Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Stützvorrichtung fiir einen zu stützenden, bewegbaren, eine Gleitfläche aufweisenden Teil insbesondere zur Lagerung eines hydraulischen Maschinensatzes, mit einem Lagerschuh und einer hydrostatischen Lagertasche an der der Gleitfläche zugewandten Stützfläche des Lagerschuhs, und mit einem hydraulischen Stellmotor zwischen dem Lagerschuh und dem Fundament, wobei die Lagertasche des Lagerschuhs und/oder der Druckraum des Stellmotors an eine Druckmittelquelle anschliessbar sind.
Eine solche Stützvorrichtung ist aus den CH-PS 541 088 und CH-PS 560 334 bekannt. Bei der dort gezeigten Stützvorrichtung folgt der Lagerschuh allen Bewegungen des zu stützenden Teils unter Konstanthalten der Stützkraft. Die Lage des zu stützenden Teils bestimmt also hier die Lage des Lagerschuhs. Dort, wo der zu stützende Teil einen gleichbleibenden vorgegebenen Abstand vom Fundament haben muss, ist die durch die bekannte hydrostatische Stützvorrichtung erreichte schwebende Lagerung nicht geeignet.
Aus der DT-OS 2432467 ist eine hydrostatische Stützvorrichtung bekannt, bei welcher zwischen Lagerschuh und Fundament eine Feder eingebaut ist. Diese Feder bewirkt, dass die Stützkraft der Stützvorrichtung bei Annäherung des Lagerschuhs an das Fundament grösser wird und umgekehrt. Auch diese Stützvorrichtung eignet sich nicht für das exakte Einhalten der Höhe eines zu stützenden Teils, wenn ausser dem Gewicht noch andere in Stützrichtung wirkende Kräfte auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten hydrostatischen Stützvorrichtungen so weiterzuentwickeln, dass eine einwandfreie vorgegebene Lage des zu stützenden Teils eingehalten wird.
Bei der eingangs beschriebenen hydrostatischen Stützvorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Verbindungsstück vorgesehen ist, das den Lagerschuh mit dem Fundament formschlüssig und im Normalbetrieb der Stützvorrichtung unverschieblich verbindet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass die Grösse der Stützfläche des Lagerschuhs und die Grösse der Druckfläche so aufeinander abgestimmt sind, dass im Normalbetrieb der Stützvorrichtung die vom Druckmittel im Stellmotor ausgeübte Kraft und die vom Druckmittel zwischen Stützfläche und Gleitfläche ausgeübte Kraft gleich gross sind. Das den Lagerschuh mit dem Fundament formschlüssig verbindende Verbindungsstück ist dann im Normalbetrieb unbelastet, wird aber auf Zug beansprucht, wenn sich der zu stützende die Gleitfläche aufweisende Teil vom Lagerschuh entfernen will, und das Verbindungsstück wird auf Druck beansprucht, wenn der zu stützende die Gleitfläche aufweisende Teil sich gegen den Lagerschuh hin bewegen will.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass die Grösse der Stützfläche des Lagerschuhs und die Grösse der Druckfläche des Stellmotors so aufeinander abgestimmt sind, dass im Normalbetrieb der Stützvorrichtung die vom Druckmittel im Stellmotor ausgeübte Kraft grösser ist als die vom Druckmittel zwischen Stützfläche und Gleitfläche ausgeübte Kraft, und dass das Verbindungsstück als diesen Kraftunterschied aufnehmendes Zwischenstück ausgebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass die Grösse der Stützfläche des Lagerschuhs und die Grösse der Druckfläche des Stellmotors so aufeinander abgestimmt sind, dass im Normalbetrieb der Stützvorrichtung die vom Druckmittel im Stellmotor ausgeübte Kraft kleiner ist als die vom Druckmittel zwischen Stützfläche und Gleitfläche ausgeübte Kraft, und dass das Verbindungsstück als diesen Kraftunterschied aufnehmendes Druckstück ausgebildet ist.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn das Verbindungsstück im wesentlichen in gleicher Achse mit den vom Druckmittel ausgeübten Kräften angeordnet ist.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Lagerschuh im Stellmotor gegenüber dem Fundament neigbar gelagert ist, und das Verbindungsstück biegeweich ist oder mit dem Lagerschuh und/ oder dem Fundament neigbar verbunden ist.
Für den Fall, dass das Verbindungsstück als Zugstück ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn das Zugstück in der zur Zugrichtung entgegengesetzten Richtung relativ zum Lagerschuh und/oder relativ zum Fundament freibeweglich ist. Mit Vorteil weisen dann der Lagerschuh und das Fundament je eine Auflagefläche auf, welche Auflageflächen einander zugewandt sind und im Normalbetrieb der Stützvorrichtung einen vorgegebenen Abstand voneinander haben, aber nach Entlastung des Zugstückes zur Auflage des Lagerschuhs auf dem Fundament dienen.
In der Zeichnung, anhand welcher die Erfindung näher beschrieben wird, sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen vertikalen Axialschnitt durch eine Stützvorrichtung,
Fig. 2 bis 4 je einen vertikalen Axialschnitt durch drei weitere Ausführungsbeispiele und
Fig. 5 einen Axialschnitt durch ein doppeltwirkendes Axiallager.
Die in Fig. 1 dargestellte hydrostatische Stützvorrichtung für einen zu stützenden bewegbaren Teil 1 mit einer Gleitfläche 2, zur Lagerung eines hydraulischen Maschinensatzes, weist einen Lagerschuh 3 mit einer hydrostatischen Lagertasche 4 auf, die an der der Gleitfläche 2 zugewandten Stützfläche 5 des Lagerschuhs 3 vorgesehen ist. Weiter weist die Stützvorrichtung einen hydraulischen Stellmotor 6 auf, der zwischen dem Lagerschuh 3 und dem Fundament 7 angeordnet ist. Dabei ist der Zylinder des Stellmotors 6 im Fundament 7 ausgespart, und der Kolben des Stellmotors 6 wird durch den unteren Teil des Lagerschuhs 3 gebildet.
Die Lagertasche 4 des Lagerschuhs ist durch Stege 8 in vier in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende, voneinander getrennte Teilräume 4' bis 44 unterteilt. Von diesen Teilräumen sind in der Zeichnung die beiden Teilräume 41 und 43 zu sehen.
Der Druckraum des Stellmotors 6 ist durch eine Leitung 10 mit einer Druckmittelquelle konstanten Drucks verbunden.
Jeder Teilraum 41 bis 44 der Lagertasche des Lagerschuhs 3 ist durch einen eigenen mit einer Drosselstelle versehenen Kanal 11 mit dem Druckraum des Stellmotors verbunden.
Ein Verbindungsstück 12 verbindet den Lagerschuh 3 mit dem Fundament 7 formschlüssig und im Normalbetrieb der Stützvorrichtung unverschieblich. Dabei ist das Verbindungsstück 12 nach Fig. 1 einerseits fest in den Lagerschuh 3, andererseits fest in das Fundament 7 eingeschraubt.
Das Verbindungsstück 12 ist im wesentlichen in gleicher Achse mit den vom Druckmittel ausgeübten Kräften angeordnet. Der Lagerschuh 3 ist im Stellmotor 6 gegenüber dem Fundament 7 neigbar gelagert, und das Verbindungsstück 12 ist biegeweich ausgebildet, d. h. es besitzt zwischen den Gewindestücken einen dünnen biegeweichen Stab.
Die Stützvorrichtung nach Fig. 1 arbeitet folgendermassen.
Im Druckraum des Stellmotors 6 hat das Druckmittel einen höheren Druck als in der Lagertasche des Lagerschuhs 3, da es beim Durchfliessen der Kanäle 11 gedrosselt wird.
Die Grössen der Druckflächen sind so aufeinander abgestimmt, dass das Produkt aus dem Druck in der Lagertasche und der wirksamen Stützfläche des Lagerschuhs 3 gleich gross ist, wie das Produkt aus dem Druck des Stellmotors 6 und der wirksamen Druckfläche des Stellmotors 6. Im Normalbetrieb schwebt also der Lagerschuh 3 in einer Gleichgewichtslage zwischen dem Fundament 7 und dem zu stützenden Teil 1.
Wenn sich der zu stützende Teil 1 vom Lagerschuh 3 wegbewegt, wird der Lagerschuh 3 vom Verbindungsstück 12 (unter Zugbeanspruchung des Verbindungsstücks 12) in seiner gegebenen Lage zurückgehalten, so dass sich der Spalt zwischen dem Lagerschuh 3 und dem zu stützenden Teil 1 vergrössert, wodurch die Stützkraft kleiner wird. Infolge des Kleinerwerdens der Stützkraft wird sich der zu stützende Teil 1 wieder dem Lagerschuh 3 nähern. Wird der zu stützende Teil 1 gegen den Lagerschuh 3 hin gedrückt, wird das Verbindungsstück 12 (unter Druckbeanspruchung des Verbindungsstücks 12) den Lagerschuh 3 in seiner gegebenen Stellung halten, und der Spalt zwischen dem Lagerschuh 3 und dem zu stützenden Teil 1 wird kleiner. Damit steigt der Druck in der Lagertasche 4 des Lagerschuhs 3, so dass der zu stützende Teil 1 wieder in seine vorgegebene Stellung gedrückt wird.
Die in Fig. 2 dargestellte hydrostatische Stützvorrichtung für einen zu stützenden bewegbaren Teil 1 mit einer Gleitfläche 2, zur Lagerung eines hydraulischen Maschinensatzes, weist einen Lagerschuh 3 mit einer hydrostatischen Lagertasche 4 auf, die an der der Gleitfläche 2 zugewandten Stützfläche 5 des Lagerschuhs 3 vorgesehen ist. Weiter weist die Stützvorrichtung einen hydraulischen Stellmotor 6 auf, der zwischen dem Lagerschuh 3 und dem Fundament 7 angeordnet ist. Die Lagertasche 4 des Lagerschuhs ist durch Stege 8 in vier in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende, voneinander getrennte Teilräume 4t bis 44 unterteilt. Von diesen Teilräumen sind in der Zeichnung die beiden Teilräume 41 und 43 zu sehen.
Jeder der Teilräume 41 bis 44 ist durch eine eigene, mit einer Drosselstelle 9 versehene Zuleitung 10 mit einer nicht gezeigten Druckmittelquelle verbunden, und jeder Teilraum 41 bis 44 ist durch einen eigenen mit einer Drosselstelle versehenen Kanal 11 mit dem Druckraum des Stellmotors 6 verbunden.
Die Lagertasche 4 ist also direkt mit der Druckmittelquelle verbunden, während der Druckraum des Stellmotors 6 über die Kanäle 11 Druckmittel aus den Teilräumen der Lagertasche 4 erhält.
Die Grösse der Stützfläche 5 des Lagerschuhs 3 und die Grösse der Druckfläche des Stellmotors 6 sind so aufeinander abgestimmt, dass im Normalbetrieb der Stützvorrichtung die vom Druckmittel im Stellmotor 6 ausgeübte Kraft und die vom Druckmittel zwischen der Stützfläche 5 und der Gleitfläche 2 ausgeübte Kraft um einen vorgegebenen Betrag voneinander abweichen. Zur Aufnahme dieses Kraftbetrags ist ein Verbindungsstück 12 vorgesehen, das den Lagerschuh 3 mit dem Fundament 7 formschlüssig und im Normalbetrieb der Stützvorrichtung unverschieblich verbindet. Dieses Verbindungsstück 12 ist als Zugstück ausgebildet.
Die in Fig. 2 gezeigte Stützvorrichtung arbeitet folgendermassen. Das in die Teilräume der Lagertasche 4 mittels der Zuleitungen 10 eingeführte Druckmittel fliesst über einen zwischen dem zu stützenden Teil 1 und dem Lagerschuh 3 aufrechterhaltenen, am Umfang des Lagerschuhs 3 befindlichen Spalt 13 ab, wobei in der Lagertasche 4 und im Druckraum des Stellmotors 6 unter der Wirkung der Kanäle 11 ein gleichhoher Druck herrscht.
Die unter Berücksichtigung des Druckabfalls im Randspalt
13 ermittelte wirksame Stützfläche 5 des Lagerschuhs 3 ist kleiner als die Druckfläche des Stellmotors 6, so dass die Kraft, welche den Lagerschuh 3 (in der Zeichnung) nach oben drückt, grösser ist als die Kraft, die den Lagerschuh 3 nach unten drückt. Die Differenz der beiden Kräfte, d. h. der den Lagerschuh 3 nach oben drückende Kraftbetrag wird durch das Verbindungsstück 12 aufgenommen. Dieses besteht aus einem Zugstab, der in den Lagerschuh 3 eingeschraubt ist und an seinem anderen Ende eine Mutter trägt, die auf einem
Anschlag 14 des Fundaments 7 aufliegt. Das Verbindungsstück
12 hält den Lagerschuh 3 formschlüssig und unverschieblich auf einer vorgegebenen Höhe.
Das Verbindungsstück 12 ist in gleicher Achse mit den vom Druckmittel ausgeübten Kräften angeordnet, damit der Lagerschuh 3 neigbar gegenüber dem Fundament 7 ausgebildet werden kann. Die Abdichtung des Stellmotors 6, d. h. die Lagerung des Lagerschuhs 3 im Fundament 7 erlaubt ein Neigen des Lagerschuhs gegenüber dem Fundament. Weiter ist das Verbindungsstück 12 biegeweich ausgebildet; statt dessen könnte das Verbindungsstück 12 mit dem Lagerschuh und/ oder dem Fundament 7 beispielsweise durch ein kardanisches Gelenk verbunden sein, so dass der Lagerschuh 3 gegenüber dem Fundament 7 neigbar ist.
Das als Zugstück ausgebildete Verbindungsstück 12 ist in der zur Zugrichtung entgegengesetzten Richtung relativ zum Fundament 7 freibeweglich. Die durch die Mutter des Verbindungsstücks 12 und den Anschlag 14 gebildete einseitige Auflage könnte auch zwischen Verbindungsstück 12 und Lagerschuh 3 vorgesehen werden.
Der Lagerschuh 3 und das Fundament 7 weisen je eine Auflagefläche 15 bzw. 16 auf. Diese Auflageflächen 15 und 16 sind einander zugewandt und haben im Normalbetrieb der Stützvorrichtung einen vorgegebenen Abstand voneinander.
Bei Ausfall der Druckmittellieferung, d. h. nach Entlastung des Verbindungsstücks 12 aber dienen die Auflageflächen 15, 16 zur Lagerung des Lagerschuhs 3 auf dem Fundament 7.
Die damit gegebene Notlagerung kann durch eine Schmiervorrichtung 17 verbessert werden, mit welcher unter Druck stehendes Schmiermittel in Taschen 18 der Auflagefläche 16 gepresst werden kann. Ausserdem liegen die Auflageflächen 15 und 16 innerhalb des Druckraumes des Stellmotors 6, so dass sie durch das dort befindliche, jedoch nicht mehr unter Druck stehende Druckmittel geschmiert werden. Während der Notlagerung dreht sich der Lagerschuh 3 mit dem zu stützenden Teil 1 und die Zuleitungen 10 brechen an einer mit 101 bezeichneten Notbruchstelle.
Für die Notlagerung können aber auch ausserhalb des Druckraums des Stellmotors 6 befindliche Auflageflächen verwendet werden. Beispielsweise kann der Lagerschuh 3 mit einem ausserhalb des Druckraums des Stellmotors liegenden Kranz versehen werden, der an seiner Unterseite eine der Auflagefläche 15 entsprechende Auflagefläche aufweist. Mit dieser Auflagefläche kann eine der Auflagefläche 16 entsprechende, mit dem Fundament verbundene Auflagefläche zusammenarbeiten. Vorteilhafterweise wird die mit dem Fundament verbundene Auflagefläche durch neigbare Lagerschuhe gebildet, und die beiden Auflageflächen befinden sich in einer die Stützvorrichtung umgebenden ringförmigen mit Schmiermittel gefüllten Wanne (Mitchellager). Dabei kann für die Notlagerung Schmieröl als Druckmittel verwendet werden, und das Druckmittel für die Stützvorrichtung Wasser sein.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Stützvorrichtung ist ein Verbindungsstück 12' als Druckstück ausgebildet. Dieses Druckstück ist der eine der beiden Teile einer Schneidenlagerung, d. h. es besitzt eine abgerundete kegelige Schneide 19. Der andere der beiden Teile der Schneidenlagerung wird durch eine in einem Lagerschuh 3' angeordnete Pfanne 20 gebildet.
Der Abrundungsradius der Pfanne 20 ist grösser als der Abrundungsradius der Schneide 19, so dass der Lagerschuh 3' durch Abwälzen ohne Reibung gegenüber dem Fundament 7 neigbar ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Kuppe der Schneide 19 in gleicher Ebene mit der Dichtungsstelle zwischen Lagerschuh 3' und Fundament 7 liegt.
Die Druckmittelzufuhr erfolgt beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 durch eine einzige Leitung 10' direkt in den Druckraum des Stellmotors 6'. Jeder Teilraum 41 bis 44 der Lagertasche des Lagerschuhs 3' ist durch einen eigenen mit einer Drosselstelle versehenen Kanal 11' mit dem Druckraum des Stellmotors 6' verbunden.
Die Stützvorrichtung nach Fig. 3 arbeitet folgendermassen.
Im Druckraum des Stellmotors 6' hat das Druckmittel einen höheren Druck als in der Lagertasche des Lagerschuhs 3', da es beim Durchfliessen der Kanäle 11' gedrosselt wird. Die Grössen der Druckflächen sind so aufeinander abgestimmt, dass das Produkt aus dem Druck in der Lagertasche und der wirksamen Stützfläche des Lagerschuhs 3' grösser ist als das Produkt aus dem Druck im Stellmotor 6' und der wirksamen Druckfläche des Stellmotors 6'. Die vom Druckmittel im Stellmotor 6 ausgeübte Kraft und die vom Druckmittel zwischen der Stützfläche 5 und der Gleitfläche 2 ausgeübten Kraft weichen um einen vorgegebenen Bruchteil der Stützkraft voneinander ab. Dieser Kraft-Bruchteil wird vom Druckstück 12' aufgenommen.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 3 ist die Stützfläche des Lagerschuhs 3 bzw. 3' jeweils kreisförmig, und der zu stützende bewegbare Teil 1 ist ein Rotor. Die Gleitfläche 2 ist am Stirnende des Rotors angeordnet, und die Stützvorrichtung und der Rotor liegen im wesentlichen in gleicher Achse.
Auf diese Weise ergibt sich ein Axiallager mit äusserst kleiner Reibung.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Radiallagerung ist um die Welle eines zu stützenden Teils 1' ein Kranz von Stützvorrichtungen angeordnet, die im wesentlichen der in Fig. 2 dargestellten Stützvorrichtung entsprechen. Dabei weist das Fundemant 7 für jede einzelne Stützvorrichtung eine Fundamentschale 7' auf. In der Zeichnung sind zwei der Stützvorrichtungen zu sehen.
Die Gleitfläche 2 des zu stützenden Teils 1' bewegt sich beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 quer zu den Stützvorrichtungen. Zum genauen Einstellen der Höhe der einzelnen Stützvorrichtungen ist die wirksame Länge des Verbindungsstücks 12 veränderbar. Dazu wird die auf dem Anschlag 14 des Fundaments aufliegende Mutter des Zugstückes 12 gedreht.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Veränderung der Höhenlage des Lagerschuhs 3' durch Drehen des im Fundament 7 eingeschraubten Druckstücks 12' möglich.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 dient eine erfindungsgemässe Stützvorrichtung 21, von der mehrere kranzförmig angeordnet sind, als Gegenlager zu einem Hauptlager 22. Das Zugstück 12 des Gegenlagers 21 hält während des Tragens des Hauptlagers 22 den Lagerschuh 3 des Gegenlagers in einem vorgegebenen Abstand s von der Gleitfläche 2 des zu stützenden Teil 1. Weiter ist eine Steuervorrichtung 23 vorgesehen, die für den Fall der Annäherung der Gleitfläche 2 an den Lagerschuh 3 die Stützvorrichtung 21 mit Druckmittel beaufschlagt, bei dem vorgegebenen Abstand des Lagerschuhs 3 von der Gleitfläche 2 aber die Druckmittelzufuhr durch Schliessen eines Ventils 24 in der Zuleitung 10 zu den Gegenlagern 21 unterbricht.
Als Steuergrösse für die Steuervorrichtung 23 kann der Abstand zwischen der Gleitfläche 2 und dem Lagerschuh 3 des Gegenlagers 21 bzw. die Lageänderung des zu stützenden Teils 1 dienen, wie in der Zeichnung angedeutet ist.
Es kann aber auch der Druck des Hauptlagers 22 als Steuergrösse dienen, welcher Druck beim Entfernen des zu stützenden Teils von dem Hauptlager 22 absinkt.
Bei dem Gegenlager 21, dessen Stützvorrichtung im wesentlichen der in Fig. 2 gezeigten Stützvorrichtung entspricht, ist der Vorteil des als Zugstück ausgebildeten Verbindungsstücks 12 besonders gut ersichtlich.
The invention relates to a hydrostatic support device for a movable part to be supported and having a sliding surface, in particular for mounting a hydraulic machine set, with a bearing shoe and a hydrostatic bearing pocket on the supporting surface of the bearing shoe facing the sliding surface, and with a hydraulic servomotor between the bearing shoe and the Foundation, whereby the bearing pocket of the bearing shoe and / or the pressure chamber of the servomotor can be connected to a pressure medium source.
Such a support device is known from CH-PS 541 088 and CH-PS 560 334. In the supporting device shown there, the bearing shoe follows all movements of the part to be supported while keeping the supporting force constant. The position of the part to be supported thus determines the position of the bearing shoe here. Where the part to be supported must have a constant, predetermined distance from the foundation, the floating support achieved by the known hydrostatic support device is not suitable.
From DT-OS 2432467 a hydrostatic support device is known in which a spring is installed between the bearing shoe and the foundation. This spring has the effect that the supporting force of the supporting device increases when the bearing shoe approaches the foundation and vice versa. This support device is also not suitable for maintaining the exact height of a part to be supported if, in addition to the weight, other forces acting in the support direction occur.
The invention is based on the object of further developing the known hydrostatic support devices in such a way that a correct, predetermined position of the part to be supported is maintained.
In the case of the hydrostatic support device described at the outset, this object is achieved according to the invention in that a connecting piece is provided which connects the bearing shoe to the foundation in a form-fitting manner and immovably in normal operation of the support device.
An advantageous embodiment is that the size of the support surface of the bearing shoe and the size of the pressure surface are coordinated so that during normal operation of the support device the force exerted by the pressure medium in the servomotor and the force exerted by the pressure medium between the support surface and the sliding surface are the same. The connecting piece that positively connects the bearing shoe to the foundation is then unloaded during normal operation, but is subjected to tensile stress when the part to be supported, which has the sliding surface, wants to move away from the bearing shoe, and the connecting piece is subjected to pressure when the part to be supported has the sliding surface Part wants to move against the bearing shoe.
Another advantageous embodiment is that the size of the support surface of the bearing shoe and the size of the pressure surface of the servomotor are matched to each other so that during normal operation of the support device the force exerted by the pressure medium in the servomotor is greater than the force exerted by the pressure medium between the support surface and the sliding surface , and that the connecting piece is designed as an intermediate piece which absorbs this force difference.
Another advantageous embodiment is that the size of the support surface of the bearing shoe and the size of the pressure surface of the servomotor are coordinated so that during normal operation of the support device the force exerted by the pressure medium in the servomotor is smaller than the force exerted by the pressure medium between the support surface and the sliding surface , and that the connecting piece is designed as a pressure piece that absorbs this force difference.
It is very advantageous if the connecting piece is arranged essentially in the same axis with the forces exerted by the pressure medium.
It is also advantageous if the bearing shoe is mounted in the servomotor so that it can be tilted with respect to the foundation, and the connecting piece is flexible or is connected to the bearing shoe and / or the foundation such that it can be tilted.
In the event that the connecting piece is designed as a pulling piece, it is advantageous if the pulling piece is freely movable in the direction opposite to the pulling direction relative to the bearing shoe and / or relative to the foundation. Advantageously, the bearing shoe and the foundation each have a bearing surface, which bearing surfaces face one another and are at a predetermined distance from one another during normal operation of the support device, but serve to rest the bearing shoe on the foundation after the tension piece is relieved.
In the drawing, on the basis of which the invention is described in more detail, embodiments of the subject matter of the invention are shown in simplified form. Show it:
1 shows a vertical axial section through a support device,
2 to 4 each show a vertical axial section through three further exemplary embodiments and
5 shows an axial section through a double-acting axial bearing.
The hydrostatic support device shown in Fig. 1 for a movable part 1 to be supported with a sliding surface 2, for mounting a hydraulic machine set, has a bearing shoe 3 with a hydrostatic bearing pocket 4, which is provided on the supporting surface 5 of the bearing shoe 3 facing the sliding surface 2 is. The support device also has a hydraulic servomotor 6 which is arranged between the bearing shoe 3 and the foundation 7. The cylinder of the servomotor 6 is recessed in the foundation 7, and the piston of the servomotor 6 is formed by the lower part of the bearing shoe 3.
The bearing pocket 4 of the bearing shoe is subdivided by webs 8 into four separate subspaces 4 'to 44 that follow one another in the circumferential direction. Of these subspaces, the two subspaces 41 and 43 can be seen in the drawing.
The pressure chamber of the servomotor 6 is connected by a line 10 to a pressure medium source of constant pressure.
Each subchamber 41 to 44 of the bearing pocket of the bearing shoe 3 is connected to the pressure chamber of the servomotor by its own channel 11 provided with a throttle point.
A connecting piece 12 connects the bearing shoe 3 to the foundation 7 in a form-fitting manner and immovable during normal operation of the support device. The connecting piece 12 according to FIG. 1 is screwed firmly into the bearing shoe 3 on the one hand and firmly into the foundation 7 on the other hand.
The connecting piece 12 is arranged essentially in the same axis with the forces exerted by the pressure medium. The bearing shoe 3 is mounted in the servomotor 6 so as to be inclined relative to the foundation 7, and the connecting piece 12 is designed to be flexible, i.e. H. it has a thin, flexible rod between the threaded pieces.
The support device according to FIG. 1 operates as follows.
In the pressure chamber of the servomotor 6, the pressure medium has a higher pressure than in the bearing pocket of the bearing shoe 3, since it is throttled when it flows through the channels 11.
The sizes of the pressure areas are coordinated so that the product of the pressure in the bearing pocket and the effective support surface of the bearing shoe 3 is the same size as the product of the pressure of the servomotor 6 and the effective pressure area of the servomotor 6. In normal operation, therefore, it floats the bearing shoe 3 in a position of equilibrium between the foundation 7 and the part 1 to be supported.
When the part 1 to be supported moves away from the bearing shoe 3, the bearing shoe 3 is held back by the connecting piece 12 (under tensile stress on the connecting piece 12) in its given position, so that the gap between the bearing shoe 3 and the part 1 to be supported increases, whereby the supporting force becomes smaller. As the supporting force becomes smaller, the part 1 to be supported will again approach the bearing shoe 3. If the part 1 to be supported is pressed against the bearing shoe 3, the connecting piece 12 (under compressive stress on the connecting piece 12) will hold the bearing shoe 3 in its given position, and the gap between the bearing shoe 3 and the part 1 to be supported becomes smaller. This increases the pressure in the bearing pocket 4 of the bearing shoe 3, so that the part 1 to be supported is pressed back into its predetermined position.
The hydrostatic support device shown in Fig. 2 for a movable part 1 to be supported with a sliding surface 2 for mounting a hydraulic machine set has a bearing shoe 3 with a hydrostatic bearing pocket 4 which is provided on the supporting surface 5 of the bearing shoe 3 facing the sliding surface 2 is. The support device also has a hydraulic servomotor 6 which is arranged between the bearing shoe 3 and the foundation 7. The bearing pocket 4 of the bearing shoe is subdivided by webs 8 into four separate subspaces 4t to 44 which follow one another in the circumferential direction. Of these subspaces, the two subspaces 41 and 43 can be seen in the drawing.
Each of the subspaces 41 to 44 is connected to a pressure medium source (not shown) by its own supply line 10 provided with a throttle point 9, and each subchamber 41 to 44 is connected to the pressure chamber of the servomotor 6 through its own channel 11 provided with a throttle point.
The storage pocket 4 is thus directly connected to the pressure medium source, while the pressure chamber of the servomotor 6 receives pressure medium from the subspaces of the storage pocket 4 via the channels 11.
The size of the support surface 5 of the bearing shoe 3 and the size of the pressure surface of the servomotor 6 are coordinated so that in normal operation of the support device the force exerted by the pressure medium in the servomotor 6 and the force exerted by the pressure medium between the support surface 5 and the sliding surface 2 by one given amount differ from each other. To absorb this amount of force, a connecting piece 12 is provided, which connects the bearing shoe 3 to the foundation 7 in a form-fitting manner and immovably during normal operation of the support device. This connecting piece 12 is designed as a pulling piece.
The support device shown in Fig. 2 operates as follows. The pressure medium introduced into the sub-spaces of the bearing pocket 4 by means of the supply lines 10 flows through a gap 13 maintained between the part 1 to be supported and the bearing shoe 3 and located on the circumference of the bearing shoe 3, with the positioning motor 6 in the bearing pocket 4 and in the pressure chamber below the effect of the channels 11 is an equally high pressure.
Taking into account the pressure drop in the edge gap
13 determined effective support surface 5 of the bearing shoe 3 is smaller than the pressure surface of the servomotor 6, so that the force that pushes the bearing shoe 3 (in the drawing) upwards is greater than the force that pushes the bearing shoe 3 downwards. The difference between the two forces, i.e. H. the amount of force pushing the bearing shoe 3 upward is absorbed by the connecting piece 12. This consists of a pull rod that is screwed into the bearing shoe 3 and at its other end carries a nut that is on a
Stop 14 of the foundation 7 rests. The connector
12 holds the bearing shoe 3 positively and immovably at a predetermined height.
The connecting piece 12 is arranged in the same axis with the forces exerted by the pressure medium, so that the bearing shoe 3 can be designed to be inclined with respect to the foundation 7. The sealing of the servomotor 6, d. H. the storage of the bearing shoe 3 in the foundation 7 allows the bearing shoe to be inclined relative to the foundation. Furthermore, the connecting piece 12 is designed to be flexible; Instead, the connecting piece 12 could be connected to the bearing shoe and / or the foundation 7, for example by a cardanic joint, so that the bearing shoe 3 can be inclined with respect to the foundation 7.
The connecting piece 12, designed as a pulling piece, is freely movable relative to the foundation 7 in the direction opposite to the pulling direction. The one-sided support formed by the nut of the connecting piece 12 and the stop 14 could also be provided between the connecting piece 12 and the bearing shoe 3.
The bearing shoe 3 and the foundation 7 each have a bearing surface 15 and 16, respectively. These bearing surfaces 15 and 16 face one another and have a predetermined distance from one another during normal operation of the support device.
If the supply of pressure medium fails, i. H. However, after the connection piece 12 has been relieved, the bearing surfaces 15, 16 serve to support the bearing shoe 3 on the foundation 7.
The resulting emergency storage can be improved by a lubricating device 17 with which pressurized lubricant can be pressed into pockets 18 of the support surface 16. In addition, the bearing surfaces 15 and 16 lie within the pressure chamber of the servomotor 6, so that they are lubricated by the pressure medium located there, but no longer under pressure. During the emergency storage, the bearing shoe 3 rotates with the part 1 to be supported and the supply lines 10 break at an emergency break point designated by 101.
For emergency storage, however, contact surfaces located outside the pressure chamber of the servomotor 6 can also be used. For example, the bearing shoe 3 can be provided with a ring located outside the pressure chamber of the servomotor, which has a bearing surface corresponding to the bearing surface 15 on its underside. A support surface that corresponds to the support surface 16 and is connected to the foundation can cooperate with this support surface. The bearing surface connected to the foundation is advantageously formed by inclinable bearing shoes, and the two bearing surfaces are located in an annular tub (Mitchell bearing) that surrounds the support device and is filled with lubricant. In this case, lubricating oil can be used as a pressure medium for the emergency storage, and the pressure medium for the support device can be water.
In the support device shown in FIG. 3, a connecting piece 12 'is designed as a pressure piece. This pressure piece is one of the two parts of a cutting edge bearing, i.e. H. it has a rounded, conical cutting edge 19. The other of the two parts of the cutting edge support is formed by a socket 20 arranged in a bearing shoe 3 '.
The radius of curvature of the socket 20 is greater than the radius of curvature of the cutting edge 19, so that the bearing shoe 3 'can be inclined relative to the foundation 7 by rolling without friction. It is advantageous if the tip of the cutting edge 19 lies in the same plane as the sealing point between the bearing shoe 3 ′ and the foundation 7.
In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the pressure medium is supplied through a single line 10 'directly into the pressure chamber of the servomotor 6'. Each sub-space 41 to 44 of the bearing pocket of the bearing shoe 3 'is connected to the pressure space of the servomotor 6' by its own channel 11 'provided with a throttle point.
The support device according to FIG. 3 operates as follows.
In the pressure chamber of the servomotor 6 'the pressure medium has a higher pressure than in the bearing pocket of the bearing shoe 3', since it is throttled when it flows through the channels 11 '. The sizes of the pressure surfaces are coordinated so that the product of the pressure in the bearing pocket and the effective support surface of the bearing shoe 3 'is greater than the product of the pressure in the servomotor 6' and the effective pressure surface of the servomotor 6 '. The force exerted by the pressure medium in the servomotor 6 and the force exerted by the pressure medium between the support surface 5 and the sliding surface 2 deviate from one another by a predetermined fraction of the support force. This force fraction is absorbed by the pressure piece 12 '.
In the embodiments according to FIGS. 1 to 3, the support surface of the bearing shoe 3 or 3 'is in each case circular, and the movable part 1 to be supported is a rotor. The sliding surface 2 is arranged at the front end of the rotor, and the support device and the rotor are essentially in the same axis.
This results in a thrust bearing with extremely low friction.
In the radial bearing shown in FIG. 4, a ring of support devices is arranged around the shaft of a part 1 'to be supported, which support device essentially corresponds to the support device shown in FIG. The foundation shell 7 'has a foundation shell 7' for each individual support device. Two of the supporting devices can be seen in the drawing.
The sliding surface 2 of the part 1 'to be supported moves in the exemplary embodiment according to FIG. 4 transversely to the support devices. The effective length of the connecting piece 12 can be changed for precise adjustment of the height of the individual support devices. For this purpose, the nut of the tension piece 12 resting on the stop 14 of the foundation is rotated.
In the embodiment according to FIG. 3, it is possible to change the height of the bearing shoe 3 'by turning the pressure piece 12' screwed into the foundation 7.
In the embodiment according to FIG. 5, a support device 21 according to the invention, several of which are arranged in a ring, serves as a counter bearing to a main bearing 22. The tension piece 12 of the counter bearing 21 holds the bearing shoe 3 of the counter bearing at a predetermined distance s of while the main bearing 22 is being carried of the sliding surface 2 of the part 1 to be supported. A control device 23 is also provided, which applies pressure medium to the supporting device 21 in the event of the sliding surface 2 approaching the bearing shoe 3, but the pressure medium supply at the predetermined distance of the bearing shoe 3 from the sliding surface 2 interrupted by closing a valve 24 in the supply line 10 to the counter bearings 21.
The distance between the sliding surface 2 and the bearing shoe 3 of the counter-bearing 21 or the change in position of the part 1 to be supported can serve as a control variable for the control device 23, as indicated in the drawing.
However, the pressure of the main bearing 22 can also serve as a control variable, which pressure drops when the part to be supported is removed from the main bearing 22.
In the case of the counter-bearing 21, the supporting device of which essentially corresponds to the supporting device shown in FIG. 2, the advantage of the connecting piece 12 designed as a tension piece is particularly evident.