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Patent Searching and Data


Title:
AXIAL GAS BEARING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/224104
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an axial gas bearing (10) comprising a gas bearing support (20) for at least one axial bearing surface provided on a supported bearing body, which is facing a surface (5, 5') that rotates during operation of the axial gas bearing (10) in order to form a gas bearing gap, said surface being provided on a disc (6) which rotates about an axis of rotation (2) during operation of the axial gas bearing (10). In order to functionally improve the axial gas bearing (10), the gas bearing support (20) comprises at least one heat conducting device, which connects the supported bearing body with a heat conducting body secured to the housing, such that heat transfer is possible from the axial bearing surface provided on the supported bearing body, via the bearing body and the heat conducting device, into the heat conducting body secured to the housing, or in the opposite direction, wherein the heat conducting device is designed and arranged such that desired compensation movements of the supported bearing body relative to the heat conducting body of the gas bearing support (20) secured to the housing are not or only minimally affected.

Inventors:
SCHUELKE ARMIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/061274
Publication Date:
November 11, 2021
Filing Date:
April 29, 2021
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
F16C32/06
Foreign References:
DE102018215839A12020-03-19
US4618270A1986-10-21
US20040057642A12004-03-25
GB970435A
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Claims:
Ansprüche

1. Axial-Gaslager (10) mit einer Gaslageraufhängung (20) für mindestens eine an einem aufgehängten Lagerkörper (18,18‘) vorgesehene Axiallagerfläche (21,22), die zur Ausbildung eines Gaslagerspalts einer im Betrieb des Axial- Gaslagers (10) rotierenden Fläche (5,5‘) zugewandt ist, die an einer Scheibe (6) vorgesehen ist, die sich im Betrieb des Axial-Gaslagers (10) um eine Drehachse (2) dreht, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaslageraufhängung (20) mindestens eine Wärmeleiteinrichtung (25) umfasst, die den aufgehängten Lagerkörper (18,18‘) so mit einem gehäusefesten Wärmeleitkörper (23) verbindet, dass ein Wärmetransport zwischen der an dem aufgehängten Lagerkörper (18;18‘) vorgesehenen Axiallagerfläche (21,22) über den Lagerkörper (18,18‘) und die Wärmeleiteinrichtung (25) in den gehäusefesten Wärmeleitkörper (23) oder in umgekehrter Richtung ermöglicht wird, wobei die Wärmeleiteinrichtung (25) so ausgeführt und angeordnet ist, dass gewünschte Ausgleichsbewegungen des aufgehängten Lagerkörpers (18,18‘) relativ zu dem gehäusefesten Wärmeleitkörper (23) der Gaslageraufhängung (20) nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt werden.

2. Axial-Gaslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gehäusefeste Wärmeleitkörper (23) als Ringkörper (30) ausgeführt ist, der mit mindestens einer Wärmeleitfläche (29) an einer Gehäusefläche (31) anliegt.

3. Axial-Gaslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gehäusefeste Wärmeleitkörper (23) gehäusefest eingespannt ist.

4. Axial-Gaslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung (25) aus einer biegeweichen Wärmeleitfolie gebildet ist.

5. Axial-Gaslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung (25) eine scheibenartige Wärmeleitstruktur (40) umfasst, welche die gewünschten Ausgleichsbewegungen des aufgehängten Lagerkörpers (18,18‘) relativ zu dem gehäusefesten Wärmeleitkörper (23) ermöglicht.

6. Axial-Gaslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung (25) Schlitze (41 ; 42 ; 43 ; 44) und/oder Durchbrüche umfasst, um die gewünschten Ausgleichsbewegungen des aufgehängten Lagerkörpers (18,18‘) relativ zu dem gehäusefesten Wärmeleitkörper (23) zu ermöglichen.

7. Axial-Gaslager nach einem der vorhergehendem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung (25) thermisch an mindestens eine Wärmeleitfläche (26,27) des aufgehängten Lagerkörpers (18,18‘) angebunden ist.

8. Axial-Gaslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgehängte Lagerkörper (18,18‘) die Gestalt einer Kreisringscheibe mit einem rechteckigen Querschnitt mit einer radial äußeren (26) und/oder einer axialen (27) Wärmeleitfläche aufweist.

9. Axial-Gaslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung (25) mit Hilfe einer Befestigungsschelle (50) an dem aufgehängten Lagerkörper (18,18‘) befestigt ist.

10. Wärmeleiteinrichtung (25), Wärmeleitkörper (23) und/oder Lagerkörper (18,18‘) für ein Axial-Gaslager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Beschreibung

Titel

Axial-Gaslager

Die Erfindung betrifft ein Axial-Gaslager mit einer Gaslageraufhängung für mindestens eine an einem aufgehängten Lagerkörper vorgesehene Axiallagerfläche, die zur Ausbildung eines Gaslagerspalts einer im Betrieb des Axial-Gaslagers rotierenden Fläche zugewandt ist, die an einer Scheibe vorgesehen ist, die sich im Betrieb des Axial-Gaslagers um eine Drehachse dreht.

Stand der Technik

In vielen Bereichen der Technik müssen Wellen gelagert werden, die sich sehr schnell drehen. Solche Wellen werden beispielsweise in Verdichtern benötigt, wie sie insbesondere zur Verdichtung des Gases für Brennstoffzellen oder für sonstige Motoren Verwendung finden. Dabei sind auf der Welle in der Regel eine Reihe von Bauteilen montiert, beispielsweise Rotoren oder Verdichterräder, die sich entsprechend ebenfalls mit sehr hoher Geschwindigkeit drehen. Die Welle kann beispielsweise über ein gasgeschmiertes Lager gelagert werden, da dieses bei sehr hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten deutlich geringere Reibung und damit Lagerverluste aufweist. Außerdem ist bei gasgeschmierten Lagern keine Mediendichtung erforderlich, wie es beispielsweise bei Öl- oder Fettschmierung notwendig ist. Die Welle wird dabei über eine oder mehrere Radiallager gelagert, so dass ein reibungsarmes Drehen der Welle möglich ist. Wirken auf die Welle auch axiale Kräfte, so ist auch eine axiale Lagerung der Welle erforderlich, um die notwendigen Kräfte aufzunehmen.

Offenbarung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, ein Axial-Gaslager mit einer Gaslageraufhängung für mindestens eine an einem aufgehängten Lagerkörper vorgesehene Axiallagerfläche, die zur Ausbildung eines Gaslagerspalts einer im Betrieb des Axial-Gaslagers rotierenden Fläche zugewandt ist, die an einer Scheibe vorgesehen ist, die sich im Betrieb des Axial-Gaslagers um eine Drehachse dreht, funktionell zu verbessern.

Die Aufgabe ist bei einem Axial-Gaslager mit einer Gaslageraufhängung für mindestens eine an einem aufgehängten Lagerkörper vorgesehene Axiallagerfläche, die zur Ausbildung eines Gaslagerspalts einer im Betrieb des Axial-Gaslagers rotierenden Fläche zugewandt ist, die an einer Scheibe vorgesehen ist, die sich im Betrieb des Axial-Gaslagers um eine Drehachse dreht, dadurch gelöst, dass die Gaslageraufhängung mindestens eine Wärmeleiteinrichtung umfasst, die den aufgehängten Lagerkörper so mit einem gehäusefesten Wärmeleitkörper verbindet, dass ein Wärmetransport zwischen der an dem aufgehängten Lagerkörper vorgesehenen Axiallagerfläche über den Lagerkörper und die Wärmeleiteinrichtung in den gehäusefesten Wärmeleitkörper oder in umgekehrter Richtung ermöglicht wird, wobei die Wärmeleiteinrichtung so ausgeführt und angeordnet ist, dass gewünschte Ausgleichsbewegungen des aufgehängten Lagerkörpers relativ zu dem gehäusefesten Wärmeleitkörper der Gaslageraufhängung nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt werden. Bei dem Lagerkörper an dem die Axiallagerfläche vorgesehen ist, handelt es sich zum Beispiel um eine Axiallagerscheibe. Bei der im Betrieb des Axial-Gaslagers um die Drehachse rotierenden Scheibe handelt es sich zum Beispiel um einen Axiallagerteller, der beispielsweise einstückig mit einer sich um die Drehachse drehenden Welle verbunden ist. Die Welle mit dem Axiallagerteller kann auch als Rotor bezeichnet werden. Der Begriff axial bezieht sich auf die Drehachse der Welle. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Drehachse der Welle. In umgekehrter Richtung bedeutet im Hinblick auf den Wärmetransport, dass dieser bei einer gewünschten Erwärmung des Axial-Gaslagers auch von dem gehäusefesten Wärmeleitkörper über die Wärmeleiteinrichtung und den Lagerkörper zu der an dem aufgehängten Lagerkörper vorgesehenen Axiallagerfläche erfolgen kann, zum Beispiel im Falle eines gewünschten Aufheizens des Axial-Gaslagers bei kalten Außentemperaturen. Ein Gehäuse des Axial-Gaslagers kann ganz oder teilweise genutzt werden, um den Wärmeleitkörper darzustellen. Dann ist die Wärmeleiteinrichtung vorteilhaft thermisch direkt an das Gehäuse angebunden.

Im Betrieb des Axial-Gaslagers können durch Kräfte auf die Welle oder auf Laufräder, die an der Welle angebracht sind, radiale Kräfte auf die Welle auftreten, die zu an sich unerwünschten Schiefstellungen der Welle führen, was wiederum zu Kräften auf das Axial-Gaslager und damit zu Lagerverlusten führt. Insbesondere bei gasgeschmierten Axiallagern kann es zu sogenannten lokalen Hotspots kommen, an denen die Schmierung durch die Schiefstellung der Welle vermindert ist. Durch die vorzugsweise kardanische Gaslageraufhängung können vorteilhaft fertigungsbedingte und/oder montagebedingte Winkelfehler, zumindest teilweise, kompensiert werden. Allerdings können bei einer kardanischen Lageraufhängung oft nur relativ kleine Materialquerschnitte im Bereich von Kardangelenken verwendet werden, um eine gute Drehnachgiebigkeit der Kardangelenke zu realisieren. Die kleinen Materialquerschnitte stellen allerdings hohe thermische Widerstände dar. Durch die beanspruchte Wärmeleiteinrichtung wird der thermische Widerstand wirksam verringert, so dass der Wärmetransport bei Axiallagern mit Gaslageraufhängungen, insbesondere mit kardanischen Gaslageraufhängungen, deutlich verbessert wird. Dadurch kann die im Betrieb des Axial-Gaslagers entstehende Verlustleistung in Form von Abwärme besser abgeführt werden. So kann die Betriebstemperatur abgesenkt werden, wodurch die thermische Belastung der Bauteile verringert wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Axial-Gaslagers ist dadurch gekennzeichnet, dass der gehäusefeste Wärmeleitkörper als Ringkörper ausgeführt ist, der mit mindestens einer Wärmeleitfläche an einer Gehäusefläche anliegt. So kann die Wärme auf einfache Art und Weise über die Wärmeleiteinrichtung in das Gehäuse transportiert werden, und umgekehrt. Das Gehäuse wiederum kann mit einer Kühl- und/oder Heizeinrichtung kombiniert sein, um die Wärme vom Gehäuse abzuführen, beziehungsweise um gegebenenfalls Wärme zu einem gewünschten Aufheizvorgang des Axial- Gaslagers zuzuführen. Der gehäusefeste Wärmeleitkörper kann nahezu beliebig am Gehäuse befestigt sein. Der gehäusefeste Wärmeleitkörper kann auch Teil des Gehäuses sein. Über die Wärmeleitfläche wird der gewünschte Wärmetransport zum Gehäuse oder zu einem weiteren Teil eines mehrteiligen Gehäuses sichergestellt. Besonders vorteilhaft kann der Ringkörper zwischen zwei Gehäuseflächen eingespannt werden, um einen Wärmetransport in zwei Richtungen zu ermöglichen. Durch das Einspannen des Ringkörpers zwischen zwei Gehäuseflächen wird darüber hinaus eine einfache Befestigung des Wärmeleitkörpers am Gehäuse sichergestellt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Axial-Gaslagers ist dadurch gekennzeichnet, dass der gehäusefeste Wärmeleitkörper gehäusefest eingespannt ist. So kann vorteilhaft auf zusätzliche Befestigungsmittel zum Befestigen des Wärmeleitkörpers am Gehäuse verzichtet werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Axial-Gaslagers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung aus einer biegeweichen Wärmeleitfolie gebildet ist. Mit der biegeweichen Wärmeleitfolie wird zum einen der gewünschte Wärmetransport ermöglicht. Darüber hinaus werden durch die biegeweiche Wärmeleitfolie die gewünschten Ausgleichsbewegungen des aufgehängten Lagerkörpers relativ zu dem gehäusefesten Wärmeleitkörper sichergestellt. Das liefert den Vorteil, dass die Funktion der Gaslageraufhängung, insbesondere einer kardanischen Gaslageraufhängung, durch die Wärmeleiteinrichtung nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt wird. Die biegeweiche Wärmeleitfolie ist zum Beispiel aus einem geeigneten metallischen Material gebildet, wie einem Aluminiummaterial oder einem Kupfermaterial.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Axial-Gaslagers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung eine scheibenartige Wärmeleitstruktur umfasst, welche die gewünschten Ausgleichsbewegungen des aufgehängten Lagerkörpers relativ zu dem gehäusefesten Wärmeleitkörper ermöglicht. So wird auf einfache Art und Weise eine gute radiale thermische Leitfähigkeit als auch eine geringe Drehsteifigkeit um eine beliebige Achse orthogonal zur Wellenachse erreicht. Dies kann durch die Wahl eines geeigneten Materials und einer geringen Wandstärke noch unterstützt werden. Die scheibenartige Wärmeleitstruktur wird zum Beispiel durch ein scheibenförmiges Element dargestellt. Das scheibenförmige Element kann in Achsrichtung, das heißt in Richtung der Drehachse der Welle, eben und/oder verformt sein, zum Beispiel gewölbt oder gewellt. Vorteilhaft ist die scheibenartige Wärmeleitstruktur rotationssymmetrisch ausgeführt. Die Wärmeleiteinrichtung kann eine konstante Wandstärke aufweisen. Die Wärmeleiteinrichtung kann aber auch unterschiedliche Wandstärken aufweisen. So kann die Wärmeleiteinrichtung, insbesondere radial innen und radial außen eine größere Wandstärke aufweisen, um den gewünschten Wärmetransport zu verbessern. Im Bereich der scheibenartigen Wärmeleitstruktur kann die Wandstärke der Wärmeleiteinrichtung vorteilhaft verringert werden, um die gewünschten Ausgleichsbewegungen sicherzustellen. So kann eine Kippnachgiebigkeit durch eine geeignete Wahl der Wandstärke im Bereich der scheibenartigen Wärmeleitstruktur gezielt erhöht werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Axial-Gaslagers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung Schlitze und/oder Durchbrüche umfasst, um die gewünschten Ausgleichsbewegungen des aufgehängten Lagerkörpers relativ zu dem gehäusefesten Wärmeleitkörper zu ermöglichen. Die Schlitze und/oder Durchbrüche sind so ausgeführt und angeordnet, dass die gewünschten Ausgleichsbewegungen nicht oder nur unwesentlich behindert werden. Die Schlitze haben zum Beispiel die Gestalt von Kreisbögen und sind in einer Umfangsrichtung vorteilhaft gleichmäßig voneinander beabstandet. Wenn die Wärmeleiteinrichtung als Blechteil ausgeführt ist, kann eine gewünschte Geometrie der Schlitze und/oder Durchbrüche kostengünstig durch Prägen beziehungsweise Massivumformen und Stanzen beziehungsweise Lasern oder Ätzen aus einem Tafelmaterial oder einem Folienmaterial realisiert werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Axial-Gaslagers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung thermisch an mindestens eine Wärmeleitfläche des aufgehängten Lagerkörpers angebunden ist. Zu diesem Zweck kann die Wärmeleiteinrichtung zum Beispiel einen Ringkörper umfassen, in welchen der aufgehängte Lagerkörper eingepresst ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Wärmeleiteinrichtung mit dem oder mit einem weiteren Ringkörper oder Scheibenkörper thermisch an eine dem jeweiligen Lagerspalt abgewandte Fläche des aufgehängten Lagerkörpers angebunden sein. Über die Größe der Wärmeleitfläche kann auf einfache Art und Weise ein gewünschter Wärmetransport realisiert werden. Die thermische Anbindung der Wärmeleiteinrichtung kann stoffschlüssig, zum Beispiel durch Schweißen oder Löten, reibschlüssig, zum Beispiel durch Aufpressen oder Bördeln, und/oder formschlüssig, zum Beispiel durch Schrauben oder Nieten, ausgeführt werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Axial-Gaslagers ist dadurch gekennzeichnet, dass der aufgehängte Lagerkörper die Gestalt einer Kreisringscheibe mit einem rechteckigen Querschnitt mit einer radial äußeren und/oder einer axialen Wärmeleitfläche aufweist. Im Extremfall können die radial äußere Wärmeleitfläche und die axiale Wärmeleitfläche komplett mit thermischer Anbindung der Wärmeleiteinrichtung an den aufgehängten Lagerkörper genutzt werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Axial-Gaslagers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung mit Hilfe einer Befestigungsschelle an dem aufgehängten Lagerkörper befestigt ist. Die Befestigungsschelle ist zum Beispiel so oder so ähnlich wie eine herkömmliche Spannklammer ausgeführt. So wird auf einfache Art und Weise eine stabile Befestigung der Wärmeleiteinrichtung an dem aufgehängten Lagerkörper, insbesondere an der radial äußeren Wärmeleitfläche des aufgehängten Lagerkörpers ermöglicht.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Wärmeleiteinrichtung, einen Wärmeleitkörper und/oder einen Lagerkörper für ein vorab beschriebenes Axial- Gaslager. Die genannten Teile sind separat handelbar.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Welle mit zwei Radiallagern und einem Axial-Gaslager; Figur 2 eine perspektivische Schnittdarstellung durch das Axial-Gaslager aus Figur 1 mit einer angedeuteten Wärmeleiteinrichtung;

Figur 3 eine ähnliche Darstellung wie in Figur 2 zur Veranschaulichung einer alternativen Ausführung der Wärmeleiteinrichtung; die

Figuren 4 bis 7 vier Ausführungsbeispiele der Wärmeleiteinrichtung in perspektivischer Darstellung; und

Figur 8 eine perspektivische Darstellung einer Befestigungsschelle, die zur Befestigung der Wärmeleiteinrichtung an einem aufgehängten Lagerkörper verwendet werden kann.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist eine Gaslageraufhängung 20 schematisch in einem Längsschnitt dargestellt. Eine Welle 1 ist drehbar um eine Längsachse oder Drehachse 2 gelagert. Zur Lagerung der Welle 1 sind zwei Radiallager 4 vorgesehen, die axial beabstandet zueinander um die Welle 1 angeordnet sind. Bei der Welle 1 handelt es sich zum Beispiel um einen Teil eines Turboladers oder Verdichters, wobei auf der Welle 1 zu diesem Zweck Verdichterräder oder Turbinenräder montiert sind. Verdichter oder Turbinen kommen zum Beispiel in einem Gassystem einer Brennstoffzelle zum Einsatz.

Auf der Welle 1 ist eine Scheibe 6 angeordnet, die fest mit der Welle 1 verbunden ist und sich im Betrieb entsprechend mit der Welle 1 dreht. Die Scheibe 6 weist eine Fläche 5 und eine der Fläche 5 gegenüberliegende zwei Fläche 5‘ auf, wobei die Flächen 5, 5‘ senkrecht zur Längsachse 2 der Welle 1 ausgerichtet sind.

Zur Aufnahme von axialen Kräften, die auf die Welle 1 wirken, ist eine Axiallagerscheibe 8 vorgesehen, die in einem axialen Abstand zur Fläche 5 angeordnet ist und die mit einem umgebenden, in Figur 1 nicht dargestellten, Gehäuse fest verbunden ist. Zwischen der Axiallagerscheibe 8 und der Fläche 5 wird durch die Drehung der Scheibe 6 ein Axial-Gaslager 10 ausgebildet, in dem in einem nicht näher bezeichneten Gaslagerspalt ein Luftpolster zwischen der Axiallagerscheibe 8 und der Fläche 5 ausgebildet wird.

Um eine Bewegung der Welle 1 in entgegengesetzter axialer Richtung zu verhindern, ist eine zweite Axiallagerscheibe 8‘ vorgesehen, die der zweiten Fläche 5‘ gegenüberliegt. In gleicher Weise wie zwischen der Fläche 5 und der Axiallagerscheibe 8 ist auch hier ein nicht näher bezeichnetes Axial-Gaslager ausgebildet, so dass auch die zweite Axiallagerscheibe 8‘ axiale Kräfte auf die Welle 1 aufnehmen kann.

Durch Kräfte auf die Welle 1 beziehungsweise auf Bauteile, die auf der Welle 1 angeordnet sind, beispielsweise auf Turbinenräder oder Verdichterräder, kann es zu einer Schiefstellung der Welle 1 kommen. Dies ist in Figur 1 in stark übertriebener Weise dargestellt, da normalerweise eine solch starke Schiefstellung durch die Radiallager 4 verhindert wird.

Durch die Schiefstellung der Welle 1 verkippt entsprechend auch die Fläche 5 um einen Winkel a aus der Senkrechten zur Längsachse 2, so dass es entsprechend auch zu einer Schiefstellung zwischen der Fläche 5 und der Axiallagerscheibe 8 kommt. Damit es nicht zur lokalen Annäherung zwischen der Fläche 5 und der Axiallagerscheibe 8 und damit zu einem erhöhten Verschleiß an dieser Stelle kommt, ist die Axiallagerscheibe 8 drehbar um eine erste Drehachse und eine zweite Drehachse gelagert.

Die Axiallagerscheibe 8 ist als Ringscheibe ausgebildet und über eine erste Aufhängung, welche die erste Drehachse bildet, drehbar gelagert. Die erste Aufhängung ist zum Beispiel als Drehgelenk ausgebildet und erlaubt eine Drehung der Axiallagerscheibe 8 um die erste Drehachse in einem größeren Winkelbereich.

In Figur 2 ist eine kardanische Gaslageraufhängung 20 von Lagerkörpern 18, 18‘ angedeutet. Die Lagerkörper 18, 18‘ entsprechen den Axiallagerscheiben 8, 8‘ in Figur 1. Die Lagerkörper 18, 18‘ umfassen einander zugewandte Axiallagerflächen 21, 22. Zwischen den Axiallagerflächen 21, 22 ist die Scheibe 6 mit ihren einander abgewandten im Betrieb des Axial-Gaslagers 10 sich drehenden Flächen 5, 5’angeordnet.

Die kardanische Gaslageraufhängung 20, die in den Figuren 2 und 3 nur angedeutet ist, umfasst einen ersten Ring 11, der mit radialem Spiel außerhalb der Scheibe 6 angeordnet ist. Der erste Ring 11 ist fest mit den beiden Lagerkörpern 18, 18‘ verbunden. Ein zweiter Ring 12 ist durch eine erste Aufhängung, die als Drehgelenk ausgebildet ist, mit dem ersten Ring 11 gekoppelt.

Der zweite Ring 12 ist durch eine zweite Aufhängung, die ebenfalls als Drehgelenk ausgeführt ist, mit einem dritten Ring 13 verbunden. Die erste Aufhängung dient zur Darstellung einer ersten Drehachse, die in der Art eines Kardangelenks senkrecht zu einer zweiten Drehachse angeordnet ist, die mit der zweiten Aufhängung realisiert ist. Daraus ergibt sich die kardanische Aufhängung für die Axiallagerscheiben 8, 8‘ beziehungsweise die Lagerkörper 18, 18‘, so dass eine beliebige Schiefstellung der Welle 1 aufgenommen werden kann.

Die kardanische Aufhängung oder Gaslageraufhängung 20 ist mit einer Wärmeleiteinrichtung 25 kombiniert, die in den Figuren 2 und 3 schematisch dargestellt ist. Die Wärmeleiteinrichtung 25 dient zur Darstellung einer thermischen Verbindung zwischen dem Lagerkörper 18 und einem Gehäuse, das in Figur 2 durch Symbole 14, 15 und in Figur 3 durch ein Symbol 32 angedeutet ist. Dabei ist die Wärmeleiteinrichtung 25 vorteilhaft so ausgeführt, dass im Betrieb des Axial-Gaslagers 10 durch die Gaslageraufhängung 20 ermöglichte Ausgleichsbewegungen des aufgehängten Lagerkörpers 18, 18‘ relativ zu einem gehäusefesten Wärmeleitkörper nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt werden.

In Figur 2 ist angedeutet, dass die Wärmeleiteinrichtung 25 eine Wärmeleitfläche 27 axial außen an dem Lagerkörper 18 mit einem gehäusefesten Wärmeleitkörper 23 verbindet, der in Figur 2 zum Beispiel durch den dritten Ring 13 der Gaslageraufhängung 20 realisiert ist. In Figur 3 ist angedeutet, dass die Wärmeleiteinrichtung 25 thermisch sowohl an eine radial äußere Wärmeleitfläche 26 als auch an die axial äußere Wärmeleitfläche 27 des Lagerkörpers 18 thermisch angebunden ist. Anders als in Figur 3 dargestellt, ist zwischen einem Ringkörper 30 der Wärmeleiteinrichtung 25 und dem zweiten Ring 12 der Gaslageraufhängung 20 ausreichend axiales Spiel vorhanden, um die gewünschten Ausgleichsbewegungen im Betrieb des Axial-Gaslagers 10 nicht zu beeinträchtigen. Radial außen ist die Wärmeleiteinrichtung 25 in Figur 3 über den gehäusefesten Wärmeleitkörper 23 direkt an das Gehäuse 32 und/oder an den dritten Ring 13 der Gaslageraufhängung 20 thermisch angebunden.

Der Wärmetransport erfolgt in Figur 3 über die beiden Wärmeleitflächen 26, 27 an dem Lagerkörper 18 in die Wärmeleiteinrichtung 25 mit dem gehäusefesten Wärmekörper 23 und über eine Wärmeleitfläche 29 sowie über eine Gehäusefläche 31 in ein Gehäuse 32. Darüber hinaus erfolgt ein Wärmetransport in axialer Richtung zwischen dem gehäusefesten Wärmeleitkörper 23 und dem dritten Ring 13 der Gaslageraufhängung 20.

In den Figuren 4 bis 7 sind vier Ausführungsbeispiele der Wärmeleiteinrichtung 25 aus den Figuren 2 und 3 perspektivisch dargestellt. Die Wärmeleiteinrichtung 25 umfasst einen inneren Ringkörper 38 und einen äußeren Ringkörper 39. Der innere Ringkörper 38 dient zur thermischen Anbindung an den Lagerkörper (18 in den Figuren 2 und 3). Der äußere Ringkörper 39 dient zur thermischen Anbindung an den dritten Ring 13 der Gaslageraufhängung 20 in den Figuren 2 und 3 und/oder an das Gehäuse 32 in Figur 3.

Die Wärmeleiteinrichtung 25 umfasst zwischen den beiden Ringkörpern 38, 39 eine scheibenartige Wärmeleitstruktur 40. Die scheibenartige Wärmeleitstruktur 40 ist vorteilhaft einstückig mit den beiden Ringkörpern 38, 39 verbunden. Durch Schlitze 41; 42; 43; 44 wird bei den in den Figuren 4 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen eine gewünschte Biegeweichheit im Bereich der scheibenartigen Wärmeleitstruktur 40 zwischen den beiden Ringkörpern 38, 39 verbessert. In Figur 8 ist eine Befestigungsschelle 50 perspektivisch dargestellt. Die Befestigungsschelle 50 dient vorteilhaft dazu, den inneren Ringkörper 38 der in den Figuren 4 bis 7 dargestellten Wärmeleiteinrichtung 25 radial außen an dem Lagerkörper 18 zu befestigen. Mit einem geeigneten zangenartigen Montagewerkzeug kann die Befestigungsschelle 50 in Verformungsbereichen 51,

52 in an sich bekannter Art und Weise gezielt verformt werden, um die Befestigungsschelle 50 relativ zu dem Lagerkörper 18 und dem zwischen dem Lagerkörper 18 und der Befestigungsschelle 50 angeordneten inneren Ringkörper 38 zu verspannen.