DE1575464A1

DE1575464A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines hydrostatischen Lagers

Info

Publication number: DE1575464A1
Application number: DE19661575464
Authority: DE
Inventors: Muehlhaeuser Dipl-Ing Otto
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1966-06-24
Filing date: 1966-06-24
Publication date: 1970-01-22

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines hydrostatischen Lagers. Das I-Iaupbpatent betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines hydrostatischen Lagers, dessen Lagerspalt von einer Förderpumpe über eine Vorschaltdrossel nach Anspruch 3 des Patentes ........... (G 45 900 XII/47b) mit einstellbarem Drosselwert ein strömendes Betriebsmittel zugefÜhrt wird, wobei der Druck des Bet"riebsmittels am Zulauf zur Drosselstelle in einem vorgegebenen Verhältnis zu dem in Abhängigkeit von der Lagerbelastung sich ändernden Druck im Lagerspalt gehalten wird. Mit diesem Verfahren läßt sich die Lagerspaltweite sehr gut -konstant halten, solange örtlich unterschiedlich wirksame Einflüsse wie z.B. Deformationen oder Xnderungen der Zähigkeit des Betriebsmittels ihrer Art und Größe nach hinreichend bekannt sind und durch entsprechend konstruktive Maßnahmen berücksichtigt werden können. Dies ist jedoch nicht Immer möglich.
Nlan hat deshalb schon versucht,den Einfluß der Zähigkeitsänderung des Betriebsmittels auf die Lagerspaltweite mit Hilfe einer Regeleinrichtung.zu e-limleren, die die Betriebsmittelzufuhr in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen festem und beweglichem Teil ändert.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, das eingangs erwähnte Verfahren zum Betrieb eines hydrostatischen Lagers so zu verbessern, daß die Lagerspaltweite auch bei Deformationen des Lagers, z * B. infolge örtlich unterschiedlicher Erwärmungen und bei partiellen Zähigkeitzänderungen des Betriebsmittels konstant bleibt.
Die Lösung dieser-Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der Zwiechendruck im Lagerspalt zwischen zwei definierten, aneinander angrenzenden Meßstrecken mit dem Zwischendruck zwischen zwei den Meßstrecken parallel geschalteten Soll-Meßstrecken verglichen wird, und daß die Differenz der beiden Zwischendrücke laufend auf einen konstanten Wert, vorzugsweise auf Null, abgeglichen wird.
Einzelheiten der Erfindung weyden beispielsweise anhand der Zeichnung erläutert: Die Figur 1 zeigt ein Axiallager z.B. mit einer um die Symmetrieachse drehbaren Lagerscheibe,-- Figur 2 den Druckverlauf über der Spaltlänge bzw. zwei parallel geschalteten BrUckendrosseln, Figur 3 ein Lager, dessen Lagerteile beispielsweise parallel zu- einander verschleblich sind.
In den Lagerspalt-1 zwischen'dem festen Lagerteil 2 und dem bewegliehen-Lagerteil 3 wird mittels einer Förderpumpe 4.über eine verstellbare Vorschaltdrossel 5 ein Betriebsmittel gedrUckt, dessen Druck-integral über der Lagerfläche der Lagerbelastung P das Gleichgewicht hält. An die Zufuhrleitungen 6 und 7 sind je eine Zweig-.leitung 8 und 9 angeschlossen, die zu einem Regler 10 führen, der die Drücke des Betriebsmittels vor und hinter der Vorschaltdrossel 5 in einem konstanten Verhältnis hält. Die von dem Regler 10 aus der Leitung 8 abgezweigte Betriebsmittelmenge wird über die Rückflußleitungen 11,12 wieder dem Sammelbehälter 13 zugeführt.
An die Leitung 7 ist eine weitere Zweigleitung 14 mit zwei Brückendrosseln 15,16 angeschlossen. Der Drosselwert der Soll-Meßstrecke m der BrUckendrossel 15 entspricht dem Drosselwert der Meßstrecke m der Drosselwert der Soll-Meßstrecke m ) der Brückendrossel 16 2 dem Drosselwert der Meßstrecke m 2 zwischen der-Zufuhrstelle 17 bzw. der Abflußstelle 12 und der Anschlußstelle 18 für die Leitung 19 bei unbewegtem Lagerteil 3. An die Leitung 14 ist zwischen den beiden Drossel n 15 und 16 eine Leitung 20 angeschlossen. Der Druck P d in der Leitung 20 wirkt auf die eine Seite, der Druck F s in der Leitung 19 auf die gegenüberliegende Seite des in der Vorschaltdrössel 5 verschieblichen Kolbens 21.
Fällt der Druck P s in der Leitung 19 z.B. infolge einer Erniedrigung der Zähigkeit entlang der Meßstrecken m 112 gegenüber dem -Druck P d in der Leitung 20 ab,.so vers.chiebt sich der Kolben 5 bei der gezeichneten Stellung nach rechts und verk-Urzt die wirksame Drosselstrecke 1. Die Verschiebung 41 der Drosselstrecke ist dabei dieser Zähigkeitsänderung direkt proportional. Dies bedeutet Jedoch, daß die Lagerspaltweite konstant bleibt, da die Zähigkeitsänderung durch eine entsprechende Änderung der zugefUhrten Betriebsmittelmenge ausgeglichen wird. Zum Ausgleich etwaiger Unsymmetrien in der Druckverteilung im Lagerspalt gegenüber der bei einem ruhenden Lager mit parallelem Spalt sind im festen Lagerteil 2 Rillen 22 vorgesehen, die Punkte gleichen Drucks im Lagerspalt miteinander verbinden. Insbesondere durchlaufen solche Rillen die Endpunkte der Meßstrecken. In Figur 2 sind drei Druckverlaufskurven A, B und C aufgetragen. A ist die "Soll"-I#urve bei einer vorgegebenen Belartung P sowohl Über den Meßstrecken m 1 und m 2 als auch Uber den beiden parallel geschalteten, mit demselben Eingangsdruck beaufschlagten Brückendrosseln 15,16 mit den Soll-Meßstrecken m und m ) und dem Soll-2 zwischendruck P#, der durch entsprechende Einstellung der Drosseld werte der Soll-MeDstrecken dem Druck P s bei ruhendem Lager entspricht. Durch eine Zähigkeitserniedrigung im LagerspaltwUrde z.B. der Druck Uber den Soll-Meßstrecke n m m 3 der Brückendrosseln etwa nach der 2 Kurve B, der Druck über den Meßstrecken m 1 und m 2 etwa nach der Kurve C verlaufen, wobei die Fläche unter der Kurve C der Fläche unter der Kurve A entspricht. Wird nun die Druckdifferenz der ZwischendrUcke Ap = P D - P s durch Verstellen der Vorschaltdrossel auf 0 abgeglichen, so fallen die beiden Kurven B und C wieder mit der "Soll"-Kurve A zusammen. In Figur 3 Ist ebenfalls eine hydrauli-sche Brilckenschaltung dargestellt, bei der zwischen den äußeren Abgriffen 23,24 der Leitungen 25 und 26 eine Stufe 27 oder Schräge Im Lagerspalt 1 vorgesehen Ist. Die Höhe der Stufe bzw. Schräge soll dabei etwa in der Größenordnung liegen wie die kleinste örtliche Spaltweite. Die gUnstigsten Verhältnisse liegen vor, wenn diese bis vierfache der kleinsten Spaltweite beträgt Der--Abstand der beiden Abgriffe 2 _3, 24 wird durch die Mündung der Leitung 28 in zwei Meßstrecken m und 3 m aufgete ilt. Die Drosselwerte m und m ) der Drosseln 29 und 4 3 4 3üentsprechen wie in Fig. 1 den Ruhedrosselwerten der Meßstrecken M-3 und m 4 . Die Leitung 28 und die Leitung _31 sind an die verstellbare Drossel 5 angeschlossen.-Sowie die Brücke durch eine Differenz der DrUcke in den Leitungen 28 und 31 aus dem Gleichgewicht gebracht wird, ändert sich der Drosselwert der Drossel 5 und damit die dem Lagerspalt 1 zugeführte Betriebsmittelmenge, bis die Brucke wieder einen neuen Gleichgewichtszustand erreicht hat.
Die, beiden Abgriffe 23, 24 können verhältnismäßig eng beieinander liegen, so daß z.B. örtliche Deformationen der Spaltweite sich nicht aiswirken können.
Zur Justierung der Lageräpaltweite ist es vorteilhaft, einstellbare BrUckendrosseln züi verwenden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. So können die Zwischendrücke z.B. auch einem getrennt angeordneten Regler aufgegeben werden, der beim Auftreten einer Druckdifferenz die Betriebsmittelzufuhr-so lange verändert, bis diese Differenz wieder.abgeglichen ist

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Betrieb eines hydrostatischen Lagers, dessen Lagerspalt von einer Förderpumpe über eine Vorschaltdrossel nach Anspruch 3 des Patents ........ (G 45 900 XII/47 b) mit einstellbarem Drosselwert ein strömendes Betriebsmlttel zugefUhrt wird, wobei der Druck des Betriebsmittels am Zulauf zur Drosselstelle in einem vorgegebenen Verhältnis zu dem in Abhängigkeit von der Lagerbelastung sich ändernden Druck im Lagerspalt gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischendruck (P s ) im Lager'spalt (1) zwischen zwei definierten, aneinander angrenzenden Meßstrecken (ml und m 2 ) mit dem Zwischendruck (P d ) zwischen zwei den Meßstrecken (m 1 und m 2 ) parallel geschalteten Soll-Meßstrecken (m i bzw. m ) verglichen wird, und daß eine Differenz der beiden Zwischendrücke (P s p d) laufend auf einen konstanten Wert.. vorzugsweise-auf Null, abgeglichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet"daß die

3. Verfahren.nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.. daß die Zwischendrileke einem Regler aufgegeben werden, der nach Maßgabe ,deren Differenz den Drosselwert-der Vorschaltdrossei (5) steuert. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselwerte der Sollmeßstrecke-n (M bzw. m» so eingestellt (p) 2 werden,.-daß ihr Zwischendruck d ) dem Zwischendruck (P S) zwischen den zugeor dneten Meßstrecken (M 1 bzw. m 2 ) bei ruhendem Lager entspricht. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Vorschaltdrossel (5) mit einem zweiseitig von den ZwischendrUcken beaufschlagbaren Steuerschieber (21), durch dessen Verschiebung aufgrund einer Änderung der Differenz der ZwischendrUcke die wirksame Drossellänge (1) der Vorschaltdrossel (5),verändert wird. 6. Vorrichtung-nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Meßstrecken (m 1 und m 2 ) der Lagerspaltlänge zwischen Zufluß- und Abflußstelle (12 bzw. 17) des Betriebsmittels entspricht. 7, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerspalt (1) Im Bereich der Meßstrecken (m 3-9 m4) mindestens eine Stufe (27) oder Schräge aufweist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Stufe (27) bzw..Schräge etwa in der Größenordnung der kleinsten Spaltweite liegt, vorzugsweise jedoch das ein- bis vierfache dieser beträgt. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Punkte gleichen Drucks Im Lagerspalt (1) bei ruhendem Lager mit parallelem lagerspalt durch Strömungskanäle geringen WIderstands In festen Lagertell-(2) miteinander verbunden sind. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle In Form von Rillen (22) In die Spaltbegrenzungsflächen eingearbeitet sind.