Folienlager Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Folienlager nach den oberbegriffsbildenden Merkma len des Patentanspruchs 1 , welches insbesondere vorteilhaft zur Lagerung ge ring belasteter, mit hoher Drehzahl laufender Wellen einsetzbar ist, beispiels- weise bei Kompressoren, Gasturbinen, Turboladern und dergleichen.

Hintergrund der Erfindung

Folienlager sind hydrodynamische oder aerodynamische Lager, bei denen im unbelasteten Zustand eine die drehend gelagerte Welle abstützende Lagerflä che von einer dünnen und verschleißfesten Deckfolie gebildet wird, welche ih rerseits von einer zwischen der Deckfolie und einem Lagergehäuse angeordne ten elastischen Wellfolie abgestützt wird. Im Lagerbetrieb bildet sich zwischen der Welle und der Deckfolie ein hydrodynamischer oder aerodynamischer Film, welcher die Welle trägt. Nur bei Start- und Stoppvorgängen kommt es zu einem direkten Bewegungskontakt zwischen der Welle und der Deckfolie.

Ein gattungsbildendes Folienlager zur Lagerung einer Welle ist beispielsweise aus der DE 10 2015 224 866 A1 bekannt. Dieses Folienlager besteht aus einem hülsenartigen Lagergehäuse, welches in einer ersten Ausführungsform eine einzelne am Innenumfang des Lagergehäuses angeordnete elastischen Wellfo lie und eine einzelne diese Wellfolie überdeckende Deckfolie aufweist, die eine Lagerfläche für die Welle bildet. In einer zweiten Ausführungsform weist das Fo lienlager drei in Umfangsrichtung nacheinander und am Innenumfang des La- gergehäuses angeordnete elastischen Wellfolien sowie drei die Wellfolien über deckende Deckfolien auf, die drei Lagerflächen für die Welle bilden. Unabhän- gig von der Anzahl der Folienpakete sind an der Innenseite des Lagergehäuses ein Paar oder drei Paare von innen nach außen ausgerichteter Stecknuten an geordnet, in denen die Endkanten der Deckfolien und der Wellfolien aufge nommen werden und tangential frei beweglich sind. Da die Stecknuten axial beidseitig offen sind ist zur Vermeidung eines seitlichen Verschiebens der Foli enpakete aus den Stecknuten in jede Endkante der Wellfolien und der Deckfo lien zusätzlich eine langlochartige Ausnehmung eingearbeitet, die mit jeweils einem in eine durch das Lagergehäuse und durch die Stecknuten hindurchfüh rende Bohrung eingesetzten Bolzen als Axialfixierungsmittel für die Folienpake- te zusammenwirkt.

Als nachteilig bei einem solchen Folienlager hat sich jedoch der hohe ferti gungstechnische Aufwand für das Ausklinken der Ausnehmungen in den End kanten der Well- und Deckfolien sowie für das Einbringen der Bolzenbohrungen zur Axialfixierung der Folienpakete und die damit verbundenen relativ hohen Herstellungskosten erwiesen.

Aufgabe der Erfindung Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Tech nik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Folienlager zu kon zipieren, welches unter Beibehaltung der tangentialen Beweglichkeit der Deck folie in den Stecknuten kostengünstig herstellbare Axialfixierungsmittel gegen ein seitliches Verschieben des Folienpakets aus den Stecknuten aufweist.

Beschreibung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Folienlager nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass an mindestens einem Axialendbereich der Innenseite des Lagergehäuses eine umlaufende Einstichnut angeordnet ist, in die ein als Axialfixierungsmittel zumindest der Deckfolie ausgebildeter Siche rungsring einsetzbar ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsge- maß ausgebildeten Folienlagers werden in den Unteransprüchen beschrieben. Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Fo lienlager vorgesehen, dass die Stecknuten in der Innenseite des Lagergehäu ses axial beidseitig offen ausgebildet und in beide Axialendbereiche der Innen seite des Lagergehäuses umlaufende Einstichnuten für Sicherungsringe zur beidseitigen Axialfixierung zumindest der Deckfolie eingearbeitet sind. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Stecknuten in der Innenseite des Lagergehäu ses an einer Axialseite geschlossen auszubilden und nur am Endbereich der anderen offenen Axialseite eine umlaufende Einstichnut anzuordnen, in die nur ein Sicherungsring zur Axialfixierung zumindest der Deckfolie eingesetzt wird.

Nach Anspruch 3 ist es ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäß ausgebilde ten Folienlagers, dass die Sicherungsringe einen rechteckigen Profilquerschnitt mit einer derartigen radialen Höhe aufweisen, dass die axial beidseitig offenen Stecknuten wenigstens zu einem Drittel und höchstens zu 100% ihrer radialen Erstreckung überdeckbar sind. Die Ausbildung der Sicherungsringe mit einer solchen radialen Höhe soll gewährleisten, dass zumindest die Deckfolie trotz ih rer tangentialen Beweglichkeit in den Stecknuten sicher gegen ein seitliches Verschieben aus den Stecknuten fixiert ist und gleichzeitig ein Kontakt zwi schen der zu lagernden Welle und den Sicherungsringen ausgeschlossen ist.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäß ausgebildeten Folien lagers ist es nach Anspruch 4 des Weiteren, dass die umlaufenden Einstichnu ten im Lagergehäuse jeweils eine Öffnung zur Axialseite des Lagergehäuses hin aufweisen, in die ein Werkzeug bei der Demontage der Sicherungsringe ein- führbar ist. Diese Öffnung ist bevorzugt als bis zum Grund der Stecknuten rei chende Ausfräsung ausgebildet, die eine für das Ansetzen eines Werkzeugs zur Demontage an die Enden der Sicherungsringe geeignete Länge aufweist.

Schließlich wird es als vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäß ausge bildeten Folienlagers durch Anspruch 5 noch vorgeschlagen, dass die Endkan- ten der wenigstens einen Wellfolie eben ausgebildet sind und zusammen mit den Endkanten der Deckfolie in den Stecknuten in der Innenseite des Lagerge häuses tangential frei beweglich angeordnet sowie durch die Sicherungsringe axial fixiert sind. Durch die gemeinsame Fixierung der Endkanten der wenigs tens einen Wellfolie mit den Endkanten der Deckfolie in den Stecknuten in der Innenseite des Lagergehäuses erübrigt sich somit in vorteilhafter Weise eine gesonderte Fixierung der zumindest einen Wellfolie im Lagergehäuse.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Folienlager weist somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Folienlagern den Vorteil auf, dass es durch in umlaufenden Einstichnuten im Lagergehäuse einsetzbare Sicherungsringe unter Beibehaltung der tangentialen Beweglichkeit der Deckfolie in den Steck nuten in der Innenseite des Lagergehäuses kostengünstig herstellbare Axialfi xierungsmittel gegen ein seitliches Verschieben des Folienpakets aus den Stecknuten aufweist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Folien lagers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Foli enlagers mit gelagerter Welle;

Figur 2 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten

Folienlagers bei der Montage des Folienpaketes; Figur 3 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Folienlagers nach der Montage der Sicherungsringe;

Figur 4 einen Querschnitt durch das Lagergehäuse eines erfindungs gemäß ausgebildeten Folienlagers.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Aus Figur 1 geht deutlich ein Folienlager 1 zum Lagern einer nicht näher be- zeichneten Welle hervor, welches aus einem hülsenartigen Lagergehäuse 2, drei in Umfangsrichtung nacheinander am Innenumfang des Lagergehäuses 2 angeordneten elastischen Wellfolien 3 und drei diese Wellfolien 3 jeweils über deckenden, eine Lagerfläche bildende Deckfolien 4 besteht. Darüber hinaus ist in den Figuren 2 und 3 zu sehen, dass an der Innenseite des Lagergehäuses 2 drei Paare von innen nach außen ausgerichtete Stecknuten 5, 6 angeordnet sind, die zur Aufnahme der eben ausgebildeten Endkanten 7, 8 der Deckfolien 4 dienen und in denen diese Endkanten 7, 8 tangential frei beweglich angeord net sind. Die nicht näher bezeichneten Endkanten der Wellfolien 3 sind dabei ebenfalls eben ausgebildet und zusammen mit den Endkanten 7, 8 der Deckfo lien in den Stecknuten 5, 6 in der Innenseite des Lagergehäuses 2 angeordnet.

In Figur 2 ist des Weiteren erkennbar, dass die Stecknuten 5, 6 in der Innensei te des Lagergehäuses 2 axial beidseitig offen ausgebildet und in die Axialend bereiche der Innenseite des Lagergehäuses 2 zwei in Figur 4 deutlich sichtbare umlaufende Einstichnuten 9, 11 eingearbeitet sind, in die zwei als Axialfixie- rungsmittel der Wellfolien 3 und der Deckfolien 4 ausgebildete Sicherungsringe 10, 12 eingesetzt sind. Diese Sicherungsringe 10, 12 weisen, wie andeutungs weise aus Figur 3 hervorgeht, einen rechteckigen Profilquerschnitt mit einer derartigen radialen Höhe auf, dass die axial beidseitig offenen Stecknuten 5, 6 zu 100% ihrer radialen Erstreckung überdeckt werden. Dadurch sind die aus je einer Wellfolie 3 und einer Deckfolie 4 bestehenden Folienpakete trotz ihrer tangentialen Beweglichkeit in den Stecknuten 5, 6 sicher gegen ein seitliches Verschieben aus den Stecknuten 5, 6 im Lagergehäuse 2 fixiert und gleichzeitig ist ein Kontakt zwischen der zu lagernden Welle und den Sicherungsringen 10, 12 ausgeschlossen. Schließlich ist in Figur 3 noch zu sehen, dass die umlaufenden Einstichnuten 9, 11 im Lagergehäuse 2 jeweils eine Öffnung 13 zur Axialseite des Lagergehäu ses 2 hin aufweisen, in die ein Werkzeug bei der Demontage der Sicherungs ringe 10, 12 einführbar ist. Deutlich sichtbar ist diese Öffnung als bis zum Grund der Stecknuten 5, 6 reichende Ausfräsung ausgebildet, die eine für das Anset- zen eines Werkzeugs zur Demontage an die Enden der Sicherungsringe 10, 12 geeignete Länge aufweist.

Bezugszahlenliste Folienlager

Lagergehäuse

Wellfolie

Deckfolie

Stecknut in 2

Stecknut in 2

Endkante von 4

Endkante von 4

Einstichnut

Sicherungsring

Einstichnut

Sicherungsring

Öffnung