen entlassen wer- den, so dass auf diese Weise eine zusätzliche Einstellmöglichkeit für die Schmiermittelvertei- lung entsteht.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung wird die Drosselung durch eine inte- grierte Ölleitungsführung in den Teilelementen realisiert, die beispielsweise durch 3D-Druck hergestellt werden kann. Dabei kann die Leitung in der Form einer Spirale in den tragenden Querschnitt (zum Beispiel ein Zylinder mit Einschraubgewinde) eingearbeitet sein. Die Dros- sellänge kann dabei durch Festlegung der Steigung der Spirale im Kanal festgelegt werden. Dies ermöglicht größere Leitungslängen und eine größere Drosselwirkung als eine zentrale, gerade Bohrung. Hierdurch wird es vorteilhafterweise möglich, den Leitungsquerschnitt aus- reichend groß zu gestalten (vorzugsweise 1 mm) und dennoch eine ausreichende Drossel- wirkung zu erzielen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Drosseln als Ein- schraubdrosseln ausgeführt. Dadurch kann die Fertigung der Drosseln vorteilhafterweise separat erfolgen. Darüber hinaus wird ein Austausch der Drosseln im Montagefall erleichtert. Die Notwendigkeit für derartige Drosselelemente, die dem Ölfluss einen Widerstand entge- gen setzten, ergibt sich bei einer begrenzten Menge an zugeführtem Hochdrucköl, das auf die verschiedenen Druckräume verteilt werden muss. Steht dagegen eine ausreichend große Menge an Hochdrucköl zur Verfügung oder sind die Widerstände der Ölleitungen selbst be- reits ausreichend, um für eine gleichmäßige Verteilung zu sorgen, kann gegebenenfalls auf zusätzliche Widerstandselemente verzichtet werden. Die Fertigung der Drosseln ist insoweit aufwendig und schwierig, da die Querschnitte der ölführenden Kanäle möglichst geringe Durchmesser und lange Leitungslängen besitzen sollen, um eine ausreichend große Dros- selwirkung zu haben. Der Durchmesser der Drosselbohrung wird hierbei bevorzugt zwischen 0.3 und 2 mm, besonders bevorzugt mit 1 mm ausgeführt, um ein mögliches Verschließen der Leitung durch Schmutz zu verhindern und dennoch eine ausreichende Drosselwirkung zu erreichen. Alle anderen Kanäle werden vorzugsweise mit mindestens 2 mm Kanaldurch- messer ausgeführt, um ein Verschließen der Kanäle sicher auszuschließen und die Bohrun- gen mit akzeptablem Aufwand zu fertigen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das zweite Teilelement eine mit der ersten Gleitfläche zusammenwirkende zweite Gleitfläche auf, wobei die zweite Gleit fläche mindestens zwei hydrostatische Taschen aufweist, die jeweils über einen, durch das zweite Teilelement verlaufenden Kanal mit dem zweiten Druckraum verbunden sind. Die Taschen werden dadurch jeweils separat mit Schmierstoff versorgt. Entsteht durch eine Fehlstellung ein großer Spalt zwischen der ersten und zweiten Gleitfläche, fällt der Druck durch das entweichende Schmiermittel stark ab und es entsteht eine ungleichmäßige Druck- verteilung über die Flächen. Durch die hydrostatischen Taschen wird erreicht, dass der Schmierfilm bei einer solchen Leckage nicht zusammenbricht. Stattdessen ergibt sich in der durch den Spalt betroffenen Tasche eine Druckverminderung, so dass sich dieser Teil der Fläche stärker an die gegenüber liegende Fläche annähert, wodurch die Spaltweite wieder verringert wird.

Weitere Möglichkeiten, die hydrostatische Kopplung zwischen den verschiedenen Elementen zu beeinflussen, bestehen in einer entsprechenden Gestaltung beteiligten Oberflächen. Ge- mäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die erste Oberfläche und/oder die zweite Oberfläche Führungsrillen für ein hydrostatisches Medium auf. Über die Führungsril- len lässt sich die Schmierstoffverteilung im zweiten Druckraum vorteilhafterweise zusätzlich beeinflussen.

Gemäß einer konstruktiven Ausgestaltung verlaufen die Führungsrillen spiralförmig oder ringförmig oder sternförmig.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die erste Oberfläche und/oder die zweite Oberfläche mindestens zwei hydrostatische Taschen auf. Diese hydrostatischen Taschen stabilisieren, in ähnlicher Weise wie die oben beschriebenen hydrostatischen Ta- sehen des zweiten Teilelements, die Druckverteilung im zweiten Druckraum, wenn durch ei- ne Fehlstellung übermäßig viel Schmierstoff aus dem zweiten Druckraum austritt. Gemäß ei- ner weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die der Aufnahmetasche zugewandte Fläche des ersten Teilelements ebenfalls zwei, besonders bevorzugt vier oder mehr Taschen auf.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Teilelement und/oder das zweite Teilelement eine Verdrehsicherung auf, die in einer fest mit dem ersten Lagerring verbundenen Nut geführt ist. Falls die Form der Oberflächen zwischen erstem und zweitem Teilelement eine Verdrehung des zweiten Teilelements um die Bezugsrichtung nicht verhin- dert, lässt sich auf diese Weise vorteilhafterweise eine solche Verdrehung vermeiden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Aufnahmetasche des ersten Lagerrings und dem ersten Teilelement mindestens ein, vorzugsweise zwei Dich- tungselemente angeordnet. Dadurch wird vorteilhafterweise ein Entweichen des Schmiermit- tels verhindert und ein damit verbundener Druckabfall vermieden. Zusätzlich wird durch die Kolbenringe die Führung des ersten Teilelements sichergestellt. Die Kolbenringe sind Stan- dardkomponenten, die z.B. zur Abdichtung von Hydraulikzylindern eingesetzt werden. Die Anforderungen an die Dichtungsringe sind gute Dichtigkeit, geringe Verschließneigung und Reibung bei kleinen Bewegungen und niedrigen Relativgeschwindigkeiten. Das erste Teilele- ment ist vorzugsweise gehärtet, um den Verschleiß zu minimieren. Alternativ kann das erste Teilelement auch zylindrisch ausgeführt werden und mit einer geringen Passungstoleranz in einer Buchse geführt werden.

Die beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gleitlagersegments lassen sich auch in einem hybriden Lager einsetzen, bei dem die Kraftübertragung zwischen den Lagerringen teilweise durch das Gleitlager und teilweise durch Wälzkörper geleistet wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Lageranordnung mindes- tens eine Wälzkörperreihe mit mehreren Wälzkörpern auf, die an einer ersten Laufbahn des ersten Lagerrings und an einer zweiten Laufbahn des zweiten Lagerrings abrollbar angeord- net sind. Dadurch werden die technischen Vorteile beider Lagerformen in einer einzigen Vor- richtung kombiniert.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnun- gen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen an- hand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausfüh- rungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt verschiedene Ansichten einer Lageranordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung

Figur 2 zeigt zwei Ansichten einer Lageranordnung gemäß einem zweitem

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Figur 3 zeigt verschiedene Ansichten einer Lageranordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung

Figur 4 zeigt eine Aufsicht und zwei Schnittdarstellungen einer Lageranord- nung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung

Ausführungsformen der Erfindung

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen ver sehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.

Die Lageranordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 weist die erfin dungsgemäße zweiteilige Form des Gleitlagersegments 30 auf. Wie in der Seitenansicht links oben zu sehen ist, besteht das Gleitlagersegment 30 aus einem unteren ersten Teilele ment 3, auf dem das zweite Teilelement 4 hydrostatisch gestützt aufsitzt und nach oben, ebenfalis hydrostatisch gestützt an den rotierenden Lagerring 1 gepresst wird. Das untere Teilelement 3 ist dabei vertikal bewegbar und kann auf diese Weise eine Abstandsänderung zwischen dem unteren, festen Lagerring 20 und dem oberen, rotierenden Ring 1 ausglei- chen. Im Folgenden wird die Vertikale auch als Stellrichtung und das erste Teilelement 3 dementsprechend als Stellstempel 3 bezeichnet. Das zweite Teilelement 4 stellte den hydro statischen Kontakt mit dem rotierenden Lagerring 1 her, indem die Gleitfläche an der Ober seite des zweiten Teilelements 4 an die Gleitfläche des rotierenden Lagerrings 1 gedrückt wird. Das zweite Teilelement 4 wird daher im Folgenden auch als Druckstempel 4 bezeich net.

Die Gleitfläche des Druckstempels 4 weist eine große Schmiegung zur Gleitfläche des zwei ten Lagerrings 1 auf. Dazu ist die Gleitfläche des Druckstempels 4 in Umfangrichtung ge- krümmt, komplementär zur entsprechenden Krümmung der Gleitfläche des Lagerrings 1. Weist die Gleitfläche des Lagerrings 1 quer zur Umlaufrichtung ebenfalls eine Krümmung auf, kann die Gleitfläche des Druckstempels 4 entsprechend doppelt gekrümmt gestaltet werden. Weisen die Gleitflächen von Druckstempel 4 und Lagerring 1 unterschiedliche Krümmungsradien auf, erzeugt die Druckverteilung im Zwischenraum eine selbstzentrieren- de Wirkung der beiden Oberflächen 5, 6, die umso größer ist, je kleiner die jeweiligen Krüm- mungsradien ausfallen. An der Außenfläche von Stell- und Druckstempel 3, 4 sind mehrere Bohrungen zu sehen, durch die das Schmiermittel austreten kann, das im Innern der beiden Stempel 3, 4 zu den hydrostatischen Flächen geführt wird. An den Seiten des Druckstempels 4 sind bei dieser Ausführungsform zusätzliche Verdrehsicherungen 1 1 angebracht, die in einer (nicht dargestellten) Ausnehmung geführt sind, die fest mit dem unteren Lagerring 20 verbunden ist.

Links unten ist eine Aufsicht auf die Gleitfläche an der Oberseite des Druckstempels 4 zu sehen. Die Gleitfläche weist vier hydrostatische Taschen 19 auf, die jeweils über einen Ta- schenkanal 7‘ in dem Stellstempel 3 mit Schmiermittel versorgt werden. Verteilt sich auf- grund einer Fehlstellung der vom Schmiermittel ausgeübte Druck ungleichmäßig über die hydrostatische Kontaktfläche, ist der Druckstempel 4 durch die hydrostatischen Taschen 19 zu einer Selbstkorrektur fähig, bei der sich die Tasche 19 mit dem stärksten Druckverlust an die gegenüberliegende Gleitfläche des Lagerrings 1 annähert, wodurch sich eine Selbstzen- trierung des Druckstempels 4 einstellt.

Die Darstellung rechts oben in Figur 1 zeigt einen Schnitt des Gleitlagersegments 30 entlang der in der linken unteren Draufsicht eingezeichneten Schnittebene R. Wie in dieser Schnitt- darstellung zu erkennen ist, sitzt der Stellstempel 3 in einer Aufnahmetasche 2 des unteren Lagerrings 20. Zwischen Stellstempel 3 und Aufnahmetasche 2 befindet sich ein erster Druckraum, der durch zwei Kolbenringe 10 abgedichtet ist. Das Schmiermittel wird durch eine Bohrung im ersten Lagerring 20 in den ersten Druckraum gepresst, wo es den mechani- schen Kontakt zwischen Stellstempel 3 und Aufnahmetasche 2 vollständig aufhebt. Zusätz- lich wird das Schmiermittel in einen Kanal 7 gepresst, der im Inneren des Stellstempels 3 zum zweiten Druckraum zwischen Stellstempel 3 und Druckstempel 4 führt. Der zweite Druckraum, der zwischen der Oberfläche 5 des Stellstempels 3 und der Oberfläche 6 des Druckstempels 4 gebildet ist, wird dadurch auch mit Druck beaufschlagt, so dass die beiden Oberflächen 5, 6 ebenfalls voneinander abheben. Die Form der beiden Oberflächen 5, 6 ist sowohl in Richtung der Horizontalen, als auch senkrecht zur Zeicheneben gekrümmt, so dass die Oberseite 5 des Stellstempels 4 die konkave Form einer Schale aufweist, in die sich die konvexe Oberfläche 6 des Druckstempels 4 einfügt. Durch den Schmiermittelfilm zwi- sehen den beiden Oberflächen 5, 6 kann sich der Druckstempel 4 einmal prinzipiell um eine vertikale Achse drehen und zusätzlich um zwei Achsen, die beide senkrecht auf der Vertika- len stehen. Um die Drehung um die vertikale Achse zu verhindern ist seitlich am zweiten Teilelement 4 eine Verdrehsicherung 1 1 angebracht, die in einer (nicht dargestellten) Nut des ersten Lagerrings 20 geführt wird. Die erfindungsgemäße flexible Anpassung an Ver- schiebungen und Verformungen der Lagerringe 1 , 20 wird also durch das Wechselspiel zwi- schen vertikaler Verschiebbarkeit des Stellstempels 3 und der Drehbarkeit des Druckstem- pels 4 ermöglicht. Die im Zwischenraum zwischen der konvexen und konkaven Fläche 5, 6 wirkenden hydrostatischen Kräfte bewirken durch die Krümmung der beiden Flächen 5, 6 darüber hinaus eine Selbstzentrierung von Stell- und Druckstempel 3, 4.

Vom zweiten Druckraum aus führt ein weiterer Kanal 17 im Inneren des Druckstempels 4 zum dritten Druckraum zwischen der Gleitfläche an der Oberseite des Druckstempels 4 und der gegenüber liegenden Gleitfläche des rotierenden Lagerrings 1. Dadurch wird auch der dritte Druckraum mit Schmiermittel versorgt und die hydrostatische Trennung der beiden Gleitflächen bewirkt. Die Oberseite des Druckstempels 4 ist ebenfalls gekrümmt und weist vier hydrostatische Taschen 19 auf, so dass sich, ähnlich wie im Zwischenraum zwischen Stell- und Druckstempel 3, 4 eine selbstzentrierende Wirkung ergibt. Jede der vier Taschen 19 wird durch einen Taschenkanal 17‘ mit Schmiermittel versorgt, wobei jeder der Taschen- kanäle 17‘ vom zentralen Kanal 17 des Druckstempels 4 abzweigt. Der zentrale Kanal 17 selbst mündet ebenfalls an der Oberseite des Druckstempels 4. Zusätzlich sind der Kanal 17 und die Taschenkanäle 17‘ mit Drosselelementen 8 ausgestattet, über die sich die Schmier- stoffverteilung zwischen den drei Druckräumen optimal gestalten lässt.

In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Abbildung oben zeigt einen Schnitt durch das Gleitlagersegment 30, während die untere Abbildung eine Un- teransicht des zweiten Teilelements 4 des Gleitlagersegments 30 zeigt. Wie in der Unteran- sicht zu sehen ist, weist die zweite Oberfläche 6 eine spiralförmige Führungsrille 12 für das Schmiermittel auf. Durch die Führungsrille 12 wird das Schmiermittel gleichmäßig auf der gesamten Fläche 6 zugeführt. Wie in der oberen Schnittdarstellung gezeigt, wird die spiral- förmige Führungsrille 12 durch zwei, im ersten Teilelement 3 verlaufende Kanäle 7, 7“ mit Schmierstoff versorgt. Der erste Kanal 7 verläuft zentral in der Mitte des ersten Teilelements 3, während der zweite Kanal 7“ radial nach außen versetzt verläuft und in das äußere Ende der spiralförmigen Führungsrille 12 mündet.

In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Im Vergleich zu Figur 1 mündet hier der zentrale Kanal 7 im Druckstempel 4 nicht direkt auf der Oberseite des Druckstempels 4 sondern verzweigt sich im Inneren in vier Taschenkanäle 17, die zu den hy- drostatischen Taschen 19 an der Oberseite des Druckstempels 4 führen.

In Figur 4 ist links unten eine Aufsicht auf ein Gleitlagersegment 30 gemäß einer Ausfüh- rungsform der Erfindung dargestellt. In der Aufsicht sind zwei Schnittlinien A-A und B-B ge- kennzeichnet und die zugehörigen Schnittdarstellungen sind oberhalb (A-A) und rechts (B-B) neben der Aufsicht abgebildet. Wie in der Aufsicht zu erkennen ist, weist das zweite Teilele- ment 4 des Gleitlagersegments 30 an der, dem bewegten Lagerring 1 zugewandten Obersei- te vier hydrostatische Taschen 19 auf, die über Taschenkanäle 17‘ mit Schmierstoff versorgt werden, die im Innern des zweiten Teilelements 4 verlaufen (in der Schnittdarstellung nicht sichtbar). Ferner mündet der zentrale Kanal 17 des zweiten Teilelements 4 an der Oberseite des zweiten Teilelements 4. Wie im Schnitt A-A zu sehen ist, ist das Gleitlagersegment 30 von einer, fest mit dem ersten Lagerring 20 verbundenen Führung eingefasst, die im unteren Teil die Aufnahmetasche 2 für das erste Teilelement 3 bildet und im oberen Teil eine Nut 21 zur Führung der Verdrehsicherung 11 aufweist. Die Verdrehsicherung 11 ist in Form eines Führungsstifts ausgebildet und liegt in der Nut 21 , so dass eine Verdrehung des zweiten Teil- elements 4 verhindert wird. In der Aufnahmetasche 2 wird an der Unterseite des ersten Teil- elements 3 der erste Druckraum gebildet, der durch einen Kanal 27 in dem ersten Lagerring 20 mit einem Schmiermittel versorgt wird und durch zwei Dichtungsringe 10 gegen ein Aus- treten des Schmiermittels abgedichtet ist. Der erste Druckraum ist über einen, im Innern des ersten Teilelements 3 verlaufenden Kanal 7 mit dem zweiten Druckraum zwischen erstem und zweitem Teilelement 3, 4 verbunden. Dieser Kanal 7 weist ein Drosselelement 8 auf, über das sich die Verteilung des Schmiermittels zwischen erstem und zweitem Druckraum beeinflussen lässt. Der zweite Druckraum wird zwischen dem ersten und zweiten Teilele- ment 3, 4 gebildet, wo die konkav gewölbte Oberseite 5 des ersten Teilelements 3 die ent- sprechend konvex gewölbte Unterseite 6 des zweiten Teilelements 4 aufnimmt. Der zweite Druckraum ist wiederum durch einen, im Innern des zweiten Teilelements 4 verlaufenden Kanal 17 mit dem dritten Druckraum verbunden, der zwischen der Oberseite des zweiten Teilelements 4 und der (nicht dargestellten) Gleitfläche des zweiten Lagerrings 1 gebildet wird. Der Kanal 17 weist ebenfalls ein Drosselelement 8 auf. Durch das Zusammenspiel der drei Druckräume werden nun zwei Ausgleichsbewegungen des Gleitlagersegments ermög- licht. Zum einen kann das erste Teilelement 3 in der Aufnahmetasche 2 in vertikaler Richtung verschoben werden und eine Abstandsänderung zwischen erstem und zweiten Lagerring 1 ausgleichen. Zum anderen kann das zweite Teilelement 4 in der konkaven Wölbung des ersten Teilelements 3 gleiten und so zwischen dem ersten Teilelement 3 und dem zweiten Lagerring 1 eine geneigte Lage einnehmen und so zum Beispiel eine mögliche Verkippung zwischen erstem und zweitem Lagerring 1 ausgleichen. Die vorstehend beschriebenen Lageranordnungen weisen einen ersten Lagerring 20 und einem drehbar gegenüber dem ersten Lagerring 20 gelagerten zweiten Lagerring 1 auf, wo bei an dem ersten Lagerring 20 eine Mehrzahl von hydrostatisch abgestützten Gleitlagerseg- menten 30 angeordnet ist, wobei jedes Gleitlagersegment 30 mit einer am zweiten Lagerring 1 angeordneten ersten Gleitfläche zusammenwirkt, wobei jedes Gleitlagersegment 30 ein erstes Teilelement 3 und ein zweites Teilelement 4 aufweist, wobei das erste Teilelement 3 derart in einer Aufnahmetasche 2 des ersten Lagerrings 20 aufgenommen ist, dass zwischen dem ersten Lagerring 20 und dem ersten Teilelement 3 ein erster Druckraum gebildet ist, wobei das erste Teilelement 3 und das zweite Teilelement 4 derart ausgebildet sind, dass zwischen dem ersten Teilelement 3 und dem zweiten Teilelement 4 ein zweiter Druckraum gebildet ist, wobei das zweite Teilelement 3 und der zweite Lagerring 1 so ausgebildet sind, dass zwischen dem zweiten Teilelement 4 und dem zweiten Lagerring 1 ein dritter Druck- raum gebildet ist, wobei eine erste Oberfläche 5 des ersten Teilelements 3 mit einer zweiten Oberfläche 6 des zweiten Teilelements 4 zusammenwirkt, wobei die erste Oberfläche 5 kon- vex oder konkav gekrümmt ist und die zweite Oberfläche 6 komplementär zur ersten Oberflä- che 5 geformt ist.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen von Lageranordnungen weist der erste Druckraum eine erste hydrostatisch wirksame Projektionsfläche, der zweite Druckraum eine zweite hydrostatisch wirksame Projektionsfläche und der dritte Druckraum eine dritte hydrostatisch wirksame Projektionsfläche auf, wobei die dritte Projektionsfläche größer oder gleich der zweiten Projektionsfläche ist und die zweite Projektionsfläche größer oder gleich der ersten Projektionsfläche ist. Hierdurch kann sichergestellt, werden, dass sich zwischen dem ersten Teilelement 3 und dem zweiten Teilelement 4 immer ein Spalt einstellt.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 zweiter Lagerring

2 Aufnahmetasche

3 erstes Teilelement

4 zweites Teilelement

5 erste Oberfläche

6 zweite Oberfläche

7 Kanal

7‘ Taschenkanal

7“ Kanal

8 Drossel

9 hydrostatische Tasche

10 Dichtungsring

1 1 Verdrehsicherung

12 Schmiermittel-Führungsrillen

17 Kanal

17‘ Taschenkanal

19 hydrostatische Tasche

20 erster Lagerring

21 Nut

27 Kanal

30 Gleitlagersegment

R Schnittebene

A-A Schnittebene

B-B Schnittebene