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Title:
FILM, FILM ARRANGEMENT HAVING A NUMBER OF AT LEAST THREE HOMOGENEOUS FILMS, RADIAL AIR BEARING, MICRO GAS TURBINE AND PRODUCTION METHOD FOR A RADIAL AIR BEARING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/074686
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a film which is configured, as one of a number of at least three homogeneous films, to co-form a film ring arrangement, wherein the number of at least three homogeneous films can be assembled to form the film ring arrangement, and the film ring arrangement has at least one running-region circumferential section and at least one spring-region circumferential section. It is provided according to the invention that the film has a longitudinal extent L for use in the circumferential direction and a first surface section (2100) as running region, has a second surface section (2200) for forming a first spring region which adjoins the first surface section (2100) on one side in the longitudinal extent L, and has a third surface section (2300) for forming a second spring region which adjoins the first surface section (2100) on the other side in the longitudinal extent L.

Inventors:
KIESSLING SEBASTIAN (DE)
BERG HEINZ PETER (DE)
SCHUMACHER CHRISTIAN (LU)
Application Number:
PCT/EP2013/074253
Publication Date:
May 28, 2015
Filing Date:
November 20, 2013
Export Citation:
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Assignee:
LUX POWERTRAIN S A (LU)
International Classes:
F16C17/02
Domestic Patent References:
WO2013150958A12013-10-10
WO2014098005A12014-06-26
Foreign References:
JP2008241015A2008-10-09
US20020106138A12002-08-08
Attorney, Agent or Firm:
EISENFÜHR SPEISER (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Folie, die ausgebildet ist, als eine von einer Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien mit einer einseitigen Anschlussfolie und einer anderseitigen Anschlussfolie, eine Folienringanordnung mit zu bilden, wobei die Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien zur Folienringanordnung zusammensetzbar sind, und die Folienringanordnung wenigstens einen Laufbereichsumfangsabschnitt und wenigstens einen Federbereichs- umfangsabschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Folie eine Längserstreckung (L) zur Verwendung in Umfangsrichtung (U) der Folienringanordnung hat und - einen ersten Flächenabschnitt (2100) als Laufbereich aufweist,

- einen zweiten Flächenabschnitt (2200) zur Bildung eines ersten Federbereichs aufweist, der einseits in der Längserstreckung an den ersten Flächenabschnitt (2100) anschließt,

- einen dritten Flächenabschnitt (2300) zur Bildung eines zweiten Federbereichs aufweist, der anderseits in der Längserstreckung an den ersten Flächenabschnitt anschließt, wobei - der erste Federbereich als eine Fingerstruktur mit einer ersten Fingeranzahl mit wenigstens einem ersten Finger (2210, 2220, 2230) in der Längserstreckung ausgebildet ist, und

- der zweite Federbereich als eine Fingerstruktur mit einer zweiten Fingeranzahl mit wenigstens einem zweiten Finger (2310, 2320) in der Längserstreckung ausgebildet ist, wobei - der erste Finger (2210, 2220, 2230) ausgebildet ist, neben einem anderen zweiten Finger (2310, 2320) der einseitigen Anschlussfolie der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien zu liegen zu kommen und der zweite Finger (2310, 2320) ausgebildet, ist neben einem anderen ersten Finger (2210, 2220, 2230) der anderseitigen Anschlussfolie der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien zu liegen zu kommen, und

- eine erste Länge des ersten Federbereichs in der Längserstreckung (L) und eine zweite Länge des zweiten Federbereichs in der Längserstreckung (L) kleiner oder gleich einer dritten Länge des ersten Flächenabschnitts in der Längserstreckung (L) sind.

2. Folie (2000) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fingeranzahl grösser als die zweite Fingeranzahl (2310, 2320) ist.

3. Folie (2000) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Finger am Ansatz zu einem Breitbereich des ersten oder zweiten Flächenabschnitts (2100, 2200) und/oder der zweite Finger (2310, 2320) am Ansatz zu einem Breitbereich des ersten oder dritten Flächenabschnitts (2100, 2300) eine Taille aufweist.

4. Folie (2000) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zweite und/oder der dritte Flächenabschnitt an einem dem ersten Flächenabschnitt abgewandten Ende mindestens einen Befestigungsbereich (2205, 2305) aufweist. 5. Folie (2000) nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Befestigungsbereich (2205, 2305) zum Abknicken und zur Aufnahme in einen Steckbereich vorgesehen ist.

6. Folie (2000) nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Finger des zweiten und/oder des dritten Flächenabschnitts ein Befestigungsbereich (2205, 2305) angeordnet ist.

7. Folie (2000) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Federbereich Noppen, Rillen, Federn, Ausstülpungen oder dergleichen Stütz- und/oder Federelemente aufweist.

8. Folie (2000) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Laufbereich gehärtet und/oder beschichtet ist.

9. Folienringanordnung mit einer Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien (2000, 2001 , 2002, 2003, 2004) der vorstehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, als eine von der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien, eine Folienringanordnung mit zu bilden, - wobei die Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien (2000, 2001 , 2002, 2003, 2004) zur Folienringanordnung zusammengesetzt sind,

- wobei jede Folie (2000, 2001 , 2002, 2003, 2004) an eine einseitige Anschlussfolh eine anderseitige Anschlussfolie anschließt, und die Folienringanordnung wenigstens einen Laufbereichsumfangsabschnitt und wenigstens einen Federbereichsumfangsabschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

- der erste Finger (2210) ausgebildet ist, neben einem anderen zweiten Finger (2310) einer einseitigen Anschlussfolie der Anzahl der wenigstens drei gleichartigen Folien zu liegen zu kommen und der zweite Finger (2310) ausgebildet ist, neben einem anderen ersten Finger (2210) einer anderseitigen Anschlussfolie der Anzahl der wenigstens drei gleichartigen Folien zu liegen zu kommen und eine erste Länge des ersten Federbereichs in der Längserstreckung (L) und eine zweite Länge des zweiten Federbereichs in der Längserstreckung (L) kleiner oder gleich einer dritten Länge des ersten Flächenab- Schnitts in der Längserstreckung (L) sind und

- die Laufbereiche der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien gemeinsam eine Lauffläche bilden.

10. Folienringanordnung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Finger (2210) ausgebildet mit dem anderen zweiten Finger (2310) verschränkt zu werden und der zweite Finger (2310) ausgebildet ist, mit dem anderen ersten Finger (2210) verschränkt zu werden.

1 1. Radialluftlager (3000) mit einer Hülse (3300) und einer Welle (1 1 13) und einem, sich insbesondere im Drehbetrieb der Welle (1 1 13) ausbildenden, Luftspalt zwischen der Welle (1 1 13) und der Hülse (3300), wobei eine Folienringanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10 im Luftspalt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienringanordnung über das Radialmaß des Luftspalts die einzige Folienringanordnung ist.

12. Radialluftlager (3000) nach Anspruch 1 1 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Befestigungsbereich (2205, 2305) des zweiten und/oder dritten Flächenab- Schnitts (2200, 2300) jeder Folie der Anzahl von mindestens drei gleichartigen Folien an der Hülse (3300) befestigt ist.

13. Radialluftlager (3000) nach einem der Ansprüche 1 1 oder 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche der Folienringanordnung der Welle (1 1 13) zugewandt ist und die Federbereich der Anzahl von mindestens drei gleichartigen Folien der Hülse (3300) zugewandt sind.

14. Mikrogasturbine (1000) mit einer Brennkammer (1 120), einem Generator, einem Rekuperator (1200) und einer Turbogruppe (1 1 10), die ein Radialluftlager (1 1 14) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13 aufweist.

15. Herstellungsverfahren für ein Radialluftlager (1 1 14) mit einer Hülse (3300) aufwei- send eine Folienringanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10 umfassend:

- Zusammensetzen der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Folienringanordnung,

- wobei jede Folie an eine einseitige Anschlussfolie und eine anderseitige Anschlussfolie anschließt, und - die Folienringanordnung wenigstens einen Laufbereichsumfangsabschnitt und wenigstens einen Federbereichsumfangsabschnitt aufweist,

- wobei der erste Finger (2210) neben einem anderen zweiten Finger (2310) einer einseitigen Anschlussfolie der Anzahl der wenigstens drei gleichartigen Folien zu liegen kommt und der zweite Finger (2310) neben einem anderen ersten Finger (2210) einer anderseitigen Anschlussfolie der Anzahl der wenigstens drei gleichartigen Folien zu liegen kommt und- die Laufbereiche der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien gemeinsam eine Lauffläche bilden und

- Einbringen der Folienringanordnung in die Hülse (3300).

16. Herstellungsverfahren für ein Radialluftlager (1 114) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien aus einem

Bandmaterial gefertigt ist.

Description:
Folie, Folienanordnung mit einer Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien, Radialluftlager, Mikrogasturbine und Herstellungsverfahren für ein Radialluftlager

Die Erfindung betrifft eine Folie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Folienringanordnung, ein Radialluftlager sowie eine Mikrogasturbine.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, mehrere verschiedenartige Folien in Radialluftlagern, insbesondere bei Mikrogasturbinen, zu verwenden. In der Regel umfassen Radialluftlager mit Folien, eine Mehrzahl von Folien unterschiedlicher Gestalt und Funktion, die übereinander angebracht werden, um eine geeignete Fluiddynamik, respektive Luftkeile zu erzeugen, mit Hilfe derer ein rotierendes Bauteil sicher gelagert werden kann. Die Ausbildung der Fluiddynamik hängt neben dem prinzipiellen Aufbau der ggfs. unterschiedlichen Folien auch von der Fertigungsgenauigkeit und der Abstimmung der einzelnen Folien untereinander ab.

Aus EP 076672 ist ein Radialluftlager bekannt, bei dem unter einer Fluidfolie eine Federfolie angeordnet ist, wobei die Fluidfolie dem rotierenden Bauteil und die Federfolie einer Hülse zugeordnet ist. Die Federfolie ist dabei stark strukturiert und stützt die Fluidfolie gegen die Hülse ab. Die Strukturierung erlaubt die Ausbildung von Luftkeilen. Aus EP 0927831 ist eine Weiterentwicklung des Radiallagers aus EP 0756672 bekannt, bei der sowohl die Federfolie als auch die Fluidfolie nicht mehr einstückig sondern mehrteilig aufgebaut sind, sodass sich mehrere Bereiche ergeben, in denen ein Fluidfolien- glied über einem Federfolienglied angeordnet ist. Auch hier sind Federfolienglied und Fluidfolienglied unterschiedlich aufgebaut.

An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, verbesserte Folien für eine Folienringanordnung für ein Radialluftlager bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst. Die Erfindung geht aus von einer Folie, die ausgebildet ist, als eine von einer Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien mit einer einseitigen Anschlussfolie und einer anderseitigen Anschlussfolie, eine Folienringanordnung mit zu bilden, wobei die Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien zur Folienringanordnung zusammensetzbar sind, und die Folienringanordnung wenigstens einen Laufbereichsumfangsabschnitt und wenigstens einen Federbereichsumfangsabschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Folie eine Längserstreckung (L) zur Verwendung in Umfangsrichtung (U) der Folienringanordnung hat und

- einen ersten Flächenabschnitt (2100) als Laufbereich aufweist,

- einen zweiten Flächenabschnitt (2200) zur Bildung eines ersten Federbereichs aufweist, der einseits in der Längserstreckung an den ersten Flächenabschnitt (2100) anschließt,

- einen dritten Flächenabschnitt (2300) zur Bildung eines zweiten Federbereichs aufweist, der anderseits in der Längserstreckung an den ersten Flächenabschnitt anschließt, wobei

- der erste Federbereich als eine Fingerstruktur mit einer ersten Fingeranzahl mit wenigstens einem ersten Finger (2210,2220,2230) in der Längserstreckung ausgebildet ist, und

- der zweite Federbereich als eine Fingerstruktur mit einer zweiten Fingeranzahl mit wenigstens einem zweiten Finger (2310,2320) in der Längserstreckung ausgebildet ist, wobei

- der erste Finger ausgebildet ist, neben einem anderen zweiten Finger der einseitigen Anschlussfolie der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien zu liegen zu kommen und der zweite Finger ausgebildet, ist neben einem anderen ersten Finger der anderseitigen Anschlussfolie der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien zu liegen zu kommen, und

- eine erste Länge des ersten Federbereichs in der Längserstreckung und eine zweite Länge des zweiten Federbereichs in der Längserstreckung kleiner oder gleich einer dritten Länge des ersten Flächenabschnitts in der Längserstreckung sind.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass unterschiedliche Funktionen, die von mehreren Folien innerhalb eines Radialluftlagers erfüllt werden, auf einer einzigen Folie abgebildet werden können. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass durch die Realisierung aller Funktionen einer Folienringanordnung eines Radialluftlagers in einer einzigen Folie, die Abstimmung der Bestandteile der Folienringanordnung untereinander deutliche vereinfacht wird und zusätzlich der Fertigungsprozess kostengünstig realisierbar ist, da nur ein Folientyp hergestellt werden muss. Die Erfindung hat erkannt, dass die Realisierung aller dieser Funktionen mit Hilfe von wenigstens drei gleichartigen Folien möglich ist, wenn diese Folien derart einander überlappend anordnenbar sind, dass eine Folienringanordnung entsteht, die die Ausbildung eines Federbereichs unter einem Laufbereich ermöglicht.

Gleichartigkeit der Folien meint im Rahmen dieser Anmeldung, dass die Folien über im Wesentlichen gleiche Merkmale verfügen. Insbesondere werden unter gleichartigen Folien alle Folien verstanden, die die Merkmale des Anspruchs 1 in seiner ursprünglichen Fassung aufweisen.

Das Konzept der Erfindung sieht demzufolge vor, die Funktion mehrerer unterschiedlicher Folien in einem Radialluftlager auf einer einzigen Art von Folie zu vereinigen und eine Vielzahl dieser Folien einander teilweise überlappend anzuordnen.

Mit Hilfe dieses Konzepts ist eine einfache und kostengünstige Fertigung von Folien für Radialluftlager und von Radialluftlagern, die mit diesen Folien ausgerüstet sind, möglich.

Die Erfindung führt auch auf eine Mikrogasturbine nach Anspruch 14 umfassend eine Brennkammer, eine Generator, ein Rekuperator sowie eine Turbogruppe, wobei die Mikrogasturbine ein Radialluftlager nach dem vorstehenden Konzept aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehme und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.

Insbesondere zeigt sich im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung, dass eine Folie vorteilhaft ist, bei der die erste Fingeranzahl größer als die zweite Fingeranzahl. Bei dieser Ausführungsform der Folie sind in einer späteren Folienringanordnung die zweiten Finger immer jeweils seitlich zwischen zwei ersten Fingern angeordnet. Dies erlaubt eine symmetrische Anordnung.

Vorzugsweise weist der erste Finger im Ansatz und einem Breitbereich des ersten oder zweiten Flächenabschnitts und/oder der zweite Finger am Ansatz zu einem Breitbereich des ersten oder dritten Flächenabschnitts eine Taillierung auf. Diese Taillierung verbessert die Möglichkeiten den ersten und zweiten Finger unterschiedlicher Folien derart nebeneinander anzuordnen, dass zwischen den Fingern keine Reibung entsteht und Verkantungen vermieden werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der zweite und/oder der dritte Flächenabschnitt an einem dem ersten Flächenabschnitt abgewandten Ende mindestens einen Befestigungsbereich aufweist. Mit Hilfe dieses Befestigungsbereichs kann die Folie an einer Hülse eines Radialluftlagers befestigt werden. Vorzugsweise ist ein solcher Befestigungsbereich zum Abknicken und zur Aufnahme in einen Steckbereich vorgesehen. Mit dieser Ausfüh- rungsform kann die Folie einfach durch Stecken an einer Hülse eines Radialluftlagers befestigt werden.

Ein solcher Befestigungsbereich kann auch an jedem Finger des zweiten und/oder des dritten Flächenabschnitts angeordnet sein. Somit kann die Folie über ihre gesamte Breite an einer Hülse eines Radialluftlagers befestigt werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der erste und/oder der zweite Federbereich Noppen, Rillen, Federn, Ausstülpungen oder dergleichen Stütz- und/oder Federelemente aufweist. Die beschriebenen Elemente dienen der Beeinflussung der Steifigkeit und Federeigenschaften des Federbereichs und beeinflussen darüber hinaus die Ausbildung des Luftkeils. Durch die Verwendung von Noppen, Rillen, Federn, Ausstülpungen oder dergleichen Stütz- und/oder Federelementen können somit gewünschte Steifigkeiten und Federeigenschaften sowie die spezifische Ausbildung des Luftkeils für verschiedene Anwendungen beeinflusst werden. Es ist darüber hinaus vorteilhaft, wenn der Laufbereich der Folie gehärtet und/oder beschichtet ist. Die Härtung oder Beschichtung des Laufbereichs dient dazu, den Laufbereich widerstandfähiger gegen Reibung in verschiedenen Betriebszuständen, wie z. B. beim Anlaufen des Lagers zu verbessern. Darüber hinaus beeinflusst auch die Härtung des Laufbereichs oder eine Beschichtung des Laufbereichs die Steifigkeit des Laufbereichs und somit die Steifigkeit einer Anordnung aus Federbereich und Laufbereich in einem Radialluftlager.

Ein erster Teil einer Folie kann aus einem ersten Material und ein zweiter Teil der Folie kann aus einem zweiten Material bestehen, das unterschiedlich vom ersten Material ist. Insbesondere ist das erste Material ein Nicht-Hybrid-Material und das zweite material ein Hybrid-Material. Das erste Material ist bevorzugt ein Metall und das zweite Material ist bevorzugt ebenfalls ein Metall, insbesondere ein Metallverbund oder eine Metalllegierung, z. B. ein Verbund oder eine Legierung, die zusätzlich zum ersten Metall weitere Anteile von Metall enthält. Eine bevorzugte Ausführungsform kann z. B. ein erstes Mate- rial in Form von Stahl und ein zweites Material in Form das Stahls mit Beschichtung aufweisen. Die Materialien sind bevorzugt metallisch verbunden.

Die Fertigung der Folie kann vorteilhaft erfolgen, indem die Folien aus Bandmaterial ausgeschnitten werden, beispielsweise durch Stanzen oder Laserschnitt oder Ätzen. Die Fertigung kann aber auch mittels Pressen, Prägen oder Treiben erfolgen. Insbesondere die Herstellung von Noppen, Rillen, Federn, Ausstülpungen oder dergleichen Stütz- und/oder Federelemente in Federbereichen kann durch Prägen oder Treiben erfolgen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung betrifft die Erfindung eine Folienringanordnung mit einer Anzahl von wenigsten drei gleichartigen Folien, wie sie vorstehend beschrieben sind und die ausgebildet sind, als eine von der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien eine Folienringanordnung mitzubilden.

- wobei die Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien zur Folienringanordnung zusammengesetzt sind,

- wobei jede Folie an eine einseitige Anschlussfolie und eine anderseitige Anschlussfolie anschließt, und die Folienringanordnung wenigstens einen Laufbereichsumfangsabschnitt und wenigstens einen Federbereichsumfangsabschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Finger ausgebildet ist, neben einem anderen zweiten Finger einer einseitigen Anschlussfolie der Anzahl der wenigstens drei gleichartigen Folien zu liegen zu kommen und der zweite Finger ausgebildet ist, neben einem anderen ersten Finger einer anderseitigen Anschlussfolie der Anzahl der wenigstens drei gleichartigen Folien zu liegen zu kommen und eine erste Länge des ersten Federbereichs in der Längserstreckung und eine zweite Länge des zweiten Federbereichs in der Längserstreckung kleiner oder gleich einer dritten Länge des ersten Flächenabschnitts in der Längserstreckung sind und

- die Laufbereiche der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien gemeinsam eine Lauffläche bilden.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der erste Finger ausgebildet ist mit dem anderen zweiten Finger verschränkt zu werden und der zweite Finger ausgebildet ist, mit dem anderen ersten Finger verschränkt zu werden. Bei dieser Ausführungsform bilden der erste und der zweite Finger jeweils einen Federbereich unter einem Laufbereich einer weiteren Folie, somit ist eine Anordnung hergestellt bei der ein Federbereich unter einem Laufbereich angeordnet ist, wobei unter„unter" zu verstehen ist, dass der Laufbereich einen rotierenden Bauteil zugeordnet werden kann und einer Hülse.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung betrifft die Erfindung ein Radialluftlager mit einer Hülse und einer Welle und einem, sich insbesondere im Drehbetrieb der Welle ausbildenden Luftspalt zwischen der Welle und der Hülse, wobei eine Folienringanord- nung im Luftspalt angeordnet ist und die Folienringanordnung über das Radialmaß des Luftspalts die einzige Folienanordnung ist. Ein derartiges Radialluftlager erlaubt die Verwendung einer einzigen Art von Folie für den Aufbau der Folienringanordnung und somit die Verwendung von besser aufeinander abgestimmten Einzelbauteilen sowie eine kostengünstige Fertigung.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Befestigungsbereich des zweiten und/oder des dritten Flächenabschnitts jeder Folie der Anzahl von mindestens drei gleichartigen Folien an der Hülse des Radialluftlagers befestigt ist. In dieser Ausführungsform ist die Folienringanordnung sicher an der Hülse befestigt, sodass ein Verrutschen oder Verdrehen vermieden wird und die Welle sicher gelagert werden kann. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Lauffläche der Folienringanordnung der Welle zugewandt ist und der Federbereich der Anzahl von mindestens drei gleichartigen Folien der Hülse zugewandt ist.

Die Erfindung führt auch auf ein Herstellungsverfahren für ein Radialluftlager mit einer Hülse aufweisend eine Folienringanordnung gemäß der Erfindung, wobei das Herstellungsverfahren die folgenden Schritte umfasst:

- Zusammensetzen der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien zur Folienringanordnung,

- wobei jede Folie an eine einseitige Anschlussfolie und eine anderseitige An- schlussfolie anschließt, und

- die Folienringanordnung wenigstens einen Laufbereichsumfangsabschnitt und wenigstens einen Federbereichsumfangsabschnitt aufweist,

- wobei der erste Finger neben einem anderen zweiten Finger einer einseitigen Anschlussfolie der Anzahl der wenigstens drei gleichartigen Folien zu liegen kommt und der zweite Finger neben einem anderen ersten Finger einer anderseitigen Anschlussfolie der Anzahl der wenigstens drei gleichartigen Folien zu liegen kommt und- die Laufbereiche der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien gemeinsam eine Lauffläche bilden und

- Einbringen der Folienringanordnung in die Hülse. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Einbringen der Folienanordnung in die Hülse mittels eines Ringspannbandes, welche ein Untermaß und Spiel an den Stößen des Freischnittbereiches aufweist, eingebracht werden. Mit anderen Worten, dass die zur Folienringanordnung zusammengesetzten Folien mit Hilfe des Ringspannbandes gefesselt werden, so dass der Außendurchmesser der Anordnung kleiner ist als der Innen- durchmesser der Hülse und die Folienringanordnung im Anschluss durch Entfernen des Ringspannbandes freigelassen wird.

Eine Befestigung der Folien an der Hülse kann vorteilhaft auch radial über radiale Bohrungen erfolgen. In dieser Ausführungsform wird das Ringspannband vorteilhafterwiese vor dem Einschiebevorgang um den Betrag der Einfederschenkel auf Untermaß zur Bohrung gebracht.

Vorteilhaft wird die Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien aus einem Bandmaterial gefertigt. Dies erlaubt eine kostengünstige Herstellung mit geringem Abfall. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiels nicht notwendiger Weise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, nur zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen, der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen, betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. In dem Fall sind in dem Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus mindestens zwei der in der Beschreibung, der Zeichnungen und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale umfasst. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems einer Mikrogasturbine mit einem Powerhead und einem Radiallager; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Folie; Fig. 3 eine schematische Darstellung der Montage eines Radialluftlagers mit einer Folienringanordnung aufweisend drei gleichartige Folien;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Radialluftlagers mit einer Folienringanordnung aufweisend drei Folien der ersten Ausführungsform; Fig. 5 eine schematische Darstellung der Herstellung einer ersten Ausführungsform der Folie aus einem Bandmaterial;

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Herstellungsablauf einer Ausführungsform des Radialluftlagers.

Fig. 1 zeigt ein System einer Mikrogasturbine 1000 mit einem Powerhead 1 100 umfas- send eine Turbogruppe 1 1 10, eine Brennkammer 1 120 sowie ein dem Powerhead nachgeschalteten Rekuperator 1200 zum Wärmetausch zwischen Abgas- und Ladeluft der Powerheads 1 100 sowie einen vom Powerhead 1 100 angetriebenen Generator 1400. Die Turbogruppe ist vorliegend mit einem Verdichterrad 1 1 1 1 für Ladeluft LL und einem Turbinenrad 1 1 12 angetrieben durch Brenngas BG an einer gemeinsamen Welle 1 1 13 gekoppelt. Die Welle 1 1 13 wiederum ist zum Antrieb des Generators 1400 mit einem im Stator des Generators drehbar gelagerten Rotors gekoppelt. Die Welle 1 1 13 der Turbogruppe 1 1 10 ist vorliegend axial und radial gelagert, nämlich insbesondere bei dieser Ausführungsform mittels einer Luftlageranordnung umfassend ein Radialluftlager 1 1 14 und ein Axialluftlager 1 1 15. Abgas AG des Powerhead 1 100 wird vorliegend in einer Richtung RA entlang der Achse A der Mikrogasturbine 1000 dem Rekuperator 1200 zugeführt. Der Rekuperator 1200 ist vorliegend ausgebildet, über eine periphere Gasführung 1300 geführte Ladeluft LL vorzuwärmen durch Wärmetausch mit dem Abgas AG, welches wiederum den Rekuperator 1200 über einen Abgasauslass verlässt. Dem entsprechend weist die periphere Gasführung 1300 eine Ladeluftzuführung 1310, eine Ladeluftabführung 1320, eine Abgaszuführung 1330 und eine Abgasabführung 1340 auf. Das Radialluftlager 1 1 14 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst hier eine Hülse an der eine Folienringanordnung aufweisend drei Folien befestigt ist sowie einen mit Hilfe der Folienringanordnung gelagerten Teil der Welle. In den folgenden Figuren werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Radialluftlagers näher beschrie- ben.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Folie 2000. Die Folie 2000 ist ausgebildet als eine von einer Anzahl von wenigstens gleicharti- gen Folien, eine Ringfolienanordnung mitzubilden, wobei die Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien zur Folienringanordnung zusammensetzbar ist, und die Folienringan- ordnung wenigstens einen Laufkreisumfangsabschnitt und wenigstens einen Federbe- reichsumfangabschnitt aufweist. Die Folie 2000 hat eine Längserstreckung L zur Ver- wendung in Umfangsrichtung U der Folienringanordnung und weist einen ersten Flächenabschnitt 2100 als Laufbereich auf. Des Weiteren weist die Folie 2000 einen zweiten Flächenabschnitt 2200 auf, der an einer Seite in Längserstreckung an den ersten Flächenabschnitt 2100 anschließt. Außerdem weist die Folie 2000 einen dritten Flächenabschnitt zur Bildung eines zweiten Federbereichs auf, der andererseits in der Längserstre- ckung an den ersten Flächenabschnitt 2100 anschließt. Der zweite Flächenabschnitt 2200 zur Bildung eines ersten Federbereichs hat in der vorliegenden Ausführungsform drei Finger 2210, 2220 und 2230, die in Längserstreckung ausgebildet sind. Der dritte Flächenabschnitt zur Bildung des zweiten Federbereichs 2300 weist zwei Finger 2310, 2320in der Längserstreckung auf. Die ersten Finger 2210, 2220 und 2230 sind dabei so ausgebildet, dass sie neben zweiten Fingern 2310, 2320 einer Anschlussfolie der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien zu liegen kommen. Dieses zu liegen kommen beinhaltet, dass die jeweiligen Finger nebeneinander derart zu liegen kommen, dass eine Reibung zwischen den unterschiedlichen Fingern möglichst vermieden wird. Die Finger 2210, 2220, 2230, 2310 und 2320 weisen in der gezeigten Ausführungsform Noppen 2400 auf. Durch die Verwendung der Noppen 2400 wird die Steifigkeit sowie die Federeigenschaften beeinflusst, so dass anwendungsspezifische Werte dieser Größen eingestellt werden können. Neben Noppen können auch Rillen, Federn oder Ausstülpungen hierzu verwendet werden. Die Längserstreckung des Breitenflächenabschnitts 2200 und die Längserstreckung des dritten Flächenabschnitts 2300 sind in der vorliegenden Aus- führungsform gleich der Längserstreckung des ersten Flächenabschnitts 2100. Die Finger des zweiten Flächenabschnitts 2200 sowie die Finger des dritten Flächenabschnitts 2300 weisen jeweils einen Befestigungsbereich 2205, 2305 auf. Diese Befestigungsbereiche sind zum Abknicken und zur Aufnahme in einen Steckbereich vorzugsweise an einer Hülse eines Radialluftlagers vorgesehen. Fig. 3 zeigt schematisch die Montage eines Radialluftlagers mit einer Folienringanordnung aufweisend drei gleichartige Folien. Das Radialluftlager 3000 weist drei gleichartige Folien 2001 , 2002, 2003 auf, die jeweils über einen ersten Flächenabschnitt C, einen zweiten Flächenabschnitt B und einen dritten Flächenabschnitt A verfügen. Fig. 3a zeigt eine Draufsicht der drei Folien. Fig. 3b zeigt exemplarisch eine Seitenansicht einer vor- gebogenen Folie 2001 . Hier ist zu erkennen, dass der erste Flächenabschnitt C, der den Laufbereich bildet, entsprechend einem Innenradius der Hülse 3300 des Radiallagers gebogen wird. Die Finger des zweiten und dritten Flächenabschnitts A, B stehen zunächst gerade ab. Fig. 3c symbolisiert die Anordnung der drei Folien für die spätere Folienringanordnung. Die drei Folien sind derart angeordnet, dass jeweils ein zweiter Flächenabschnitt einer ersten Folie neben einen dritten Flächenabschnitt einer zweiten Folie zu liegen kommt und die Finger dieser Flächenabschnitte ineinandergreifen, ohne dass sie sich überlappend, und dass der erste Abschnitt der dritten Folie über diesen beiden Abschnitten zu liegen kommt. Damit ergibt sich in der vollständigen Anordnung im Radialluftlager 3000, die in Fig. 3D dargestellt ist, ein Laufbereich des Lagers, der aus den drei ersten Flächenabschnitten C der Folien 2001 , 2002 und 2003 gebildet ist und der durch die Federbereiche, also die zweiten und dritten Flächenabschnitte A, B federnd gestützt wird. Dabei liegen immer ein erster und ein zweiter Federbereich nebeneinander und zwischen dem Laufbereich und der Hülse.

Fig. 4 zeigt nochmal eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Radialluftlagers 3000 mit einer Folienringanordnung, aufweisend drei Folien der ersten Ausfüh- rungsform, dessen Montage in Fig. 3 dargestellt wurde, mit detaillierter Darstellung der Anordnung der Folien in einer Seitenansicht. Die Hülse 3300 fasst an den hier als Klemmöffnungen ausgebildeten Aufnahmen 3301 , 3302, 3303 jeweils die Befestigungsbereiche der Folien 2001 , 2002 und 2003. Die Laufbereiche C der Folien 2001 , 2002, 2003 bilden zusammen den Laufbereich des Axiallagers. Zwischen dem Laufbereich einer der Folien sind jeweils ein erster Federbereich A einer zweiten Folie und ein zweiter Federbereich B einer dritten Folie angeordnet, also ist beispielsweise der Laufbereich C2003 der Folie 2003 über den Federbereichen A2001 und B2002 der Folien 2001 und 2002 angeordnet Die Federbereiche sind dabei so angeordnet, dass die Finger der Federbereiche jeweils nebeneinander zu liegen kommen. An den Enden der Federbereiche, die vom Laufbereich wegweisen, sind Befestigungselemente angebracht, die in die Aufnahmen 3301 , 3302, 3303 der Hülse gesteckt werden können, um die Folien an der Hülse zu befestigen.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung einer ersten Ausführungsform sowie eine zweite Ausführungsform der Folie aus einem Bandmaterial. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Folien liegt in einer einfachen Möglichkeit zur Herstellung, nämlich in der Herstellung aus einem Bandmaterial 4000. Wie in Fig. 5a ersichtlich, können Folien 2001 , 2002, 2003, 2004 aus einem Bandmaterial einfach hergestellt werden, z. B. durch Stanzen, indem der Umriss einer Folie aus dem Bandmaterial ausgeschnitten wird, das verbleibende Bandmaterial weißt dann bereits die komplementäre Fingerstruktur des nächsten auszuschneidenden Folie auf. Die weiteren Folien, die geeignet sind, in einer Folienringanordnung in die jeweils anderen Folien einzugreifen, können somit fast verlustfrei aus dem Bandmaterial hergestellt werden. Fig. 5b zeigt eine aus dem Bandmaterial hergestellte Folie 2001 nach der Vereinzelung aus dem Bandmaterial. Im Unterschied zu Fig. 5b weist die in Fig. 5c gezeigte Folie taillierte Übergänge 201 1 zwischen dem Laufbereich C der Folie und den Federbereichen A und B der Folie auf. Mit dieser Ausführungsform der Folie ist es möglich, Verkantungen von Fingern unterschiedlicher Folien in den Übergangsbereichen besser zu unterbinden. Auch die taillierten Folien können aus Bandmaterial hergestellt werden. Bei der Herstellung dieser Folien fällt etwas mehr Verschnitt an als bei der Herstellung der in Fig. 5b gezeigten Folien, aber auch in dieser Ausführungsform ist der Materialverlust bei der Herstellung gering.

Fig. 6 zeigt schematisch ein Herstellungsverfahren für ein Radialluftlager mit einer Hülse, aufweisende eine Folienringanordnung gemäß der Erfindung. In Schritt S1 werden die gleichartigen Folien der Anzahl von wenigstens drei gleichartigen Folien zu einer Folienringanordnung zusammengesetzt, wobei jede Folie an eine einseitige Anschlussfolie und an eine anderseitige Anschlussfolie anschließt und die Folienringanordnung wenigstens einen Laufbereichsumfangsabschnitt, der aus den Laufbereichen der gleichartigen Folien gebildet ist, und einen Federbereichsumfangsabschnitt aufweist, der aus den Federbereichen der gleichartigen Folien gebildet ist. Die Folienringanordnung kann dann in Schritt S2 mittels eines Ringspannbandes, welches ein Untermaß und Spiel an den Stößen des Freischnittbereiches aufweist, vorläufig zusammengehalten werden. In Schritt S3 wird die Folienringanordnung, die im Ringspannband gefesselt ist, dann in einem Einschiebevorgang in die Hülse des Radialluftlagers eingebracht. Dabei wird darauf geachtet, dass vorhandene Befestigungselemente der Folienringanordnung entsprechend der vorgesehenen Aufnahmeeinrichtungen an der Hülse angeordnet werden. In Schritt S4 kann dann das Ringspannband entfernt werden und die Folienringanordnung sich entsprechend in der Hülse aufweiten. In Schritt S5 wird schließlich die Folienringanordnung mittels der Befestigungselemente an den Folien an der Hülse befestigt. Schließlich kann in Schritt S6 ein rotierendes Bauteil in das Radialluftlager eingebracht werden, das über die Folienanordnung im Radialluftlager gelagert wird. Bezuqszeichenliste

1000 Mikrogasturbine

1100 Powerhead

1111 Verdichterrad 1112 Turbinenrad

1113 Welle

1114 Radialluftlager

1115 Axialluftlager 1120 Brennkammer 1200 Rekuperator

1300 Gasführung

1310 Ladeluftzuführung

1320 Ladeluftabführung

1330 Abgaszuführung 1340 Abgasabführung

1400 Generator 2000, 2001 , 2002, 2003, 2004 Folie

2100,2200,2300 Flächenabschnitt 2205, 2305

2210, 2220, 2230

2310, 2320

3000

3300

3301 , 3302, 3303

4000

AG

BG LL

L

U

RA

S1 , S2, S3, S4, S5, S6